滑坡斷裂帶隧道進洞施工工法創(chuàng)新研究

陳雄 姜海龍

摘 ?要：滑坡斷裂帶隧道進洞施工工法以保神高速馬橋隧道出口滑坡段為載體，采用深層土體位移監(jiān)測技術(shù)，洞口地表局部注漿施工技術(shù)，洞口抗滑樁技術(shù)和長大管棚施工技術(shù)等創(chuàng)新工法，實現(xiàn)了安全快速進洞，為類似工程施工提供了借鑒經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：馬橋隧道;滑波斷裂帶;施工工法;創(chuàng)新

中圖分類號：U455.4 ???文獻標(biāo)識碼：A ???文章編號：2096-6903（2019）03-0000-00

1 概述

保康至神農(nóng)架高速公路（簡稱“保神高速”）是湖北省“九縱五橫三環(huán)”高速公路網(wǎng)規(guī)劃和“鄂西生態(tài)文化旅游圈”建設(shè)的重要組成部分，是內(nèi)聯(lián)外通的旅游快速通道。馬橋隧道為保神高速公路上的一座分離式隧道，是保神高速全線的控制性工程。該隧道左線總長 2162m，最大埋深約 262.36m;右線總長 2126m，最大埋深約 250.86m，隧道軸線呈弧形展布，建筑限界（寬×高）：10.5m×5m。

馬橋隧道圍巖等級以V級為主，穿越三個斷層影響帶，且隧道出口位于滑坡體內(nèi)，安全風(fēng)險評估等級為IV級，為湖北省交通廳備案在建隧道中風(fēng)險等級最高的隧道。

2 滑坡斷裂帶特點

馬橋隧道出口圍巖為V級，圍巖級別較低，工程地質(zhì)性質(zhì)及圍巖自穩(wěn)能力較差，拱部在無支護時易產(chǎn)生坍塌冒頂，因此施工困難而且在洞口施工過程中還存在偏壓等現(xiàn)象。

隧道出口滑坡斷裂帶沿線路走向縱長350m，橫寬約200m，高差約100m，坡腳山體約 15～30 度。淺層滑體厚 2.6～9.0m，屬于可塑狀粘性土。下部滑體厚約 4.6-12.3m，主要為稍密～中密狀角礫土，部分為全～強風(fēng)化炭質(zhì)頁巖，滑坡斷裂帶斷面圖如圖1所示，呈薄片狀，為極軟巖，泡水后極易軟化，在暴雨工況下，處于欠穩(wěn)定狀態(tài)且坡體地下水較為豐富，滑坡體全貌如圖2所示，因此需進行預(yù)處理。

基于以上分析若選擇進洞方法不合理，極易在施工過程中造成坡體滑塌危及工程和施工安全。

3 滑坡斷裂帶施工工法的提出

國內(nèi)外在進行隧道洞口施工中，普遍采用超前大管棚預(yù)支護技術(shù)，該技術(shù)可以很好地保證巖體穩(wěn)定，防止圍巖松弛、坍塌，大大提高隧道進洞安全性。然而超前大管棚預(yù)支護技術(shù)在地質(zhì)不良、土體穩(wěn)定性差施工時，極易造成巖層土體擾動而發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象，因此當(dāng)?shù)刭|(zhì)不良、地質(zhì)穩(wěn)定性差時，需配合輔助加固土體或巖層的技術(shù)措施。目前山區(qū)隧道洞口進洞大管棚技術(shù)施工大多采用地表注漿技術(shù)來加固土體穩(wěn)定性不良地段。

但結(jié)合馬橋隧道出口進洞工程實際水文地質(zhì)及施工周邊環(huán)境，采用地表注漿加固土體施工存在以下弊端：一是大面積注漿時，工期、成本增加;二是地表破壞性大，不利于環(huán)境保護;三是大面積地表注漿對土體、巖層擾動性大，施工過程中滑坡體易發(fā)生滑動。因此目前隧道進洞普遍采用的“地表注漿加固土體技術(shù)+超前大管棚預(yù)支護技術(shù)”的施工工法無法滿足要求。

