軟巖、陡坡、偏壓隧道進(jìn)洞隱患分析和應(yīng)對(duì)措施

肖元平

摘 要：軟巖、陡坡、偏壓隧道為特殊地質(zhì)條件的隧道，在前期進(jìn)洞施工中存在較大的安全隱患，本文以新建鐵路合肥至福州客運(yùn)專線安徽段站前八標(biāo)茶口亭隧道進(jìn)口段為工程實(shí)例，通過對(duì)現(xiàn)行工藝的研究、探索與工程實(shí)踐，總結(jié)出一套規(guī)范和成熟的軟巖、陡坡、偏壓隧道進(jìn)洞施工技術(shù)，旨在為類似工程項(xiàng)目施工提供有益的技術(shù)借鑒。

關(guān)鍵詞：隧道；軟巖；陡坡；偏壓；隧道；施工技術(shù)

1 工程慨況

新建鐵路合肥至福州客運(yùn)專線安徽段站前八標(biāo)茶口亭隧道位于休寧縣五城鎮(zhèn)紅坑源村，隧道進(jìn)口里程為DK340+125，出口里程為DK341+069，隧道全長(zhǎng)944m。隧道穿越低山丘陵山間溝谷，地勢(shì)陡峭，植被茂密，左側(cè)山間溝谷呈狹長(zhǎng)型，常年有水，地層為千枚狀粉砂巖，全風(fēng)化呈土夾風(fēng)化巖塊狀，強(qiáng)風(fēng)化呈弱塊狀，弱風(fēng)化為變于粉沙質(zhì)結(jié)構(gòu)，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體較破碎，洞頂有危巖危石分布。

進(jìn)口洞口段地形陡峻，屬于軟巖、陡坡、偏壓的隧道，全風(fēng)化層深厚，節(jié)理發(fā)育，巖體破碎，淺埋偏壓，地質(zhì)條件較差。

2 安全隱患分析

從地質(zhì)調(diào)繪、勘察及變形數(shù)據(jù)來看，隧道進(jìn)口容易產(chǎn)生滑坡或坍塌的原因有以下幾點(diǎn)：

（1）偏壓是一個(gè)隱患，對(duì)隧道會(huì)造成不平衡受力，輕則可使隧道拱圈變形，重則可造成結(jié)構(gòu)破壞，地形偏壓嚴(yán)重是因隧道開挖形成近平行隧道方向的最主要、最關(guān)鍵的根本因素。

（2）地質(zhì)條件差，覆蓋層和強(qiáng)風(fēng)化軟巖厚度大，基巖抗風(fēng)化能力差，易水解，強(qiáng)度下降快。

（3）長(zhǎng)時(shí)間強(qiáng)降雨是在地形偏壓因素上迭加的最主要的外部因素，與松散覆蓋層厚度一起控制了張拉裂縫的局部走向及變形量的局部?jī)?yōu)勢(shì)增大。

（4）隧道施工時(shí)爆發(fā)等引起的大震動(dòng)也是加劇滑坡發(fā)展的重要的外部因素。

針對(duì)實(shí)際地形及地質(zhì)狀況，為了防止地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，進(jìn)洞施工首先需要解決偏壓?jiǎn)栴}。偏壓來自高邊坡，由于坡度較大，首先加固邊坡及抑坡；邊坡過高，致使側(cè)壓嚴(yán)重，進(jìn)洞前采用明挖法先做明洞，加強(qiáng)邊坡護(hù)，保證開挖立面的安全。明洞施工前先施工超前長(zhǎng)管棚，以形成加固承載環(huán)，加強(qiáng)開挖面圍巖穩(wěn)定，進(jìn)洞后采用四步CD法暗挖施工

3 應(yīng)對(duì)措施

為了保證整個(gè)山體的穩(wěn)定以及隧道的施工安全，需要先對(duì)山體進(jìn)行承壓板錨索和抗滑樁施工，目的是加固山體，保證圍巖穩(wěn)定。總體施工順序?yàn)椋哼M(jìn)口右側(cè)承壓板錨索施工→右側(cè)抗滑樁施工→左側(cè)邊坡刷坡并及時(shí)進(jìn)行錨索施工、防護(hù)→正面抗滑樁施工→隧道洞身施工。

（1）超前支護(hù)

進(jìn)洞之前先采取超前支護(hù)措施：臨時(shí)邊仰坡支護(hù)以掛網(wǎng)噴射混凝土再打設(shè)錨桿組成；然后施做導(dǎo)向墻，保證長(zhǎng)管棚施工精度，作為大管棚導(dǎo)向管；超前大管棚采取熱扎無縫鋼管與鋼花管相結(jié)合的方式并注漿進(jìn)行超前支護(hù)。

