滴水巖2號隧道洞口WY2危巖加固施工安全專項技術(shù)方案

金鑫　任利軍　張立強

摘 要：以重慶滴水巖2號隧道洞口WY2危巖加固為核心，對臨崖陡坡危巖加固處理技術(shù)進行詳細分析，主要針對危巖開挖、修整、支護、加固等問題形成成套施工工藝，同時采用危巖打設(shè)錨桿、十字錨頭加固等安全防護措施，以保證結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：隧道;危巖加固;十字錨頭

中圖分類號：TU457 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2021）29-0092-03

Special Technical Scheme for Construction Safety of Reinforcement of

WY2 Dangerous Rock at the Entrance of Discrete Rock No.2 Tunnel

JIN Xin REN Lijun ZHANG Liqiang

（China Construction and Civil Construction Co.， Ltd.， Chongqing 400000）

Abstract： With the development of the economy， infrastructure construction gradually becomes more diversified， and the difficulties and challenges faced by urban tunnel infrastructure construction are gradually increasing. Dangerous rock reinforcement treatment technology is analyzed in detail， and a complete set of construction technology is formed for the excavation， repair， support， and reinforcement of the dangerous rock. At the same time， safety protection measures such as anchor rods and cross anchor head reinforcement are adopted to ensure the structure. safe and stable. Hope to provide theoretical guidance for follow-up similar projects through the research content of this thesis.

Keywords： tunnel;reinforcement of dangerous rock;cross anchor head

1 工程概況

1.1 基本概況

滴水巖2號隧道出口位于渝中區(qū)嘉陵路上面的陡崖邊緣一帶，陡崖邊緣為卸荷帶，分布有危巖體WY2，現(xiàn)狀穩(wěn)定。

前期已對滴水巖2號隧道匝道路面以上部位進行卸載，其中進口邊仰坡采用錨桿框架梁結(jié)構(gòu)，錨桿尺寸為長8 m，直徑32 mm，設(shè)置2級平臺。路面以下部位采用三排錨桿進行點錨加固，豎向和橫向間距均為3 m。錨桿采用2根25HRB400鋼筋，其單根長為9～11 m，間距按3.0 m×3.0 m矩形分布，錨桿向下入射角為15°，采用M30砂漿灌漿處理，錨頭采用C35混凝土十字抑制頭，錨墩平面與錨桿垂直，其尺寸為長1.0 m、寬0.4 m、厚0.4 m。

1.2 工程地質(zhì)條件

1.2.1 地形地貌。崖頂原地面標高為245～247 m，較為平整。崖底有嘉陵路穿過。陡崖從嘉陵路邊緣一直延伸到崖頂，高差約50 m，陡崖坡度65°～75°。

1.2.2 地質(zhì)構(gòu)造。項目區(qū)位于金澳寺向斜西翼，為川東褶皺叢中沙坪壩-重慶復(fù)合褶皺的二級褶皺。無斷層構(gòu)造穿過，不發(fā)育構(gòu)造裂隙。據(jù)測繪，現(xiàn)場巖層傾向140°，傾角8°，局部傾角15°。根據(jù)現(xiàn)場測量[1]，基巖發(fā)育三組裂縫，裂縫發(fā)育情況如下。

L1裂隙：傾向350°～0°，傾角55°～65°。裂隙面粗糙，寬度2～8 mm，偶有黏性土充填，裂隙間距2～5 m，延伸長度一般為5～10 m，局部向上至幾十米，切割深度5～20 m，連通性好。裂隙為硬質(zhì)結(jié)構(gòu)面，結(jié)合性較差。

L2裂隙：傾向260°～270°，傾角65°～75°。裂隙面較直，延伸長度3～5 m，以閉合為主。裂縫之間的間隙范圍為2～5 m。無充填或部分方解石充填。裂隙是剛性結(jié)構(gòu)面，結(jié)合不良。

L3裂隙：傾向80°～90°，傾角65°～75°，傾角與L2裂隙相反，裂隙特征與L2相同。

2 主要施工方案

2.1 施工準備

施工前，在臨近嘉陵路一側(cè)設(shè)置長度為60 m的被動防護網(wǎng)（見圖1），被動防護網(wǎng)高5 m，對嘉陵路進行硬防護，防止?jié)L石掉入嘉陵路影響行車安全。

