【摘要】云南小磨高速公路第七合同段巴洒老寨二号隧道地表大范围开裂,有形成滑坡趋势,采用钢管桩抑制坍体成型,总结钢管桩施工在抑制山体滑坡方面的显著效果。
【关键词】隧道山体开裂钢管桩抑制滑坡
在隧道施工过程中,常因地质问题出现诸如塌方、涌水、岩爆、泥石流等地质灾害。不仅严重影响188金宝博平台进展,增加188金宝博平台造价,有时甚至会发生重大安全事故。因此,在隧道开挖阶段如何超前预报隧道掘进方向的地质构造,准确查出围岩性状、结构面的发育,特别是溶洞、断层、破碎带和含水情况,以便及时采取有效的预防措施,这对于确保施工安全至关重要。
一、188金宝博平台概况
巴洒老寨2号隧道位于小勐养至磨憨高速公路第七合同段,为单洞式双向行驶单车道隧道,起讫里程为K20+005~K21+350,全长345米,隧道最大埋深83米。隧址区出露地层为新生界第四系全新统坡洪积层、坡残积层及中生界白垩系下统景星组。本隧道从K20+350(出口)处单向掘进施工。
隧道出口左右两条大型箐沟汇集于洞口,与洞身呈40度左右的夹角向进口方向左右延伸,在K20+273~K20+350段地表左侧尚有一条与洞身平行的箐沟,出口隧址区纵横坡较陡,向左侧的横向偏压严重。
二、地表危害
巴洒老寨2号隧道出口端K20+273~K20+350段围岩为全风化呈角砾土状泥岩及含砾粉质粘土,土体松散,覆盖层薄,不能形成自然拱,自进洞以来在施工过程中因地形地质原因发生多次坍方,K20+285处曾发生冒顶坍方。随着隧道的掘进,围岩松动,波及地表,出现类似采空区的变形特征。K20+273~K20+300段处位于地表箐沟交汇处,偏压严重且容易汇水,洞内外变形发展迅速,由于西双版纳地区夏季雨水丰富,处治相当困难。当洞身开挖至K20+273时,K20+273~K20+300段洞内初期支护变形严重,4天时间拱顶下沉达40cm,水平收敛最大达60cm。导致洞身初期支护产生数条环向贯通裂缝,两侧拱腰40°处存在贯通的纵向裂纹,喷射砼出现剥落迹象;洞外斜坡顶K20+170处出现裂纹,并发展成为一条5~12cm宽、落差最大达20cm的弧形裂缝,弧长约80米,有形成地表滑坡的趋势。地表裂缝最高处与洞内变形段拱顶高差为96m。
三、方案选择
为了施工安全,立即停止洞身掘进;地表裂缝回填夯实后采取用砂浆抹平,并立即组织人员浆砌了四条横向截水沟和一条纵向排水勾,引排地表水,减少地表水下渗,避免滑体加速成型;在K20+273~K20+300段初期支护内侧施作扇形工字钢背拱支撑加固,并对该段初期支护背后围岩采取注C:S浆液固结。
对如何阻止地表滑体成型,防止地表滑坡,当时列出了3种方案。第一种方案:在K20+235处地表横向施作钢筋混凝土抗滑桩。该方案施工难度较大,工期要求较长。第二种方案:在K20+200~K20+150段施作锚索框格梁稳固滑体。该方案可操作性强,但是投资较大,工期要求也比较长。第三种方案:在K20+300~K20+273段纵向施作钢管桩注浆,固结坡脚围岩,减小山体侧压,避免洞身开挖造成对山体的扰动,抑制滑体成型,从而避免山体滑坡。该方案可操作性强,要求工期相对较短,188金宝博平台成本相对较低。经多方面综合考虑后,决定采取第三种方案。
四、处治方案
在K20+273~K20+300段地表、洞身开挖轮廓线右侧5m范围内打设4排φ159×6.5mm的注浆钢管桩,钢管采用无缝钢管,螺丝口连接,间距80×80cm,呈梅花形布置,打设深度根据实测横断面按低于起拱线以下≥2m、垂直于边坡方向,注纯水泥浆,在其顶部设C25钢筋混凝土圈梁相连接以形成整体。
五、施工工艺
由于围岩为软质泥岩和风化砂岩,为了避免串孔,采用跳跃式钻孔(即先采用160×160cm的间距梅花形布置,待第一批钢管桩安装并注浆后,再回头施工剩下的钢管桩)。当钻孔达到设计深度以后,及时用高压空气清孔,用自制冲击式打桩机将钢管打入孔内,钢管接头处采用螺丝扣连接,管尾露出地面40cm,钢管安装完毕及时注纯水泥浆液,固结围岩。待所有钢管装安装并注浆完毕后,立即采用C25钢筋混凝土圈梁将钢管桩露出地面部分连接起来,形成整体,圈梁横断面40(高)cm×30(宽)cm。施工中主要采用如下机械:
1.KQG165S露天高风压中深孔钻机,钻机主要技术参数为
钻孔直径:90-165mm
钻孔深度:60m
使用风压:1.05-2.46Mpa
耗风量:8-26立方米/分
钻杆直径:60-89mm
钻杆长度:2500mm
行走方式:胶轮托动钻头采用Φ165钻头,
2.LGCY-26/22型开山牌移动式螺杆空气压缩机
3.HJZB-80/90型双液压力注浆泵,主要技术参数为
工作能力:4m3/h
工作压力:0.5-9Mpa
电机功率:11KW
外形尺寸:1750×800×1000mm
重量:500kg
六、小结
最后实践证明,采用钢管桩注浆抑制地表滑体成型的方案,不仅避免了地表滑坡,还缩短了工期、减小施工难度、大大降低188金宝博平台成本。
参考文献:
[1]覃仁辉.隧道188金宝博平台.新疆大学出版社,2005,09.
[2]朱汉华等.隧道预支护原理与施工技术.人民交通出版社,2008,10.
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