滑坡斷裂帶隧道進洞施工工法創新研究

陳雄 姜海龍

摘 ?要：滑坡斷裂帶隧道進洞施工工法以保神高速馬橋隧道出口滑坡段為載體，采用深層土體位移監測技術，洞口地表局部注漿施工技術，洞口抗滑樁技術和長大管棚施工技術等創新工法，實現了安全快速進洞，為類似工程施工提供了借鑒經驗。

關鍵詞：馬橋隧道;滑波斷裂帶;施工工法;創新

中圖分類號：U455.4 ???文獻標識碼：A ???文章編號：2096-6903（2019）03-0000-00

1 概述

保康至神農架高速公路（簡稱“保神高速”）是湖北省“九縱五橫三環”高速公路網規劃和“鄂西生態文化旅游圈”建設的重要組成部分，是內聯外通的旅游快速通道。馬橋隧道為保神高速公路上的一座分離式隧道，是保神高速全線的控制性工程。該隧道左線總長 2162m，最大埋深約 262.36m;右線總長 2126m，最大埋深約 250.86m，隧道軸線呈弧形展布，建筑限界（寬×高）：10.5m×5m。

馬橋隧道圍巖等級以V級為主，穿越三個斷層影響帶，且隧道出口位于滑坡體內，安全風險評估等級為IV級，為湖北省交通廳備案在建隧道中風險等級最高的隧道。

2 滑坡斷裂帶特點

馬橋隧道出口圍巖為V級，圍巖級別較低，工程地質性質及圍巖自穩能力較差，拱部在無支護時易產生坍塌冒頂，因此施工困難而且在洞口施工過程中還存在偏壓等現象。

隧道出口滑坡斷裂帶沿線路走向縱長350m，橫寬約200m，高差約100m，坡腳山體約 15～30 度。淺層滑體厚 2.6～9.0m，屬于可塑狀粘性土。下部滑體厚約 4.6-12.3m，主要為稍密～中密狀角礫土，部分為全～強風化炭質頁巖，滑坡斷裂帶斷面圖如圖1所示，呈薄片狀，為極軟巖，泡水后極易軟化，在暴雨工況下，處于欠穩定狀態且坡體地下水較為豐富，滑坡體全貌如圖2所示，因此需進行預處理。

基于以上分析若選擇進洞方法不合理，極易在施工過程中造成坡體滑塌危及工程和施工安全。

3 滑坡斷裂帶施工工法的提出

國內外在進行隧道洞口施工中，普遍采用超前大管棚預支護技術，該技術可以很好地保證巖體穩定，防止圍巖松弛、坍塌，大大提高隧道進洞安全性。然而超前大管棚預支護技術在地質不良、土體穩定性差施工時，極易造成巖層土體擾動而發生失穩現象，因此當地質不良、地質穩定性差時，需配合輔助加固土體或巖層的技術措施。目前山區隧道洞口進洞大管棚技術施工大多采用地表注漿技術來加固土體穩定性不良地段。

但結合馬橋隧道出口進洞工程實際水文地質及施工周邊環境，采用地表注漿加固土體施工存在以下弊端：一是大面積注漿時，工期、成本增加;二是地表破壞性大，不利于環境保護;三是大面積地表注漿對土體、巖層擾動性大，施工過程中滑坡體易發生滑動。因此目前隧道進洞普遍采用的“地表注漿加固土體技術+超前大管棚預支護技術”的施工工法無法滿足要求。

根據實際情況，馬橋隧道在滑坡斷裂帶采取“長大管棚施工+局部?埋段地表注漿+ 洞口抗滑樁+深層土體位移監測技術”的施工工法，有效地保證了隧道進洞施工的安全性，及工程質量目標和進度目標，并取得了良好的經濟效益。

4 創新工法

根據馬橋隧道出口地質的特殊性，制定施工工法流程為：施工準備→深層土體位移監測點位布置及監測→截水溝施工→洞口抗滑樁施工→地面及邊仰坡表面注漿加固→長大管棚施工→暗洞開挖。

4.1 深層土體位移監測

在滑坡體設定位置埋設深孔測斜管作為監測孔，通過深孔測斜儀傳遞的數據對滑坡體不同點位不同深度水平位移情況進行監測，監控量測流程如圖3所示。監測點根據施工進度，進行科學合理布置，實時動態監控滑坡體的位移情況，并及時搜集數據、分析數據，及時反饋結論和建議，及時采取措施穩固土體。

通過這種監測，做到監測與施工同步進行，不影響工期;同時監測全面，杜絕安全監測不到位現象，降低安全風險，監控數據真實度高，從而實現對滑坡體土體位移情況的科學、實時、動態及全方位監控。

4.2 抗滑樁施工

針對隧道出口滑坡體極不穩定的現狀，在滑坡體推斷滑動界面防滑址處采用人工抗滑樁對整塊滑坡體進行支擋。抗滑樁為方形截面，面積為S=10.0m2，尺寸為2.5*4m，共6根，樁長30m，具體分布位置如圖4所示。施工采用“一樁兩機”方法，即在樁基平臺設置兩臺卷揚機，開挖和出渣分兩個工作面同時進行施工，在開挖過程中及時做護壁，確保樁孔安全。采用這種方法，施工速度快，安全有保證，技術要求低，可保證施工質量，成本可控。

