隧道进口不稳定斜坡体处治和进洞方法

隧道进口不稳定斜坡体处治和进洞方法

隧道施工洞口工程是关键，洞口施工各部工序施工顺利，为安全进洞奠定了基礎。沪昆铁路客运专线湾塘隧道施工中，针对洞口不稳定斜坡体，采取了先施工抗滑桩，并对边仰坡进行锚杆框架梁加固、然后隧道暗洞加长，零开挖进洞等方案的设计和施工，安全、稳妥地通过不稳定斜坡体。

标签： 隧道;不稳定斜坡体;偏压;进洞

1 工程概况

沪昆铁路客运专线湾塘隧道位于云贵高原侵蚀构造中低山区，为双线隧道，隧道进口里程为DK628+779，出口里程DK629+287，全长508m。隧道进口段为桥隧相连地段，地势险峻，植被发育。隧道进口DK628+680～DK628+880段存在一不稳定斜坡，斜坡上坡残积层厚2～15.5m不等，其物质成分为粘性土、粗角砾土、碎石土、夹少量石块，块径在0.2～3m不等，地貌上呈舌形，其主轴方向为N65°E，主轴长度约290m，宽180m。层间土层与基岩接触面内摩擦角φ=28°。

2 进洞口工程特点及施工方案

2.1工程特点及难点

（1）隧道进口段覆盖不稳定岩堆（斜坡体），若在洞口开挖或在洞口范围内左右两侧坡面进行开挖引入便道扰动岩堆，破坏山体坡面的平衡状态易导致滑坡的发生。此时，要进洞必须先加固治理边仰坡。

（2）隧道进口段地貌呈舌形，横坡陡，是典型的浅埋、偏压、斜交隧道，并且洞口的层间土层与基岩摩擦力差，隧道洞口部位成洞较为困难。

（3）由于隧道位于山腰，山势陡峭，进口紧接着湾塘大桥8号台，故洞外场地狭小，并和桥梁施工相互干扰，且洞口施工场地布置必须避开不稳定斜坡体，使得施工临时设施布置难度大，需认真进行现场勘察，统筹安排，合理布局，满足生产要求。

2.2进洞方案的选择

由于湾塘隧道进口场地狭小、坡面陡峻、洞口段覆盖不稳定岩堆，若施工方案不当，岩堆体很难形成自承体系，会松弛而产生张裂破坏，形成大型塌方，造成工程质量事故。根据不稳定岩堆状况，及洞口地经考虑，经方案优化选择，确定采取下述治理措施。

2.2.1施工方案调整及边仰坡加固处理措施

（1）在原设计湾塘隧道DK628+779～+821右侧设置8根预加固抗滑桩基础上，在DK628+779～+803.125左侧变更增设5根预加固桩对隧道进行支撑。（2）经对地形的实地考察，将隧道暗洞里程向小里程方向调整10米，由DK628+814调整为DK628+804，明洞相应减少10米，则无需再进行隧道洞口仰坡开挖，既减少了对地表的破坏，又方便了隧道洞口的施工。（3）减缓边坡坡度，将边坡坡度由设计1：0.75变更为1：1，以减小边坡的滑动;隧道右侧抗滑桩桩顶以上至地表采用土石回填，原设计φ75钢管桩加固变更为锚杆框架梁护坡。详见图1。

图1 正面图

2.2.2洞口段加固处理措施

采用“零仰坡”开挖进洞方法，在明暗交接点外不开挖山坡坡脚土体的情况下，利用洞口范围两侧开槽，在槽内施作I18工字钢拱架作为套拱，施作大管棚。大管棚完毕后施作明洞段基础换填及明洞段衬砌，待衬砌施作完成达到设计强度后，施作回填层，缓解洞口偏压，最后进行洞身施工。

3 施工方法

3.1测量放样

根据设计图纸，把洞口里程准确测设出来，并用比较显眼的批示出来，然后把洞顶临时截水沟用红线连接标示。

3.2预加固桩及水系疏通

预加固桩施工前，首先夯填地表裂缝，边仰坡打入带孔钢管作为泄水孔，引排部分土层的内的渗水;在洞顶设置环向排水沟，仰坡、边坡顶与截水沟间用10cm厚M7.5号砂浆抹面封闭坡面。