在支護過程中，要做好防、排水措施。坑頂設(shè)置截水溝，每層坑底設(shè)置排水溝，防止雨水滲入坡體和長時間浸泡基底誘發(fā)坡體滑動。在頂面沿著邊坡周邊設(shè)置防護欄桿，防止人員及土石跌落到坑內(nèi)。為防止邊坡坍塌，邊坡頂尤其東南兩側(cè)嚴禁堆載[2]。

2.2 洞口巖體切除

2.2.1 測量放樣。根據(jù)設(shè)計圖紙、橋臺開挖放坡要求、現(xiàn)場實際情況及渣土運輸通道等情況，對橋臺開挖邊線進行測量放樣，并做好標記。

2.2.2 邊坡防護。邊坡先采用GPS2型SNS主動防護網(wǎng)進行防護（見圖2）。為防止巖體在施工過程中發(fā)生巖體變形，采用臨時錨桿錨固措施，錨桿采用直徑為32 mm的砂漿錨桿，錨桿嵌巖深度為4.5 m，間距為2 m×2 m。

2.2.3 巖體開挖。H-B出口孔外有一塊2 m厚的未截斷的巖體，位于陡坡邊緣的卸荷區(qū)，目前情況穩(wěn)定。上坡開挖區(qū)以砂巖為主，采用人工水鉆開挖。開挖時，采用豎向分層、平面劃分的開挖方法。每層開挖深度約0.6 m。每一層的開挖方向都是由西向東。根據(jù)設(shè)計要求，采用分級+噴錨支護的開挖方式。對于堅硬的巖層，采用巖水鉆頭進行人工劈裂開挖，人工清理運至卸料平臺[3]。

2.2.4 設(shè)置臨空面。采用水鉆分層施工。在每一層施工時，先利用直徑108 mm、長60 cm的水鉆將整塊巖層分割為50 cm×50 cm大小的石塊，并取出柱體巖芯，使各小塊巖體分離形成一個臨空面，然后用手電鉆在分離的石頭下部鉆孔，將鋼楔插入孔中，然后用錘子敲擊鋼楔。鋼楔為分離的石頭提供水平拉力和剪切應(yīng)力。當應(yīng)力大于巖石的極限拉剪應(yīng)力時，被分離的巖石將發(fā)生拉裂和剪切破壞，然后按照同樣的過程進行下一層施工。

2.2.5 邊坡修整。每層巖石開挖完成后及時對開挖邊坡進行修整，將邊坡修整至設(shè)計坡度，并且要求坡面平順。邊坡修整可根據(jù)實際情況采用風(fēng)鎬等設(shè)備。

2.2.6 防墜物防護。滴水巖2號隧道出洞口處有一處小平臺，由于下方為瑞天路，交通量大，故施作防墜物防護。共設(shè)置5道工字鋼進行防護，斜撐工字鋼與豎直工字鋼夾角為45°，斜撐設(shè)在洞口一側(cè)，豎直工字鋼為3.5 m，在1.5 m位置與斜撐工字鋼采用連接板螺栓連接，工字鋼與地面采用膨脹螺栓或地錨螺栓連接，連接務(wù)必牢靠。豎直工字鋼臨邊一側(cè)20 cm處打設(shè)8根直徑為20 mm的螺紋鋼，入地面錨固深度15 cm。頂部設(shè)90°彎頭彎曲后與工字鋼焊接，工字鋼之間采用4道直徑為20 mm的螺紋鋼作為連接筋，保證工字鋼防護連接成整體[4]。

2.3 WY2危巖加固處理

2.3.1 工藝流程。場地平整→定位設(shè)置腳手板、底座→縱向掃地桿→立桿→橫向掃地桿→橫向水平桿→縱向水平桿→剪刀撐→連墻件→鋪腳手板→扎防護欄桿→扎安全網(wǎng)→危巖加固。

2.3.2 基底處理。固定距離定位，根據(jù)結(jié)構(gòu)要求，用尺子測量內(nèi)外立桿距墻的距離，并做標記;用鋼卷尺拉直，將立桿的位置分開，用小竹片標記立桿;墊板、底座應(yīng)準確放置在定位線上，墊板必須平放，不得懸空。部分立桿需要放置在現(xiàn)有巖壁上，巖壁上放置立桿的位置必須人工開鑿平整。墊板放置必須平整，不得懸空。

