隧道洞口地表加固施工技术

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【摘 要】本文以新建铁路玉林至铁山港线竹高岭隧道进口洞口地表加固施工为例，介绍了地表沉降开裂的原因、加固处理技术、处理效果评价，以供同类工程施工参考。

【关键词】隧道；地表；加固；技术

1 工程概况

由中铁二十局集团第四工程有限公司承建的新建铁路玉林至铁山港线，全长131.434km，设计速度160Km/h，单线电气化铁路。竹高岭隧道，位于博白县境内，隧道长509m，起止里程为DK72+370-DK72+879，隧道埋深5～45m。

隧道进口段覆盖层为第四系全新统坡残积粉质黏土，下伏基岩为燕山期的石英二长斑岩，全风化层5.3～24.0m，弱风化带>10m，隧址断裂构造不发育，富水性差、导水性差，隧道涌水量较小。进口段DK72+370～DK72+410段山体自然坡度为1：1.5，隧道右侧拱肩山体覆盖厚度约5m，隧道进口洞门采用双侧挡墙台阶式洞门，边仰坡坡比为1：1.5，用喷锚网防护，喷C25混凝土厚10cm，钢筋网采用Ф8钢筋，网格间距25cm×25cm，锚杆采用Ф22砂浆锚杆，锚杆长3.5m，间距2.0m×2.0m，梅花型布置。仰坡顶设置M7.5浆砌片石梯形截水沟，截水沟上口宽1.8m，下口宽0.6m，高0.6m，厚0.4m。

2 地表沉降开裂情况

2012年4月18日，竹高岭隧道当上台阶开挖至距洞口19m时，发现洞口地表出现裂缝，呈逐渐扩大趋势，经沉降观测发现，洞内水平收敛达6mm/d，洞外地表位移累计达45mm。2012年4月19日，地表裂缝加大，出现纵横10余条裂缝，呈蜘蛛网状，裂缝范围长32m，宽20m，深度达0.5～1m，延伸里程为DK72+375-DK72+407。

3 原因分析

该隧道在2012年3月5日开工，严格按设计和规范要求对隧道截水沟、边仰坡、长管棚施工完毕后，采用三台阶法进洞施工，施工方法和技术管理不当导致开裂的因素排除，经组织专家现场勘查分析，得出结论如下：

1）进口段围岩的自稳性差，隧址处左侧为山体，右侧为水田，隧道开挖后，两侧的地下水往隧道方向汇集，施工时正是南方的雨季，地下水较为丰富，在水的渗漏、剥蚀作用下，围岩弱化加速。

2）设计仅采用了的Φ108长管棚超前支护、Φ42超前小导管支护，不能满足实际地质情况下的隧道开挖要求。

4 地表加固技术

针对隧道洞口地表开裂的问题，指挥部立即展开了专家评审会议，在确定了导致开裂原因后，专家组对加固技术进行了讨论，确定处理方案如下：进行地表注浆加固，采用Φ89钢花钢注浆，以提高地层的强度和稳定性，减少围岩变形，加固后，方可继续掘进。

地表注浆加固技术：

4.1 加固范围

加固范围为进口段Ⅴ级围岩地段，DK72+370～+420，共长50m。

经过计算，？茁=59°，？茁′=72°，即靠山侧产生最大推力时的破裂面与竖直面夹角为31°，山外侧产生最大推力时的破裂面与竖直面夹角为18°，得出应加固的宽度为线路中线左侧20m，右侧9.0m。

4.2 注浆工艺

注浆管采用Φ89mm，壁厚4mm的钢管制作而成，钢花管上钻注浆孔，孔径10～16mm，孔间距15cm，梅花形布置。水灰比1：1，注浆初压0.2～0.5MPa，终压2～3MPa。单孔注浆标准为注浆压力逐步升至设计终压时，继续注浆10min以上，进浆量小于初始进浆量的1/4，检查孔涌水量小于0.2L/min。

先灌注最外两排孔，依次向内推进，每排注浆孔中，先灌注两端的孔，然后间隔交错灌注；注浆深度为洞身范围内为初期支护喷射混凝土外缘线。洞身范围外围岩为全风化层时，至仰拱基底以下3.0m，当围岩为弱风化层时，进入弱风化层1.0m。

5 结论

采取地表下沉量测观察，判断地表沉降的处理效果和稳定性，每8m取一量测断面进行布点，如图3所示。

量测频率：0～15天之间，2次/天；15～30天之间，1次/天；31天以后，1次/周。观测结论经过地表注浆加固处理后，地面沉降趋于零，符合要求。

本次地表沉降处理共用38天，处理效果良好，进度快，成本投入少，隧道已贯通，质量符合规范要求，没有发生任何安全事故，取得了较好的经济效益。

【参考文献】

[1]铁路隧道设计规范（TB10003-2005）[S].

[2]冯卫星，况勇，陈建军.隧道坍方案例分析[M].西南交通大学出版社，2002.

[责任编辑：王楠]

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