提高滑坡体隧道洞口施工安全性

QC成果提高滑坡体隧道洞口施工安全性XX省交通工程建设集团有限公司XXQC小组发表人：XX二〇一六年二月提高滑坡体隧道洞口施工安全性XX省交通工程建设集团XXQC小组一、工程概况杭新景高速公路(衢州段)是XX省在建规模最大公路工程，杭新景5标是全线关键节点，半坞隧道出口处为一滑坡体，自然边坡不稳定，滑坡后缘有裂缝，宽度10~20m，厚度3~9m，坡度50~55º，面积长宽为80×70m，滑坡段方量约2.8万方，属碎石土中型滑坡，曾在1978年、2008年多次发生滑动。半坞隧道为双连拱隧道，长度135m，设计Ⅴ级围岩比例为67%，最大埋深37m。半坞隧道进洞口位于半山腰与半坞1#桥桥隧相接，是半坞1#桥梁板运输通道；半坞隧道出洞口同样位于半山腰，隧道进出口剩余9栋房屋未拆迁，距离红线约5m。二、QC小组简介表1QC小组简介表小组名称XX省交工集团XXQC小组成立时间XX年4月15日课题名称提高滑坡体隧道洞口施工安全性小组类型攻关型组长XX活动日期XX年4月~XX年12月注册时间XX年4月25日课题注册ZJJTQC14-5-12小组注册QC14-5-12活动频次2次/月，出勤率98%小组人数9人制表：XX时间：XX年12月30日表2小组成员简介表序号姓名性别年龄文化程度组内职务职称(工种)小组分工TQC教育时间1XX男38本科组长高级工程师方案策划802XX男40本科副组长高级工程师方案策划803XX男49本科副组长高级工程师方案策划604XX男50专科成员工程师方案实施6025XX男31本科成员工程师方案实施506XX男33本科成员工程师方案实施507XX男30本科成员助理工程师检验408XX男27本科成员助理工程师资料409XX男34本科成员高级工程师监控60制表：XX日期：XX年4月15日三、选择课题XX年XX省交通投资集团将半坞隧道滑坡体施工列为近年来杭新景和其他项目在隧道施工过程频繁发生滑坡事故，造成较重大经济损失和不良社会影响；半坞隧道洞提高滑坡体隧道洞口

