巖土錨固技術(shù)在處理隧道塌方施工中的運用

摘要：本文通過西周嶺隧道塌方處理方案的總結(jié)，提出以注漿固結(jié)松散體，以管棚穿越塌方腔體，配以臺階開挖的施工方法，具有安全、快速特點，是適用性較廣的塌方處理方法。

關(guān)鍵詞：注漿固結(jié)；管棚穿越法；隧道塌方；施工方法

中圖分類號：045文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 工程概況

西周嶺隧道是云景高速公路上的一座特長隧道，全長7400米，隧道穿越9條地質(zhì)斷層帶。其中一標(biāo)段右洞YK2+475處在2010年2月24日早晨5時30左右穿越破碎帶時發(fā)生坍塌，塌方體主要為全風(fēng)化的呈砂質(zhì)狀態(tài)的花崗巖。塌方體沿隧道埋深長約15米，高約12米，空腔高約9米。經(jīng)參建各方召集的專家組討論，確定采用注漿固結(jié)圍巖管棚輔助技術(shù)取得了成功。之后，該隧道左洞ZK2+762于2010年6月14日早晨7時左右，在掌子面拱頂右側(cè)發(fā)生坍塌，在不到一個小時的時間內(nèi)塌方體基本將掌子面封閉。塌腔高度大約在6米以上，塌方長度約6~8米，寬度約15~20米。使用同樣的方法進(jìn)行處理也獲得了成功。現(xiàn)對該方案進(jìn)行進(jìn)一步總結(jié)形成本工法。

2施工操作步驟

2.1 應(yīng)急段施工（YK2+466~YK2+475）

1)為確保作業(yè)人員安全及避免因塌腔向洞口方向擴展后，必須首行對應(yīng)急段進(jìn)行處理。方案中確定塌方段采用Φ108mm管棚，為了避免YK2+472~YK2+475段系統(tǒng)小導(dǎo)管與管棚發(fā)生沖突，本段系統(tǒng)小導(dǎo)管等管棚管節(jié)安裝完成后再安排施工。

2)封閉及注漿摘要：本文通過西周嶺隧道塌方處理方案的總結(jié)，提出以注漿固結(jié)松散體，以管棚穿越塌方腔體，配以臺階開挖的施工方法，具有安全、快速特點，是適用性較廣的塌方處理方法。

關(guān)鍵詞：注漿固結(jié)；管棚穿越法；隧道塌方；施工方法

中圖分類號：045文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A固結(jié)塌方松散渣體（YK2+460~YK2+475）。

2.2加固YK2+466~YK2+472段初期支護(hù)

2.2.1工字鋼加工與安裝

1）加工前對已完成初支段斷面進(jìn)行測量，確定工字鋼架的加工參數(shù)，盡量使加工的工字鋼架安裝后盡可能貼緊巖面，達(dá)到鎖口加固的效果。YK1+466~YK1+468段3榀導(dǎo)向墻內(nèi)拱架半徑相應(yīng)縮小57cm。

2）工字鋼安裝采用人工配合機械作業(yè)，工字鋼縱向間距為1m。安裝時先下部后上部，并及時將工字鋼架與系統(tǒng)錨桿或系統(tǒng)小導(dǎo)管尾部焊接牢固，確保工字鋼架的穩(wěn)定。

3）YK2+469~YK2+471段3榀工字鋼直接落在封閉的渣體上，且必須人工修平；YK2+466~YK2+468段導(dǎo)向拱架底腳放置在反填的工作平臺上，該平臺高度為起拱線下1m，便于導(dǎo)向管的安裝和管棚的施作。

2.2.2系統(tǒng)錨桿（小導(dǎo)管）施工

鉆孔采用風(fēng)動氣腿式鑿巖機，鉆孔直徑大于中空錨桿（小導(dǎo)管）2cm，保證安裝順利。鉆孔時要嚴(yán)格按放樣的孔位布鉆，誤差不大于5cm，孔深大于設(shè)計錨桿長度的95%。

鉆孔完成錨桿（導(dǎo)管）注漿前采用高壓風(fēng)吹出孔內(nèi)淤雜物，及時安裝錨桿。安裝完成后進(jìn)行注漿作業(yè)，漿液采用1：1純水泥漿液，注漿壓力控制在0.5～1.5MPa。

2.2.3塌方及過渡段施工（YK2+475～YK2+495）

1)反壓回填施工平臺：根據(jù)確定的處理方案，塌方處理掘進(jìn)轉(zhuǎn)換施工工法，采用臺階法施工方法。施工平臺采用洞外拉運洞碴在塌方區(qū)反壓回填，形成長10m，高5m的施工平臺，反填正面坡度為1：1.5。

2)探測塌腔范圍：因塌方渣體已全部封閉掌子面，塌腔范圍的準(zhǔn)確度將直接關(guān)系到采取何種支護(hù)參數(shù)（如管棚的長度）的關(guān)鍵。

3)管棚施工（YK2+469～YK2+488）：管棚起始樁號為YK2+466，管棚施作長度為20m。

導(dǎo)向拱架施工圖如下：

等導(dǎo)向墻混凝土強度達(dá)到設(shè)計強度的70%以上時，可進(jìn)行管棚鉆孔作業(yè)，鉆孔采用專及管棚鉆機。鉆孔時為避免穿孔先進(jìn)行偶數(shù)孔的鉆孔作業(yè)。

