偏壓隧道洞口邊坡零開挖防護研究

翟 超

(安徽省中興工程監理有限公司,安徽 合肥 230000)

1 工程概況

1.1 概況

大洪嶺1號隧道、2號隧道位于安徽省黃山市祁門縣安凌鎮與大坦鄉交界處，大洪嶺1號隧道左線總長118m(ZK66+828-ZK66+946),右線總長88m(K66+848-K66+936)。2號隧道左線總長4 326m,本標段起訖里程為ZK67+034-ZK69+491，全長2 457m； 右線總長4 321m，本標段起訖里程為K67+053-K69+500，全長2447m。兩隧道間路基為分離式路基，左線長88m，右線長117m，根據設計文件及現場地形觀察，左線隧道池州端為偏壓式洞門[1]。圖1為大洪嶺1#、2#隧道洞口地形圖。

圖1 大洪嶺1#、2#隧道洞口地形圖

1.2 水文氣候及地質特征

隧道短路基地貌為皖南中低山區，地形以中、低山為主體，地表地層主要為變質砂巖、砂巖等巖性為主。大洪嶺2號隧道左洞洞口地處斷層破碎帶，巖層節理裂隙發育，抗風化能力一般，地表基巖廣泛初露，風化殘積物厚度相對較薄。本段路基施工區域有一處沖溝，其水位具備一定影響，根據季節不同，影響大小隨之變化。

祁門縣全年降水量各月分配不均勻，豐水期為五月至八月，降水量占全年降水量的61.6%，冬季為枯水期，降水量占全年降水量的38.4%。

2 施工背景及工藝選擇

根據地形情況，左線ZK67+022-ZK67+034路基左側邊坡位于大洪嶺2號隧道池州端洞門處，根據圖紙設計要求， 需開挖兩級邊坡，開挖面積較大，由于地處斷層破碎帶，施工時會對隧道洞口山體造成擾動較大， 存在安全風險。實測路基斷面圖如圖2所示。

圖2 實測路基斷面圖

一般坡面防護分為工程防護和綠化防護兩種。綠化防護也就是植物防護，包括植樹種草等；工程防護又分為土工織物防護、噴射混凝土防護、護面墻、封面以及框格防護等。

根據實地勘測，此段路基邊坡坡率不一致。由于大洪嶺2號隧道左洞進口處于斷層破碎帶，圍巖結構松散，為減少路基開挖對隧道洞口山體擾動，縮短洞口處綠植恢復期，經與業主及設計單位協定，根據洞口邊坡原狀，采用梁板式框架梁防護形式對洞口路基段邊坡進行防護，達到“零開挖”效果，同時保證路基邊坡防護施工時所產生擾動對隧道施工影響降至最小。圖3為梁板式錨桿框架梁斷面圖。

圖3 梁板式錨桿框架梁斷面圖

對于此段路基邊坡，梁板式框架梁可在不對路基邊坡開挖基礎上保證邊坡線型， 又可以采用梁板自身重力對坡面進行反壓， 使護坡防護由被動防護變為主動防護，從而減少山體側壓力對隧道洞口施工影響[2]。

3 施工工藝

3.1 梁板式錨桿框架梁施工流程

施工工藝流程如圖4所示。

圖4 施工工藝流程圖

3.2 錨桿施工

3.2.1 錨桿定位

3.2.1.1 清理坡面

施工人員根據路基邊坡進行人工邊坡修整，對邊坡進行掛線，檢查邊坡平整度。檢查過程中發現施工范圍有浮石和浮土時，及時進行清理，避免因施工活動導致滾落、崩塌造成安全事故。

清理坡面時，應在坡腳處設置施工標志，并設置危巖支擋物[3]。

3.2.1.2 支架搭設及測量放點確定孔位

開工前，需搭設操作平臺，鋼管支架應順坡面雙層搭設，加強施工安全性。鉆孔位定位使用全站儀或者GPS進行測量放線，精度保證在10cm以內，并根據放樣結果在坡面上撒上灰線做出標記。本段邊坡的坡率設計為1∶0.5。

3.2.2 錨桿鉆孔

3.2.2.1 鉆機就位、鉆孔

鉆機采用潛孔鉆，鉆孔方法采用無水干鉆法，孔徑為φ110，鉆頭需大于φ110。鉆機在操作平臺上就位后， 鉆桿對準孔位設計位置，當鉆機安置完成后，即可開始錨桿孔的鉆鑿。根據圖紙要求，本段護坡錨桿橫、 縱間距為3m，錨桿采用φ28螺紋鋼筋，長9m。