施工安全性图1选择课题过程图四、现状调查XX年4月20日QC小组成员经过分析讨论，决定分四个调查组对近年来施工发生滑坡或塌方的隧道进行原因分析，同时对半坞隧道施工潜在问题因素展开专项调查，分工如下：表3调查人员组成表组别调查成员调查项目调查内容计划完成时间31XX、XX近年滑坡隧道滑坡或塌方原因XX年4月25日2XX、XX半坞隧道施工条件坡度、便道、滑坡特征XX年4月30日3XX、XX半坞隧道爆破安全民房间距、震动危害XX年5月5日4XX、XX半坞隧道施工技术施工过程出现问题XX年5月10日制表：XX日期：XX年4月20日QC小组对近年来发生隧道滑坡或塌方主要影响因素的调查统计如下：表4近年滑坡隧道调查统计表序号项目抽查案例发生频次所占比例(%)说明1地质滑坡冲垮隧道29724危害极大损失巨大2基础沉降造成垮落29621危害一般损失较大3地质钻孔积水塌方29310危害一般损失较小4边坡失稳引起滑坡29931危害较大损失较大5开挖方法不当垮塌29414危害一般损失较小6小计2929100制表：XX日期：XX年4月25日表5滑坡原因按比例顺序统计表序号项目发生频次所占比例累计比例1边坡失稳引起滑坡931312地质滑坡冲垮隧道724553基础沉降造成垮落621764开挖方法不当垮塌414905地质钻孔积水塌方3101006合计29//制表：XX日期：XX年4月25日410%边坡失稳14%31%地质滑坡基础沉降开挖不当地质钻孔21%24%图2滑坡原因比例统计柱状图半坞隧道进口端XX年4月17日进行边坡开挖，发生滑塌现象，中导洞口几乎掩埋，临时坡顶有多条裂缝：出口端抗滑桩XX年3月开挖，成桩记录显示土体厚度达到9m以上，土体强度低稳定性差。表6半坞隧道滑坡影响因素调查统计表项目调查结果施工建议进口坡度约45~50º、洞口离地高度约14m，出口进口临时修建便道施工条件坡度约50~55º，洞口离地高度约12m；进口坡面，先实施中导洞开揭露岩石较多，出口坡面揭露为土层。挖施工技术进口表层揭露较多岩层，大多为孤石易滑坡，要提前做好坡面支护；出口揭露为滑坡体土层，重点做好抗滑和防沉降工作。必须进行抗滑和防沉降措施的变更爆破安全进洞口20m外是桥墩，30m外是便道，左侧5m有民房，洞口开挖矸石易滚到民房；出洞口外侧10m有三幢民房，爆破飞石和震动易损坏民房。洞口段以机械开挖为主，辅以松动爆破制表：XX日期：XX年5月10日QC小组在汇总调查人员信息后，对半坞隧道滑坡因素进行甄别按轻重缓急顺序进行排列。表7影响因素按重要性次序排列表序号项目应对措施说明洞口陡坡坡体厚整体性差，采用普通锚杆1边坡失稳支护无法稳固坡体，建议采用钢花管或小进行变更设计导管注浆防护2抗滑能力抗滑桩底必须低于隧道仰拱标高，桩中心间距6m间隙太大，要增加抗滑措施。进行变更设计3基础沉降洞口范围为滑坡土体或填筑路基，易造成不均匀沉降现象，要采取加固措施。进行变更设计4滚石防护洞口高达12m以上，坡体稳定性差，坡面开挖极易下滚，必须设置可靠的防滚落措施。调整施工顺序5民房距离洞口5~15m，爆破开挖对房屋震动5开挖爆破及冲击波影响很大，易引起阻工和赔偿纠改变施工方法纷。6防塌措施滑坡体段洞身开挖易引起坍方，必须选择合理的开挖方法，采取措施避免塌方现象。细化施工步骤7便道安全洞口条件差施工初期便道坡大弯多路窄，做好安全防护措施和施工区域封闭管理做好安全细节制表：XX日期：XX年5月10日影响滑坡体施工安全主要是：边坡失稳、抗滑能力和基础沉降等因素。五、设定目标5.1设定目标根据现状调查和统计分析，确定活动目标：滑坡体隧道洞口施工安全性从目前65%提高到100%。滑坡体隧道洞口施工安全目标设定120