采用人工抗滑樁支擋，無需對滑坡體整個區域進行地表注漿加固，土體施工改為洞口區域地表注漿加固，雖額外增加抗滑樁施工時間，但地表注漿加固土體施工時間大大減少，同時降低因地表注漿對原滑坡體的擾動，不僅安全有保障，而且有利于環境保護，成本也大大降低。

4.3 地表注漿

采用YC925S型潛孔鉆對隧道洞口施工區域的地表以及邊仰坡進行打孔，鉆孔直徑為50mm，間距為120cm×120cm，梅花型布置，鉆孔深度不小于6m。造孔完成后實施注漿加固，施工過程質量完全受控。

由于采用了抗滑樁對整塊滑坡體的支擋，地表注漿加固范圍由整個滑坡體區域調整為洞口區域，滑坡體大面積區域得以保持原貌，清表區域大大減小，對原滑坡體擾動降低。

4.4 長大管棚施工

長大管棚設計參數為：鋼管規格：φ108×6mm熱軋無縫鋼管，節長3m、6m;鋼管環向間距：40cm;仰角：1-3o;施工誤差：管棚前端不超過20cm，施工布置如圖5所示。

長大管棚采用YC925S型潛孔鉆鉆孔，在成孔過程中采用定位鋼套筒并輔以RD433HCTX-2RD433HCTX-2管線探測儀監測孔位是否偏斜，跟著打孔同步實時監控。

在進行長大管棚施工中，采用管線探測儀監測管棚偏差技術來保證管棚仰角在設計范圍內。當發現有偏差時，及時糾偏，及時作出調整。通過該工法，使長大管棚施工操作性強，施工速度快，安全性高，質量有保證。

4.5 暗洞開挖

暗洞施工嚴格按照“管超前、短開挖、強支護、快封閉、勤量測”的施工原則，根據隧道實際地質條件，采用分臺階、預留核心土的方式進行開挖，開挖中嚴控進尺。開挖完成后及時立拱架掛網初支，之后進行仰拱的開挖及混凝土澆筑，保證能快速封閉成環，如圖6所示。

暗洞開挖中，支護與開挖并進，在設計要求的范圍內及時封閉成環，及時施打仰拱，有效控制拱頂沉降。

5 效果分析

滑坡斷裂帶隧道進洞工法創新，取得如下成效：

在施工質量上，根據暗洞開挖監控量測數據顯示，拱頂累計位移未超過100mm且未出現連續三天的沉降速率大于5mm/d的情況;在施工安全上，未發生一起滑坡體局部滑塌事故，未發生一起整體位移事故;在施工工期上，通過對施工時間進行匯總，進度整體加快11.1%;在環境保護上，采用抗滑樁支擋滑坡體代替整個滑坡體區域地表注漿，施工區域大大縮小，環境破壞面積僅占整塊滑坡體面積的23.4%;在經濟效益上，滑坡斷裂帶隧道進洞方法，加快了施工工期同時減少了地表注漿的投入，大大降低了施工成本。

該創新方法適用于軟弱砂礫地層、軟巖、巖堆、破碎地帶層以及滑坡體區域，相對來講工序銜接要求高，質量標準要求嚴。

滑坡斷裂帶隧道進洞施工方法在馬橋隧道出口洞口施工中的成功應用，證明了該工法具有高效、快捷、安全、保質、環保等優點，受到了各級一致好評，也迎來了多次社會各界相關單位的觀摩學習，并且抗滑樁首件以及洞口首件工程被認定為示范工程，社會效益良好。

6 結語

滑坡斷裂帶隧道進洞施工工法的成功應用，成功實現了馬橋隧道提前貫通，成功為保神高速公路路基段、橋梁段等其它施工工作面提供高效的運輸通道，為整個工程生產建設交付使用奠定了基礎。也為滑坡斷裂帶隧道進洞施工積累了寶貴經驗，為類似工程提供了重要的施工依據，具有一定的借鑒意義。

收稿日期：2019-07-18

作者簡介：陳雄（1976—），男，福建平潭人，在職研究生，高級工程師，研究方向：建筑企業工程管理;姜海龍（1977—），男，黑龍江哈爾濱人，專科，助理工程師，研究方向：建筑企業工程管理。

Innovation of Tunnel Entry Construction Method in Landslide Fault Zone

CHEN Xiong，JIANG Hailong

（Zhujiang （Fujian） construction engineering co. LTD.， Fuzhou Fujian ?350004）

Abstract：In the Maqiao tunnel of Baoshen high-speed ， four innovative methods are adopts ： the deep soil displacement monitoring technology， the local grouting construction technology at the mouth of the tunnel surface， the anti-slide pile technology at the mouth of the tunnel and the long pipe shed construction technology . Through these innovative methods， realized the safe and fast access to the tunnel entry， which provides a reference for similar projects.

Keywords：Maqiao tunnel;Slip fault zone;Construction method;Innovation