山區隧道洞口嚴重偏壓且巖層陡傾順層處治方法*

田國偉，穆垚岐

(中交路橋華東工程有限公司，上海 201210)

由于隧道繞開不良地質，有線形需要與地形地貌限制可能導致洞口的偏壓，加之部分偏壓隧道存在巖層陡傾順層，開挖易引起巖石沿順層滑動，影響結構安全。因此，掌握大型松散崩坡積體地質處嚴重偏壓且巖層陡傾順層隧道進洞施工技術很必要。本文通過四川省九寨溝(甘川界)至綿陽公路路基土建工程兩河口2號隧道進洞施工實例，介紹主要施工技術及過程中根據現場情況進行的方案優化及調整。

1 工程概況

兩河口2號隧道為分離式長隧道，左線隧道長1 758.497m，右線隧道長1 729.318m。隧道主洞凈寬與凈高為10.25,5.0m，縱坡為單向坡，坡率最大為+4%、最小為+2.5%。隧道設計速度80km/h，全隧采用復合式襯砌。

兩河口2號隧道出口K29+575—K29+610，ZK29+655—ZK29+665為加強偏壓明洞段，采用Mdj型襯砌；K29+565—K29+575，ZK29+642.5—ZK29+655段隧道采用Ⅰ型半明半暗結構，為Ms襯砌類型；K29+555—K29+565，ZK29+625—ZK29+642.5段隧道采用Ⅱ型半明半暗結構，為Ms襯砌類型，其中半明半暗段暗洞結構與A5qj型襯砌結構一致。

2 工程地質

右線K29+200—K29+450段上方有一大型崩坡積體，據詳勘鉆探與物探成果顯示，該段隧道均位于穩定基巖中，但由于鉆探僅為“一孔之見”，物探存在多解性，因此并不排除隧道穿越崩坡積體的可能性。

3 邊、仰坡穩定性

圖1 基巖邊坡裂隙赤平投影

根據邊坡赤平投影可知：巖層面CZ傾向坡外，但傾角大于坡角，對斜坡穩定性影響不大，但巖層面CZ與L2組合交線均傾向坡外，組合交線傾角52°，小于坡角，形成楔形塊體，對邊坡整體穩定不利，在降雨、大風和融雪天氣，經常發生碎塊石崩落。洞口左側有一獨立孤峰，巖體節理裂隙發育，巖體極破碎，對工程有潛在威脅。此外，隧道軸線與地形等高線相交，對隧道有偏壓作用，開挖時邊坡土體易滑塌。

4 嚴重偏壓且巖層陡傾順層隧道處治措施

兩河口2號隧道進洞實施“零開挖”進洞理念，減少植被破壞，保護生態環境。進洞前，應完成邊仰坡防護、洞頂截排水設施及洞門，做到一洞一坡，減少植被破壞，保護生態環境。

兩河口2號隧道施工采用出洞口向進洞口單向掘進。右洞先掘進洞，左洞后掘進洞。洞口施工時應先開挖一個洞，另一個洞及兩洞間土體先不開挖；待先行洞洞門結構、明洞完成回填且暗洞襯砌施做到一定長度，再進行后行洞的開挖，后行洞掌子面應落后于先行洞二次襯砌35m以上。

針對隧道施工容易引起巖石沿順層滑動問題采用以下處治措施。

1)增加巖層結構面的抗滑力和黏聚力，采用單墩預應力錨索、壓力注漿錨桿和注漿小導管對坡面進行加固。

2)采用半明半暗形式進洞，減少洞口開挖。

3)增強襯砌支護結構強度，采用A5qj型襯砌結構，并在Ⅱ型半明半暗結構護拱中增加1層工字鋼。

4)利用隧道棄土對坡面進行反壓。

5)延長右線明洞，以實現對左洞半明半暗段的反壓，為防止明洞填方段的不均勻沉降，對地基進行了加固處理，并增加結構剛度，將明洞襯砌厚度增至70cm，沉降縫適當加密。

6)暗洞和Ⅱ型半明半暗段采用單側壁導坑法開挖，控制圍巖變形。

施工工藝流程：洞外截水溝→邊、仰坡刷坡并支護(自上而下逐級支護)→半明半暗施作→明洞施作→反壓回填。

5 關鍵施工技術

5.1 排水系統施工

進洞施工前，對施工現場進行仔細調查，包括現場地形地貌、自然環境、氣候氣象，對現場施工存在干擾的危石及時進行清理，提前進行截水溝施工，確保現場排水通暢，及時將坡面匯水引排至隧道施工范圍以外。截水溝距邊仰坡開挖≥5m，溝底根據山勢設置縱坡，但坡度應≥0.3%。

