復(fù)雜地形現(xiàn)役高速公路隧道明洞接長(zhǎng)施工技術(shù)研究

張程銳 陳靜

摘要：本文針對(duì)跨越?jīng)_溝地形條件下的隧道洞口滑坡地質(zhì)災(zāi)害，提出了現(xiàn)役高速公路隧道明洞接長(zhǎng)施工技術(shù)。通過(guò)在路線左側(cè)邊坡回填區(qū)設(shè)置抗滑樁，在洞口接長(zhǎng)連拱明洞跨越?jīng)_溝溝口。洞頂回填后，明洞上方修建排導(dǎo)槽排輸泥石流，最后對(duì)洞口邊坡仰坡沖溝進(jìn)行掛網(wǎng)噴播植草綠化。該技術(shù)有效提高了既有隧道洞口處的坡面穩(wěn)定性，降低了滑坡地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。

關(guān)鍵詞：公路隧道;明洞;滑坡;穩(wěn)定性

Study on the Construction Technology of Extending the Gallery of the Existing Expressway Tunnel with Complicated Terrain

ZHANG Chengrui? CHEN Jing

（Sichuan Transportation Construction Group Co.， Ltd.， Chengdu， Sichuan Province， 610047 China）

Abstract： In view of the geological disasters of the tunnel entrance landslide under the terrain condition of crossing the gully， this paper puts forward the existing gallery extension construction technology of expressway tunnel is proposed. By setting up anti-slide piles on the left side slope backfill area of the route， connect a long multi-arch gallery across the gully opening at the entrance of the tunnel. After the roof of the cave is backfilled， a drainage channel is constructed above the gallery to discharge the debris flow， and finally the gully on the slope of the gallery entrance is sprayed and planted with grass and greening. This technology effectively improves the slope stability at the entrance of the existing tunnel and reduces the risk of landslide geological disasters.

Key Words： Highway tunnel; Gallery; Landslide; Stability

近年來(lái)，我國(guó)山區(qū)高等級(jí)公路的建設(shè)逐漸增多，但由于山區(qū)地形復(fù)雜多變，隧道洞口位置巖性往往較差，易受雨季長(zhǎng)時(shí)間降雨或地下水等因素的影響，洞口位置易出現(xiàn)滑坡等地質(zhì)災(zāi)害，對(duì)高速公路造成威脅^[1-3]。部分隧道進(jìn)口上方仰坡基巖雖然整體穩(wěn)定，但結(jié)構(gòu)不均，邊坡容易產(chǎn)生掉塊、崩落等現(xiàn)象，在人類活動(dòng)及外動(dòng)力作用下邊坡容易產(chǎn)生掉塊、垮塌和沿不利結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生滑塌，滑塌后將直接影響下方高速公路的通行安全^[4-5]。若遇見(jiàn)持續(xù)高強(qiáng)度降雨，坡表發(fā)生大面積滑塌的可能性較大，因此需要及時(shí)對(duì)遭受地質(zhì)災(zāi)害的隧道進(jìn)行修復(fù)處治。

針對(duì)隧道洞口邊坡病害，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已從滑坡成因、變形機(jī)理、處治技術(shù)等方面開(kāi)展了系統(tǒng)研究^[6-13]。王國(guó)欣等^[7]以浙江省杭千高速公路橫路頭隧道洞口為例，首先從地質(zhì)因素，水的作用及人為因素3個(gè)方面分析了滑坡產(chǎn)生的機(jī)制。段翔^[8]采用Geo Studio軟件對(duì)邊坡在3種降雨工況下的穩(wěn)定性變化過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬研究，探究降雨誘發(fā)邊坡失穩(wěn)的原因和內(nèi)在機(jī)理。帥建兵^[11]針對(duì)云南高原地區(qū)復(fù)雜地層洞口施工中常見(jiàn)的滑坡問(wèn)題，提出采用鋼管樁技術(shù)對(duì)滑坡范圍進(jìn)行加固控制，對(duì)樁底淤泥積水應(yīng)用“靜壓注漿+高壓注漿”的方式，有效防止滑坡體擴(kuò)散危及洞口安全。段鋒^[12]依托隴漳高速烏梁隧道洞口處穿越滑坡體實(shí)例，提出了土釘墻代替微型樁加固方案，討論了土釘墻加固隧道洞口滑坡體的適應(yīng)性。王龍^[13]探討了抗滑樁與鋼管樁聯(lián)合支護(hù)在洞口滑坡治理中的應(yīng)用，可有效防范分離式隧道洞口滑坡事故。

