淺談大斷面隧道淺埋層滑坡體進洞施工技術

李俊飛

(中鐵十八局集團第四工程有限公司，天津 300350)

印思公路龍家田隧道進口自2017年開始進場準備施工，2017年5月底連續降雨后，在隧道進口處便道做預進洞準備過程中發現進口洞門正上方地表發生大面積多處開裂現象，橫穿隧道正上方地表、山體有整體下滑趨勢；為了避免盲目進洞施工造成山體滑坡造成安全質量事故，在隧道進洞前召開多次專家現場勘察會,結合當地地質及當地抗滑經驗，采取多方面施工措施控制后，最終該隧道安全穩定順利進洞度過滑坡體淺埋段。

一、淺埋層滑坡體對公路隧道進洞的影響

（一）隧道概況

龍家田隧道設計為一座分離式隧道；隧道左線起訖里程樁號為ZK7+235～ZK9+275，長2040m;隧道右線起訖里程樁號為K7+230～K9+240，長2010m。隧道進口左右線測設間距36.6m,洞門為削竹式洞門，進口處于緩坡地段，該滑坡體屬于第四系殘坡積層粉質黏土、紅黏土。在前期準備進洞施工時，對滑坡體周邊地質進行詳細的實地察看，隧道口位置以水稻梯田為主，梯田上部有一村落，在村落邊有一休閑山莊，山莊內有一下降泉，常年流水，水量較大。根據隧道鉆孔來看，上部覆蓋層為坡洪積層，以粉質黏土為主夾少量碎石，厚度為4.3m～4.8m，下伏基巖為泥巖，強風化厚度5m～22m，且長期有地表水不斷流經。

（二）復雜地質特點及高風險

印思公路處于貴州高原東北部山地，龍家田隧道進口經鉆孔勘探顯示此段地質為可塑狀粉質黏土局部夾碎石及強、中風化泥質泥頁巖，節理裂隙發育，巖體破碎～較破碎，無自穩能力，隧道圍巖無支護時受震動易產生松動變形、擠壓破壞、掉塊、坍塌等現象；泥巖開挖揭露后極易風化，力學性質將迅速降低；隧道地表發育有多處零星泉點，為富水構造，局部可能發生涌（突）水泥等現象。在如此復雜的地勢下按常規進洞將面臨以下風險：

1.滑坡體整體斜向下滑覆蓋整條隧道。

2.滑坡體兩側橫向擠壓造成拱部變形、底部上翻隧道崩塌。

3.局部涌（突）水、泥石流沖垮隧道。

4.隧道四周分裂巖層局部坍塌造成漏頂災害。

如果沒有采用科學、合理的施工方案，僅憑初期支護及二次襯砌不足以支撐整條隧道安全運營，輕微的施工都將可能引起圍巖擾動變形或者圍巖應力降低，造成不可預估的后果。

二、大斷面隧道自淺埋層滑坡體進洞施工技術控制

（一）進洞前的施工技術控制

為了確保進洞施工安全，在施工前開展大量相關的評估工作?？辈焓┕がF場環境、地質條件、氣候條件、水文條件等，通過當地調查了解，此地居民為抵抗此滑坡體造成的災害，在打地基時會先打抗滑樁穩固地基、換填淤泥，達到了良好的效果；在多次召開專家現場勘查會后，由于此滑坡體面積大不易采用“明挖及削坡減滑”技術方案；結合當地已有經驗，對淺埋層滑坡體分以下幾步進行施工技術控制。

1.排水溝+天溝

對隧道洞口區采取防排水措施，遵循“防、排、截、堵”結合，因地制宜，綜合治理的原則，避免洞口區域水流匯聚，防止地表匯水沖蝕洞口，在洞頂設一道排水溝，在邊仰坡開挖線外大于5m處設一道U形截水天溝，排水溝同天溝順接。

2.封堵裂縫+夯實地面

對已開裂的地表進行填埋封堵，使用夯機夯實，避免自然降雨造成開裂加劇，從而導致局部巖體脫離主體形成孤巖；對地表原有泉點進行封堵引排，盡量減少徑流方向。

3.錨管+地表注漿+硬化防水

對淺埋層滑坡體洞門正上方范圍內進行地表注漿加固，采用Φ42注漿鋼花管注水泥漿、L=5m或6m、間距1.5m×1.5m、采用梅花形布置；充分注漿后采用C25混凝土對注漿地表進行硬化固定，防止滲水，讓圍巖有自穩能力；對明洞處軟弱地基進行加固，采用水泥穩定碎石土1m厚、Φ42注漿鋼花管注水泥漿、L=3m，加大了橫縱向抗壓能力。

4.抗滑樁+擋土墻

根據不穩定土體力學計算，在隧道明暗分界處仰坡面平行布置抗滑樁，共計12根，每根約20米方樁，每根抗滑樁直至入巖為止，樁寬1.75m，樁高2.0m,中心間距5m,錨固端10米，懸臂端10米，抗滑樁采用C35鋼筋混凝土，完成此抗滑樁大大地提升了隧道的抗滑能力；同時對洞門兩側邊坡采用C35鋼筋混凝土擋土墻施工增加邊坡抗擠壓能力。

