隧道洞口段坡积碎石地层加固及偏压处理技术

维普资讯 http://www.cqvip.com 吉林交通科技　２００８年第３期　ＳＣＩＥＮＣＥ　ＡＮＤ　ＴＥＣＨＮ０Ｌ０ＧＹ　ＯＦ　ＪＩＵＮ　ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ　隧道洞口段坡积碎石地层加固及偏压处理技术　张艳梅　通沈高速公路指挥部（通化１３４０００）　【内容摘要】本文对通沈高速公路吉林段赤柏隧道出口洞口坡积碎石地层加固及偏压处理技术进行总　结，为类４￣－Ｙ－－程的修建和累经验。　【关键词】隧道坡积醯石地层加固偏压　１前言　层、强风化混合花岗岩、弱风化混合花岗岩。其中洞　口覆盖层为土夹石层、坡积碎石层。坡积碎石层风化　地表注浆是目前应用较广的一种地层加固方　严重，松散、易滑、孑Ｌ隙大，碎石间无填充物，轻触即　法，它采用高压注浆工艺，将水泥或化学浆液等注入　落。　地层，以改善地层性质，在注浆过程中，注浆管出口的　２－３水文条件　浆液对周围地层施加了附加压应力，填充地层裂隙，　洞口侧沟谷常年流水，水量大小明显受季节影　与地层岩体胶结，改善地层受力结构，起到填充、挤　响，雨季水量较大。地下水类型主要有第四系孔隙水　密、防水、改良地层受力状态的作用。地表注浆工艺　和基岩裂隙水。第四系孔隙水主要赋存于隧道进出　作为一种较为成熟的施工在土木工程中应用较多，　口第四系全新统坡积堆积层内，含水层为砂、砂土、　但是利用地表注浆工艺处理坡积碎石地层加固且同　碎石土，埋藏浅，水量较丰富，但季节变化较大，４月　时起到地层防滑，减轻洞门偏压受力，以确保隧道暗　份积雪融化及７、８月份较为集中的降雨对地下水起　洞开挖施工安全。　着周期性的补给作用。基岩裂隙水主要赋存于太古　２工程简介　界鞍山群四道砬子河组强、弱风化层及断层破碎带　中，微风化层内透水性微弱，地下水相对贫乏。　通沈高速公路吉林段赤柏隧道工程位于通化县　２．４施工重点及施工难点　快大茂镇与金斗乡塘村之间。为分离式单向行　由于洞口位于坡积碎石土层内，同时受偏压影　车双洞隧道。隧道左幅全长１８１２ｍ，右幅全长　响，虽然采用超前预支护处理，但由于坡积碎石土层　１８７８ｍ。隧道净宽为１０．６９ｍ，净高７．０６３ｍ，断面型式　松散易滑，洞口开挖过程中即出现层间滑动现象，如　采用■心圆拱型设计。　不对土层进行加固处理，则隧道无法进行暗挖进洞，　２．１工程概况　同时也会由于滑层及偏压影响，致使隧道出现斜向　赤柏隧道出Ｆ１位于金斗乡蚧嶂塘半截沟内东侧　剪切破坏，产生坍塌事故，对施工安全极为不利。　山脊及侧坡位置。所处位置　ＩＩ体自　坡穹较陡，日洞　口左右两侧ＩｌＩ体高差较大（１２～１８ｍ）　ｊ｝；ｎ洞　１段设　３方案比选　计为端墙式洞门，左幅设２６ｍ长　洞，右幅设７ｍ明　为保证隧道施工安全，决定对坡积碎石层进行　洞。原设计洞口段左右侧边坡及洞顶仰坡采用喷锚　加固处理，同时降低隧道偏压影响，正式施工前预订　支护。　了三种方案进行了比选。　２．２地质条件　３．１抗滑桩偏压治理方案　洞口所处位置属西南白山区典型的低山地　抗滑桩是修建一种将基础深人稳定嗣岩的刚性　貌。地层岩性自下而上分别为土夹石层、坡积碎石　钢筋混凝土桩式构造，利用基础的约束及桩身的刚　维普资讯 http://www.cqvip.com