依托實(shí)際工程案例，為了減小跨越?jīng)_溝地形條件下的坡面滑坡風(fēng)險(xiǎn)，本文研發(fā)了復(fù)雜地形跨越?jīng)_溝現(xiàn)役高速公路隧道明洞接長(zhǎng)施工技術(shù)，以期為今后類似工程提供了參考借鑒。

1? 工程概況

本文依托G5京昆高速（攀田段）K2484+300官壩梁子進(jìn)口地質(zhì)災(zāi)害維修處治工程，該工程在2016年9月攀枝花地區(qū)連續(xù)發(fā)生百年不遇的強(qiáng)降雨中，造成官壩梁子隧道（K2484+300）上方山體發(fā)生滑坡形成泥石流，約15 000m³泥石直接涌入官壩梁子大橋及隧道內(nèi)，致使G5京昆高速大田至平地段交通中段，隧道配電房被損毀。經(jīng)過(guò)24h的連續(xù)搶險(xiǎn)，及時(shí)清除了涌入官壩梁子大橋及隧道內(nèi)的泥石，泥石清理后，采取在隧道口端墻頂面上方設(shè)置混凝土防撞墩、掛防護(hù)網(wǎng)的臨時(shí)防護(hù)方案進(jìn)行應(yīng)急搶險(xiǎn)工程，但隧道上方坡體滑坡裸露部分以及坡體覆蓋層還存在較大的安全隱患，需對(duì)其進(jìn)行永久加固處治。主要工作量為：抗滑樁408m?，挖土方950m?，挖石方1590m?，洞口建筑440m?，排導(dǎo)槽1242m?，洞口回填7425m?，地基處理830m?，二次襯砌1509m?，側(cè)墻744m?，水泥混凝土路面525m?，瀝青混凝土路面525m?，仰拱回填630m?，邊仰坡防護(hù)690m?及交安設(shè)施。

2? 技術(shù)原理

如圖1所示，本工程采用復(fù)雜地形跨越?jīng)_溝現(xiàn)役高速公路隧道明洞接長(zhǎng)結(jié)構(gòu)對(duì)隧道上方仰坡治理。該技術(shù)的主要原理為：對(duì)洞口邊坡仰坡滑塌區(qū)坡面松散土體及碎石進(jìn)行清理，然后采用三維網(wǎng)噴播植草增加坡面穩(wěn)定性，綠化坡面，同時(shí)增加平臺(tái)截水溝做好排水。路線左側(cè)邊坡回填區(qū)設(shè)置抗滑樁。洞口接長(zhǎng)明洞跨越?jīng)_溝溝口，明洞采用連拱形式，單壓結(jié)構(gòu)，洞門亦采用單壓形式洞門。洞頂回填后，設(shè)置排導(dǎo)槽。

3? 施工關(guān)鍵技術(shù)

如圖2所示，為復(fù)雜地形現(xiàn)役高速公路隧道明洞接長(zhǎng)施工的工藝流程圖，包括抗滑樁施工、明洞結(jié)構(gòu)施工、防排水施工、邊坡防護(hù)施工等關(guān)鍵技術(shù)。

3.1 抗滑樁施工

抗滑樁采用人工挖孔樁，具有施工簡(jiǎn)便，無(wú)特殊機(jī)械設(shè)備的要求，主要施工內(nèi)容為基坑開(kāi)挖及護(hù)壁、鋼筋籠制作安裝、灌注樁體混凝土。開(kāi)挖過(guò)程中實(shí)時(shí)觀測(cè)斜坡是否變形，確保人工開(kāi)挖安全?？卓谠O(shè)圍欄和防止地表水、雨水流入等安全設(shè)施。

3.2 明洞結(jié)構(gòu)施工

如圖3和圖4所示，明洞施工先進(jìn)行仰拱的施工回填，回填采用對(duì)稱分層夯填密實(shí)。根據(jù)施工設(shè)計(jì)圖紙，對(duì)既有混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行鑿除，鑿除至鋼筋外露，將外露鋼筋與新安裝鋼筋進(jìn)行焊接搭接，按照施工圖紙加工制作及安裝鋼筋，箍筋按30cm等間距布置，必須同時(shí)箍住環(huán)向主筋與縱向鋼筋。環(huán)向主筋凈保護(hù)層厚度為5cm。