（2）隧道洞口坡面防護(hù)加固

隧道洞口邊仰坡工程應(yīng)自上而下逐級(jí)開挖支護(hù)，及時(shí)完成洞口邊仰坡加固、防護(hù)及防排水工程。為保證隧道洞口施工不受雨季影響，在進(jìn)行隧道洞口邊仰坡開挖之前必須完成洞口截水天溝的施工。最后對(duì)邊仰坡進(jìn)行防護(hù)，以保證施工和運(yùn)營(yíng)后的安全，在清理掉危巖后采用SNS被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)進(jìn)行加固，以防止出現(xiàn)落石。

隧道右側(cè)距線路14m左右自然邊坡采用承壓板錨索防護(hù)，錨索施工時(shí)先進(jìn)行抗拔試驗(yàn)，求出水泥砂漿與孔壁的實(shí)際剪切強(qiáng)度，以檢驗(yàn)設(shè)計(jì)選取參數(shù)，可作為修改錨索長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)依據(jù)，錨固段為強(qiáng)風(fēng)化及弱風(fēng)化千枚狀粉砂巖地層。錨孔注漿和錨梁混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%時(shí)才能進(jìn)行張拉。

（3）抗滑樁施工

在茶口亭隧道進(jìn)口明暗分界處橫向設(shè)置3根抗滑樁防護(hù)。其中左側(cè)設(shè)置1根抗滑樁防護(hù)，樁長(zhǎng)為23m，右側(cè)設(shè)置2根抗滑樁防護(hù)，樁長(zhǎng)為28m，抗滑樁尺寸2.75m（橫向）×3m（縱向），樁身均采用C35鋼筋混凝土現(xiàn)澆?？够瑯吨g設(shè)置端墻，端墻結(jié)構(gòu)厚度2.4m，端墻與襯砌及抗滑樁之間采用錨筋連接，使端墻、抗滑樁和襯砌成為一個(gè)整體。

隧道左側(cè)距線路左中線14.93m處設(shè)抗滑樁4根，樁間距為5m。其中三根為鋼筋混凝土抗滑樁，樁長(zhǎng)為26m和29m，樁身均采用C35鋼筋混凝土現(xiàn)澆，抗滑樁截面尺寸2.75m×3m。另外一根為預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁，樁身均采用C35鋼筋混凝土現(xiàn)澆，抗滑樁截面尺寸同上，樁長(zhǎng)為32m。樁上設(shè)兩孔單支點(diǎn)預(yù)應(yīng)力錨索，錨索共計(jì)2根。

（4）隧道進(jìn)洞開挖方案

洞口段Ⅴ級(jí)圍巖采用四部CD法進(jìn)行開挖施工，在施工中堅(jiān)持"管超前、弱爆破、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測(cè)"的原則。主要以人工配合機(jī)械開挖為主，開挖循環(huán)進(jìn)尺為0.6m。開挖成型后先進(jìn)行初噴，及時(shí)施作初期支護(hù)及臨時(shí)支護(hù)。噴混凝土采用濕噴機(jī)作業(yè)，風(fēng)鉆鉆錨桿孔，人工安裝錨桿、拱架和鋼筋網(wǎng)。臨時(shí)鋼架的拆除在洞身主體結(jié)構(gòu)初期支護(hù)施工完畢并穩(wěn)定后進(jìn)行。

軟弱圍巖隧道Ⅴ、Ⅵ級(jí)地段采用臺(tái)階法施工時(shí)，應(yīng)符合以下規(guī)定：①上臺(tái)階每循環(huán)開挖支護(hù)進(jìn)尺Ⅴ、Ⅵ級(jí)圍巖不應(yīng)大于1榀鋼架間距；②邊墻每循環(huán)開挖支護(hù)進(jìn)尺不得大于2榀；③仰拱開挖前必須完成鋼架鎖腳錨桿，每循壞開挖進(jìn)尺不得大于3m；④隧道開挖后初期支護(hù)應(yīng)及時(shí)施作并封閉成環(huán)，Ⅴ、Ⅵ級(jí)圍巖封閉位置距離掌子面不得大于35m。

在洞身主體結(jié)構(gòu)初期支護(hù)施工完畢并穩(wěn)定后進(jìn)行，為確保施工安全，必須加強(qiáng)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)和監(jiān)控量測(cè)工作。

4 結(jié)論

對(duì)于軟巖、陡坡、偏壓隧道的施工，安全進(jìn)洞是首要注意的問題，施工之前必須對(duì)洞頂和坡面進(jìn)行有效的防護(hù)和加固，保持山體穩(wěn)定以后，才能進(jìn)行進(jìn)洞施工，并且以盡量減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)，及時(shí)支護(hù)和封閉。

參考文獻(xiàn)：

[1]王夢(mèng)恕.隧道與地下工程技術(shù)及其發(fā)展[M].北京交通大學(xué)出版社，2004.endprint