浅谈大断面隧道浅埋层滑坡体进洞施工技术

李俊飞

(中铁十八局集团第四工程有限公司，天津 300350)

印思公路龙家田隧道进口自2017年开始进场准备施工，2017年5月底连续降雨后，在隧道进口处便道做预进洞准备过程中发现进口洞门正上方地表发生大面积多处开裂现象，横穿隧道正上方地表、山体有整体下滑趋势；为了避免盲目进洞施工造成山体滑坡造成安全质量事故，在隧道进洞前召开多次专家现场勘察会,结合当地地质及当地抗滑经验，采取多方面施工措施控制后，最终该隧道安全稳定顺利进洞度过滑坡体浅埋段。

一、浅埋层滑坡体对公路隧道进洞的影响

（一）隧道概况

龙家田隧道设计为一座分离式隧道；隧道左线起讫里程桩号为ZK7+235～ZK9+275，长2040m;隧道右线起讫里程桩号为K7+230～K9+240，长2010m。隧道进口左右线测设间距36.6m,洞门为削竹式洞门，进口处于缓坡地段，该滑坡体属于第四系残坡积层粉质黏土、红黏土。在前期准备进洞施工时，对滑坡体周边地质进行详细的实地察看，隧道口位置以水稻梯田为主，梯田上部有一村落，在村落边有一休闲山庄，山庄内有一下降泉，常年流水，水量较大。根据隧道钻孔来看，上部覆盖层为坡洪积层，以粉质黏土为主夹少量碎石，厚度为4.3m～4.8m，下伏基岩为泥岩，强风化厚度5m～22m，且长期有地表水不断流经。

（二）复杂地质特点及高风险

印思公路处于贵州高原东北部山地，龙家田隧道进口经钻孔勘探显示此段地质为可塑状粉质黏土局部夹碎石及强、中风化泥质泥页岩，节理裂隙发育，岩体破碎～较破碎，无自稳能力，隧道围岩无支护时受震动易产生松动变形、挤压破坏、掉块、坍塌等现象；泥岩开挖揭露后极易风化，力学性质将迅速降低；隧道地表发育有多处零星泉点，为富水构造，局部可能发生涌（突）水泥等现象。在如此复杂的地势下按常规进洞将面临以下风险：

1.滑坡体整体斜向下滑覆盖整条隧道。

2.滑坡体两侧横向挤压造成拱部变形、底部上翻隧道崩塌。

3.局部涌（突）水、泥石流冲垮隧道。

4.隧道四周分裂岩层局部坍塌造成漏顶灾害。

如果没有采用科学、合理的施工方案，仅凭初期支护及二次衬砌不足以支撑整条隧道安全运营，轻微的施工都将可能引起围岩扰动变形或者围岩应力降低，造成不可预估的后果。

二、大断面隧道自浅埋层滑坡体进洞施工技术控制

（一）进洞前的施工技术控制

为了确保进洞施工安全，在施工前开展大量相关的评估工作。勘察施工现场环境、地质条件、气候条件、水文条件等，通过当地调查了解，此地居民为抵抗此滑坡体造成的灾害，在打地基时会先打抗滑桩稳固地基、换填淤泥，达到了良好的效果；在多次召开专家现场勘查会后，由于此滑坡体面积大不易采用“明挖及削坡减滑”技术方案；结合当地已有经验，对浅埋层滑坡体分以下几步进行施工技术控制。

1.排水沟+天沟

对隧道洞口区采取防排水措施，遵循“防、排、截、堵”结合，因地制宜，综合治理的原则，避免洞口区域水流汇聚，防止地表汇水冲蚀洞口，在洞顶设一道排水沟，在边仰坡开挖线外大于5m处设一道U形截水天沟，排水沟同天沟顺接。

2.封堵裂缝+夯实地面

对已开裂的地表进行填埋封堵，使用夯机夯实，避免自然降雨造成开裂加剧，从而导致局部岩体脱离主体形成孤岩；对地表原有泉点进行封堵引排，尽量减少径流方向。

3.锚管+地表注浆+硬化防水

对浅埋层滑坡体洞门正上方范围内进行地表注浆加固，采用Φ42注浆钢花管注水泥浆、L=5m或6m、间距1.5m×1.5m、采用梅花形布置；充分注浆后采用C25混凝土对注浆地表进行硬化固定，防止渗水，让围岩有自稳能力；对明洞处软弱地基进行加固，采用水泥稳定碎石土1m厚、Φ42注浆钢花管注水泥浆、L=3m，加大了横纵向抗压能力。

4.抗滑桩+挡土墙

根据不稳定土体力学计算，在隧道明暗分界处仰坡面平行布置抗滑桩，共计12根，每根约20米方桩，每根抗滑桩直至入岩为止，桩宽1.75m，桩高2.0m,中心间距5m,锚固端10米，悬臂端10米，抗滑桩采用C35钢筋混凝土，完成此抗滑桩大大地提升了隧道的抗滑能力；同时对洞门两侧边坡采用C35钢筋混凝土挡土墙施工增加边坡抗挤压能力。

