地形偏壓隧道地表常用方法研究

侯晶石

（大連市市政設(shè)計研究院有限責(zé)任公司，遼寧 大連 116000）

1 削坡法

削坡就是通過對邊坡的平整和刷幫，來改善斜坡的輪廓形狀來防止和控制斜坡?lián)p壞的方法，以提高斜坡的穩(wěn)定性[2]。平整邊坡可以減少積水對邊坡的危害;刷幫則可以減少邊坡滑坡體上的載荷，利于邊坡穩(wěn)定。

1.1 削坡法適用條件

1）對于隧道周圍巖土體主要為片巖、千枚巖等變質(zhì)程度比較高的巖石；2）結(jié)構(gòu)松散的巖體，強度較低的巖體，斷裂，縫隙等構(gòu)造平面發(fā)育，巖體不夠完整，機械強度差，節(jié)理面比較發(fā)育的巖體；3）對于頂部有滑坡體存在的隧道或者是地形坡度比較大的隧道；4）隧道覆蓋層存在大量的球狀風(fēng)化物，這主要是因為球狀風(fēng)化物力學(xué)性質(zhì)相比于風(fēng)化物與風(fēng)化物之間破碎的包裹物的力學(xué)性質(zhì)要強得多[3]。在受到外力的作用時，由于剛度不同，會導(dǎo)致球狀風(fēng)化物球體發(fā)生轉(zhuǎn)動，影響到隧道周邊圍巖的穩(wěn)定性。

1.2 削坡法施工工藝

改變坡體形態(tài)比較常見且操作技術(shù)簡單易行的是削方減災(zāi)法。

2 地表注漿法

地表注漿法是一種利用壓力將可以固化的漿料通過注漿管注入巖石孔隙或建筑物中的裂縫中以改善其物理和機械性能的方法。

注漿加固原理：按照布孔規(guī)劃圖使用鉆孔機械在隧道覆蓋層打孔，然后把注漿管放入其中，漿液沿著灌漿管在壓力的作用下壓進(jìn)巖體的縫隙中，巖體中的裂隙、孔隙等通過漿料的填充和滲透而粘結(jié)在一起。以增強土壤的強度，穩(wěn)定性和防水性，使后續(xù)隧道工程能夠安全順利地進(jìn)行施工。

2.1 注漿法適用情況

1）隧道周邊的巖體非常不完整，大多數(shù)弱風(fēng)化和破碎的花崗巖，部分微風(fēng)化，中等粒度；2）隧道周圍巖體以泥炭灰?guī)r和硅質(zhì)灰?guī)r為主時，巖體的完整性為相對破碎～完整。洞口處巖體強度較低，并且伴有嚴(yán)重的風(fēng)化現(xiàn)象[4]。隧道開挖后，土層可能會沿著土壤裂隙或基巖表面滑移，擾動后殘余黏土的自穩(wěn)性較差，可能會對隧道的施工和運行安全產(chǎn)生危害；3）在隧道預(yù)開挖范圍內(nèi)鉆取巖樣時，在鉆探過程在，泥漿使用量嚴(yán)重高于正常使用量。

2.2 注漿法施工工藝

1）注漿范圍。注漿范圍的確定通常是考慮隧道所處位置的地質(zhì)條件，地下水壓力以及要采用何種方法來對隧道進(jìn)行施等因素。通常，選取隧道開挖半徑的2至3倍作為注漿區(qū)域的半徑。當(dāng)?shù)叵滤畬λ淼绹鷰r所產(chǎn)生的壓力過大時，可以選取隧道開挖半徑的4至6倍作為注漿半徑[5]。

