山區(qū)隧道洞口嚴重偏壓且?guī)r層陡傾順層處治方法*

田國偉，穆垚岐

(中交路橋華東工程有限公司，上海 201210)

由于隧道繞開不良地質，有線形需要與地形地貌限制可能導致洞口的偏壓，加之部分偏壓隧道存在巖層陡傾順層，開挖易引起巖石沿順層滑動，影響結構安全。因此，掌握大型松散崩坡積體地質處嚴重偏壓且?guī)r層陡傾順層隧道進洞施工技術很必要。本文通過四川省九寨溝(甘川界)至綿陽公路路基土建工程兩河口2號隧道進洞施工實例，介紹主要施工技術及過程中根據現場情況進行的方案優(yōu)化及調整。

1 工程概況

兩河口2號隧道為分離式長隧道，左線隧道長1 758.497m，右線隧道長1 729.318m。隧道主洞凈寬與凈高為10.25,5.0m，縱坡為單向坡，坡率最大為+4%、最小為+2.5%。隧道設計速度80km/h，全隧采用復合式襯砌。

兩河口2號隧道出口K29+575—K29+610，ZK29+655—ZK29+665為加強偏壓明洞段，采用Mdj型襯砌；K29+565—K29+575，ZK29+642.5—ZK29+655段隧道采用Ⅰ型半明半暗結構，為Ms襯砌類型；K29+555—K29+565，ZK29+625—ZK29+642.5段隧道采用Ⅱ型半明半暗結構，為Ms襯砌類型，其中半明半暗段暗洞結構與A5qj型襯砌結構一致。

2 工程地質

右線K29+200—K29+450段上方有一大型崩坡積體，據詳勘鉆探與物探成果顯示，該段隧道均位于穩(wěn)定基巖中，但由于鉆探僅為“一孔之見”，物探存在多解性，因此并不排除隧道穿越崩坡積體的可能性。

3 邊、仰坡穩(wěn)定性

圖1 基巖邊坡裂隙赤平投影

根據邊坡赤平投影可知：巖層面CZ傾向坡外，但傾角大于坡角，對斜坡穩(wěn)定性影響不大，但巖層面CZ與L2組合交線均傾向坡外，組合交線傾角52°，小于坡角，形成楔形塊體，對邊坡整體穩(wěn)定不利，在降雨、大風和融雪天氣，經常發(fā)生碎塊石崩落。洞口左側有一獨立孤峰，巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體極破碎，對工程有潛在威脅。此外，隧道軸線與地形等高線相交，對隧道有偏壓作用，開挖時邊坡土體易滑塌。

4 嚴重偏壓且?guī)r層陡傾順層隧道處治措施

兩河口2號隧道進洞實施“零開挖”進洞理念，減少植被破壞，保護生態(tài)環(huán)境。進洞前，應完成邊仰坡防護、洞頂截排水設施及洞門，做到一洞一坡，減少植被破壞，保護生態(tài)環(huán)境。

兩河口2號隧道施工采用出洞口向進洞口單向掘進。右洞先掘進洞，左洞后掘進洞。洞口施工時應先開挖一個洞，另一個洞及兩洞間土體先不開挖；待先行洞洞門結構、明洞完成回填且暗洞襯砌施做到一定長度，再進行后行洞的開挖，后行洞掌子面應落后于先行洞二次襯砌35m以上。

針對隧道施工容易引起巖石沿順層滑動問題采用以下處治措施。

1)增加巖層結構面的抗滑力和黏聚力，采用單墩預應力錨索、壓力注漿錨桿和注漿小導管對坡面進行加固。

2)采用半明半暗形式進洞，減少洞口開挖。

3)增強襯砌支護結構強度，采用A5qj型襯砌結構，并在Ⅱ型半明半暗結構護拱中增加1層工字鋼。

4)利用隧道棄土對坡面進行反壓。

5)延長右線明洞，以實現對左洞半明半暗段的反壓，為防止明洞填方段的不均勻沉降，對地基進行了加固處理，并增加結構剛度，將明洞襯砌厚度增至70cm，沉降縫適當加密。

6)暗洞和Ⅱ型半明半暗段采用單側壁導坑法開挖，控制圍巖變形。

施工工藝流程：洞外截水溝→邊、仰坡刷坡并支護(自上而下逐級支護)→半明半暗施作→明洞施作→反壓回填。

5 關鍵施工技術

5.1 排水系統施工

進洞施工前，對施工現場進行仔細調查，包括現場地形地貌、自然環(huán)境、氣候氣象，對現場施工存在干擾的危石及時進行清理，提前進行截水溝施工，確?，F場排水通暢，及時將坡面匯水引排至隧道施工范圍以外。截水溝距邊仰坡開挖≥5m，溝底根據山勢設置縱坡，但坡度應≥0.3%。

