鲁家岗隧道穿越古滑坡体洞身裂缝变形防治技术

（云南省昭通市交通建设工程质量安全监督局，云南昭通657000）

一、工程概况

（一）设计情况

鲁家岗隧道共分为上、下行分离的单向双洞短隧道，其中洞跨、洞高分别为10.25m、5.0m，截面尺寸采用半圆拱形，内轮廓拱部圆弧半径550cm，内轮廓净空宽度11.00m、净空高度7.10m。左右线里程桩号位于k30+150～k30+880之间，左线与右线隧道长分别为663m、648m，二者最大埋深分别为84.90m、80.27m；隧道左右洞进口段间距约23.65m，中间段间距约21.59m，出口段间距约15.84m，左右洞高差约3.7m～4m。

（二）地质构造

隧道区南北向构造属川西滇经向构造体系的一部分，由南北或近南北向的断层及褶皱组成。主要以压性为主，受东西向压应力作用而成，主要由褶皱组成，有平行的压扭性断裂伴生。根据调查，边坡区为单斜构造，下伏基岩为泥质砂岩、砂岩、泥岩，岩层产状310°∠25°～307°∠28°，主要发育两组节理，其产状分别为J1：113°∠38°、J2：64°∠89°。隧道附近主要构造为铜车坝背斜和F1、F2断层，断层位置超出隧道范围，因此隧道场区容易受构造作用形成南北向和北东向沟谷或冲沟。据考证，隧道穿越区域属大面积古滑坡体。

二、隧道裂缝变形情况

（一）左洞洞身裂缝变形情况

1.洞门墙与明洞（zk30+150～zk30+172）段，浅埋偏压，洞身向右扭转挤压，内轮廓左侧侵占限界，二衬左侧拱腰多条不规则纵向裂缝，裂缝交错成网状，裂缝宽度约1mm～20mm左右。2.zk30+172～zk30+215段，偏压，洞身也向右扭转挤压，内轮廓左侧侵占限界，较进口段变形小，二衬左侧拱腰不规则纵向裂缝，交错成网状外，右侧拱脚出现多条环向不规则裂缝，裂缝环向间距5cm～40cm。

（二）右洞洞身裂缝变形情况

1.洞门及进洞段（k30+232～k30+311），浅埋和偏压，两侧拱脚不均匀沉降，洞身整体向右扭转挤压，内轮廓左侧侵占限界。二衬左侧拱腰和右侧拱脚多条不规则纵向裂缝，裂缝交错成网状，裂缝宽度约0.4mm～1.6mm左右。2.k30+311～k30+410段洞身变形较小。3.k30+410～k30+479段，两侧拱脚不均匀沉降，洞身向左扭转变形，二衬左侧拱腰多条纵向裂缝为主，右侧间断性分布环向裂缝，裂缝宽度约0.6mm～1.1mm左右。4.k30+280、k30+340、k30+365、k30+450共4处为45°横向贯通裂缝，二衬以剪切裂缝、错台为主；仰拱开裂，由于拱脚下沉，使得仰拱填充与拱脚在排水沟处开裂，裂开1cm～5cm不等。

三、隧道裂缝变形处治设计

（一）隧道洞身二衬开裂治理设计

1.洞内仰拱地基加固方案。k30+656～yk30+700，k30+710～k30+795拱底不均匀沉降，导致衬砌出现环向裂缝。治理方案：采用9m长φ108×6mm和φ42×4mm注浆导管对拱脚和拱底进行加固，二衬裂缝采用环氧树脂封闭、修复。2.明洞段二衬加固处理方案。（1）左洞zk30+150～zk30+172段采用半明半暗进洞，二衬出现龟裂，偏压墙存在裂缝。治理方案：在原偏压墙外侧增加1m宽挡墙，对暗挖段围岩进行加固，拆除衬砌重新施做。（2）右洞k30+232～k30+237段为明挖施工段，明洞衬砌出现龟裂。治理方案：拆除明洞，重新施做。3.暗洞段二衬加固处理方案。左洞zk30+172～zk30+279段，右洞k30+237～k30+479、k30+700～k30+710段二次衬砌出现龟裂。治理方案：采用φ108×6mm和φ42×4mm注浆导管分别对拱脚和围岩进行加固，拆除二次衬砌重新施做。

