龙华隧道穿越滑坡堆积体施工技术

龙华隧道穿越滑坡堆积体的施工技术谢惜谦摘要针对龙华隧道出口段55m滑坡堆积体地表、洞内及工期等因素，对本段的施工措施进行了探讨，并详细地介绍了主要的施工工艺及实施效果，可为以后类似的工程提供参考。

关键词滑坡堆积体浅埋上软下硬优化的CRD法地表注浆1.概况1.1工程概况深圳市地铁5＃线建设平南铁路改线工程龙华隧道全长806m，里程为DK15+100～DK15+906，属于一级电气化双线铁路隧道，最大开挖宽度13.56m,高度12.96m,断面方145.61m2。

全隧均位于曲线上，线路平面上隧道呈中间小两头大，标段范围内从0.4m加宽断面逐渐变化到1.6m加宽断面，变化值从1.0m-0.4m-1.2m-1.6m共计4个变化段。

采用新奥法施工，光面爆破，钢架锚喷支护，复合式衬砌。

中铁十局负责施工的第3标段暗挖长度500m，其中Ⅴ、Ⅵ级围岩段长355 m，占全长的 71 %，是工程的难点、重点所在，尤其是DK15+745～+800段的滑坡堆积体。

1.2 滑坡堆积体概况1.2.1 工程及水文地质特征DK15+745～+800段原为山谷，2005年暴雨将四周山体的残坡积层冲集此处。

隧道顶板厚 3.5～11.0m，边墙底以上主要由坍滑体的含砾粉质粘土及全风化花岗岩组成，松散，饱和，呈软泥状，地表已作植草及排水处理（见下图）。

地下水主要为基岩裂隙水，渗透及富水性较好，雨季时降水即刻渗透到隧道内，水量极大。

隧道边墙底部以下为中～弱风化的花岗岩，施工时需进行爆破处理。

ＤＫ１５＋８００隧道中线ＤＫ１５＋７４５1.2.2 设计开挖初支概况（1）滑坡体处理加固：①DK15＋740～＋810线路左侧抗滑桩：距线路左中线13m处布置一排11根2×2.25人工挖孔钢筋混凝土抗滑桩，深23m，桩间距3.0m。

②DK15＋750～＋800段地表袖阀管注浆：隧道中线左右10m范围，钻设￠110cm孔，￠50袖阀管注浆，2×2.0m间距梅花形布置,入弱风化岩2m以上。

详见下图（2）超前支护：DK15+800~+770洞口段拱部1500范围￠108×6mm 长管棚，环向间距40cm；DK15+770~+745洞身段拱部1500范围￠89×5mm长管棚，每次打设10m，纵向间距7m，搭接3m，环向间距40cm；均注1：1水泥浆液。

（3）初支体系：本段为Ⅵ级围岩，采用I20a钢架，@50cm；￠8单层钢筋网，@20×20cm；拱部￠22组合中空注浆锚杆，边墙￠22砂浆锚杆，L＝3.5m，纵环间距100×100cm；￠22纵向连接筋，@100cm；全环喷射C25砼27cm厚。

（4）施工方法：采用CD工法，分为上中下3台阶；中隔壁上部采用￠22超前砂浆锚杆，L＝4.5m；架立I18临时钢架，@60cm；侧壁上、中部采用￠22砂浆锚杆，L＝2.5m，纵环间距100×120cm；￠22纵向连接筋，@100cm；喷射C20砼15cm厚。

临时仰拱采用喷射C20素砼10cm厚；上、中部每侧拱脚打设1根￠42×3.5注浆小导管锁脚，L＝4.0m。

2.施工情况在按原设计完成地表抗滑桩、袖阀管注浆、洞口段拱部的超前大管棚支护后，于2009年2月15日采用CD法进洞暗挖施工，在完成前几榀初支钢架后发现下沉严重、迅速（施工时预留30cm的沉降量，喷射砼封闭后1－2天就下沉了5－10cm），底部临时封闭的10cm厚C25喷射砼仰拱翘壳、开裂，但洞身初支结构未见任何异常开裂变形，监控量测数据也表明下沉大但收敛位移稳定。