张艳梅：隧道洞口段坡积碎石地层加固及偏压处理技术　２００８年第３期　性来抵制坡体滑动。其优点是可有效防止坡滑动。缺　点是：施工速度慢，造价高，且对于松积碎石层不能　起到全面的阻挡作用，层间碎石极易由抗滑桩体间　滑落。　３．２地表注浆固结及偏压处理方案　利用中导管及小导管进行地表注浆，利用浆液　填充坡积碎石层间孔隙，使浆液包裹碎石，共同形成　支撑骨架受力，使坡体形成整体板块。同时中导管深　入稳定基层，多根导管利用浆液使导管同岩层形成　受力整体，达到排桩地下连续墙效应，有效阻止板块　滑动，达到减小偏压目的。优点是：施工速度快、造价　低、抗偏压效果较好。缺点是：注浆控制技术较为复　杂，易形成注浆分散或浆液流失现象。　图１注浆孔布设平面图　通过比较，针对坡积碎石层松散易动的特点，经　综合考虑，拟选用地表注浆固结及偏压处理方案。　４施工方法及施工工艺　４．１施工方法　注浆采用固结注浆方式进行地层加固，以达到　覆盖层封水、固结目的，从而提升土体自稳能力，并　通过隧道洞身外侧置入弱风化围岩的注浆钢管　（０８９ｍｍ，壁厚６ｍｍ无缝钢管）及水泥浆液，起到控　制偏压滑动目的。洞顶覆盖层采用５ｍ长０４２壁厚　图２注浆孔布设断面图　４．２施工工艺　４．２．１　０８９中导管倒退式注浆施工工艺　施工程序：施工准备一测量放线一钻孔一下　管＿÷注浆一封闭。　流程图如图３所示：　３．５ｍｍ的前端开孔的无缝钢管进行地表注浆，利用　水泥浆液进行孔隙填充，对碎石堆积层进行填充加　固。　注浆范围为赤柏隧道出口左右幅洞顶覆盖层，　纵向自隧道明暗交界里程至管棚终止里程，宽度为　１９ｍ（大于１．５倍小于２倍洞宽）。洞顶覆盖层采用　０４２小导管，管长４ｍ，间距１ｍ梅花型布设（管顶　０．５ｍ不开花孔）。隧道毛洞外３．５ｍ范围内采用潜孔　钻机钻孔，孔径１ｌＯｍｍ，孔内置０８９ｍｍ壁厚６ｒａｍ　的无缝注浆钢管进行注浆加固，管底伸入隧道起拱　线位置，间距ｌｍ梅花型布设。　左幅隧道共设钻孔１６排，右幅隧道共设钻孔　ｌ９排，１９列与１８列交替。钻孔深度为自地表至至隧　道开挖设计的轮廓线、两侧到达起拱线的位置。注浆　采用单液注浆机进行注浆，注浆材料采用１：１水泥　单液浆。０８９ｍｍ注浆钢花管采用倒退式注浆，　０４２ｍｍ注浆小导管采用端头直接注浆。　注浆孔布置平、断面图如图１、图２所示。　３７　图３注浆施工工艺流程图　维普资讯 http://www.cqvip.com ２００８年第３期　张艳梅：隧道洞口段坡积碎石地层加固及偏压处理技术　（１）施工准备　④注浆结束标准：达到设计注浆量或注浆压力　施工前进行坡面清理及设备检修进场，注浆用　逐步升高至设计终压，且注浆量接近设计注浆量时　中导管加工完成备用。　可结束该孔注浆。　（２）测量放线　（６）注浆结束后，明洞洞顶回填时进行坡面覆　根据方案采用全站仪进行孔位放线，钻孔位置　土，覆土厚度为５０ｅｍ，以便绿化。　采用白灰打点标记。