（二）边坡问题治理设计

1.左洞左侧支挡防护。（1）对左洞左侧已施工抗滑增设锚索，每根抗滑桩增加一排两列锚索（距离桩顶1m处设置），每根锚索5束钢绞线，锚索必须入岩体，且锚固端长度≥15m；（2）由于已施工抗滑桩为埋入式，施做锚索需开挖，开挖2m，在桩之间布设M7.5浆砌片石桩间墙，墙高2.5m；（3）沿已施工抗滑桩，往大桩号继续增设锚索抗滑桩至zk30+302处，为200cm×300cm矩形抗滑桩，桩中心间距6m，抗滑桩外露原地面2m；每根抗滑桩布设一排两列锚索（距离桩顶1m处设置），每根锚索5束钢绞线，锚索必须入岩体，且锚固端长度≥15m。2.右洞右侧反压护坡。（1）结合布置的避险车道，针对隧道洞口产生偏压的情况，对k30+232～k30+338段右侧边坡采用反压护坡的方案，在填方坡脚处设置桩板墙。1#～6#、13#～14#抗滑桩桩体为200cm×300cm矩形抗滑桩，7#～12#抗滑桩桩体为180cm×240cm矩形抗滑桩，桩中心间距5m。（2）反压填方区，应先清表50cm，再开挖台阶，台阶高度为1m，并设置向内的5%的横坡，之后从底部往上分层碾压，压实度≥94%。（3）边坡填筑完成后即植草灌防护，减少雨水下渗，且防止边坡被雨水冲刷。（4）避险车道碎落台宽度调整为1m，含盖板边沟。3.边坡排水方案。（1）为了减少边坡坡面水渗入坡体及反压土体，鲁家岗进口段左洞左侧设置3道截水沟。（2）第1道截水沟位于出现裂缝的上方，截水沟尺寸为100cm×100cm梯形截水沟，截水沟下方设置80cm×80cm梯形级配碎石盲沟。（3）第2道位于左洞左侧抗滑桩外侧，截水沟尺寸为60cm×60cm矩形截水沟。（4）第3道位于填方的外侧，防止坡面水汇入填方区，截水沟尺寸为60cm×60cm矩形截水沟。（5）在目前弃土场已堆填的外侧，与自然山体形成的凹坑内设置200cm×2000cm的片石盲沟，用于排出山体的渗水。

四、隧道洞身处治工程

隧道洞身处治工程施工顺序图，如图1所示。

（一）隧道洞身变形处治方案总述

二衬拆除前，在原二衬内侧增加临时支撑I18工字钢，工字钢纵向间距1.0m。对于拱底不均匀沉降段采用9m长φ108mm×6mm和φ42mm×4mm注浆导管对拱脚和拱底进行加固。对于变形不大，未形成较大贯通裂缝、未超过规范允许范围的衬砌裂缝采用环氧树脂封闭、修复。

图1 隧道洞身处治施工顺序图

（二）洞身支护拆换施工

1.拆除。洞内支护拆换施工时应由洞外往洞内方向进行（小桩号往大桩号），初支拆除每循环长度不大于1榀钢架间距，二衬拆除每循环长度≤1.5m，初支和二衬拆除每组施工长度≤10m，左右洞施工段落应前后错开避免在同一断面上，错开距离≥20m，新施工衬砌端头与未拆换段落之间留有2.0m间距做为施工操作空间并最大限度减少后期拆除对新施工衬砌混凝土的扰动。2.重新支护。（1）采用风镐对断面进行扩挖、修整，扩挖宽度不大于设计要求的钢架间距；扩挖完毕后采用喷射混凝土进行初喷，初喷厚度2cm，通过初喷对围岩形成一层保护层，避免渗水的冲刷和围岩的风化加剧。（2）支护钢架应根据前期的监控量测数据来确定合理的预留量，并严格按照设计要求进行加工，所有接头应采用高强螺栓连接牢固。（3）按照设计图纸要求进行锚杆、网片、喷混凝土作业。

（三）环氧树脂修复二衬裂缝施工

1.对于裂纹细而浅的发丝裂缝可先清洗干净裂纹表面。然后涂刷环氧树脂浆液2遍～3遍，最后用调好的水泥浆液处理表面，使其颜色与周围衬砌混凝土颜色一致。2.浅裂缝骑槽黏埋注浆嘴注，注入环氧树脂修复，必要时（裂缝中有填充物，用灌浆法很难达到效果的裂缝）沿缝开“V”槽并用云石胶（云石胶中加入10%～20%环氧树脂）作填充封缝处理。3.针对较深的裂缝，采用灌浆法处理。

五、结语

整体隧道变形处治施工应遵循从外到内的施工顺序，其中洞内工程按照先加固后拆换的顺序施工，而洞外工程则按照先截水沟后回填反压再施做锚索抗滑桩、桩板墙的顺序施工，以此加强对隧道变形的处治力度，从而进一步消除隧道施工安全风险和运行过程中存在的安全隐患。