2）注漿孔布設(shè)。鉆孔前，應(yīng)首先進(jìn)行布孔，布孔大多是設(shè)計成梅花形。打好孔后，按順序下管，以免發(fā)生遺漏。注漿管要至少露出地表50cm，注漿前應(yīng)對管口進(jìn)行固定，用注漿泵進(jìn)行連續(xù)注漿，注漿壓力要根據(jù)隧道的具體情況而定。注漿時應(yīng)加設(shè)止?jié){設(shè)施，防止?jié){液外露，造成施工經(jīng)費的浪費。注漿應(yīng)先從邊界處的孔位開始注漿，固化成止?jié){墻，然后橫向每隔3個孔注1個孔，縱向每隔2個孔注1個孔，按順序注漿，直至所有的孔都被注滿。在注漿的過程中如果發(fā)現(xiàn)漿液從注漿管的端部溢出，則停止注漿，對下一個注漿管進(jìn)行注漿。

3）注漿液的選取。一般來說，注漿所用材料有兩種：水泥單漿或者是水泥～水玻璃雙液漿可供選擇。通常，為了提高注漿效果，選取活性高的水泥效果好，存放日期越短越好；選取出廠濃度46Be'、模數(shù)2.7～3.4的水玻璃原漿，加水稀釋成36Be'后開始調(diào)制注漿液[6]。具體要選取何種漿液需要根據(jù)現(xiàn)場配合比試驗以及設(shè)備所能達(dá)到的要求來決定。

式中：Q—漿液注入總工程量，m3；A—進(jìn)行注漿的圍巖體積，m3；n—進(jìn)行注漿的圍巖的孔隙率，%，a—經(jīng)驗確定的填充率，%。

3 回填法

回填是在坡體上回填土方，減小坡角，減小地形偏壓對隧道所產(chǎn)生的影響[7]。

3.1 回填法適用情況

1）圍巖強度較低、巖體不夠完整、節(jié)理裂隙發(fā)育、地下水沿著裂縫以線性流動。由于節(jié)理裂縫的影響，巖體被切割成塊狀， 圍巖性質(zhì)較差；2）位于斷層角礫巖中的隧道，力學(xué)參數(shù)較低的巖土體；

3.2 回填法施工工藝

1）修建排水設(shè)施。當(dāng)回填區(qū)域存在地下水出口時，則需要修建截排水設(shè)施，以免影響到地下水的正常排放，誘發(fā)危險。排水設(shè)施該如何修建需要根據(jù)現(xiàn)場的具體情況而定。（當(dāng)回填區(qū)域不會對地下水造成影響時則這一工序可以省略）2）清理回填區(qū)域地表。再進(jìn)行回填之前，需要對回填區(qū)的地表進(jìn)行清理。主要是清理地表的浮土以及植被。清理完成后還需要使用機械對地表進(jìn)行夯實，以增強穩(wěn)定性。3）改良土回填?；靥钏褂玫牟牧弦话銥樗喔牧纪?，在進(jìn)行回填之前，需先使用拌合機將需要填的土攪拌均均。為了消除蒸發(fā)而影響回填土的強度。最好按照最佳含水量的基礎(chǔ)上適當(dāng)增加用水量。同時，為了防止回填土在運輸工程中有水分散失，最好在回填土上覆蓋水篷布。4）測量。分層回填時，需要測量并標(biāo)記出每層所回填的高度。5）碾壓。在回填完成后，還需要對回填土進(jìn)行碾壓。從而擠出回填土中的氣體，減少回填土中的空隙，增加回填土的強度。

5 結(jié)論

1）削坡就費用來說比錨固和注漿漿的費用要少得多。但是削坡減載有時可能會對斜坡下方的建筑物造成一定的損害，同時也會破壞自然景觀。

2）當(dāng)隧道處于以下情況時可以采用地表注漿法對隧道周圍巖體進(jìn)行處理，來提高圍巖強度，降低圍巖滲透率，提高隧道拱頂強度，從而使水資源受到保護(hù)，以免在之后的施工過程中發(fā)生危險。

3）當(dāng)難以保證隧道段隧道的穩(wěn)定性時，卸荷和回填的處理措施是一種有效的偏壓處理方法。