发生此种情况后，现场立即在拱部（1200范围）增设临时仰拱（I20a钢架＋喷射27cm厚C25砼）及中部临时竖撑（I20a工字钢），通过采取上述的措施，仰拱整体已闭合段下沉、收敛均稳定无异常。

经过设计单位现场踏勘后，拟将开挖方法变更为CRD法施工。

在结合以下因素后，最终采用优化的CRD法施工。

（1）工期紧迫：龙华隧道能否按期完成影响到深圳地铁5号线乃至广深港客运专线及深圳北站的建设，若完全按CRD法实施，施工步骤繁多，相互干扰大，工期肯定无法按期完成。

（2）爆破干扰破坏：根据地表注浆钻探的地质情况反映，隧道底部座落在原山沟底，“上软下硬”，边墙及仰拱围岩为中～弱风化的花岗岩，施工时必须爆破，会对中隔墙产生破坏。

（3）地表沉降控制要求较轻：监控量测反映地表及拱顶下沉大，但收敛位移稳定，主要是钢架底部的围岩达不到承载力要求，造成下沉。

但考虑隧道地处郊外的山岭地带，影响范围内无任何的建筑物及管线，若开挖时预留足够的沉降量，地表沉降控制有较大的空间。

3.优化的CRD法采用四台阶法开挖，拱部预留大核心环形槽挖，临时仰拱增设I20a钢架喷射27cm厚C25砼，中部采用I20a工字钢临时竖撑，整体闭合、步步为营施工。

具体施工措施如下：3.1滑坡体处理加固抗滑桩已按设计施做完毕，入微风化岩均在6m以上；袖阀管注浆也已按设计完成。

3.2超前支护DK15+800~+770洞口段拱部1500范围￠108×6mm长管棚已按设计施做完毕，必要时局部补充￠42×3.5mm超前小导管。

DK15+770~+740洞身段拱部1500范围￠89×5mm长管棚拟按设计施做，若现场操作困难，则改为双排￠42×3.5mm超前注浆小导管，层距15～20cm，梅花形间隔布置,环向间距30cm，L＝3.0m，纵向搭接1.5m。

3.3初支体系采用I20a钢架，@50cm；￠8单层钢筋网，@20×20cm；￠22纵向连接筋，@100cm；全环喷射C25砼27cm厚。

由于本段埋深浅，土质松软，打设锚杆时的扰动经常造成局部的掉块、坍塌，加上预留大核心土后打设锚杆极其困难，因此取消了原设计的拱部￠22组合中空注浆锚杆。

在钢架每侧拱脚打设6根￠42×3.5mm注浆小导管锁脚，L＝4.0m，环向间距100cm，钢架左右各布置3根。

边墙采用原设计￠22砂浆锚杆，L＝3.5m，纵环间距100×100cm。

3.4施工方法第一台阶采用预留大核心土环形槽挖法，高度范围为拱部1200；至起拱线；第二台阶至起拱线下1m，高度3.5m，采用左右错开半边开挖；第三台阶至边墙底，高度3.5m，采用左右错开半边开挖；第四台阶为仰拱，整体开挖闭合施工。

纵向每台阶长度控制在6～8m，第一台阶每次开挖一榀钢架长度；第二、三台阶每次开挖1～2榀钢架长度，左右错开5m以上；仰拱每次开挖2～3m。

3.5临时支护措施（1）临时仰拱：第一台阶增设I20a钢架（@50cm）＋喷射27cm 厚C25砼；￠22纵向连接筋，@100cm。

（2）中隔壁临时支撑：第一台阶增设I20a临时竖撑，@50cm，￠22纵向连接筋，@100cm。

若拱顶下沉较大时喷射27cm厚C25砼包裹封闭。

（3）大核心土临时支护：由于第二、三台阶的基底为原岩（强风化～微风化花岗岩），所以未设置临时仰拱及中隔壁临时支撑。

改为保留“八字形”大核心土，两侧采用导坑形式开挖（详见下两图），核心土侧挂￠8单层钢筋网，@20×20cm，喷射10cm厚C20砼支护。

3.6施工步骤第一台阶预留大核心土环形槽挖法，每次开挖一榀钢架，超前5m→第一台阶临时仰拱闭合，中隔壁临时支撑架设→第二台阶左右错开5m槽挖、初支→大核心土临时支护→第三台阶左右错开5m槽挖、初支→大核心土临时支护→第四台阶仰拱整体闭合（包括仰拱二衬及填充）→每闭合2个循环的仰拱拆除1个循环的临时支撑。

