【摘要】云南小磨高速公路第七合同段巴灑老寨二號隧道地表大范圍開裂,有形成滑坡趨勢,采用鋼管樁抑制坍體成型,總結(jié)鋼管樁施工在抑制山體滑坡方面的顯著效果。

【關(guān)鍵詞】隧道山體開裂鋼管樁抑制滑坡
在隧道施工過程中,常因地質(zhì)問題出現(xiàn)諸如塌方、涌水、巖爆、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。不僅嚴重影響工程進展,增加工程造價,有時甚至?xí)l(fā)生重大安全事故。因此,在隧道開挖階段如何超前預(yù)報隧道掘進方向的地質(zhì)構(gòu)造,準確查出圍巖性狀、結(jié)構(gòu)面的發(fā)育,特別是溶洞、斷層、破碎帶和含水情況,以便及時采取有效的預(yù)防措施,這對于確保施工安全至關(guān)重要。
一、工程概況
巴灑老寨2號隧道位于小勐養(yǎng)至磨憨高速公路第七合同段,為單洞式雙向行駛單車道隧道,起訖里程為K20+005~K21+350,全長345米,隧道最大埋深83米。隧址區(qū)出露地層為新生界第四系全新統(tǒng)坡洪積層、坡殘積層及中生界白堊系下統(tǒng)景星組。本隧道從K20+350(出口)處單向掘進施工。
隧道出口左右兩條大型箐溝匯集于洞口,與洞身呈40度左右的夾角向進口方向左右延伸,在K20+273~K20+350段地表左側(cè)尚有一條與洞身平行的箐溝,出口隧址區(qū)縱橫坡較陡,向左側(cè)的橫向偏壓嚴重。
 
二、地表危害
 
巴灑老寨2號隧道出口端K20+273~K20+350段圍巖為全風(fēng)化呈角礫土狀泥巖及含礫粉質(zhì)粘土,土體松散,覆蓋層薄,不能形成自然拱,自進洞以來在施工過程中因地形地質(zhì)原因發(fā)生多次坍方,K20+285處曾發(fā)生冒頂坍方。隨著隧道的掘進,圍巖松動,波及地表,出現(xiàn)類似采空區(qū)的變形特征。K20+273~K20+300段處位于地表箐溝交匯處,偏壓嚴重且容易匯水,洞內(nèi)外變形發(fā)展迅速,由于西雙版納地區(qū)夏季雨水豐富,處治相當困難。當洞身開挖至K20+273時,K20+273~K20+300段洞內(nèi)初期支護變形嚴重,4天時間拱頂下沉達40cm,水平收斂最大達60cm。導(dǎo)致洞身初期支護產(chǎn)生數(shù)條環(huán)向貫通裂縫,兩側(cè)拱腰40°處存在貫通的縱向裂紋,噴射砼出現(xiàn)剝落跡象;洞外斜坡頂K20+170處出現(xiàn)裂紋,并發(fā)展成為一條5~12cm寬、落差最大達20cm的弧形裂縫,弧長約80米,有形成地表滑坡的趨勢。地表裂縫最高處與洞內(nèi)變形段拱頂高差為96m。
 
三、方案選擇
 
為了施工安全,立即停止洞身掘進;地表裂縫回填夯實后采取用砂漿抹平,并立即組織人員漿砌了四條橫向截水溝和一條縱向排水勾,引排地表水,減少地表水下滲,避免滑體加速成型;在K20+273~K20+300段初期支護內(nèi)側(cè)施作扇形工字鋼背拱支撐加固,并對該段初期支護背后圍巖采取注C:S漿液固結(jié)。
 
對如何阻止地表滑體成型,防止地表滑坡,當時列出了3種方案。第一種方案:在K20+235處地表橫向施作鋼筋混凝土抗滑樁。該方案施工難度較大,工期要求較長。第二種方案:在K20+200~K20+150段施作錨索框格梁穩(wěn)固滑體。該方案可操作性強,但是投資較大,工期要求也比較長。第三種方案:在K20+300~K20+273段縱向施作鋼管樁注漿,固結(jié)坡腳圍巖,減小山體側(cè)壓,避免洞身開挖造成對山體的擾動,抑制滑體成型,從而避免山體滑坡。該方案可操作性強,要求工期相對較短,工程成本相對較低。經(jīng)多方面綜合考慮后,決定采取第三種方案。
 
四、處治方案
 
在K20+273~K20+300段地表、洞身開挖輪廓線右側(cè)5m范圍內(nèi)打設(shè)4排φ159×6.5mm的注漿鋼管樁,鋼管采用無縫鋼管,螺絲口連接,間距80×80cm,呈梅花形布置,打設(shè)深度根據(jù)實測橫斷面按低于起拱線以下≥2m、垂直于邊坡方向,注純水泥漿,在其頂部設(shè)C25鋼筋混凝土圈梁相連接以形成整體。
五、施工工藝
由于圍巖為軟質(zhì)泥巖和風(fēng)化砂巖,為了避免串孔,采用跳躍式鉆孔(即先采用160×160cm的間距梅花形布置,待第一批鋼管樁安裝并注漿后,再回頭施工剩下的鋼管樁)。當鉆孔達到設(shè)計深度以后,及時用高壓空氣清孔,用自制沖擊式打樁機將鋼管打入孔內(nèi),鋼管接頭處采用螺絲扣連接,管尾露出地面40cm,鋼管安裝完畢及時注純水泥漿液,固結(jié)圍巖。待所有鋼管裝安裝并注漿完畢后,立即采用C25鋼筋混凝土圈梁將鋼管樁露出地面部分連接起來,形成整體,圈梁橫斷面40(高)cm×30(寬)cm。施工中主要采用如下機械:
 
1.KQG165S露天高風(fēng)壓中深孔鉆機,鉆機主要技術(shù)參數(shù)為
 
鉆孔直徑:90-165mm
 
鉆孔深度:60m
 
使用風(fēng)壓:1.05-2.46Mpa
 
耗風(fēng)量:8-26立方米/分
 
鉆桿直徑:60-89mm
 
鉆桿長度:2500mm
 
行走方式:膠輪托動鉆頭采用Φ165鉆頭,
 
2.LGCY-26/22型開山牌移動式螺桿空氣壓縮機
 
3.HJZB-80/90型雙液壓力注漿泵,主要技術(shù)參數(shù)為
 
工作能力:4m3/h
 
工作壓力:0.5-9Mpa
 
電機功率:11KW
 
外形尺寸:1750×800×1000mm
 
重量:500kg
 
六、小結(jié)
 
最后實踐證明,采用鋼管樁注漿抑制地表滑體成型的方案,不僅避免了地表滑坡,還縮短了工期、減小施工難度、大大降低工程成本。
 
參考文獻:
 
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