董家山古滑坡体内小净距隧道进洞方案

摘    要  董家山隧道出口处于古滑坡体内，本文着重介绍进洞前采取的抗滑措施。

关键词  小净距隧道  古滑坡  出口  进洞方案

 

    1.1  地质情况

    董家山隧道出口位于麻溪乡白果村下白果坪滑坡地带，隧道轴线与滑坡主轴基本一致，所处路段LKl7+378-LKl7+520纵长142m，宽160m，表面积约2.1×10⁴m²，厚8~18m，体积27.3×10⁴m³，属中型堆积层古滑坡。滑体上地表多为耕地果林。滑坡地貌宏观上较明显，总体呈圈椅状，滑坡后缘形成一圆弧形斜坡，坡角30°—50°，滑体两侧有鼻状山脊，滑坡中部为一平坦的平台，并略向山内倾斜。滑坡前缘为一坡角30°的斜坡，其上植被茂密，前部滑床高程887m，基岩面高程882m。且位于基岩反向坡上，库水对其影响甚微。前缘以外为一坡角40°~50°砂岩基岩陡坡。滑体主要为块、碎石土组成。堆积杂乱，浅部夹一层1—2m厚的粉质粘土。滑床及崩坡积层之下为黄灰色、灰色厚层状细-中粒砂岩，胶结疏松，含较多煤包体、煤屑，岩体以块碎状镶嵌结构为主。浅埋，强风化段为Ⅱ类围岩。

    1.2  工程概况  

    董家山隧道出口段为小净距段(210m)施工，左右洞间岩柱厚度为3.75-21.86m。该段隧道间距小，埋深浅，表层有松散堆积层，稳定性差，基岩裂隙发育，风化强烈，围岩划分为Ⅱ类。隧道中间岩柱采用对穿式低预应力局部粘结锚杆加固岩体。

    通过设计院勘测地表，古滑坡在施工前处于稳定状态，滑坡体中前部堆积较厚，滑面平缓，有反压阻滑作用。由于本隧道洞口的开挖及前部深路堑及岷江大桥桥台施工，开挖后滑体前部原有反压阻滑物质已大部分挖除，开挖后将会影响和破坏滑体的稳定状态，引起滑坡后部及两侧局部复活滑移。  

    考虑隧道洞口处于滑坡地段，因而进洞前必须采取抗滑措施。抗滑措施采用清方减载、抗滑桩(分A、B、C、D型，桩间再用护面墙封闭)、竖梁锚杆、固网锚杆、预应力锚索、一级仰坡加固等。

    1.3  施工便道

    施。工便道起于距马鞍石隧道人口约1000m处，沿新建213国道至洞口，全长约1500m。便道为泥结石路面，很多地段受重车碾压坑洼较多，排水系统局部受破坏，行车较为困难。隧道出口施工地段三家单位相邻施工，施工便道车流量大，堵车现象严重。洞口相邻新建213国道的施工便道，待213国道建成通车后无法使用，必须穿越213国道桥梁下部新修便道。新修便道穿越桥梁处，施工受水电七局桥梁预制场影响，该段必须待水电七局梁预制完毕之后方能施工。新建便道地形为陡坡，下部为现行213国道。该线为旅游热线，车流量大，新建便道施工极其困难(图1)。

    1.4  洞口场地

    隧道出口为44m路基，与施工中的庙子坪特大桥相接。施工场地与新建213国道相邻，施工场地受其影响无法拓宽，非常狭窄。

 

    2.1  进洞前滑坡处治

    对仰坡段及左侧边坡，施工按照先施工滑坡后部主滑体，后施工滑坡中部堆积体(受压主滑段)，再施工滑坡前缘，分级开挖、分级防护的顺序。右侧边坡先施工抗滑桩，然后开挖边坡，自上而下逐级开挖，逐级防护。

    2.2一级仰坡加固

    一级仰坡加固见图2。

    2.2.1  注浆小导管施工

    小导管注浆作业包括制管、钻孔、布管、封孔、注浆四道工序。

    a．制管

    小导管采用Φ42mm钢管制作，长度6m。管壁每隔10—20cm交错钻眼，眼孔直径宜为Φ8mm。钢管前端20cm做成尖锥状。

    b．钻孔布管

    Φ42注浆小导管长度6m，间距1.2m×1.2m，呈梅花型布置。钻孔时利用钢管脚手架搭设操作平台，钻孔采用YT—28凿岩机钻孔，小导管采用人钻机顶入，垂直于坡面打设，孔位偏差不大于50mm。

    c．封孔注浆

    在坡面喷一层5cm厚混凝土，钻孔布管完毕后于管口处设止浆塞，注浆采用高压注浆泵，注水泥浆液，注浆压力0.5~1.0MPa。水泥采用42.5R普通硅酸盐水泥。浆液水灰比根据现场实际情况确定，一般在0.8：1~2：1范围选用，需缩短胶凝时间，可加入食盐、三乙醇胺速凝剂。注浆顺序先注下后注上，先注无水孔，后注有水孔。遇窜浆或跑浆时，则采取间隔一孔或几孔灌注的方法。

    单孔结束注浆的条件为：注浆压力达到设计压力；浆液注浆量已达到计算值的80％以上。全断结束条件为：所有注浆孔已符合单孔结束条件，无漏注。注浆过程应密切注意注浆压力的变化。注浆后对注浆效果进行检查，如未达到设计要求，应进行补孔注浆。 