5.2 邊、仰坡開挖及防護施工

1)邊、仰坡開挖前清除可能滑塌的表土、灌木，邊坡和仰坡上的浮石、危石要清除或加固，施工期間實施不間斷監(jiān)測和防護。

2)洞口邊、仰坡盡量采用機械開挖，如遇巖層較硬或遇較大孤石，則采用弱爆破，以減少對洞口圍巖的擾動。

3)兩河口2號隧道邊、仰坡自上而下開挖。下級臺階在上級臺階支護完畢后再行開挖，嚴禁大挖大刷。

4)兩河口2號隧道洞口永久邊仰坡采用注漿小導管、壓力注漿錨桿和單墩預應力錨索防護，如圖2所示。

圖2 邊坡防護橫斷面

5.3 明洞及偏壓擋墻地基加固施工

兩河口2號隧道進行洞口開挖前需進行地基承載力檢測，設計要求≥0.3MPa，部分地段應進行地表加固，地基注漿加固完成且強度達到設計要求后方可進行上部基礎施工。

1)加固范圍及形式 兩河口2號隧道出口左右線明洞及偏壓擋土墻基礎采用φ70注漿鋼管加固，加固范圍如下： ①左線加固起止樁號為ZK29+665—ZK29+655(明洞及偏壓擋土墻基礎)，ZK29+655—ZK29+625(偏壓擋土墻基礎)； ②右線加固起止樁號為K29+610—K29+575(明洞及偏壓擋土墻基礎)，K29+575—K29+545(偏壓擋土墻基礎)。φ70注漿小導管平面布置如圖4所示。

圖3 φ70注漿小導管示意

2)地表加固施工工藝流程 清理場地→布孔/鉆孔→安裝小導管(鋼管)→注漿。

5.4 偏壓擋土墻施工

兩河口2號隧道出口K29+610—K29+575，ZK29+665—ZK29+655為加強偏壓明洞地段，明洞及偏壓擋土墻采用M10砂漿片石基礎；K29+555—K29+575，ZK29+625—ZK29+655段明洞及偏壓擋土墻采用 C15片石混凝土基礎?；A加固深度要求至卵石層以下5m，且不超過基巖面0.5m。

具體施工工藝如下：按擋土墻分段，整段進行一次性澆灌，在清理好的墊層表面測量放線，立模澆灌。

5.5 半明半暗襯砌及明洞施工

兩河口2號隧道出口半明半暗段明洞需設置護拱，開挖到洞口位置時，預留洞口處核心土，作為護拱施工平臺，護拱施工應在明洞完成初支施工后進行。兩河口2號隧道出口護拱形式如下。

1)K29+565—K29+575，ZK29+642.5—ZK29+655段(Ⅰ型半明半暗段)，采用60cm厚C25混凝土+60cm/榀I20型鋼拱架。

2)K29+555—K29+565，ZK29+625—ZK29+642.5段(Ⅱ型半明半暗段)，采用60cm厚C25混凝土+75cm/榀I18型鋼拱架。

兩河口2號隧道出口半明半暗明洞需進行初期支護施工，偏壓擋土墻澆筑完成并拆模后，可組織人員進行現場外側明洞初期支護施工。初期支護襯砌類型為A5qj 型，明洞初期支護形式采用26cm厚C20噴射混凝土+φ28 鋼筋網+I20b型鋼拱架。

5.6 監(jiān)控量測

現場進洞必須嚴格執(zhí)行監(jiān)控量測施工，尤其是加強現場地表下沉監(jiān)控量測工作，現場量測數據及時反饋，用于指導現場施工。現場暗洞開挖施工每次開挖完成后及時進行地質觀察，確定圍巖巖性、巖層產狀等參數，并進行周邊收斂、拱頂下沉等監(jiān)控量測工作，為現場調整支護參數及開挖方式提供可靠數據。根據監(jiān)控量測反饋數據，現場施工滿足圍巖變形、地表沉降等相關要求。

6 結語

實踐證明，以上施工工藝滿足四川省九寨溝(甘川界)至綿陽公路路基土建工程兩河口2號隧道大型崩坡積體地質處偏壓且?guī)r層陡傾順層隧道進洞施工要求，隧道進洞施工需注意增加巖層結構面的抗滑力和黏聚力，減少洞口挖方，增強襯砌支護強度。施工過程中根據實際情況及監(jiān)控量測反饋情況及時調整施工工藝，方可做到在確保施工安全、質量前提下，加快施工進度，確保工程順利完成。