在搭設(shè)第一層腳手架的過程中，在周邊區(qū)域的每一個框架上都安裝斜撐，并增加雙向轉(zhuǎn)角。腳手架安裝完成后，即可拆除腳手架和墻體主體結(jié)構(gòu)。當腳手架操作層比連接墻高兩級時，宜先設(shè)置外排，再設(shè)置內(nèi)排。其余按下列結(jié)構(gòu)要求架設(shè)：墊板尺寸應(yīng)為木墊板或槽鋼，長度不小于2跨，厚度不小于50 mm，寬度不小于200 mm。

2.3.3 操作架搭設(shè)。它主要包括以下7部分內(nèi)容。

①立桿設(shè)置。第一，立桿采用對接接頭連接，立桿與縱橫桿采用直角緊固件連接。桿的垂直臺階為1.5 m。關(guān)節(jié)位置錯開，避免在同一跨度內(nèi)使用兩個相鄰的垂直桿接頭。各關(guān)節(jié)中心與主節(jié)點的距離不得超過步距的1/3。第二，主桿與副桿通過旋轉(zhuǎn)扣件連接，扣件數(shù)量不少于2個。每根桿子底部應(yīng)設(shè)置緩沖塊，并設(shè)置縱橫掃地桿?？v向掃地桿應(yīng)采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200 mm處的立桿上。橫向掃地桿也應(yīng)用直角扣件固定在垂直掃地桿正下方的立桿上。第三，桿基礎(chǔ)不在同一高度時，高處的立式掃地桿必須向低處延伸2跨并與桿固定，高差不應(yīng)大于1 m，斜坡上方立桿軸線至斜坡的距離不得小于500 mm。第四，立桿的垂直偏差應(yīng)控制在豎立高度的1/400以內(nèi)。第五，開始架設(shè)立桿時應(yīng)及時連接連墻件，待連墻件安裝穩(wěn)定后，再根據(jù)情況繼續(xù)上架設(shè)立桿。

②縱、橫向水平桿?？v、橫桿設(shè)在豎桿內(nèi)側(cè)，其長度不少于3跨。支護垂直巖面行距為1.2 m，橫向距為1.5 m。縱向橫桿的長度應(yīng)采用對接緊固件連接，也可采用搭接。要求如下：第一，采用對接接頭時，接緊固件要錯開布置，相鄰的兩個縱向橫桿接頭不應(yīng)同步布置或跨距布置，兩個相鄰接縫的水平錯開距離不應(yīng)小于500 mm;第二，采用搭接接頭時，搭接長度不應(yīng)小于1 m，并等間距安裝3個旋轉(zhuǎn)緊固件。此外，端部扣件蓋板邊緣到搭接的縱向水平桿端部的距離不應(yīng)小于100 mm。在豎桿與豎橫桿的交點處設(shè)置橫橫桿，兩端固定在豎桿上，形成空間結(jié)構(gòu)的整體受力。

③剪刀撐設(shè)置。第一，在腳手架外立面的整個長度和高度上連續(xù)布置剪刀。第二，每根剪式撐桿的寬度不應(yīng)小于4跨，且不應(yīng)小于6 m，斜桿與地面的傾角應(yīng)在45°～60°。第三，剪式支撐斜桿長度宜為搭接或?qū)?。采用搭接接頭時，接頭長度不應(yīng)小于1 m，并用不少于2個旋轉(zhuǎn)緊固件固定，端部緊固件蓋板邊緣到桿端的距離不小于100 mm。第四，剪式支撐斜桿應(yīng)固定在與旋轉(zhuǎn)扣件相交的水平橫桿的延伸端或豎桿上，旋轉(zhuǎn)扣件中心線與主節(jié)點的距離不應(yīng)大于150 mm。第五，自下而上每隔6～8 m在車架外周及內(nèi)縱、橫向各設(shè)一連續(xù)豎剪式撐桿;垂直剪刀撐的底部、頂部和頂部的相交平面應(yīng)設(shè)置連續(xù)的水平剪刀撐。水平剪刀架與架體底面的距離和水平剪刀架的距離不應(yīng)超過8 m，剪刀架的寬度應(yīng)為6～8 m。