 

    2.2.2  钢筋网铺设

    钢筋使用前应清除锈蚀。钢筋网应随受喷面的起伏铺设，钢筋网的混凝土保护层不小于20mm，且与小导管端头焊接牢固。钢筋网孔的绑扎和焊接质量符合有关施工规范要求。

    2.2.3  喷射混凝土施工

    (1)材料及配合比

    a．水泥：采用42.5R普通硅酸盐水泥。   

    b．砂：采用中粗砂。平均粒径在0.35-0.5mm，细度模数大于2.5，含水率为5％—7％，使用前过筛。

    c．碎石：粒径在10mm以内，含水率控制在2％，级配良好，使用前筛洗干净。

    d．水：水中不含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质，不得使用污水，使用前进行水质分析。   

    e．配合比：经试验确定。喷射一般可采用水泥：砂：石：1：2：2，水灰比0.4-0.5；速凝剂：根据需要选用，一般掺量为水泥重量的2％。    

    (2)喷射前的准备工作 

    a．清除松动土石，清理受喷面。

    b．预埋铁丝以掌握喷射混凝土厚度。

    c．检查机具设备和风、水、电等管线路并试运转。

    d．对坡面的渗漏水作处理。 

    e．受喷面有渗水、润水时，采用增加速凝剂的方法，即时封闭坡面。

    (3)喷射作业

    a．喷射混凝土采用搅拌机拌制，待搅拌均匀后输入喷射机喷射。

    b．开机后，保证工作风压在0.4MPa—0.55MPa之间，并根据所喷部位和管道长短调整风压，喷射机胶管内径为50mm以上，防止堵管。

    c．喷射手选用适当距离，一般保持在0.8-1.5m内，喷射在工作平台上操作，以保证喷嘴与受喷面的距离。

    d．喷头与受喷面垂直，若受喷面被钢筋网覆盖时，可将喷头稍加偏斜，但不宜小于70°。

    e．喷射作业应分段、分层；由下而上顺序进行。喷头在喷射过程中作连续不断的圆周运动，形成螺旋状运动，后一圈压前一圈三分之一。后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行，若终凝后间隔1h以上再次喷射时，受喷面应用风、水清洗。

    f．按初喷和复喷二次进行，初喷厚度5cm，复喷到设计厚度。

    g．喷射混凝土终凝后2h起，洒水养护。

    2.3  进洞措施

    当边仰坡加固完成后，就可以考虑进洞。

    利用已有场地平整后采用混凝土硬化，按施工场地平面布置图布置完毕。右洞洞口边坡喷锚网支护完成后，采用抗滑桩顶部形成的平台，经平整硬化后作为右洞施工场地使用。抗滑桩上设置C20钢筋混凝土托梁作为拌和站基础。左洞利用隧道变电所位置经平整硬化后设置拌和站、砂石料场、水泥库、空压机房以及钢筋加工场。   

    右洞设计岩层较好，左洞相应较差。常规方法应该从岩层较差的左洞先进洞。而对于董家山隧道，右洞比左洞先达到进洞条件，所以将左洞超前支护设成Φ108长30m管棚，相当于将左洞岩层加固，也不违背“先弱后强”的原则。右洞洞身采用上、下断面法开挖，左洞采用CD法(单侧壁导坑法)开挖，右洞先行，右洞上半断面开挖超前左洞右侧上部分开挖30m，右洞仰拱混凝土施工超前左洞右侧下部分开挖10m。右洞上半断面施工达到20m以上时，开始进行下半断面开挖。右洞上半斯面石渣，采用轮式装载机翻运至施工便道旁，再用反挖装渣。自卸汽车运输至弃碴场。右洞进行下半断面开挖作业时，同时将洞口路基段土石方按隧道路面标高进行捡底作业。下半断面开挖前，拱脚采用锁脚锚杆加固。下半断面开挖采用左、右侧交替进行，确保上半断面施工的运输道路通畅。

    2.4  挂洞门   

    边、仰坡加固处理完成后，进行挂洞门作业。右洞采用双排Φ42小导管超前支护，长度6m，环向间距0.4m，层间距0.6m，外插角5°~10°，拱部180~范围内布设。左右洞中间岩柱采用小导管注浆加固，左右洞对称布置。左洞采用Φ108管棚超前支护，管棚采用无缝钢管制作。长度30m，环向间距0.6m，外插角5°~10°，拱部180°范围内布设(见挂洞门施工步序图4)。

 

    隧道处于滑坡体主滑方向上，洞内施工将影响滑坡的稳定，且洞口地段为小净距施工。为确保隧道施工安全，在隧道仰坡上设置观测点，对仰坡稳定进行监测，每天观测1次。隧道施工时，洞内每5m设置一组观测点，进行拱顶下沉及周边收敛监控量测。每天观测2次。并积极配合科研小组的监控量测工作。

 

    本文所述的进洞方案，在董家山隧道实施后，经过对洞口仰坡以及洞内的拱顶下沉及周边位移的监控，洞口仰坡及洞内均无大的变形。通过实践证实，这种进洞方案是可行的。

    施工步骤说明：1测量放样；2小导管钻孔注浆；3I部开挖、初期支护；4II部开挖、初期支护。