根據(jù)實際情況，馬橋隧道在滑坡斷裂帶采取“長大管棚施工+局部?埋段地表注漿+ 洞口抗滑樁+深層土體位移監(jiān)測技術(shù)”的施工工法，有效地保證了隧道進洞施工的安全性，及工程質(zhì)量目標(biāo)和進度目標(biāo)，并取得了良好的經(jīng)濟效益。

4 創(chuàng)新工法

根據(jù)馬橋隧道出口地質(zhì)的特殊性，制定施工工法流程為：施工準(zhǔn)備→深層土體位移監(jiān)測點位布置及監(jiān)測→截水溝施工→洞口抗滑樁施工→地面及邊仰坡表面注漿加固→長大管棚施工→暗洞開挖。

4.1 深層土體位移監(jiān)測

在滑坡體設(shè)定位置埋設(shè)深孔測斜管作為監(jiān)測孔，通過深孔測斜儀傳遞的數(shù)據(jù)對滑坡體不同點位不同深度水平位移情況進行監(jiān)測，監(jiān)控量測流程如圖3所示。監(jiān)測點根據(jù)施工進度，進行科學(xué)合理布置，實時動態(tài)監(jiān)控滑坡體的位移情況，并及時搜集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)，及時反饋結(jié)論和建議，及時采取措施穩(wěn)固土體。

通過這種監(jiān)測，做到監(jiān)測與施工同步進行，不影響工期;同時監(jiān)測全面，杜絕安全監(jiān)測不到位現(xiàn)象，降低安全風(fēng)險，監(jiān)控數(shù)據(jù)真實度高，從而實現(xiàn)對滑坡體土體位移情況的科學(xué)、實時、動態(tài)及全方位監(jiān)控。

4.2 抗滑樁施工

針對隧道出口滑坡體極不穩(wěn)定的現(xiàn)狀，在滑坡體推斷滑動界面防滑址處采用人工抗滑樁對整塊滑坡體進行支擋?？够瑯稙榉叫谓孛?，面積為S=10.0m2，尺寸為2.5*4m，共6根，樁長30m，具體分布位置如圖4所示。施工采用“一樁兩機”方法，即在樁基平臺設(shè)置兩臺卷揚機，開挖和出渣分兩個工作面同時進行施工，在開挖過程中及時做護壁，確保樁孔安全。采用這種方法，施工速度快，安全有保證，技術(shù)要求低，可保證施工質(zhì)量，成本可控。

采用人工抗滑樁支擋，無需對滑坡體整個區(qū)域進行地表注漿加固，土體施工改為洞口區(qū)域地表注漿加固，雖額外增加抗滑樁施工時間，但地表注漿加固土體施工時間大大減少，同時降低因地表注漿對原滑坡體的擾動，不僅安全有保障，而且有利于環(huán)境保護，成本也大大降低。

4.3 地表注漿

采用YC925S型潛孔鉆對隧道洞口施工區(qū)域的地表以及邊仰坡進行打孔，鉆孔直徑為50mm，間距為120cm×120cm，梅花型布置，鉆孔深度不小于6m。造孔完成后實施注漿加固，施工過程質(zhì)量完全受控。

由于采用了抗滑樁對整塊滑坡體的支擋，地表注漿加固范圍由整個滑坡體區(qū)域調(diào)整為洞口區(qū)域，滑坡體大面積區(qū)域得以保持原貌，清表區(qū)域大大減小，對原滑坡體擾動降低。

4.4 長大管棚施工

長大管棚設(shè)計參數(shù)為：鋼管規(guī)格：φ108×6mm熱軋無縫鋼管，節(jié)長3m、6m;鋼管環(huán)向間距：40cm;仰角：1-3o;施工誤差：管棚前端不超過20cm，施工布置如圖5所示。

長大管棚采用YC925S型潛孔鉆鉆孔，在成孔過程中采用定位鋼套筒并輔以RD433HCTX-2RD433HCTX-2管線探測儀監(jiān)測孔位是否偏斜，跟著打孔同步實時監(jiān)控。

