鄭斌元

摘要：針對(duì)烏鞘嶺隧道群1#隧道下行線、2#隧道上行線路面底鼓病害，施工中采取了微型鋼管樁+Ⅰ型鋼橫撐加固基底的施工方法，在拱腳兩側(cè)打入φ108×6鎖腳鋼管樁，這樣可以將通過(guò)拱部及邊墻傳至拱腳的圍巖壓力作用在鎖腳注漿鋼管上，防止拱腳底部土體因發(fā)生剪切破壞形成塑性區(qū)。該方法施工便捷，風(fēng)險(xiǎn)較低，對(duì)交通影響小，可只封閉一個(gè)車(chē)道施工，工期短，對(duì)病害隧道能起到較好的加固效果，造價(jià)較低，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，該工法較好的控制了隧道變形，值得推廣。

關(guān)鍵詞：路面底鼓；微型鋼管樁；型鋼橫撐

烏鞘嶺隧道群是G30連霍高速永登至古浪段的控制性工程，本次維修的1、2號(hào)隧道均為特長(zhǎng)隧道。隧址區(qū)位于祁連多字型構(gòu)造體系、隴西帚狀構(gòu)造體系和河西系三個(gè)構(gòu)造體系相互交接的地區(qū)，海拔高程2410.52～3137m，穿越祁連山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)。區(qū)內(nèi)地貌屬中高山嶺谷地貌區(qū)，斷層褶皺極發(fā)育，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，地震動(dòng)活躍，地下水以第四系孔隙潛水和基巖裂隙水為主，祁連山高寒亞干旱區(qū)區(qū)內(nèi)連年干旱風(fēng)沙、日照段輻射強(qiáng)、氣溫低溫差大、冬春季節(jié)不明顯，季節(jié)性凍土冬天易形成凍裂、凍脹，春融季節(jié)易形成翻漿及熱融沉陷。

一、工程概況

烏鞘嶺1號(hào)隧道位于天?？h陳家溝溝口，出口位于蘭泉村，隧道下行線起訖樁號(hào)XK2386+479.5～XK2391+382，縱坡1.715%～-1.15%，全長(zhǎng)4902.5m，隧道最大埋深189m，屬深埋石質(zhì)特長(zhǎng)隧道。2號(hào)隧道位于寺坡根，隧道進(jìn)口位于寺坡根，出口位于董家臺(tái)。隧道上行線起訖樁號(hào)SK2397+352～SK2404+220.縱坡2.544%～-2.10%，全長(zhǎng)6868m，隧道最大埋深470m，屬深埋石質(zhì)特長(zhǎng)隧道。

二、路面底鼓產(chǎn)生的原因

烏鞘嶺隧道群路面底鼓段主要位于隧道埋深超過(guò)100m地應(yīng)力較高的區(qū)段，該段內(nèi)地層巖性主要為三疊系淡紅色-灰白色砂巖、砂礫巖互層夾紫紅色泥巖，隧道夾層泥巖遇水膨脹是造成路面底鼓的原因之一。

隧底結(jié)構(gòu)缺陷是導(dǎo)致路面底鼓的主要原因。環(huán)狀封閉的拱形結(jié)構(gòu)通常能承受很大的壓力，只有當(dāng)所承受壓力超過(guò)混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度極限時(shí)襯砌才會(huì)發(fā)生開(kāi)裂的現(xiàn)象。但若拱形結(jié)構(gòu)自身未封閉成環(huán)，如缺乏仰拱，其受力狀況將與封閉成環(huán)的結(jié)構(gòu)截然不同，未成環(huán)的部位將成結(jié)構(gòu)的薄弱點(diǎn)，圍巖壓力通過(guò)拱部及邊墻傳遞至拱腳，導(dǎo)致拱腳應(yīng)力集中，拱腳底部土體因發(fā)生剪切破壞形成塑性區(qū)，塑性破壞區(qū)內(nèi)的土體將向著仰拱曲率中心側(cè)移，最終導(dǎo)致隧道路面底鼓、開(kāi)裂、變形。

三、路面底鼓處治方案

（一）施工流程

本設(shè)計(jì)施工方案為首先拆除兩側(cè)電纜槽，將管線切割懸掛至兩側(cè)邊墻角鋼（需安裝）上→挖除路面及部分填充層（線路中心線處下挖77.9cm，下挖高程起點(diǎn)以原設(shè)計(jì)高程為準(zhǔn)，施工單位需現(xiàn)場(chǎng)放線量測(cè)，且應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況適當(dāng)調(diào)整高程，以不破壞隧道既有中心水溝、橫向排水系統(tǒng)為準(zhǔn)）→在拱腳兩側(cè)φ108×6注漿鎖腳鋼管（長(zhǎng)6m，縱向間距1.0m，每側(cè)2根），安裝[27b槽鋼縱梁，縱梁腹板應(yīng)鉆孔與既有鋼管焊接牢固，縱梁在原隧道施工縫處可斷開(kāi)，確保隧道協(xié)調(diào)變形→假設(shè)Ⅰ22b型鋼橫撐（橫撐端頭應(yīng)被槽鋼包裹，并采用焊接、環(huán)箍鋼筋與既有槽鋼、鎖腳鋼管可靠連接），開(kāi)挖基底打設(shè)φ108×6注漿鋼管樁，縱橫向間距100×106cm，沿橫撐兩側(cè)交錯(cuò)分布，樁長(zhǎng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鉆探情況，平均按6m長(zhǎng)計(jì)列，隧道中線不布，防止注漿堵塞原排水系統(tǒng)→布設(shè)橫撐縱向連接筋，環(huán)向間距50cm；→敷設(shè)20×20鋼筋網(wǎng)片，節(jié)點(diǎn)與既有橫撐焊接牢固；→現(xiàn)澆C30混凝土底板及平均11.8cm厚C20混凝土基層，恢復(fù)26cm混凝土路面→恢復(fù)電纜槽及排水邊溝等其他附屬設(shè)施。橫向鋼支撐下部混凝土保護(hù)層厚度5cm，施工時(shí)采用高強(qiáng)砂漿墊塊保證保護(hù)層厚度達(dá)到要求。

