魯家崗隧道穿越古滑坡體洞身裂縫變形防治技術(shù)

（云南省昭通市交通建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督局，云南昭通657000）

一、工程概況

（一）設(shè)計情況

魯家崗隧道共分為上、下行分離的單向雙洞短隧道，其中洞跨、洞高分別為10.25m、5.0m，截面尺寸采用半圓拱形，內(nèi)輪廓拱部圓弧半徑550cm，內(nèi)輪廓凈空寬度11.00m、凈空高度7.10m。左右線里程樁號位于k30+150～k30+880之間，左線與右線隧道長分別為663m、648m，二者最大埋深分別為84.90m、80.27m；隧道左右洞進(jìn)口段間距約23.65m，中間段間距約21.59m，出口段間距約15.84m，左右洞高差約3.7m～4m。

（二）地質(zhì)構(gòu)造

隧道區(qū)南北向構(gòu)造屬川西滇經(jīng)向構(gòu)造體系的一部分，由南北或近南北向的斷層及褶皺組成。主要以壓性為主，受東西向壓應(yīng)力作用而成，主要由褶皺組成，有平行的壓扭性斷裂伴生。根據(jù)調(diào)查，邊坡區(qū)為單斜構(gòu)造，下伏基巖為泥質(zhì)砂巖、砂巖、泥巖，巖層產(chǎn)狀310°∠25°～307°∠28°，主要發(fā)育兩組節(jié)理，其產(chǎn)狀分別為J1：113°∠38°、J2：64°∠89°。隧道附近主要構(gòu)造為銅車壩背斜和F1、F2斷層，斷層位置超出隧道范圍，因此隧道場區(qū)容易受構(gòu)造作用形成南北向和北東向溝谷或沖溝。據(jù)考證，隧道穿越區(qū)域?qū)俅竺娣e古滑坡體。

二、隧道裂縫變形情況

（一）左洞洞身裂縫變形情況

1.洞門墻與明洞（zk30+150～zk30+172）段，淺埋偏壓，洞身向右扭轉(zhuǎn)擠壓，內(nèi)輪廓左側(cè)侵占限界，二襯左側(cè)拱腰多條不規(guī)則縱向裂縫，裂縫交錯成網(wǎng)狀，裂縫寬度約1mm～20mm左右。2.zk30+172～zk30+215段，偏壓，洞身也向右扭轉(zhuǎn)擠壓，內(nèi)輪廓左側(cè)侵占限界，較進(jìn)口段變形小，二襯左側(cè)拱腰不規(guī)則縱向裂縫，交錯成網(wǎng)狀外，右側(cè)拱腳出現(xiàn)多條環(huán)向不規(guī)則裂縫，裂縫環(huán)向間距5cm～40cm。

（二）右洞洞身裂縫變形情況

1.洞門及進(jìn)洞段（k30+232～k30+311），淺埋和偏壓，兩側(cè)拱腳不均勻沉降，洞身整體向右扭轉(zhuǎn)擠壓，內(nèi)輪廓左側(cè)侵占限界。二襯左側(cè)拱腰和右側(cè)拱腳多條不規(guī)則縱向裂縫，裂縫交錯成網(wǎng)狀，裂縫寬度約0.4mm～1.6mm左右。2.k30+311～k30+410段洞身變形較小。3.k30+410～k30+479段，兩側(cè)拱腳不均勻沉降，洞身向左扭轉(zhuǎn)變形，二襯左側(cè)拱腰多條縱向裂縫為主，右側(cè)間斷性分布環(huán)向裂縫，裂縫寬度約0.6mm～1.1mm左右。4.k30+280、k30+340、k30+365、k30+450共4處為45°橫向貫通裂縫，二襯以剪切裂縫、錯臺為主；仰拱開裂，由于拱腳下沉，使得仰拱填充與拱腳在排水溝處開裂，裂開1cm～5cm不等。

三、隧道裂縫變形處治設(shè)計

（一）隧道洞身二襯開裂治理設(shè)計

1.洞內(nèi)仰拱地基加固方案。k30+656～yk30+700，k30+710～k30+795拱底不均勻沉降，導(dǎo)致襯砌出現(xiàn)環(huán)向裂縫。治理方案：采用9m長φ108×6mm和φ42×4mm注漿導(dǎo)管對拱腳和拱底進(jìn)行加固，二襯裂縫采用環(huán)氧樹脂封閉、修復(fù)。2.明洞段二襯加固處理方案。（1）左洞zk30+150～zk30+172段采用半明半暗進(jìn)洞，二襯出現(xiàn)龜裂，偏壓墻存在裂縫。治理方案：在原偏壓墻外側(cè)增加1m寬擋墻，對暗挖段圍巖進(jìn)行加固，拆除襯砌重新施做。（2）右洞k30+232～k30+237段為明挖施工段，明洞襯砌出現(xiàn)龜裂。治理方案：拆除明洞，重新施做。3.暗洞段二襯加固處理方案。左洞zk30+172～zk30+279段，右洞k30+237～k30+479、k30+700～k30+710段二次襯砌出現(xiàn)龜裂。治理方案：采用φ108×6mm和φ42×4mm注漿導(dǎo)管分別對拱腳和圍巖進(jìn)行加固，拆除二次襯砌重新施做。