擋墻結(jié)構(gòu)按照施工圖紙，安裝鋼筋并支模進(jìn)行混凝土澆筑。澆筑完成用麻袋及土工布進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)不小于7d。在隧道頂部設(shè)置排導(dǎo)槽并澆筑C30混凝土側(cè)墻及C30鋼筋混凝土導(dǎo)流板。

在隧道左線部分位于堆積體中，做左線明洞及擋墻下部采用C20混凝土對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行換填，換填高度為2m。換填混凝土強(qiáng)度達(dá)到70%后，換填層下部采用Φ76鋼花管鉆孔，在鉆孔時(shí)至少鉆至基巖1m，鉆孔布位按1m梅花形布置。鉆孔完成后進(jìn)行注漿，注入純水泥漿，水灰比為0.6～0.8。

3.3 防排水施工

防排水以防、排、截、堵相結(jié)合原則。墻背設(shè)Φ50HDPE單壁打孔環(huán)向排水管盲溝，隧道左右邊墻背設(shè)Φ100HDPE單壁打孔波紋排水軟管，隧道左右邊墻底部橫向每隔10m各設(shè)置1道Φ50HDPE單壁無(wú)孔波紋泄水支管，使墻背水排入路緣帶下暗埋的Φ200HDPE縱向排水主管內(nèi)，明洞中墻頂部設(shè)1道Φ100HDPE縱向排水管，豎向每隔2.5m設(shè)1道Φ80PVC泄水管。襯砌混凝土結(jié)構(gòu)采用防水混凝土澆筑，二次襯砌混凝土抗?jié)B等級(jí)應(yīng)不小于P8。明洞采用“兩布一膜”防水體系（無(wú)紡布+EVA防水板+無(wú)紡布）。

3.4 邊坡防護(hù)施工

首先，人工將坡面補(bǔ)平順，風(fēng)鉆鉆取深度為142cm深孔，并安放Φ18mm錨筋間隔為300cm，每間隔100cm安裝一個(gè)U型釘，用30號(hào)砂漿固定錨固鋼筋。根據(jù)坡面的干濕情況，用水將坡面澆濕，澆水量以土壤不出浮土和粉塵為宜。

其次，將稻草切成5～10cm長(zhǎng)拌合在回填土中，回填中要經(jīng)過(guò)翻曬、晾干、碾壓、過(guò)篩成均勻的細(xì)粒土，其團(tuán)粒小于三維網(wǎng)網(wǎng)孔，覆3～5cm厚的土壤于平整好的坡面上，坡面覆土后要求起伏小于5cm/2m。

最后，噴播草籽。

4? 技術(shù)效益分析

本技術(shù)針對(duì)性強(qiáng)，可快速治理隧道進(jìn)口上方仰坡發(fā)生的大面積滑塌，有效增加坡面穩(wěn)定性。與傳統(tǒng)施工技術(shù)相比，其特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。

（1）采用明洞接長(zhǎng)的方式對(duì)隧道進(jìn)口上方仰坡大面積滑塌處進(jìn)行地質(zhì)處治施工，接長(zhǎng)明洞跨越?jīng)_溝溝口，洞頂回填后，設(shè)置排導(dǎo)槽，通過(guò)維修期間所用費(fèi)用與明洞接長(zhǎng)費(fèi)用相比，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

（2）明洞外側(cè)路線左側(cè)邊坡回填區(qū)設(shè)置抗滑樁，保證明洞結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，增強(qiáng)了邊坡的整體穩(wěn)定性，同時(shí)盡可能減小對(duì)原結(jié)構(gòu)的影響，降低施工和運(yùn)營(yíng)期間的不安全因素。

（3）隧道進(jìn)口上方仰坡大面積滑塌處進(jìn)行掛三維網(wǎng)噴播植草綠化，在仰坡上部、中部、底部各設(shè)置一道截水溝，增加坡面穩(wěn)定性，同時(shí)提高坡面排水性能。

5? 結(jié)論

針對(duì)跨越復(fù)雜沖溝地形的隧道洞口滑坡災(zāi)害，本文提出了現(xiàn)役高速公路隧道明洞接長(zhǎng)施工技術(shù)，集成了邊坡回填打設(shè)抗滑樁、洞口接長(zhǎng)連拱明洞、明洞上建排導(dǎo)槽、仰坡沖溝掛網(wǎng)噴播植化等關(guān)鍵技術(shù)。應(yīng)用效果表明，本技術(shù)可有效修復(fù)隧道洞口邊坡滑塌病害，同時(shí)具有一定的生態(tài)環(huán)保效益。

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