详见下图4.施工技术措施（1）测量：开挖半径（以R1为例）＝6.95m，视现场地质实际情况，高程整体抬高20～40cm，确保预留沉降量，满足二衬净空。

（2）￠42×3.5mm超前小导管根据现场围岩情况确定施工与否，施工时注浆必须饱满，开挖长度不能超出小导管的搭接范围。

（3）上部核心土预留长度、宽度以现场立拱、锚杆、喷射砼方便操作为宜，并且要注意核心土的坡度，防止坍塌。

（4）孤石爆破作业必须采用浅孔预裂爆破，应尽量控制药量，避免放大炮，减少对围岩的扰动，严格控制超挖，杜绝欠挖。

（5）钢架横向应与隧道纵向垂直，中线与隧道中线重合。

连接螺栓应紧固，不管螺栓连接与否均要焊接连接板，纵向连接筋与拱架焊接牢实，钢架脚用方木或木板垫平垫稳，楔子打紧，使钢架顶紧岩面，拱脚处回填洞碴，方便下部连接。

（6）锚杆钻孔应垂直于岩面，保证深度，插入杆体前应将孔内杂质吹洗干净，注浆饱满，与钢架焊接牢固，杆体外露不大于10cm。

除边墙外必须采用注浆泵施工。

（7）钢筋网绑扎、点焊牢固，以喷射时不晃动为原则，并且应预留下次的搭接长度。

（8）锁脚锚管一定要保证其数量、质量。

注浆禁止采用药卷锚固剂，必须使用气动吹风泵或电动注浆泵，以保证其关键的作用。

（9）喷射砼要求采用湿喷工艺。

施工时严格配合比，注意调整风、水压力和喷射角度、距离，减少回弹量。

喷射时岩面不得有松土虚碴和杂物，风化岩面不得用水冲洗，只能用高压风吹扫干净。

喷射面要平整、不得成波浪形，厚度保证27cm。

每循环喷射前必须将上循环钢架背后空洞喷射满，必要时预留注浆导管回填注浆。

（10）量测桩点要妥善保护，加强量测工作，指导和修正施工支护参数。

当洞内变形量较大时，应根据反馈信息及时施做仰拱及填充，甚至二次衬砌。

5.施工安全措施（1）进入工作面人员首先检查工作面情况，特别是拱顶、两帮、掌子面有无松动岩块、裂纹等安全隐患，如有，必须立即处理！开挖时注意落石、掉块，防止事故发生。

（2）打锚杆和环形开挖在斜坡上作业，注意检查支腿的稳定性，防止跌落伤人，同时注意钎子或锚杆滑落伤人。

（3）钢架笨重，安装时要有专人指挥，大家齐心协力不得各行其是，架立好后要支撑牢固，防止倾倒，纵向连接筋随立拱同时就要安装好。

（4）喷射作业人员要戴好防护用品，防止高压风、水、石料伤人。

（5）隧道内多工序多工种平行作业，相隔距离较近，互有干扰，噪音大，任何工作人员都得注意周围工作环境，在保护自己的同时还要保护别人。

（6）施工开挖要以上部为主，大家相互配合，在保证安全的条件下保证质量和进度。

6.施工总结及体会6.1地表水的防渗处理滑塌体主要由砾粉质粘土及全风化花岗岩组成，松散，饱和，呈软泥状，隧道本身处于沟谷地处，降雨时水流即刻渗入洞内。

针对这种情况，在隧道地表铺设了一层防水板，并在防水板上覆盖泥土，根据地形修建了环形的排水沟。

雨天时，专人排引水流，以防渗入洞内。

6.2地表袖阀管注浆的作用本段隧道地表设有￠50袖阀管注浆，2×2.0m间距梅花形布置，范围为隧道两侧10m，加固至底部弱风化岩上，注浆压力为1.5~2.0Mpa。