鋼管接頭同一斷面的接頭數(shù)應(yīng)不超過50％，相鄰鋼管的接頭至少錯開１米。鋼管上按設(shè)計要求打注漿孔。鋼管的徑向定位誤差不大于２0cm。

管口注漿直至漿液由通氣孔冒出為止，注漿采用先灌注\"雙\"號孔，待1～2天固結(jié)后，再灌注\"單\"號孔；注漿時，其水灰比控制在1：1，注漿初壓力為0.5～1.0Mpa，終壓力為2.0～2.5MPa。嚴(yán)格控制注漿壓力和注漿量。注漿順序根據(jù)降水漏斗原理，從拱部開始從上而下壓注，先壓注無水孔，后壓注有水孔。如遇串漿或跑漿，可間隔一孔或幾孔灌壓。

4)超前小導(dǎo)管施工

小導(dǎo)管注漿前先噴混凝土封閉掌子面以防滲漏，對強行打入的鋼管進(jìn)行沖清管內(nèi)積物，然后再注漿，注漿順序由下而上。采用壓漿機對超前小導(dǎo)管進(jìn)行注漿，注漿液采用水泥漿，水灰比為1:1，注漿壓力初壓0.5MPa，終壓1.0MPa。

注漿前對掌子面及兩側(cè)碴體噴射厚度為10cm的砼封閉作為止?jié){層。待止?jié){層有一定強度時方可注漿，防止?jié){液從各巖面裂隙中反滲。

5)加固鎖口段（K2+472～K2+475）初期支護(hù)

在已施工完成的K2+472～K2+475段補打剩余部分徑向φ42*3.5mm小導(dǎo)管，加強鎖口段支護(hù)。小導(dǎo)管環(huán)向間距1.0m，縱向間距1.0m；小導(dǎo)管尾部與鋼架焊接在一起。本段施工方法與施工工藝與其它段小導(dǎo)管相同。

6)塌方區(qū)域與過渡段初支施工（K2+475~K2+495）

1塌方區(qū)控測及監(jiān)控量測

可采用水平鉆機分別在拱頂及兩側(cè)拱腰位置探測3個孔。塌方區(qū)域施工采用大管棚支護(hù)下的臺階法施工方案，對塌方前后結(jié)構(gòu)做相應(yīng)調(diào)整，并加強監(jiān)控量測。

2開挖環(huán)向?qū)Э樱赫谱用嫠缮Ⅲw注漿完成且達(dá)到設(shè)計強度的80%后進(jìn)行開挖，采用人工配合風(fēng)搞開挖工字鋼架安裝范圍的環(huán)形導(dǎo)坑，開挖時必須預(yù)留核心土。在開挖導(dǎo)坑時盡可能不擾動掌子面注漿的松散體，局面大石塊可采用弱爆破的方式解小或用挖掘機配合開挖。

3系統(tǒng)小導(dǎo)管施工：系統(tǒng)小導(dǎo)管采用Ф42*3.5mm無縫鋼管加工，導(dǎo)管長5.0m，縱向間距0.5m，環(huán)向間距0.5m，呈梅花型布置，小導(dǎo)管與隧道軸線呈60°前傾角布置。小導(dǎo)管施工方法與施工工藝同上述導(dǎo)管施工。

4網(wǎng)片安裝：采用E6定型鋼筋網(wǎng)片，網(wǎng)格尺寸15×15cm，網(wǎng)片間搭接寬度不小于15cm，搭接處用扎絲綁扎牢固。

5噴射混凝土：采用C20噴射混凝土，噴層厚度28cm，噴射時采取先邊墻后拱部的方式進(jìn)行，嚴(yán)格控制配合比，確保噴射混凝土的施工質(zhì)量。完成上述工序后轉(zhuǎn)入一道工序施工。

6在上述工序施工時要根據(jù)探測的范圍預(yù)埋足夠長的泵送管，以便泵送混凝土和輕型材料；并在塌腔內(nèi)預(yù)埋2-4根Ф42*3.5mm鋼管，將塌腔內(nèi)的裂隙水通過鋼管與隧道內(nèi)排水系統(tǒng)連通，排出洞外。

7二次襯砌

為了確保施工安全，塌方段處理完成后應(yīng)及時安排施作本段二次襯砌，二次襯砌應(yīng)分段施工，尤其是塌方應(yīng)急處理段宜采用即拆即襯砌。

3效益分析

在處理結(jié)束后，進(jìn)行了成本核算，共節(jié)約成本50萬元左右，其中：提前工期1個月，人工費、管理費20萬元；臨時加固支護(hù)回收成本10萬元；回填輕質(zhì)材料與回填砼相比，節(jié)約成本近20萬元。

本次處理成功后，同項目的右洞又發(fā)生了塌方，也按本工法順利地處理成功，使得工程順利進(jìn)展。同時，經(jīng)過推廣，在麗水地區(qū)的青田49省道過境公路、慶元54 省道一標(biāo)等工程也進(jìn)行了應(yīng)用，均獲得了成功。對今后的隧道塌方處理施工有很好的借鑒作用。

參考文獻(xiàn)

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