松散地层隧道洞口高边仰坡施工技术研究

松散地层隧道洞口高边仰坡施工技术研究

摘要本文以重庆轨道交通6号线礼嘉车站隧道施工进洞的边坡治理的案例为背景，对松散地层高边坡治理的施工方案、工艺的系统介绍，供类似工程施工参考

关键词 :轨道交通；车站；隧道； 松散地层；边坡

Summary: Hole in Chongqing Rail Transit Line 6 Lijia station tunnel construction case of the slope governance as the background, the slope governance of loosely-storey construction program, the process of system introduction for the reference of similar constructionKeywords: rail transport; station; tunnel; loose strata; slope

一、工程概况

礼嘉车站主体工程位于儿科医院的正下方40米处，根据设计要求采用斜井进入主体工程，在车站小里程端，有一处平面换乘交叉渡线，依据工程状况必须明挖明做，再加上工期非常紧，结合主体工程和明挖工程段施工情况，决定在隧道的进洞口端开口进入主体工程，即隧道进口位于现儿科医院二期平场后的边坡下，边坡为平场时产生的石渣，自然堆积填筑，边坡高为18米左右，下卧层为砂质泥岩，边坡属自然状稳定。但下雨会发生局部滑坡 ，进洞口边仰坡附近上覆土层厚度较大，隧道洞口断面378米，而且是两个平行的双洞，边仰坡临界面较宽较高，因上部建筑的要求不能采用卸载方式处理，边仰坡的稳定对隧道进洞十分重要，必须对边坡进行加固稳定后方能进洞。

本场地内为构造剥蚀构造丘陵斜坡原始地貌单元，经后期人工改造，场地大部分地势平坦，场地内上部主要为素填土 ，下伏基岩主要为砂质泥岩 ，局部夹砂岩薄层，地下水主要为松散土层上层滞水和基岩裂隙水，主要补给来源为大气降水，受季节影响变化很大。

二、松散地层失稳的机理分析

松散地层失稳的原因可归结为以下几点：

⑴边坡填土为自然堆积填土，属于自然沉降，土石松散，稳定性极差，只要边坡坡率超过自然形成坡率边坡必定失稳，出现滑坡现象。

⑵边坡的新填土石在雨水冲刷后局部都会出现小坍方，加上施工扰动后，若遇水必将加速失稳。

⑶新填土部分和原始地貌边坡自然形成的一个滑动面，由于坡脚受到约

束，边坡保持一定的稳定，一旦坡脚产生临空面，新填土部分无意中形成滑坡载体，必将造成大体积滑坡。

⑷隧道处于滑坡体的坡脚，是造成滑坡产生的主要因素，而且临空面极大，而下支点无任何支挡，边坡产生滑动是必然地。

三、松散地失稳加固

3.1 加固机理

根据隧道边仰坡的失稳机理的分析，对松散地层的边坡必须采取强有力的加固措施，才能保证隧道边仰坡的稳定。具体措施有：

⑴对边仰坡松散载体进行加固处理，保证松散载体本身稳定，对自然坡面封闭处理固结。

⑵对松散载体的坡面和顶面进行封闭，严控地表水流入填方体，加固原始坡面和新填土石的密闭控制地表水渗入，减少自然填筑坡顶的荷载。

⑶将自然填筑的载体与岩石连接成整体。

⑷在松散地层进行隧道施工，应减少对围岩的扰动，避免引发坍塌。

3.2加固措施

根据礼嘉车站仰坡特点，特采取以下工程措施：

1、采用ф76mm钢花管 ，10--15m/根，钢花管崁入基岩1.5—2米，间距1.5×1.5m呈梅花型布置。

2、钻孔时进孔方向与地平线成—15°打入，沿轴向每隔10㎝开一对直径4㎜的出浆孔，梅花状布置。两截钢管的连接，采用10㎝长的螺纹套管连接，接缝处加焊接。同一平面的接头个数不超过50%，错开设置，以便更好受力。钢花管底部50㎝长度内的10个出浆孔为直径6㎜。钢管上端100～200㎝范围不开出浆孔，底端削尖焊封，钢花管沿其长度每隔2m焊上对中支架。

3、注浆材料采用M30水泥浆， 水灰比1：1，注浆稳定压力为1.5～2.0Mpa。

4、注浆加固后坡面挂ф8@0.15×0.15m钢筋网并 喷射0.1m厚C25混凝土封面。坡顶设置截水沟，坡顶一定范围表面采用200㎜厚C15混凝土封面。表层设一层ф6@30㎝×30㎝的钢筋网。

