淺埋偏壓隧道洞口段開(kāi)裂處理施工技術(shù)

郝偉

中鐵十七局集團(tuán)第二工程有限公司 陜西西安 7 10043

1 工程概況

前山1號(hào)隧道是一座高速公路分離式隧道，ZK158+076-ZK158+120（YK158+080-YK158+130），該段圍巖埋深 0-30m，隧道進(jìn)口上方為坡積碎石土，基巖為強(qiáng)-中風(fēng)化片理化安山巖，屬硬質(zhì)、極破碎，碎石狀鑲嵌結(jié)構(gòu)圍巖，地下水以滲水或點(diǎn)滴狀出水為主；拱部及兩側(cè)壁易產(chǎn)生坍塌，圍巖穩(wěn)定性差。圍巖級(jí)別以Ⅴ級(jí)為主，

2 洞口段開(kāi)裂形成裂縫情況

由于受地形的影響，左線進(jìn)口洞口段半明半暗長(zhǎng)度達(dá)20m（ZK158+076-056），且埋深較淺。在掌子面掘進(jìn)至ZK158+050時(shí)，出現(xiàn)了以下裂縫：①洞頂截水溝出現(xiàn)開(kāi)裂，裂縫最寬處達(dá)5cm。②邊仰坡出現(xiàn)不規(guī)則開(kāi)裂，復(fù)噴后繼續(xù)開(kāi)裂。③套拱、護(hù)拱出現(xiàn)環(huán)向、縱向裂縫，在套拱下增加3榀I20b拱架，進(jìn)行噴錨支護(hù)加強(qiáng)，加強(qiáng)后繼續(xù)開(kāi)裂，裂縫寬達(dá)1.5cm。④洞內(nèi)ZK158+050初支出現(xiàn)環(huán)向、縱向裂縫，復(fù)噴后繼續(xù)開(kāi)裂，裂縫寬達(dá)1cm。

3 主要處理施工技術(shù)

3.1 注漿加固

在套拱、護(hù)拱上方地表采用B42小導(dǎo)管進(jìn)行注漿，小導(dǎo)管長(zhǎng)度為5m，間距為1.2m＊1.2m梅花形布置，沿山體向上共布置6排。注漿采用1:1水泥漿液，注漿壓力采用0.5Mpa-1Mpa。鉆孔深度應(yīng)大于小導(dǎo)管長(zhǎng)度20cm，鉆孔角度為向下傾斜5-10°。

小導(dǎo)管制作要求如下：①鋼管的長(zhǎng)度、規(guī)格應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，注漿孔采用機(jī)械鉆孔，注漿孔間距須用專(zhuān)用卡具進(jìn)行定位鉆孔[1]。不得采用電焊或氧氣、乙炔進(jìn)行吹孔。②小導(dǎo)管前端做成尖錐形，尾部焊接φ6mm鋼筋加勁箍，管壁上每隔15cm梅花型鉆眼，眼孔直徑為6-8mm，尾部不小于100cm作為不鉆孔的止?jié){段。

3.2 加強(qiáng)開(kāi)裂段洞身的支撐強(qiáng)度

對(duì)ZK158+076-060段每隔1m，采用I20b工字鋼，制作成一道橫向支撐及斜向支撐進(jìn)行加固。具體施工方法如下：①分別對(duì)邊墻及拱腰處初支鋼拱架上噴射砼進(jìn)行鑿除，鑿除面積與I20b工字鋼截面面積大小相同，且必須在同一榀拱架上進(jìn)行鑿除。②斜向支撐下支撐設(shè)置在橫向支撐上，且在中部進(jìn)行焊接連接。③根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)長(zhǎng)度大小進(jìn)行下料，對(duì)長(zhǎng)度不足，進(jìn)行焊接的，必須采取鋼板進(jìn)行綁焊。且每個(gè)接縫處必須采取滿焊。④在橫向支撐中部下部設(shè)置一個(gè)短支撐，支撐在底部巖面上，增加其支撐能力，在開(kāi)挖仰拱時(shí)，在此處支撐接到仰拱底巖面上[2]。

3.3 對(duì)山體側(cè)初支進(jìn)行錨固加強(qiáng)

