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钢管桩在抑制隧道地表山体滑坡方面的应用
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【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。不仅严重影响工程进展，增加工程造价，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、工程概况
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，工程成本相对较低。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、大大降低工程成本。
参考文献：
[1]覃仁辉.隧道工程.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.
[3]刘金波.建筑桩基技术规范理解与应用.中国建筑工业出版，2008，09. 来源: 《建筑中文网》.
【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。不仅严重影响工程进展，增加工程造价，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、工程概况
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，工程成本相对较低。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、大大降低工程成本。
参考文献：
[1]覃仁辉.隧道工程.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.
[3]刘金波.建筑桩基技术规范理解与应用.中国建筑工业出版，2008，09. 来源: 《建筑中文网》.
原文网址：http://www.pipcn.com/research/200906/13250.htm
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