10010080656040200施工现状安全目标图3滑坡体隧道洞口施工安全目标设定图5.2可行性分析(1)省交投集团将半坞隧道列为重点管控挂牌督办项目，各级领导重视，具备完成攻关的基础条件。(2)QC小组团队具有良好的专业优势，完成多项科研课题，具备完成攻关的技术条件。六、分析原因XX年5月15日QC小组举行了会议，采用头脑风暴法，探讨隧道发生滑坡的原因(见图4)。七、确定主要原因表8要因确认计划表序号未端原因确认内容确认方法标准负责人确认日期坡体土厚滑边仰坡土厚度滑坡1记录厚度≥9m6月20日XX坡倾向XX2坡顶开裂滑边仰坡开挖后坡顶验证裂缝宽度≤1c6月25日6坡开裂m3抗滑桩底滑动测斜管检测是否滑动检测位移≤1cm6月22日XX4抗滑桩顶位移埋设钢筋桩测量坐标检测位移≤1cmXX6月25日5抗滑桩间隙大土体是否有裂缝或滑动试验位移≤1cm6月20日XX6侧墙下沉倒塌检测地基承载力试验≥350kpaXX6月22日7洞身土厚沉降检测地基承载力试验≥350kpa6月25日XX8洞口下沉失稳埋设钢筋桩测量坐标试验位移≤1cmXX6月20日制表：XX制表日期：XX.6.12洞口体坡度陡坡体土厚滑坡坡面防护弱坡顶开裂滑坡坡顶开裂滑坡抗滑桩未到隧抗滑桩底滑动抗滑能力低抗滑桩顶土层抗滑桩顶位移桩间土层未支抗滑桩间距大土空隙滑侧墙落到土层侧墙下沉倒塌承力基础沉降大洞身下方是土洞身土厚沉降仰拱承不洞口陡坡填筑洞口下沉失稳图4分析原因系统图QC小组采用系统图分析方式，对隧道滑坡的原因进行探讨，共查找出8个未端原因。对全部未端因素确定是否要因采取现场试验、测试与统计分析的方法进行验证。验证1：坡体土厚滑坡验证时间XX.6.13~25验证地点半坞隧道验证人员XX、孙柯7佳验证标准洞口施工范围土体厚度是否≥3m验证过程6月13日~25日通过查阅抗滑桩开挖记录和现场观察，抗滑桩入岩深度基本在8m以上，土质松散常见土包孤石现象，特别是土遇水粘结性明显变差，极易发生滑坡。验证结果隧道边坡土体厚粘结性差十分容易引起滑坡，因此是主要原因。验证2：坡顶开裂滑坡验证时间XX.6.16~25验证地点半坞隧道验证人员XX、孙柯佳验证标准洞口边仰坡按设计1:0.5坡比开挖无≥1cm裂缝或滑坡验证过程6月16日~25日对半坞隧道进口中导洞范围进行开挖，由于坡面揭露岩石基

本为碎块风化严重稳定性差，而且坡度大，因此发生较大范围滑坡。验证结果表层为碎块状易引起滑坡，危害较小，不作主要原因，但加强防护。验证3：抗滑桩底滑动验证时间XX.6.15~25验证地点半坞隧道验证人员XX、阳东陵验证标准抗滑桩内测斜管位移≤1cm验证过程6月15日~25日对已完成的3根抗滑桩进行测斜，由于隧道洞身尚未开挖，抗滑桩有外侧土体支撑，位移均在1cm左右；原设计抗滑桩未深入隧道底部，有安全隐患。验证结果抗滑桩底滑动是非主要原因，但桩身必须加长提高抗滑能力验证4：抗滑桩顶位移验证时间XX.6.20~25验证地点半坞隧道验证人员XX、阳东陵验证标准抗滑桩桩顶中心测点位移≤1cm验证过程6月20日~24日验证人员对已完工桩顶进行检测，并查验以住检测记录，

发现桩顶位移均在1.5cm以内，桩顶四周的土层有开裂滑动迹象。验证结果抗滑桩顶位移不是主要原因，但需要对桩身之间空隙进行加固验证5：抗滑桩间隙大验证时间XX.6.15~25验证地点半坞隧道验证人员XX、黄鑫8验证标准相邻抗滑桩之间设钢筋桩点检测位移≤1cm验证过程6月15日~25日验证人员对相邻抗滑桩中间设观察点进行检测，发现雨

天位移5cm/d，并伴有小型泥石流。验证结果抗滑桩间隙大(6m)容易从桩之间引起滑坡，因此是主要原因验证6：侧墙下沉倒塌验证时间XX.6.19~25验证地点半坞隧道验证人员XX、黄鑫验证标准隧道侧挡墙承重荷载大基底承载力必须≥350kpa验证过程6月19日~25日对侧墙位置承载力进行检测，发现承载力均在200kpa以

下，经进一步试验土层厚度达3~9m，实施换填难度很大。侧墙承受结构自重和土层侧压，基础失稳易引发隧道垮塌和边坡滑坡，是主验证结果要原因验证7：洞身土厚沉降验证时间XX.6.15~20验证地点半坞隧道验证人员XX、XX验证标准隧道仰拱部位地基承载力≥350kpa验证过程6月15日~20日验证人员对隧道仰拱部位地基承载力进行检测，土层厚