DK628+779～+821右侧设置预加固桩，预加固桩平行线路布置，桩与桩中心间距为6.0m，共计8根，与隧道衬砌右侧水平净距为0.5m，长度为23～30m，桩身截面尺寸为2.0×3.0m;DK628+779～+803.125左侧设置预加固桩对隧道进行支撑，桩平行于线路，桩中心间距为6.0m，共计5根，长度为15～22m，桩身截面尺寸为1.75×2.5m。抗滑桩桩身采用C35混凝土浇注，桩井开挖设锁口，护壁。采用跳孔施工。

3.3边仰坡临时挂网锚喷

临时边仰坡按1：0.75清刷，随刷坡随挂网锚锚支护，以利封闭地表水及加强土体稳定。边仰坡喷射C25混凝土厚10cm，初喷4cm后，挂φ8钢筋网，网格间距25×25cm，钻孔进行锚杆施作，边坡锚杆采用Φ22砂浆锚杆，每根长4m，间距1.0m×1.0m，交错布置;仰坡采用Φ25纤维锚杆，每根长8m，间距1.0m×1.0m，交错布置;锚杆及钢筋网安装结束后，补喷6cm厚C25混凝土至设计厚度。

3.4大管棚套拱施作

明暗分界里程DK628+814调整为DK628+804后，将洞口边仰坡稍作修整，即能施工长管棚套拱。套拱基础左侧采用扩大基础和右侧片石混凝土基础，套拱拱脚嵌入围岩深度不小于50cm。采套拱内设I18工字钢，采用C20混凝土，纵向长度为1m，厚度为1m，按设计要求在拱部150°范围内每隔40cm安装一根钢导向管，然后关模浇筑混凝土。

3.5大管棚施作

原设计进口明暗分界里程DK628+814，现提前到DK628+804提前10m进暗洞，故大管棚相应加长为30m，明挖部分与暗挖部分的差别是每根管少钻孔10m长度。大管棚采用Φ108×6超前支护，长度20m，共50根，环向间距40cm。管棚采用管棚钻机施工，利用套管跟进的方法钻进，分节按装，套筒丝扣联接，长管安装一次完成;注浆采用浆泵注浆，浆液为水净浆，注浆压力控制在1.0～2.0MPa。洞口大管棚布置示意图见图2。在大管棚施作以后，在套拱外侧临时填土反压套拱抵挡偏压力。图2 超前大管棚布置示意图

3.6明洞施工及地基加固

明洞下半斷面开挖及修整，明洞右侧抗滑桩脚有少量土方开挖，边坡及桩之间临时采用喷锚网防护。洞口DK628+779～+800粉质黏土采用C20混凝土换填至<6-7〉碎石土2m。及时施作明洞衬砌段，待衬砌达到设计强度后，施作回填层，缓解洞口偏压。

3.7洞口浅埋段开挖

根据沪昆高铁客运专线贵州段指挥部的推广的微台阶法的成功经验，结合湾塘隧道洞口的地质条件，经过经济性、安全性、可行性等综合分析后，决定采用微台阶分部法的施工方案。

隧道微台阶开挖工法是利用一个开挖台架完成上下导坑钻眼、装药，同时起爆、同时出碴。微台阶上台阶长度仅为3～5米，安全距离完全可控。微台阶法开挖立面、纵断面图见图3。

图3 微台阶法开挖立面、纵断面图

开挖时采取人工手持风钻钻眼，微震控爆掘进。严格按照“早预报、管超前、预注浆、半断面、短进尺、弱爆破、强支护、快封闭、勤测量”的原则施工。

针对本工程设计：DK628+804～+815段采用φ75钢花管间距1.0m×1.0m布置，嵌入基岩1m进行地基加固。因此，施工至DK628+815时，为了避免围岩变形，保证施工安全，及时进行地基加固，及时进行仰拱和钢筋混凝土衬砌施工。

4 结语

通过原设计施工方案的充分优化，湾塘隧道的施工掘进顺利，顺利的通过了进口斜交、偏压、浅埋，不稳定斜坡体。施工中几点体会如下：

（1）不稳定岩堆的隧道给设计、施工造成了很大因难，不稳定斜坡体整治和进洞施工方案经业主、设计、监理、施工方长达半年的勘察、设计、论证才最终确定。

（2）在不稳定的斜坡体处治中，抗滑桩的作用是最大的。

（3）隧道洞口开挖前要进行详细的地质调查，了解洞口山体的地势地貌，并在施工过程中通过现场观察加以核定，弥补设计勘探中遗缺项。

参考文献：

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