鋼管樁在抑制隧道地表山體滑坡方面的應用

簡宜寬

【摘 要】云南小磨高速公路第七合同段巴灑老寨二號隧道地表大范圍開裂，有形成滑坡趨勢，采用鋼管樁抑制坍體成型，總結鋼管樁施工在抑制山體滑坡方面的顯著效果。

【關鍵詞】隧道 山體開裂 鋼管樁 抑制滑坡

在隧道施工過程中，常因地質問題出現諸如塌方、涌水、巖爆、泥石流等地質災害。不僅嚴重影響工程進展，增加工程造價，有時甚至會發(fā)生重大安全事故。因此，在隧道開挖階段如何超前預報隧道掘進方向的地質構造，準確查出圍巖性狀、結構面的發(fā)育，特別是溶洞、斷

層、破碎帶和含水情況，以便及時采取有效的預防措施，這對于確保施工安全至關重要。

一、工程概況

巴灑老寨2號隧道位于小勐養(yǎng)至磨憨高速公路第七合同段，為單洞式雙向行駛單車道隧道，起訖里程為K20+005～K21+350，全長345米，隧道最大埋深83米。隧址區(qū)出露地層為新生界第四系全新統(tǒng)坡洪積層、坡殘積層及中生界白堊系下統(tǒng)景星組。本隧道從K20+350（出口）處單向掘進施工。

隧道出口左右兩條大型箐溝匯集于洞口，與洞身呈40度左右的夾角向進口方向左右延伸，在K20+273~K20+350段地表左側尚有一條與洞身平行的箐溝，出口隧址區(qū)縱橫坡較陡，向左側的橫向偏壓嚴重。

二、地表危害

巴灑老寨2號隧道出口端K20+273~K20+350段圍巖為全風化呈角礫土狀泥巖及含礫粉質粘土，土體松散，覆蓋層薄，不能形成自然拱，自進洞以來在施工過程中因地形地質原因發(fā)生多次坍方，K20+285處曾發(fā)生冒頂坍方。隨著隧道的掘進，圍巖松動，波及地表，出現類似采空區(qū)的變形特征。K20+273~K20+300段處位于地表箐溝交匯處，偏壓嚴重且容易匯水，洞內外變形發(fā)展迅速，由于西雙版納地區(qū)夏季雨水豐富，處治相當困難。當洞身開挖至K20+273時，K20+273~K20+300段洞內初期支護變形嚴重，4天時間拱頂下沉達40cm，水平收斂最大達60cm。導致洞身初期支護產生數條環(huán)向貫通裂縫，兩側拱腰40°處存在貫通的縱向裂紋，噴射砼出現剝落跡象；洞外斜坡頂K20+170處出現裂紋，并發(fā)展成為一條5~12cm寬、落差最大達20cm的弧形裂縫，弧長約80米，有形成地表滑坡的趨勢。地表裂縫最高處與洞內變形段拱頂高差為96m。

三、方案選擇

為了施工安全，立即停止洞身掘進；地表裂縫回填夯實后采取用砂漿抹平，并立即組織人員漿砌了四條橫向截水溝和一條縱向排水勾，引排地表水，減少地表水下滲，避免滑體加速成型；在K20+273~K20+300段初期支護內側施作扇形工字鋼背拱支撐加固，并對該段初期支護背后圍巖采取注C：S漿液固結。

對如何阻止地表滑體成型，防止地表滑坡，當時列出了3種方案。第一種方案：在K20+235處地表橫向施作鋼筋混凝土抗滑樁。該方案施工難度較大，工期要求較長。第二種方案：在K20+200~K20+150段施作錨索框格梁穩(wěn)固滑體。該方案可操作性強，但是投資較大，工期要求也比較長。第三種方案：在K20+300~K20+273段縱向施作鋼管樁注漿，固結坡腳圍巖，減小山體側壓，避免洞身開挖造成對山體的擾動，抑制滑體成型，從而避免山體滑坡。該方案可操作性強，要求工期相對較短，工程成本相對較低。經多方面綜合考慮后，決定采取第三種方案。

四、處治方案

在K20+273~K20+300段地表、洞身開挖輪廓線右側5m范圍內打設4排φ159×6.5mm的注漿鋼管樁，鋼管采用無縫鋼管，螺絲口連接，間距80×80cm，呈梅花形布置，打設深度根據實測橫斷面按低于起拱線以下≥2m、垂直于邊坡方向，注純水泥漿，在其頂部設C25鋼筋混凝土圈梁相連接以形成整體。

五、施工工藝

由于圍巖為軟質泥巖和風化砂巖，為了避免串孔，采用跳躍式鉆孔（即先采用160×160cm的間距梅花形布置，待第一批鋼管樁安裝并注漿后，再回頭施工剩下的鋼管樁）。當鉆孔達到設計深度以后，及時用高壓空氣清孔，用自制沖擊式打樁機將鋼管打入孔內，鋼管接頭處采用螺絲扣連接，管尾露出地面40cm，鋼管安裝完畢及時注純水泥漿液，固結圍巖。待所有鋼管裝安裝并注漿完畢后，立即采用C25鋼筋混凝土圈梁將鋼管樁露出地面部分連接起來，形成整體，圈梁橫斷面 40（高）cm×30（寬）cm。施工中主要采用如下機械：

1.KQG165S露天高風壓中深孔鉆機，鉆機主要技術參數為

鉆孔直徑：90－165mm

鉆孔深度：60m

使用風壓：1.05－2.46Mpa

耗風量：8－26立方米／分

鉆桿直徑：60－89mm

鉆桿長度：2500mm

行走方式：膠輪托動鉆頭采用Φ165鉆頭，

2.LGCY-26/22型開山牌移動式螺桿空氣壓縮機

3.HJZB-80/90型雙液壓力注漿泵，主要技術參數為

工作能力：4m3/h

工作壓力：0.5-9Mpa

電機功率：11KW

外形尺寸：1750×800×1000mm

重量：500kg

六、小結

最后實踐證明，采用鋼管樁注漿抑制地表滑體成型的方案，不僅避免了地表滑坡，還縮短了工期、減小施工難度、大大降低工程成本。

參考文獻：

[1]覃仁輝.隧道工程.新疆大學出版社，2005，09.

[2]朱漢華等.隧道預支護原理與施工技術.人民交通出版社，2008，10.

[3]劉金波.建筑樁基技術規(guī)范理解與應用.中國建筑工業(yè)出版，2008，09.

(作者單位：中鐵二十局集團第三工程有限公司）