④腳手板、腳手片的鋪設(shè)要求。第一，腳手架內(nèi)立桿與結(jié)構(gòu)層之間應(yīng)鋪設(shè)腳手板，內(nèi)、外桿之間應(yīng)鋪設(shè)腳手板，不得鋪設(shè)探針板。用橫桿可靠地固定腳手板兩端，防止其翻倒。第二，全鋪層腳手架必須垂直和水平鋪設(shè)在墻上，全鋪到位，不留空間。不能覆蓋全鋪地板的地方必須采取有效的防護措施。第三，腳手架必須用12#～14#引線雙股平行綁扎，不少于4點，綁扎要牢固，連接處要平整。腳手架鋪設(shè)時要完好無損，如有損壞，應(yīng)及時更換。

⑤防護欄桿。第一，腳手架外側(cè)用經(jīng)建設(shè)主管部門認證的合格綠色密網(wǎng)安全網(wǎng)封閉，安全網(wǎng)固定在腳手架立桿內(nèi)側(cè)。第二，用18#鉛絲掛安全網(wǎng)，要求嚴密平整。第三，腳手架外側(cè)的施工工作層必須在0.6 m和1.2 m高的位置設(shè)置兩道防護欄桿和18 cm高的趾板。欄桿和腳趾板應(yīng)安裝在外桿的內(nèi)側(cè)。

⑥連墻件。第一，連墻件采用直徑20 mm的螺紋鋼錨桿加直徑16 mm鋼絲繩形式進行連墻加固，每層設(shè)置兩根連墻件，兩根連墻件分別距離架體左右邊緣各1 m，每3 m高設(shè)置一層。錨桿孔深度為1 m，孔徑50 mm;連接繩采用直徑16 mm的鋼絲繩，鋼絲繩端頭與錨桿連接，另一頭穿過立桿與橫桿節(jié)點處于架體緊密連接。第二，連接墻部件應(yīng)從底層第一根縱向水平桿開始安裝。安裝有困難時，應(yīng)采用其他可靠措施加以固定。第三，系桿點應(yīng)牢固，防止其移動變形，且盡量設(shè)置在外架縱橫向水平桿接點處，靠近主節(jié)點設(shè)置，與主節(jié)點的距離不應(yīng)大于300 mm。第四，腳手架下部暫時不能安裝連接墻件時，應(yīng)采取防傾覆措施。設(shè)置投擲時，投擲應(yīng)由長桿制成，并用旋轉(zhuǎn)緊固件固定在腳手架上。與地面的傾角應(yīng)在45°～60°，連接點中心與主節(jié)點的距離不應(yīng)大于300 mm。連接墻架設(shè)后，應(yīng)拆除一次性支架。第五，當連接錨桿注漿穩(wěn)定抗拔力滿足要求后，方能施力連接[5]。

⑦架體內(nèi)封閉。第一，腳手架架立桿與墻體凈距可達200 mm。如果由于結(jié)構(gòu)設(shè)計的限制，大于200 mm的結(jié)構(gòu)必須鋪設(shè)立板，且立板應(yīng)平整、牢固。第二，腳手架施工層的立桿與巖壁之間應(yīng)采用腳手架件或木板進行密封。第三，施工層以下腳手架，每10 m及底部圍上雙層網(wǎng)袋。

3 結(jié)語

隧道洞口對工程施工來說是最重要的位置。洞口的危巖散落會直接影響經(jīng)過車輛的安全，因此危巖加固是必須的。所介紹的滴水巖2號隧道洞口WY2危巖加固施工方案，可以為以后類似項目提供借鑒。

參考文獻：

[1]劉建國，李元海，石山.富水復(fù)雜地質(zhì)淺埋暗挖隧道修建技術(shù)[M].北京：人民交通出版社，2017：3.

[2]王夢恕.隧道工程淺埋暗挖法施工要點[J].隧道建設(shè)，2006（5）：1-4.

[3]郝永林.隧道工程淺埋暗挖法施工要點分析[J].黑龍江科技信息，2017（9）：255.

[4]賈黨育.隧道爆破開挖對洞口段邊坡穩(wěn)定性影響的數(shù)值分析[J].礦冶工程，2017（1）：25-28.

[5]張翾，汪成兵，周寧，等.某黃土隧道洞口段邊坡坍塌機理分析[J].地下空間與工程學(xué)報，2015（增刊1）：307-311.