5.2 邊、仰坡開挖及防護施工

1)邊、仰坡開挖前清除可能滑塌的表土、灌木，邊坡和仰坡上的浮石、危石要清除或加固，施工期間實施不間斷監測和防護。

2)洞口邊、仰坡盡量采用機械開挖，如遇巖層較硬或遇較大孤石，則采用弱爆破，以減少對洞口圍巖的擾動。

3)兩河口2號隧道邊、仰坡自上而下開挖。下級臺階在上級臺階支護完畢后再行開挖，嚴禁大挖大刷。

4)兩河口2號隧道洞口永久邊仰坡采用注漿小導管、壓力注漿錨桿和單墩預應力錨索防護，如圖2所示。

圖2 邊坡防護橫斷面

5.3 明洞及偏壓擋墻地基加固施工

兩河口2號隧道進行洞口開挖前需進行地基承載力檢測，設計要求≥0.3MPa，部分地段應進行地表加固，地基注漿加固完成且強度達到設計要求后方可進行上部基礎施工。

1)加固范圍及形式 兩河口2號隧道出口左右線明洞及偏壓擋土墻基礎采用φ70注漿鋼管加固，加固范圍如下： ①左線加固起止樁號為ZK29+665—ZK29+655(明洞及偏壓擋土墻基礎)，ZK29+655—ZK29+625(偏壓擋土墻基礎)； ②右線加固起止樁號為K29+610—K29+575(明洞及偏壓擋土墻基礎)，K29+575—K29+545(偏壓擋土墻基礎)。φ70注漿小導管平面布置如圖4所示。

圖3 φ70注漿小導管示意

2)地表加固施工工藝流程 清理場地→布孔/鉆孔→安裝小導管(鋼管)→注漿。

5.4 偏壓擋土墻施工

兩河口2號隧道出口K29+610—K29+575，ZK29+665—ZK29+655為加強偏壓明洞地段，明洞及偏壓擋土墻采用M10砂漿片石基礎；K29+555—K29+575，ZK29+625—ZK29+655段明洞及偏壓擋土墻采用 C15片石混凝土基礎。基礎加固深度要求至卵石層以下5m，且不超過基巖面0.5m。

具體施工工藝如下：按擋土墻分段，整段進行一次性澆灌，在清理好的墊層表面測量放線，立模澆灌。

5.5 半明半暗襯砌及明洞施工

兩河口2號隧道出口半明半暗段明洞需設置護拱，開挖到洞口位置時，預留洞口處核心土，作為護拱施工平臺，護拱施工應在明洞完成初支施工后進行。兩河口2號隧道出口護拱形式如下。

1)K29+565—K29+575，ZK29+642.5—ZK29+655段(Ⅰ型半明半暗段)，采用60cm厚C25混凝土+60cm/榀I20型鋼拱架。

2)K29+555—K29+565，ZK29+625—ZK29+642.5段(Ⅱ型半明半暗段)，采用60cm厚C25混凝土+75cm/榀I18型鋼拱架。

兩河口2號隧道出口半明半暗明洞需進行初期支護施工，偏壓擋土墻澆筑完成并拆模后，可組織人員進行現場外側明洞初期支護施工。初期支護襯砌類型為A5qj 型，明洞初期支護形式采用26cm厚C20噴射混凝土+φ28 鋼筋網+I20b型鋼拱架。

5.6 監控量測

現場進洞必須嚴格執行監控量測施工，尤其是加強現場地表下沉監控量測工作，現場量測數據及時反饋，用于指導現場施工。現場暗洞開挖施工每次開挖完成后及時進行地質觀察，確定圍巖巖性、巖層產狀等參數，并進行周邊收斂、拱頂下沉等監控量測工作，為現場調整支護參數及開挖方式提供可靠數據。根據監控量測反饋數據，現場施工滿足圍巖變形、地表沉降等相關要求。

6 結語

實踐證明，以上施工工藝滿足四川省九寨溝(甘川界)至綿陽公路路基土建工程兩河口2號隧道大型崩坡積體地質處偏壓且巖層陡傾順層隧道進洞施工要求，隧道進洞施工需注意增加巖層結構面的抗滑力和黏聚力，減少洞口挖方，增強襯砌支護強度。施工過程中根據實際情況及監控量測反饋情況及時調整施工工藝，方可做到在確保施工安全、質量前提下，加快施工進度，確保工程順利完成。