圖1 地表注漿

圖2 抗滑樁

5.沉降位移觀測

完成以上全部措施后，測量人員對滑坡體及抗滑樁一天兩次位移、沉降進行量測，試驗人員對混凝土進行強度檢測，勘探人員進行鉆孔取樣，根據數據發現混凝土強度正常，但兩洞中間4根抗滑樁變化異常，變化速率較大，滑坡體未完全穩定需進一步采取抗滑措施。

6.補增抗滑樁

再次召開專家現場勘察會后決定在兩洞中間增加4根相同抗滑樁，施工完畢后根據量測數據得出此滑坡體已穩定具備進洞條件。

（二）進洞時的施工技術控制

1.超前地質預報

進洞前先進行超前地質預報，通過TST及超前水平鉆預報前方圍巖形態，判斷無涌水泥、無溶洞后開始進洞。

2.長管棚+導向墻

圖3 長管棚

對洞口采用長管棚注漿，長管棚的材質為熱軋無縫鋼管，管材的規格為外徑108mm、管壁6mm，同時在鋼花管上鉆孔，孔洞直徑在10cm～16cm，梅花形布孔，鋼管的前段設置成錐形h，這樣利于管材頂進。并在鋼管尾部設置不開孔的止漿段，鋼管施工的時候，外插角度在5°～10°，環向間距在40cm。水泥漿液配置水灰比例為1∶1，注漿的壓力控制在0.5MPa～2.0MPa，在注漿前，施工人員根據施工方案對漿液進行試驗，調整水泥漿的最佳比例以及壓力大小，待穩定后進行二次壓漿。

3.臺階法+留核心土

優化支護參數,待超前管棚及導向墻穩定后，為了盡量降低施工過程中對隧道結構造成的影響，減少對圍巖的擾動和破壞，采用臺階法施工。上臺階左右分別開挖，每一個臺階的縱向距離控制在3m～5m，鑿巖機每次進尺控制在1m以內，在開挖的時候預留核心土及時做好初期支護，以控制圍巖變形，避免開挖過程中對隧道造成影響；隧道按新奧法原理進行洞身結構設計，即以系統錨桿、噴砼、鋼筋網、鋼架組成初期支護與二次模筑砼相結合的復合襯砌形式；此洞口淺埋段支護參數優化為Φ8雙層拱、墻鋼筋網、Φ25中空注漿錨桿L=3.5m@縱×橫為 60×120、C20噴射混凝土 26cm、鋼架I20a@50、55cm厚C30鋼筋混凝土，并且增加了預留變形量至15cm，除此之外，還進行超前支護，Φ42×4mm超前小導管注漿預支護；在施工過程中，通過現場監控量測結果，對支護參數作進一步調整。

圖4 臺階+預留核心土法

4.機械開挖+提高支護參數

在結合了預支護手段，充分利用圍巖自穩能力；現場通過臺階法、短進尺、留核心土、機械開挖、無爆破、及時封閉的施工工藝最大程度地減少了對巖層的擾動；增強了支護參數結合地表抗滑樁、擋土墻、錨桿地表注漿形成了一個內外結合長期安全穩定的整體；在如此困難的滑坡山體中，順利進洞并渡過淺埋層。

雖然已安全順利進洞，但是現場環境復雜，施工技術性和專業性比較強，在今后施工過程中受天氣、地質變化、爆破擾動等影響難免會遇到一些突發情況。為了確保施工安全和施工質量，每天做好隧道的監測工作，然后根據監測信息分析，判斷施工方法和施工技術是否符合工程設計要求，施工是否安全，如果出現異常情況，將第一時間通知設計方、監理方，現場需及時采取處理措施，這樣才能確保隧道安全穩定。

三、做好過程控制、嚴把質量關

由于隧道施工工程大多屬于隱蔽性工程，所以過程控制顯得尤為重要。工程施工過程中，要重點檢查工程的施工質量，尤其是一些隱蔽環節，一定要做好驗收工作，檢測施工質量是否合格、開挖輪廓線是否符合設計標準、樁基是否入巖、隧道的材料是否符合施工要求等等。如果在驗收過程中出現問題，要求立即對工程進行整改；整改好以后再次進行驗收，直到驗收合格。只有每個施工環節完美銜接，才能確保工程的經濟效益和社會效益。

四、結論

由于大斷面隧道自淺埋層滑坡體進洞，環境地形復雜、施工技術專業性強、技術性強、綜合性強，具有較大的施工難度，因此在施工前首先做好各種相關準備工作不盲目進洞，不斷優化設計支護參數，采取針對性較強的施工方案，選擇符合質量要求的材料，重視過程控制，嚴把質量關，才能盡可能降低隧道工程對淺埋層滑坡體造成的影響，從而安全平穩地順利進洞，避免安全事故發生,為類似工程提供有效依據。

附表1 地表注漿