對(duì)ZK9+783-815段左側(cè)布置預(yù)應(yīng)力錨桿進(jìn)行加固，具體布置型式見(jiàn)下圖1，預(yù)應(yīng)力錨桿采用B32精軋螺紋鋼，具體施工方法及要求如下：①錨桿間距。共布置上下兩排，每排12根，上排每根長(zhǎng)12m，間距2m，下排每根長(zhǎng)9m，間距2m，上下排間距為2m。②鉆孔孔徑、角度、深度。孔徑為80mm，鉆孔角度為斜向下15°，深度大于錨桿長(zhǎng)20cm。③預(yù)應(yīng)力錨桿設(shè)計(jì)張拉力為350KN，施工時(shí)，施加預(yù)應(yīng)力為設(shè)計(jì)值的1.1倍。④在錨桿錨固段每隔2m設(shè)置一處鋼筋支架作為定中件。⑤錨桿應(yīng)伸出鋼墊板50mm以上，錨桿的連接采用連接器接長(zhǎng)，不得采用任何形式的焊接接長(zhǎng)。⑥錨桿錨固段保護(hù)層厚度不小于20mm，自由段采用桿體表面除銹、刷瀝青船底漆二度后繞扎塑料布，在塑料布上在涂潤(rùn)滑油，在裝上PVC管，形成雙層防腐；端頭的承壓板應(yīng)刷瀝青。⑦錨桿長(zhǎng)度。12m長(zhǎng)錨桿錨固段長(zhǎng)度為6m，自由段長(zhǎng)度為6m；9m長(zhǎng)錨桿錨固長(zhǎng)度為5m，自由段長(zhǎng)度為4m。⑧在鉆孔完成后，清孔采用高壓風(fēng)進(jìn)行。⑨張拉前應(yīng)對(duì)張拉設(shè)備進(jìn)行校訂。⑩張拉時(shí)采用伸長(zhǎng)量和應(yīng)力雙重控制。

圖1 錨桿布置斷面圖

3.4 右側(cè)增加扶壁式擋墻

對(duì)ZK9+783-808段半明半暗段擋墻外側(cè)增加5道2m寬扶壁式擋墻，以增強(qiáng)其抗滑力，提高整個(gè)洞口的穩(wěn)定性。擋墻采用C25砼，擋墻地基承載力不低于350Mpa，局部承載力不足時(shí)，采用碎石、砂礫等材料進(jìn)行換填以提高地基承載力。

3.5 加快仰拱、二襯的施工

（1）根據(jù)監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)，待收斂后及時(shí)進(jìn)行仰拱開(kāi)挖，仰拱開(kāi)挖分左、右側(cè)進(jìn)行半幅開(kāi)挖，先開(kāi)挖左側(cè)（靠山體側(cè)），每次開(kāi)挖長(zhǎng)度不大于3m，在開(kāi)挖完成后，及時(shí)施做左側(cè)仰拱支護(hù)、澆筑仰拱砼，仰拱填充。待左側(cè)施做完成后，按照相同方法對(duì)右側(cè)進(jìn)行施工[3]。

（2）加快二襯臺(tái)車(chē)的拼裝，拼裝完成后，及時(shí)施做二襯。

4 監(jiān)控量測(cè)

對(duì)此段初支監(jiān)控量測(cè)斷面及地表沉降觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行加密，測(cè)點(diǎn)按照2m一個(gè)斷面進(jìn)行布設(shè)，量測(cè)頻次為2次/天，每天對(duì)監(jiān)控測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，隨時(shí)觀察已施工區(qū)域，主要觀看初支表面是否有裂縫或裂縫增大及地表是否有異常或有裂縫等。經(jīng)過(guò)每天現(xiàn)場(chǎng)的觀察及監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)分析，最大拱頂下沉日變化為3.23mm，累計(jì)值最大為21.82mm，最大收斂日變化為3.35mm，累計(jì)值最大為23.93mm，均未超過(guò)規(guī)范規(guī)定值，保證了洞口段的安全。

5 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)本例實(shí)踐證明，對(duì)淺埋偏壓隧道洞口段開(kāi)裂等問(wèn)題，通過(guò)此綜合施工技術(shù)處理后，效果明顯，安全可靠，可保證其后期施工的安全?？蔀轭?lèi)似隧道施工提供一定的借鑒。