（二）注意事項(xiàng)

1、隧道內(nèi)施工時(shí)應(yīng)盡可能封閉該洞交通，保證施工條件及施工安全。2、施工各階段均應(yīng)加強(qiáng)相鄰段變形監(jiān)控量測(cè)，如遇結(jié)構(gòu)變形較大應(yīng)立即停止拆除工作，進(jìn)行必要的臨時(shí)支撐、注漿、錨桿加固措施，確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定后再繼續(xù)拆除工作。3、拱腳及隧道打設(shè)鋼管樁時(shí)應(yīng)注意避開(kāi)原襯砌鋼架及隧道原有縱橫向排水盲溝、中心水溝，確保原排水系統(tǒng)的完整性。4、鋼管樁打設(shè)深度以樁尖進(jìn)入隧道基巖1m或樁身6m完全被打入Ⅰ22b型鋼橫撐以下為準(zhǔn)。5、底鼓段混凝土路面板及填充層鑿除施工必須跳槽分段進(jìn)行，每次鑿除長(zhǎng)度不大于5m，鑿除后盡快施工型鋼支撐，并及時(shí)澆筑混凝土填充層，達(dá)到預(yù)定強(qiáng)度的90%時(shí)方可進(jìn)行下一段鑿除施工。6、施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)布設(shè)逃生管道及生活必需品和急救藥品，相應(yīng)的應(yīng)急安全措施。

（三）工法優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：1、施工便捷，風(fēng)險(xiǎn)較低，對(duì)既有交通影響較小，可只封閉一個(gè)車(chē)道施工，工期較短；2、對(duì)病害段隧道結(jié)構(gòu)能起到較好的加固效果；3、造價(jià)較低。

缺點(diǎn)：1、對(duì)基底加固，但是未從結(jié)構(gòu)上進(jìn)行完善，病害未從根本上進(jìn)行處治，長(zhǎng)期效果需進(jìn)一步觀察。

四、變形長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)方案

在隧道維修過(guò)程中，應(yīng)對(duì)圍巖和支護(hù)進(jìn)行量測(cè)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)獲得圍巖和支護(hù)工作狀態(tài)的有關(guān)數(shù)據(jù)，來(lái)判斷圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性及工作狀態(tài)，從而選擇和修正支護(hù)參數(shù)及指導(dǎo)施工。通過(guò)近年來(lái)省內(nèi)外公路隧道變形長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)的調(diào)研與實(shí)施案例，并結(jié)合烏鞘嶺隧道群結(jié)構(gòu)變形的實(shí)際情況，在襯砌拱頂、拱腰部位布設(shè)光纖光柵式靜力水準(zhǔn)儀，路面隆起部位埋設(shè)光纖光柵式單點(diǎn)位移計(jì)，隧道監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集，包括現(xiàn)場(chǎng)光纖光柵解調(diào)儀、數(shù)據(jù)通信線路及配套設(shè)備。

五、質(zhì)量控制指標(biāo)與材料要求

（一）注漿鎖腳錨固（鋼管樁）

（二）后錨固質(zhì)量控制要求

1、基本要求

（1）錨栓、膠粘劑、界面劑、聚合物砂漿的類(lèi)別和規(guī)格滿足設(shè)計(jì)要求；（2）基材混凝土強(qiáng)度、表面清理和缺陷修復(fù)滿足：基材上的抹灰層、裝飾層、附著物、油污應(yīng)清除干凈；基材表面堅(jiān)實(shí)、平整，不應(yīng)有蜂窩麻面等局部缺陷；（3）擴(kuò)底型錨栓的施工工藝應(yīng)符合產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)和相關(guān)規(guī)范要求；（4）錨栓的位置、錨固的深度、控制扭矩或控制位移等符合設(shè)計(jì)和產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)的要求；

2、外觀檢查

（1）基材表面應(yīng)堅(jiān)實(shí)平整，錨固區(qū)的原構(gòu)件混凝土不應(yīng)有局部缺陷；（2）基材上不應(yīng)有結(jié)構(gòu)抹灰層、裝飾層和嚴(yán)重的裂縫；（3）在錨固深度范圍內(nèi)，錨孔干燥度應(yīng)滿足產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)要求；（4）錨孔安裝前，應(yīng)徹底清理錨栓表面的附著物和污漬；（5）錨孔清孔后，錨孔和基面內(nèi)應(yīng)無(wú)殘留的粉塵和碎屑；（6）安裝后的錨栓外觀應(yīng)整齊潔凈。

3、實(shí)測(cè)項(xiàng)目