公路淺埋土質隧道塌方后的技術處理措施

作者：徐學深王俊強　　評論：　更新日期：2011年02月22日

1工程概況

東皋嶺隧道位于浙江省，為一級公路隧道，隧道長度1110m，凈寬12m，開挖跨度14.8m。由于該隧道連通市區(qū)，兼有城市隧道的功能，自來水供水管和其它通信管線從隧道管溝內通過。根據(jù)地質詳勘報告，出口段有180m屬于土質地層，其物理力學性質變化大，埋探高度由6m逐漸變化到16m，覆蓋厚度與跨度比為0.41—1.1，屬于典型淺埋大跨度隧道。

隧道位于—古溝谷中，地層主要以含粘性土碎石、塊石為主，結構松散，局部地段夾厚層狀軟土，為灰黑色軟流塑含礫砂亞粘土。巖層的完整性、穩(wěn)定性極差，為I類圍巖。隧道邊墻下部及仰拱位置主要為熔結凝灰?guī)r，由強風化層逐漸變化為弱風化層?；鶐r段部節(jié)理發(fā)育．節(jié)理面充水，第四系空隙水下溶至基巖接觸面形成富水帶，雨季時水量較大(圖1)。

2塌方現(xiàn)狀

塌方發(fā)生在K3+860～K3+889段，塌方體長29m，橫向寬度35m，形成漏斗狀大坑。隧道塌方前，剩余39m尚未開挖施工，東灣口上臺階K3+871.8～K3+861.6段已完成開挖和初期支護。塌方后上臺階K3+871.8～K3+861.6段初期支護全部破壞，K3+889～K3+8718段拱腰和拱頂位置的初期支護部分或全部被破壞，仰拱未破壞(圖2)。

3塌方技術處理措施

3.1總體處理原則

為順利通過尚未開挖的軟弱地層和塌方體，確保安全、可靠、不留后患、經(jīng)濟和快速施工，采取了下述處理措施。

3.1.1塌方體邊坡的臨時防護處理

主要對塌方體邊坡進行刷坡、噴漿，掛網(wǎng)處理，將塌方體周圍的地表徑流水用截水溝引入到隧道前進方向右側的水溝中。

3.1.2塌方體的清碴

由于隧道埋深淺，塌方規(guī)模大，如果全部清除松散土體，邊坡臨空面過高可能引發(fā)新的邊坡滑坍，所以清碴到K3+871.8，也即上斷面初期支護部分破壞而仰拱未破壞的樁號為止。

3.1.3注漿加固塌方體地層

塌方體K3+860~K3+871.8段，拱頂上方松散土體高6-7m，考慮邊坡穩(wěn)定、棄碴場地、經(jīng)濟和快速通過塌方區(qū)等綜合因素，采用小導管注漿加固塌方體地層，整治后進打開挖。

3.1.4隧道掘進和初期支擴

隧道掘進和初期支護分兩個工作面同時進行。

皋泄口有39m尚未開挖，繼續(xù)向前掘進，其開挖和初期支護需嚴格按設計和規(guī)范進行施工。

東灣口隨著清碴工作的逐步推進，初期文護緊跟工作面。清碴到K3+871.8處，打設小導管、注漿，然后進行開挖和初朋支護施工。

3.1.5防水層和二次劉砌

當回填上達到3m時，經(jīng)量測初期土護變形已穩(wěn)定后，鋪設防水層，施作二次模筑鋼筋混凝土襯砌。

3.1.6塌方段的回填和地表恢復

當模筑混凝土達到一定強度后，分層回填，做好相應的防水隔離層，直至恢復地表。處理過程如圖3所示。

3.2技術處理措施

塌方處理可按塌方體邊坡臨時防護、東灣口清碴、開挖、支護和皋泄口的開挖、支護三者作業(yè)同時進行。

3.2.1邊坡臨時防護

為保證塌方體的邊坡穩(wěn)定，避免受雨水沖刷后出現(xiàn)新的滑塌，需對邊坡進行臨時防護。

(1)刷坡．根據(jù)土的自穩(wěn)能力，劉塌方體周圍技1：0.5坡率進行刷坡，刷坡應從地表無裂縫處開始、當坡率大于1：0.5時，頂部坡率可放緩，下部仍按1：0.5，刷坡線盡量形成光滑曲面：

(2、掛鋼筋網(wǎng)刷坡后對邊坡進行掛網(wǎng)處理，掛網(wǎng)方法：第一步，沿地表刷坡線往下2m為一進尺，每隔2m縱向環(huán)距3m水平向間距，向邊坡打設錨定鋼筋．錨定鋼筋采用Φ22Ⅱ級鋼。長度90cm，其中80cm打入土體，10cm出露。第二步，沿邊坡環(huán)向設置沒Φ16的固定鋼筋。環(huán)距2m，固定鋼筋作為鋼筋網(wǎng)的固定骨架。固定鋼筋與錨定鋼筋焊接。第三步，每一進尺的環(huán)向固定鋼筋施作完畢后．掛鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)采用Φ6鋼筋，間距30cmx30cn，鋼筋網(wǎng)與環(huán)向固定鋼筋間隔綁扎。

(3)噴混凝土掛完網(wǎng)后噴射混凝土，采用Φ15混凝土，厚度6cm．錨定鋼筋的出露部分作為噴混凝土厚度的檢查依據(jù)。

(4)截水溝、地表刷坡線外2m設置一道35cm×35cm的截水溝，將地表徑流水引入到右側水溝中。截水溝表面適當進行噴棍凝土處理，以利于排水．截水溝需盡快施作。

3.2.2東灣口施工技術方案

(1)洞口出碴隧道出碴先進行到拱部初期支護鋼架沒有變形位置，里程樁號為K3+917—K3+889，松散土體預計4500m²，按24小時輪換作業(yè)，每天出碴量約800m²，考慮機械故障等一些不利因素，估計在6天時間內清碴至K3+888。

(2)初期支護變形格柵鋼架的處理．變形鋼架分兩種情況：第一種情況為K3+889～K3+883.2段，共有9榀鋼架從拱腳到拱頂呈斜面破壞，仰拱鋼架未發(fā)生變化。第二種情況為K3+883.2～K3+871.8段共有19榀鋼架從拱腳到拱頂全部破壞，仰拱鋼架未發(fā)生變化。當出碴至鋼架變形處(K3+889)，通過現(xiàn)場量測資料與塌方前的量測資料對比和現(xiàn)場查看，檢查初期支護鋼架的變形情況，對未發(fā)生變形的鋼架以盡量不換為原則。