学文网摘要：岩堆地质在我国乃至世界隧道施工中比较少见，如何安全进洞和岩堆地段大断面掘进施工经验比较缺乏。本文通过TSP超前地质预报并结合地质分析，制定最佳方案，最终实现岩堆地质条件下隧道安全进洞和岩堆地段大断面掘进施工，总结出整套较为成熟的岩堆地质条件不同断面隧道施工技术，供类似工程借鉴。
关键词：岩堆地表预注浆明洞进洞施工
1、工程概况：
东北东部铁路通道通化至灌水段花博山二号隧道位于辽宁省桓仁县普乐堡镇老漫子村西侧小冷沟与大冷沟之间，隧道中心里程DK54+554.50，隧道长2545m，进口里程DK53+282，出口里程DK55+827，隧道最大埋深263m。隧道位于R=2000m的曲线和直线上，其中曲线长1518.80m，直线长1026.20m，线路纵向坡度为5.0‰的下坡。该隧道为中、低山地貌，穿越山间沟谷及低山，地面最大高差350m。植被完好，林木茂密。中低山上不均匀分布规模不一的岩堆，岩堆发育。
花博山二号隧道设计为I级铁路单线隧道，进出口均位于岩堆体，尤其出口段位于新建花博山车站内，出口60m范围内为站线双线隧道，开挖断面达158m2。岩堆地质在我国乃至世界隧道施工中比较少见。
2、工程地质及水文地质
2.1地层岩性
该隧道地层：表层覆盖第四系全新统坡洪积层（Q4dl+pl），下伏青白口系（Qny）永宁组石英砂岩、老岭群（Pt1)黑云透闪石岩，岩性由新至老分述如下：
① 第四系全新统坡洪积层（Q4dl+pl）
块石：稍密~密实，灰色~灰白色，块石含量在70%左右，块石的岩性为石英砂岩和石英砾岩，直径多在30cm~50cm之间，最大径1.2m~2.0m左右，岩石坚硬，钻探不返水。最大径为1000mm，块石多为次磨圆状。该层分布在山体表层，厚度6.20m~22.0m。
② 青白口系（Qny）永宁组石英砂岩
石英砂岩：灰白色，中粒砂粒结构，块状构造或厚层状构造，矿物成份为石英，硅质胶结，岩石坚硬，裂隙发育，裂隙表上可见水锈浸染，岩芯多呈长柱状，长度>10cm。在隧道出口附近为黑云透闪岩，其余均为石英砂岩，岩层厚度>150m。
③ 老岭群（Pt1)黑云透闪石岩
黑云透闪石岩：黑灰色~灰色，片麻状结构，块状构造，节理较发育，岩石较完整，黑云母含量约占15%，岩芯呈柱状。该层主要分布隧道出口附近。钻探揭露深度2.0m。
2.2工程地质特征
① 地震基本烈度小于Ⅵ度，地震动峰值加速度
② 隧道土壤最大冻结深度1.25m。
2.3水文地质
第四系全新统坡洪积层桩号DK53+286~DK53+364.2、DK55+666~DK
55+807块石土中不含地下水，石英砂岩强风化~弱风化岩石含有微量风化裂隙水。
3、洞口岩堆分布情况
花博山2号隧道进口里程DK53+282,位于岩堆体范围内，实地勘察，洞口段地表覆盖较厚的岩堆体，层厚平均在15m以上，水平方向埋深30~50m；表层为块石，内为砂石填充混合体，块石直径30cm~50cm，含量在70%左右，结构松散，下伏坚硬完整的石英砂岩，且岩层倾角较大。
4 、施工方案选定
为保证隧道在进洞初期，施工过程中洞口边仰坡及周边范围内的岩堆体的稳定，确保隧道顺利安全进洞，采用将表面松散的块石固结，固结范围为洞口边仰坡范围及以外不小于20m范围，将需固结区域地表清除危石并挂网喷锚封闭。
为防止在施工过程中或运营过程中受外力引发固结体整体下滑，采取地表预注浆加固及遵循“早进洞，晚出洞”的施工原则，实施明洞暗做。
其作用原理：把具有充填和凝胶性能的浆液材料，通过配套的注浆机具设备压入所需要加固的地层中，经过凝胶硬化作用后充填和填塞地层中缝隙，降低土体孔隙度，固结软弱和松散岩缝，提高围岩强度和自稳能力。将明洞暗做，可以减少不扰动或少扰动原地表，这样可以最大限度的减少洞口段滑塌的危险。
5、施工方案
5.1地表固结及预注浆加固
（1）、对地表固结范围内打设砂浆锚杆，喷射C20混凝土15cm进行固结并防止地表水渗入。
（2）、注浆范围：洞口边仰坡及以外周边20m范围。
（3）、注浆孔布置：按0.5m×0.5m呈梅花形布置。
（4）、注浆管长度：固结至隧道仰拱底部以下2m，平均长度16m。
（5）、注浆参数：注浆压力2~2.5Mpa，W/C=1:0.8~1:1
5.2工程数量
C20喷射混凝土360m3，地表砂浆锚杆1800m，打设φ108注浆管153600m，注浆10138m3.