图1 地表注浆

图2 抗滑桩

5.沉降位移观测

完成以上全部措施后，测量人员对滑坡体及抗滑桩一天两次位移、沉降进行量测，试验人员对混凝土进行强度检测，勘探人员进行钻孔取样，根据数据发现混凝土强度正常，但两洞中间4根抗滑桩变化异常，变化速率较大，滑坡体未完全稳定需进一步采取抗滑措施。

6.补增抗滑桩

再次召开专家现场勘察会后决定在两洞中间增加4根相同抗滑桩，施工完毕后根据量测数据得出此滑坡体已稳定具备进洞条件。

（二）进洞时的施工技术控制

1.超前地质预报

进洞前先进行超前地质预报，通过TST及超前水平钻预报前方围岩形态，判断无涌水泥、无溶洞后开始进洞。

2.长管棚+导向墙

图3 长管棚

对洞口采用长管棚注浆，长管棚的材质为热轧无缝钢管，管材的规格为外径108mm、管壁6mm，同时在钢花管上钻孔，孔洞直径在10cm～16cm，梅花形布孔，钢管的前段设置成锥形h，这样利于管材顶进。并在钢管尾部设置不开孔的止浆段，钢管施工的时候，外插角度在5°～10°，环向间距在40cm。水泥浆液配置水灰比例为1∶1，注浆的压力控制在0.5MPa～2.0MPa，在注浆前，施工人员根据施工方案对浆液进行试验，调整水泥浆的最佳比例以及压力大小，待稳定后进行二次压浆。

3.台阶法+留核心土

优化支护参数,待超前管棚及导向墙稳定后，为了尽量降低施工过程中对隧道结构造成的影响，减少对围岩的扰动和破坏，采用台阶法施工。上台阶左右分别开挖，每一个台阶的纵向距离控制在3m～5m，凿岩机每次进尺控制在1m以内，在开挖的时候预留核心土及时做好初期支护，以控制围岩变形，避免开挖过程中对隧道造成影响；隧道按新奥法原理进行洞身结构设计，即以系统锚杆、喷砼、钢筋网、钢架组成初期支护与二次模筑砼相结合的复合衬砌形式；此洞口浅埋段支护参数优化为Φ8双层拱、墙钢筋网、Φ25中空注浆锚杆L=3.5m@纵×横为 60×120、C20喷射混凝土 26cm、钢架I20a@50、55cm厚C30钢筋混凝土，并且增加了预留变形量至15cm，除此之外，还进行超前支护，Φ42×4mm超前小导管注浆预支护；在施工过程中，通过现场监控量测结果，对支护参数作进一步调整。

图4 台阶+预留核心土法

4.机械开挖+提高支护参数

在结合了预支护手段，充分利用围岩自稳能力；现场通过台阶法、短进尺、留核心土、机械开挖、无爆破、及时封闭的施工工艺最大程度地减少了对岩层的扰动；增强了支护参数结合地表抗滑桩、挡土墙、锚杆地表注浆形成了一个内外结合长期安全稳定的整体；在如此困难的滑坡山体中，顺利进洞并渡过浅埋层。

虽然已安全顺利进洞，但是现场环境复杂，施工技术性和专业性比较强，在今后施工过程中受天气、地质变化、爆破扰动等影响难免会遇到一些突发情况。为了确保施工安全和施工质量，每天做好隧道的监测工作，然后根据监测信息分析，判断施工方法和施工技术是否符合工程设计要求，施工是否安全，如果出现异常情况，将第一时间通知设计方、监理方，现场需及时采取处理措施，这样才能确保隧道安全稳定。

三、做好过程控制、严把质量关

由于隧道施工工程大多属于隐蔽性工程，所以过程控制显得尤为重要。工程施工过程中，要重点检查工程的施工质量，尤其是一些隐蔽环节，一定要做好验收工作，检测施工质量是否合格、开挖轮廓线是否符合设计标准、桩基是否入岩、隧道的材料是否符合施工要求等等。如果在验收过程中出现问题，要求立即对工程进行整改；整改好以后再次进行验收，直到验收合格。只有每个施工环节完美衔接，才能确保工程的经济效益和社会效益。

四、结论

由于大断面隧道自浅埋层滑坡体进洞，环境地形复杂、施工技术专业性强、技术性强、综合性强，具有较大的施工难度，因此在施工前首先做好各种相关准备工作不盲目进洞，不断优化设计支护参数，采取针对性较强的施工方案，选择符合质量要求的材料，重视过程控制，严把质量关，才能尽可能降低隧道工程对浅埋层滑坡体造成的影响，从而安全平稳地顺利进洞，避免安全事故发生,为类似工程提供有效依据。

附表1 地表注浆