隧道洞口滑坡地段防護工程施工技術(shù)

王 錄

(中鐵電氣化局集團西安鐵路建設(shè)有限公司，陜西咸陽 712000)

1 工程概況

新建成都至蘭州新建鐵路川主寺1號隧道位于川主寺—黃勝關(guān)區(qū)間。該隧道全長5 196 m。設(shè)計為雙線隧道，地處川主寺以西，屬青藏高原的邊緣地帶，地面高程2 991 m～3 455 m，最大相對高差464 m，分別由進洞和出洞口對向開挖，該隧道存在多種不良地質(zhì)，東北溝1號滑坡、東北溝2號滑坡、東北溝3號滑坡、東北溝4號滑坡、川主寺2號推測斷層、層間錯動帶、坡崩積層巖堆等，其中該隧道出口65 m明洞(明暗分界D1K262+635)，洞口(D1K262+700)及相接的路基位于東北溝4號滑坡及坡崩積層巖堆段內(nèi)。

東北溝4號滑坡發(fā)育于線路D1K262+670～D1K262+815段，滑坡體呈長舌狀東西向展布，后緣高程3 181 m，剪出高程3 067 m，高差114 m，滑體軸向長約250 m，寬約185 m，滑體厚5 m～15 m，滑坡體體積約6.9×105m3，屬中型古滑坡。以粉質(zhì)黏土、碎石土為主，石質(zhì)為砂巖、板巖組成。下部滑床為三疊系上統(tǒng)侏倭組板巖，砂巖滑帶推測為土巖接觸帶附近。推測該滑坡發(fā)生于更新統(tǒng)后期，從滑體表部看，沒有滑動的跡象，線路從滑坡前緣半挖半填通過，施工時，容易降低滑坡穩(wěn)定性或引起斜坡失穩(wěn)，對線路工程影響較大，需進行加固處理。

坡崩積層巖堆位于D1K262+570～D1K262+670段內(nèi)，該堆積層呈四方形，物質(zhì)堆積松散，成分主要為碎石土，巖性為板巖，塊徑60 mm～150 mm，個別可達200 mm;堆積層長100 m，寬90 m，厚5 m～15 m。線路從崩積層前緣半挖半填通過，由于崩積層雨季時地下水豐富，坡面有地下水滲出，路基開挖后容易引起斜坡失穩(wěn)，產(chǎn)生工程滑坡。

為確保該洞門施工安全，保證此段滑坡體穩(wěn)定，主要采用設(shè)置錨固樁，土釘墻，錨索框架梁及錨桿框架梁等方式進行防護。

2 主要施工流程

該滑坡體及堆積層施工順序為:巖堆及滑坡監(jiān)測→排水設(shè)施→錨固樁(錨索樁)施工→錨索框架梁施工→土釘墻施工。

3 巖堆及滑坡檢測

3.1 地表大地變形監(jiān)測點的布設(shè)及測量

1)布設(shè)。根據(jù)現(xiàn)場實際布設(shè)21個水平位移，垂直位移監(jiān)測點，編號JC1～JC21，埋設(shè)時按照現(xiàn)場實際情況適當(dāng)調(diào)整。

2)觀測點水平位移、垂直位移測量。按極坐標(biāo)的觀測法進行，即:使用全站儀在一穩(wěn)定的地方設(shè)置一基站，在另一穩(wěn)定地方設(shè)置后視點，對滑坡體已設(shè)置的監(jiān)測點進行水平角、垂直角和距離測量，通過計算確定觀測點的坐標(biāo)及高程。

3.2 抗滑樁應(yīng)變監(jiān)測

1)監(jiān)測儀器的設(shè)置及檢測原理。在該滑坡體及堆積層設(shè)置抗滑樁，并在3號、8號、13號、18號、23號、30號、36號共7根抗滑樁內(nèi)埋設(shè)振玄式鋼筋應(yīng)力感應(yīng)器，埋設(shè)時用φ50 PVC管將儀器導(dǎo)線引出樁頂，觀測時使用振玄頻率讀數(shù)儀測定鋼筋計的頻率變化，通過計算求出抗滑樁主要受力鋼筋的應(yīng)力變化情況。樁測試元件布置圖見圖1。

應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測的基本原理是，當(dāng)被測載荷作用在鋼筋計上，將引起彈性變形并傳遞給振玄，轉(zhuǎn)變成振玄應(yīng)力的變化，從而改變振玄的振動頻率。頻率信號經(jīng)電纜傳輸至振玄式讀數(shù)儀上，即可讀出頻率值，從而計算出作用在鋼筋計的載荷及變化。土壓力埋設(shè)細部構(gòu)造圖見圖2。

2)安裝步驟和技術(shù)要求。a.應(yīng)安裝在檢測設(shè)計選定的典型抗滑樁主軸鋼筋上。b.在計算的最大彎矩斷面上下層對稱安裝。c.用麻布仔細包裹好傳感器，以免受損。d.妥善將信號線引出地表，并做保護筒加以保護。

4 錨固樁(錨索樁)施工

線路右側(cè)250 m范圍內(nèi)，設(shè)錨固樁43根。樁間距為6 m;樁截面3 m×2.5 m，3.5 m×3 m;樁長 19.5 m ～31 m。其中12 號 ～16號為錨索樁。