鉆孔過程中如遇承壓水，做好適當排水工作，使其流出，待流量變小后進行下一步工作。如果出現塌孔時，應馬上停止鉆進，并注漿，等漿液初凝后再進行鉆孔，從而保證孔壁完整性。

注意事項如下。

(1)鉆孔順序應從高往低分層施工。

(2)鉆孔角度應滿足圖紙設計要求并控制鉆進速度，防止卡鉆。

(3)鉆孔達到設計深度時，需持續鉆進數分鐘，將孔底積灰鉆出。

(4)鉆進過程保證鉆機平穩，導桿與鉆桿在一條線上，清孔采用高壓風清孔，孔壁積灰需清理干凈。

3.2.2.2 錨桿安裝

按照圖紙要求制作和安裝錨桿，錨桿上設置安裝φ10的鋼筋支架(如圖5)，保證錨桿位于鉆孔中心。

圖5 鋼筋支架

保持與鉆孔相同角度，插入錨桿(錨桿頂端焊接彎頭，彎頭長度20cm，搭接焊長度40cm)和注漿管，并同時注漿，待孔內不再有空氣排出后結束注漿。水泥砂漿的水灰比要滿足施工要求，注漿時漿液要攪拌均勻，注漿要飽滿，注完漿后要對其進行不低于三天的養護，養護期間不要擾動錨桿。錨桿外漏部分用2根φ28的鋼筋順坡面方向進行支撐，長度50cm，外漏部分預埋在框架梁橫梁內。

3.3 梁板式框架梁施工

框架梁施工流程：測量放線→開挖基礎→鋼筋綁扎→立模→澆筑砼→邊坡修整→種植土回填。

施工前根據測量放線結果，在坡面上用石灰粉畫出橫梁和縱梁邊線， 使用機械挖出槽體雛形，再進行人工修整， 保證梁體寬度0.4m尺寸，嵌入山體0.3m，橫、縱梁中對中間距3m。框架梁基礎采用C25混凝土澆筑，尺寸為50cm×50cm×50cm，中心間距為3m。框架護腳數據如圖6所示。

圖6 框架護腳

刻槽完成后對梁體線型進行檢查，保證線型順直。

綁扎鋼筋前對槽體內側浮渣進行清理，并鋪設砂漿墊層， 安置好鋼筋保護層墊塊。在梁體軸線上打入定位鋼筋， 按照事先定位的梁體邊線綁扎鋼筋，定位筋和錨桿預留部位均需與梁體鋼筋連接。梁體施工順序為先豎梁后橫梁，預留好節點鋼筋，以便橫梁施工。

由于本段路基邊坡坡率不統一，為保證不開挖邊坡， 邊坡線型順直，小里程方向梁體離山體坡面較遠， 形成梁板，因此，鋼筋綁扎與模板安裝需同時進行。

本段梁板式框架梁施工采用木模板，安裝模板前先檢查鋼筋綁扎質量，無問題后進行下一步施工。模板尺寸按照設計圖紙定制，安裝前涂刷脫模劑。為防止漏漿及跑模，模板底要與坡面按壓緊實。模板安裝完成后檢查凈空及橫豎肋間距，保證成品結構尺寸滿足設計要求。

混凝土澆筑前對上道工序進行全面檢查，在保證結構尺寸、坡面線型、鋼筋數量、鋼筋保護層等準確無誤后方可進行混凝土澆筑。混凝土澆筑需連續進行，并使用振動棒對其進行振搗，澆筑過程中注意模板及支架情況，如有意外應及時停止。澆筑完成后對混凝土面進行收光、整平。

由于本段坡面僅12m，所以不設置伸縮縫。當混凝土達到2.5MPa時可拆除模板。

拆模板后對坡面混凝土覆蓋土工布灑水養護，養護時間不應小于7d。

3.4 植生袋碼砌施工

現場將種植土和種子拌好，并裝入植生袋。機械配合人工將植生袋搬運至框架梁內成品字形擺好。植生袋碼砌需分層壓實，并設置坡面。如圖7所示。

圖7 梁板式錨桿框架梁植生袋

因植生袋容易破損，因此，在裝袋及搬運過程中需輕拿輕放，防止破洞后漏土導致碼砌垮塌。

養護期加強管理。碼砌完成后即應對植生袋坡面進行養護，保證綠化效果[4]。

4 結 語

科技發展，施工技術也在不斷進步，路基邊坡施工中，可選擇的施工工藝也在向著更加經濟、安全、環保方向發展。梁板式錨桿框架梁施工工藝施工方便，可根據原邊坡地形靈活調整，減少環境破壞，并可根據板體自重對邊坡進行反壓，提高護坡防護穩定性，可為同類型措施提供施工經驗。