（二）邊坡問題治理設(shè)計

1.左洞左側(cè)支擋防護(hù)。（1）對左洞左側(cè)已施工抗滑增設(shè)錨索，每根抗滑樁增加一排兩列錨索（距離樁頂1m處設(shè)置），每根錨索5束鋼絞線，錨索必須入巖體，且錨固端長度≥15m；（2）由于已施工抗滑樁為埋入式，施做錨索需開挖，開挖2m，在樁之間布設(shè)M7.5漿砌片石樁間墻，墻高2.5m；（3）沿已施工抗滑樁，往大樁號繼續(xù)增設(shè)錨索抗滑樁至zk30+302處，為200cm×300cm矩形抗滑樁，樁中心間距6m，抗滑樁外露原地面2m；每根抗滑樁布設(shè)一排兩列錨索（距離樁頂1m處設(shè)置），每根錨索5束鋼絞線，錨索必須入巖體，且錨固端長度≥15m。2.右洞右側(cè)反壓護(hù)坡。（1）結(jié)合布置的避險車道，針對隧道洞口產(chǎn)生偏壓的情況，對k30+232～k30+338段右側(cè)邊坡采用反壓護(hù)坡的方案，在填方坡腳處設(shè)置樁板墻。1#～6#、13#～14#抗滑樁樁體為200cm×300cm矩形抗滑樁，7#～12#抗滑樁樁體為180cm×240cm矩形抗滑樁，樁中心間距5m。（2）反壓填方區(qū)，應(yīng)先清表50cm，再開挖臺階，臺階高度為1m，并設(shè)置向內(nèi)的5%的橫坡，之后從底部往上分層碾壓，壓實(shí)度≥94%。（3）邊坡填筑完成后即植草灌防護(hù)，減少雨水下滲，且防止邊坡被雨水沖刷。（4）避險車道碎落臺寬度調(diào)整為1m，含蓋板邊溝。3.邊坡排水方案。（1）為了減少邊坡坡面水滲入坡體及反壓土體，魯家崗進(jìn)口段左洞左側(cè)設(shè)置3道截水溝。（2）第1道截水溝位于出現(xiàn)裂縫的上方，截水溝尺寸為100cm×100cm梯形截水溝，截水溝下方設(shè)置80cm×80cm梯形級配碎石盲溝。（3）第2道位于左洞左側(cè)抗滑樁外側(cè)，截水溝尺寸為60cm×60cm矩形截水溝。（4）第3道位于填方的外側(cè)，防止坡面水匯入填方區(qū)，截水溝尺寸為60cm×60cm矩形截水溝。（5）在目前棄土場已堆填的外側(cè)，與自然山體形成的凹坑內(nèi)設(shè)置200cm×2000cm的片石盲溝，用于排出山體的滲水。

四、隧道洞身處治工程

隧道洞身處治工程施工順序圖，如圖1所示。

（一）隧道洞身變形處治方案總述

二襯拆除前，在原二襯內(nèi)側(cè)增加臨時支撐I18工字鋼，工字鋼縱向間距1.0m。對于拱底不均勻沉降段采用9m長φ108mm×6mm和φ42mm×4mm注漿導(dǎo)管對拱腳和拱底進(jìn)行加固。對于變形不大，未形成較大貫通裂縫、未超過規(guī)范允許范圍的襯砌裂縫采用環(huán)氧樹脂封閉、修復(fù)。

圖1 隧道洞身處治施工順序圖

（二）洞身支護(hù)拆換施工

1.拆除。洞內(nèi)支護(hù)拆換施工時應(yīng)由洞外往洞內(nèi)方向進(jìn)行（小樁號往大樁號），初支拆除每循環(huán)長度不大于1榀鋼架間距，二襯拆除每循環(huán)長度≤1.5m，初支和二襯拆除每組施工長度≤10m，左右洞施工段落應(yīng)前后錯開避免在同一斷面上，錯開距離≥20m，新施工襯砌端頭與未拆換段落之間留有2.0m間距做為施工操作空間并最大限度減少后期拆除對新施工襯砌混凝土的擾動。2.重新支護(hù)。（1）采用風(fēng)鎬對斷面進(jìn)行擴(kuò)挖、修整，擴(kuò)挖寬度不大于設(shè)計要求的鋼架間距；擴(kuò)挖完畢后采用噴射混凝土進(jìn)行初噴，初噴厚度2cm，通過初噴對圍巖形成一層保護(hù)層，避免滲水的沖刷和圍巖的風(fēng)化加劇。（2）支護(hù)鋼架應(yīng)根據(jù)前期的監(jiān)控量測數(shù)據(jù)來確定合理的預(yù)留量，并嚴(yán)格按照設(shè)計要求進(jìn)行加工，所有接頭應(yīng)采用高強(qiáng)螺栓連接牢固。（3）按照設(shè)計圖紙要求進(jìn)行錨桿、網(wǎng)片、噴混凝土作業(yè)。

（三）環(huán)氧樹脂修復(fù)二襯裂縫施工

1.對于裂紋細(xì)而淺的發(fā)絲裂縫可先清洗干凈裂紋表面。然后涂刷環(huán)氧樹脂漿液2遍～3遍，最后用調(diào)好的水泥漿液處理表面，使其顏色與周圍襯砌混凝土顏色一致。2.淺裂縫騎槽黏埋注漿嘴注，注入環(huán)氧樹脂修復(fù)，必要時（裂縫中有填充物，用灌漿法很難達(dá)到效果的裂縫）沿縫開“V”槽并用云石膠（云石膠中加入10%～20%環(huán)氧樹脂）作填充封縫處理。3.針對較深的裂縫，采用灌漿法處理。

五、結(jié)語

整體隧道變形處治施工應(yīng)遵循從外到內(nèi)的施工順序，其中洞內(nèi)工程按照先加固后拆換的順序施工，而洞外工程則按照先截水溝后回填反壓再施做錨索抗滑樁、樁板墻的順序施工，以此加強(qiáng)對隧道變形的處治力度，從而進(jìn)一步消除隧道施工安全風(fēng)險和運(yùn)行過程中存在的安全隱患。