4.1 錨固樁施工

由于該地段地質(zhì)條件差，采用人工挖孔樁，實際挖孔深度達到40 m，故該段施工中對護壁的要求高，采用C30鋼筋混凝土護壁。挖孔采用跳槽開挖，成孔一個，澆筑一個，確保滑坡穩(wěn)定。

4.2 錨索樁施工

錨索樁混凝土施工與錨固樁施工基本相同，只是在澆灌樁身混凝土至距樁頭2 m處預(yù)留錨索孔位，要求預(yù)留錨索孔位置準(zhǔn)確，孔位誤差不得超過±5 cm。錨索采用一孔8束φ15.2 mm高強度低松弛全噴涂環(huán)氧樹脂型的無粘結(jié)鋼絞線制作。

5 錨桿框架梁施工

5.1 錨桿施工

1)錨桿采用φ32 HRB400鋼筋，矩形布置，節(jié)點間距3 m，錨桿長度12 m，錨桿與水平面的夾角為20°～30°。2)錨桿施工前應(yīng)選擇相同的地層進行抗拉拔試驗，試驗孔數(shù)不少于3孔，以驗證錨固段的設(shè)計指標(biāo)，確定施工工藝及參數(shù)。3)錨桿孔位按設(shè)計要求準(zhǔn)確放置于坡面上，孔位偏差±50 mm，錨孔深度不小于設(shè)計長度，也不宜大于設(shè)計長度的500 mm，錨桿體長度允許偏差－30 mm～100 mm，錨桿的鉆孔斜度(傾角)允許誤差±1°。錨桿結(jié)構(gòu)見圖3。4)邊仰坡開挖應(yīng)按照“自上而下”順序分層進行，每級邊仰坡開挖后對地質(zhì)情況進行核對，根據(jù)不同地質(zhì)條件確定框架梁嵌入深度。并及時施工坡面防護和排水設(shè)施，再開挖下一級邊坡，邊仰坡平臺截水溝引入相鄰排水設(shè)施。

5.2 鋼筋加工

1)支架鋼筋焊接于錨桿上，焊縫長度5 cm，焊接牢固可靠，支架鋼筋采用HRB335 Φ6制作。

2)鋼筋接長宜采用焊接，當(dāng)分段施工時預(yù)留鋼筋，連接面按施縫處理。

3)錨頭應(yīng)埋入框架梁中，錨頭鋼筋與框架梁鋼筋焊接相連，與框架梁同時澆筑。沿線路方向每隔4個～5個框架(4個～5個D間距)在框架中部設(shè)伸縮縫一道，縫寬20 mm，縫內(nèi)填塞瀝青麻筋。

5.3 注漿

1)注漿材料選用水灰比1∶1的水泥漿，有侵蝕性時添加抗侵蝕性添加劑，注漿漿液應(yīng)攪拌均勻，隨攪隨用，注漿壓力不小于0.2 MPa。2)注漿管應(yīng)具有足夠的內(nèi)徑，能使?jié){體壓至鉆孔的底部，注漿管應(yīng)能承受1.0 MPa壓力。3)錨桿孔灌注漿后，至少養(yǎng)護7 d，養(yǎng)護期間嚴禁敲擊、搖動錨桿或在桿體上懸掛物體，待錨桿孔內(nèi)砂漿強度達到設(shè)計砂漿強度的80%后，進行框架梁和封頭施工。

6 土釘墻施工

1)周邊放樣及邊坡開挖:施工前先對施工段進行準(zhǔn)確放樣，并采用機械配合人工的方式對邊坡進行開挖修整，在開挖時可分段進行，確保土釘墻及時完成，保證施工安全。2)土釘定位成孔:按照設(shè)計對邊坡準(zhǔn)確定位并采用機械鉆孔，要求干鉆，鉆孔流程與錨索樁鉆孔相同。3)注漿:按照配合比配制水泥漿，對鉆孔進行注漿，注漿過程與錨索樁注漿相同。4)鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片:按照圖紙要求綁扎鋼筋網(wǎng)片，要求網(wǎng)片順直。每安裝完一個網(wǎng)片筋應(yīng)預(yù)留與下一工作面網(wǎng)筋搭接長度。采用連接鋼筋將網(wǎng)片與錨桿連接牢固。5)噴射混凝土:噴射混凝土采用干噴。噴射時要求順序應(yīng)自下而上進行，噴頭與受噴面應(yīng)保持垂直，噴頭與作業(yè)面間距宜為0.6 m～1.0 m。若噴射時一次達不到設(shè)計厚度，可分兩次完成。6)混凝土養(yǎng)護:噴射混凝土終凝2 h后，應(yīng)噴水養(yǎng)護，每天養(yǎng)護次數(shù)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧鉁卮_定。

7 結(jié)語

通過該隧道洞口的滑坡治理施工，為地質(zhì)條件差，特別是經(jīng)受過地震影響，地質(zhì)情況產(chǎn)生了很大的變化的隧道洞口施工提供了施工經(jīng)驗，由于地質(zhì)狀況差，因此在施工過程中要根據(jù)現(xiàn)場實際情況采用多種防護方式結(jié)合的方式進行，并加強現(xiàn)場監(jiān)控量測，確保施工安全，也為我國以后建設(shè)項目在經(jīng)過地震影響區(qū)施工的滑坡治理提供實踐經(jīng)驗。

[1]曾擒龍，林慶偉，劉志斌.高速公路軟巖高陡滑坡破壞特征分析與治理[J].山西建筑，2011，37(5):142-143.