图1 洞门口管棚与临洞门及钢花管相对关系

3.3 施工方法及工艺

1、边坡钻孔支架搭设

采用Ф50mm钢管，下料长度100cm，人工打入地下土层。再用连接抱箍将脚手架钢管与打入的钢管连接，脚手架上铺设跳板，供操作人员工作平台与潜孔钻机安放之用。钢管支架倾角要与钻机符合，保证钻孔方向与坡面的夹角与设计倾角一致。

2、钻孔方法

根据设计提供的孔位布置图，技术人员按照支距法放线，定出每个孔位，每个孔位进行行列编号。钻孔顺序由上部向下部实施。操作人员根据设计提供的倾角摆好钻机，钻机与坡面以—15°打入。经过技术人员检查无误，施工员现场监督每个孔位在不同坡面位置的钻孔深度，做好记录。钻孔完毕后分批报监理工程师验收。

3、钢花管加工

Φ76mm钢花管，壁厚4mm，钢花管沿轴向每隔10cm开一对直径4mm的出浆孔，梅花状布置，钢花管连接采用10cm长度罗纹套管 连接，接缝处加焊，同一平面接头数量不超过50％，错开设置。钢花管底部50cm长度内的10个出浆孔直径为6mm。钢管上端100～200cm范围不开出浆孔，底端削尖焊封。

4、钢花管安放

为了方便施工，下钢花管时采用人工送入，先往孔下第一段6米，然后在孔口用10㎝长的螺纹套与第二段进行连接，接逢处外加焊接，两段共10米，同一平面的接头个数不超过50%，并错开设置。

钢花管沿其长度每隔2m焊上对中支架，每钻一个孔达到设计深度后及时人工安放钢花管，禁止机械强行打入。监理旁站验收。

图2 车站进洞洞门管棚及钢花管相对关系

5、钢花管压浆

压浆采取批次压浆，压浆方向由下部往上部。便于验收和监控。首先是水泥浆制备，按照1:1水灰比拌制水泥浆，水泥浆强度M30 ，压浆机采用1.5～

2.0MPa压力注入。待钢花管与坡面有水泥浆冒出即可暂停压浆。停止10分钟后，水泥浆收缩，再进行二次压浆。

3.4技术保障措施

1、钢花管按设计图纸加工(见图3、4)；钢花管按1.2m×1.2m呈梅花型与水平方向成—15度夹角打入基岩，注浆压力至少1.5MP 。

2、钢筋网格搭接20cm、喷砼10cm厚且平顺，保护层至少4cm。

3、松散地层中含水，对隧道及边坡危害极大，所以急时采取措施，将截排水沟设2%纵坡且把水引出边、仰坡20m范围外。

4、边坡设泄水孔且深入土层1~2m（能到土石分界线最佳）；沉降收缩缝做好防水处理。

图3 车站进洞洞口原始地貌图

图4 钢花管布置图

四、结语

结合礼嘉车站的仰坡施工，对松散地层的仰坡加固进行了分析，得到以下结论：

1、针对洞口段、边坡地质情况差，采用动态施工管理指导施工，及时根据边坡裂缝处位移变化速率及时反馈，指导施工作业，修改支护系统设计。对已开挖、支护段的力学状态进行评价，在有险情时及时采取必要补救措施。确保主洞安全、快速地施工。

2、洞顶上方原儿童医院填土范围采用20cm厚C15砼混凝土封面，表层设一层ф6mm@30cm×30cm钢筋网，并设置截水沟截水。且在边、仰坡土石方开挖前首先施作两侧边坡及洞顶截水沟，排水沟。

3、边坡已开裂土体立即进行填土处理，并进行注浆封闭。

4、施工人员记录压浆方向、压浆起止时间、压浆数量，水泥用量、水灰比、冒浆情况等主要参数，并及时分析、归纳、总结。

5、施工时一般采取先护后挖、密闭支撑施工原则。边坡防护施工图中应

划定区域，分先后施工，封闭段，也便于施工记录。

6、施工中安全至关重要，所以该处施工时，专职安全员旁站，特别注意坡体滑动，一旦有滑动迹象，立即撤离人员。

7、施工时应考虑道路的组织、钻孔注浆场地与材料堆放场地之间的关系。

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