6、施工情况
6.1 地表预注浆
按地表注浆孔布置进行布孔，并用红油漆进行标识，以防漏用。
采用套管钻机进行钻孔并安设注浆管。
注浆自地面低处向高处进行，当浆液流动较快时，可适当降低注浆压力，反之可适当提到浆液压力，注浆采用两次序全段一次注浆，即第一次注奇数孔，第二次注偶数孔，每一次采用全段一次性填压式注浆，当压力升至2~2.5Mpa时，再稳压注浆10min即可。
明洞暗做施工，将洞口段格栅钢架全部改为I20b型钢拱架，间距0.5m。
6.2 隧道施工
挂网、锚杆、喷锚联合支护洞门边仰坡。
预留5cm沉降量，安设型钢拱架、格栅钢架，安装小导管，外插角150，进行超前注浆加固。该方法同锚杆、拱架、钢筋网、喷射混凝土联合。即能提高围岩支撑抗力，又能有效的约束围岩变形，为下步工序施工创造条件。
开挖采取预留核心土方式开挖，架立型钢、格栅钢架。
在型钢、格栅钢架上设立沉降观测点，进行沉降收敛检测，发挥检测指导变更设计和施工作用。
接脚采用错开马口，曲脚格栅边墙脚用C20混凝土模筑，提高支撑能力，钢架定位采用φ42mm，L=3.0m砂浆锚杆
7 施工中围岩变形监测
（1）检测项目表
（2）沉降观测记录表
表1DK53+282点观测值
表2DK53+292点观测值
表3DK53+302点观测值
注：沉降量单位为毫米，沉降量为累计沉降。
（3）收敛观测记录表表4
注：收敛观测点为DK53+292,收敛值为收敛尺读数。
8 结论
岩堆是岩石经过物理风化作用形成的碎块，通过重力或降水搬运至山坡上或坡脚下的松散堆积体。岩堆内部具有向外倾斜的层理（倾角与天然休止角近似）。在外力或其他因素的扰动下，容易发生表层或层间的滑动变形。
花博山2号隧道进口，经过选定方案，有序施工，采取地表预注浆的方式对岩堆体进行加固，将岩堆体凝结成为整体，实现了岩堆体隧道的安全平稳进洞，并在后期的围岩量测结果证明均满足要求，保证了隧道施工的顺利进行，为隧道剩余工程的施工赢得了宝贵的时间的同时对岩堆体的处理及岩堆体隧道施工也积累了经验。
参考文献
1 铁道部第一勘察设计院主编 铁路工程地质手册 北京 中国铁道出版社 1999年
2 铁二院主编 铁路工程设计技术手册 北京 中国铁道出版社 1995年
3 何以余 李天财 铁路隧道 北京 中国铁道出版社 1989年
4 铁道部基本建设总局 铁路隧道新奥法指南 北京
作者简介：
黄家俊：华铁工程咨询有限监理公司通灌监理站，工程师
王忠文：通灌工程建设指挥部指挥长， 高级工程师
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