在進行長大管棚施工中，采用管線探測儀監(jiān)測管棚偏差技術(shù)來保證管棚仰角在設(shè)計范圍內(nèi)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有偏差時，及時糾偏，及時作出調(diào)整。通過該工法，使長大管棚施工操作性強，施工速度快，安全性高，質(zhì)量有保證。

4.5 暗洞開挖

暗洞施工嚴格按照“管超前、短開挖、強支護、快封閉、勤量測”的施工原則，根據(jù)隧道實際地質(zhì)條件，采用分臺階、預(yù)留核心土的方式進行開挖，開挖中嚴控進尺。開挖完成后及時立拱架掛網(wǎng)初支，之后進行仰拱的開挖及混凝土澆筑，保證能快速封閉成環(huán)，如圖6所示。

暗洞開挖中，支護與開挖并進，在設(shè)計要求的范圍內(nèi)及時封閉成環(huán)，及時施打仰拱，有效控制拱頂沉降。

5 效果分析

滑坡斷裂帶隧道進洞工法創(chuàng)新，取得如下成效：

在施工質(zhì)量上，根據(jù)暗洞開挖監(jiān)控量測數(shù)據(jù)顯示，拱頂累計位移未超過100mm且未出現(xiàn)連續(xù)三天的沉降速率大于5mm/d的情況;在施工安全上，未發(fā)生一起滑坡體局部滑塌事故，未發(fā)生一起整體位移事故;在施工工期上，通過對施工時間進行匯總，進度整體加快11.1%;在環(huán)境保護上，采用抗滑樁支擋滑坡體代替整個滑坡體區(qū)域地表注漿，施工區(qū)域大大縮小，環(huán)境破壞面積僅占整塊滑坡體面積的23.4%;在經(jīng)濟效益上，滑坡斷裂帶隧道進洞方法，加快了施工工期同時減少了地表注漿的投入，大大降低了施工成本。

該創(chuàng)新方法適用于軟弱砂礫地層、軟巖、巖堆、破碎地帶層以及滑坡體區(qū)域，相對來講工序銜接要求高，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求嚴。

滑坡斷裂帶隧道進洞施工方法在馬橋隧道出口洞口施工中的成功應(yīng)用，證明了該工法具有高效、快捷、安全、保質(zhì)、環(huán)保等優(yōu)點，受到了各級一致好評，也迎來了多次社會各界相關(guān)單位的觀摩學(xué)習(xí)，并且抗滑樁首件以及洞口首件工程被認定為示范工程，社會效益良好。

6 結(jié)語

滑坡斷裂帶隧道進洞施工工法的成功應(yīng)用，成功實現(xiàn)了馬橋隧道提前貫通，成功為保神高速公路路基段、橋梁段等其它施工工作面提供高效的運輸通道，為整個工程生產(chǎn)建設(shè)交付使用奠定了基礎(chǔ)。也為滑坡斷裂帶隧道進洞施工積累了寶貴經(jīng)驗，為類似工程提供了重要的施工依據(jù)，具有一定的借鑒意義。

收稿日期：2019-07-18

作者簡介：陳雄（1976—），男，福建平潭人，在職研究生，高級工程師，研究方向：建筑企業(yè)工程管理;姜海龍（1977—），男，黑龍江哈爾濱人，專科，助理工程師，研究方向：建筑企業(yè)工程管理。

Innovation of Tunnel Entry Construction Method in Landslide Fault Zone

CHEN Xiong，JIANG Hailong

（Zhujiang （Fujian） construction engineering co. LTD.， Fuzhou Fujian ?350004）

Abstract：In the Maqiao tunnel of Baoshen high-speed ， four innovative methods are adopts ： the deep soil displacement monitoring technology， the local grouting construction technology at the mouth of the tunnel surface， the anti-slide pile technology at the mouth of the tunnel and the long pipe shed construction technology . Through these innovative methods， realized the safe and fast access to the tunnel entry， which provides a reference for similar projects.

Keywords：Maqiao tunnel;Slip fault zone;Construction method;Innovation