同时根据地表点位实测高程及　４．２．２　０４２小导管注浆施工工艺　方案原则进行各孔钻孔深度计算。　施工流程：施工准备一测量放线一钻孔一下　（３）钻孔　管一注浆一封闭。　采用潜孔钻机钻孔，钻孔直径０１　１０ｍｍ，钻孔过　（１）施工准备　程中应作好钻探记录，及时反馈于注浆施工中用以　超前小导管采用０４２ｘ３．５热轧无缝钢管进行　调整优化注浆参数。如填方体破碎难以成孔时，应采　加工，将钢导管前端加工成锥状，尾部焊一圈０６加　取跟管钻等措施成孑Ｌ。　强钢筋。除尾部ｌｍ外，管壁四周梅花型钻设０８的　（４）注浆管安设　压浆孔眼，间距１５ｃｍ，以便浆液向坡积碎石层压注。　钻孑Ｌ成孑Ｌ后，隧道开挖轮廓线两侧孑Ｌ位采用　（２）测量放样　０８９ｍｍ壁厚６ｒａｍ无缝钢管进行下管，注浆管采用　根据方案采用全站仪进行孔位放线，钻孔位置　自制，管材进场后每３ｍ为一节进行处理，管身按　采用白灰打点标记。采用手持风钻钻孔，孔深比设计　１５ｃｍ梅花间距打设注浆孔，孔径为ＯｌＯｍｍ。根据钻　适当超深，钻孔完成后用高压风水将孔吹净。若不易　孔深度进行注浆管安设，并保证孔口处向下０．５ｍ范　成孔，改用风镐直接将导管打人地层。　（３）钢管插入及密封处理　围内为无开孔管。安设完成后进行封孔。　钢管插入后，为防止注浆漏浆，在小导管的尾部　（５）注浆　用胶泥麻筋缠箍成楔形，以便钢管顶进孑Ｌ内后其外　注浆管安设完成后进行注浆施工。注浆采用双　壁与岩壁间隙堵塞严密。钢管顶进时，注意保护尾部　液注浆机进行倒退式分段注浆。　管口不受损变形，以便与注浆管路连接。　Ａ注浆参数　（４）注浆　根据工程实际及施工经验确定注浆参数如表１　注浆前导管孔口先检查是否达到密闭标准，以　所示。　防漏浆，然后按设计比例配制双液浆，注浆设备采用　表１注浆施工参数表　双液电动注浆机压注浆，注浆压力为０．５—１．ＯＭｐａ，一　参数名称　参数　备注　般按单管达到设计注浆量作为结束标准。当注浆压　力达到设计终压不少于２Ｏ分钟，进浆量仍达不到注　孑Ｌ间距　１．Ｏｍ￣１．Ｏｍ　浆终量时，亦可结束注浆。注浆结束后，将管口封堵，　扩散半径　０．６ｍ　以防浆液倒流管外。　注浆材料　普通水泥浆　５施工效果　浆液配比　１：１　通过地表注浆地层固结后，经开挖揭露显示，碎　注浆压力　外排０．８—１ＭＰａ，中间１－２ＭＰａ　石间孔隙由浆液填充，且浆液将松散碎石联结成整　体，形成板状结构。同时外侧中导管深入基岩，且同　单孔每米注浆量　固结层联成整体，形成共同受力结构，有效控制了地　层滑动。　Ｂ注浆要求　①固结注浆采用由外至内　（由外围向中间）、间　６结束语　隔注浆的方式进行；　地表注浆技术在隧道工程及地下工程中较多应　②注浆施工中做好注浆记录，及时了解注浆压　用，且技术已趋于成熟化，对待特殊地层，特殊受力　力和流量变化情况并绘制Ｐ－Ｑ—ｔ曲线进行综合分　结构下的技术改进应用方法越来越多。针对松散偏　析，判断注浆效果；　压地层的处理技术，希望本文能为类似工程提供一　③注浆施工严格按工艺要求进行，其质量直接　定经验积累。　影响到固结注浆效果；　（收稿日期：２００８．４．２８）　３８