度3~9m，承载力均在200kpa以下，需要加固。验证结果仰拱部分承载力不足易引起隧道变形，对滑坡影响较小，非主因但必须加固验证8：洞口下沉失稳验证时间XX.6.21~25验证地点西周岭隧道验证人员XX、XX验证标隧道洞口陡坡位置填挖交接面受压后滑动位移≤1cm准验证过进出口山体坡度均在50º以上，填筑高度也在10m以上，明暗洞交接位置采用程土石方填筑，难以保证隧道稳定性。验证结洞口陡坡容易使明洞下沉，但引起滑坡可能性小，是非主因但要做好基础加固果通过上述的确认，引起隧道滑坡的主要原因是：1、坡体土厚滑坡；2、抗滑桩间隙大；3、侧墙下沉倒塌。八、制定对策9QC小组召开了全体会议，首先编制滑坡体隧道施工流程图，确定关键工序，再制定适宜的对策。便道开挖中导洞开挖浇

隧底钢花管注抗滑桩开挖浇承台钢筋砼浇抗滑桩钢花管加边坡分层开挖防出口端半护拱浇质量检安全检变形监出口端护拱浇筑承载桩钻孔浇出口端开挖进洞

出口端超前管棚图5滑坡体隧道洞口施工流程图小组成员从方案的有效性、可实施性、经济性和可靠性等方面进行综合评价，制定出对策措施如下：表9对策措施表序号主要原因对策目标措施负责人地点完成日期1钢花管和小导管预注浆坡体土厚滑加固坡防护加宽到坡顶外二层松散土体与基岩结合牢固坡顶防护层无裂缝不渗钢花管深入基岩1m以上自上而下开挖逐层做好XXXX隧道现场7月15日

半坞7月20日网片水防护2抗滑桩尖深入隧道底部抗滑桩间隙1m大隧道与桩之间加设二排抗滑桩底位移≤1cm桩间无缝位移桩入中风岩≥1/3桩长钢花管与半护拱浇在一XXXX隧道现场7月15日

半坞7月20日钢管≤1cm起3侧墙下沉倒塌侧墙下设置桩尖深入基岩不小于2.5m基础沉降≤5mm承载桩基承台侧墙之间隧基础沉降≤1钢花管深入XXXX半坞隧道现场7月15日7月20日10道设注浆钢0mm基岩1m以上花管制表：XX日期：XX年7月5日九、按对策实施QC小组成员按照对策表中措施要求和各自分工，有步骤地逐项进行实施。实施一：钢花管和小导管预注浆加固土质边坡实施时间XX.7.10~11.20实施地点半坞隧道现场实施人员XX、孙柯佳应对主因坡体土层厚施工时容易引起滑坡(1)做好同设计的联系，对边仰坡防护进行变更，10月20日设计下发技术联系单；实施过程(2)开挖施工便道自上而下分层防护，仰坡采用12m长Ф108×6mm注浆钢

花管，边坡采用6m长Ф42×4mm注浆小导管，纵横间距均为1.2×1.2m；采用注浆钢花管等加固后，坡面稳定性明显提高，未出现坡面开裂或滑坡现实施结果象实施二：防护加宽到坡顶外二层网片实施时间XX.7.15~11.30实施地点半坞隧道现场实施人员XX、孙柯佳应对主因坡体土层厚施工时容易引起滑坡(1)边仰坡防护时将支护范围延伸到开挖面坡顶外1~2m，用锚杆将钢筋网固定；实施过程(2)钢筋网片设置二层，做好一次喷砼后再进行钢花管注浆，然后进行二次挂网喷砼。实施结果采用坡顶外挂网喷砼和双层钢筋网支护，未出现坡顶开裂或滑坡现象实施三：抗滑桩尖深入隧道底部1m实施时间XX.7.10~12.30实施地点半坞隧道现场实施人员XX、黄鑫应对主因抗滑桩间隙大引起滑坡实施过程(1)抗滑桩施工实行动态设计，桩身进入中风化长度不少于1/3桩长，同时要求桩尖深入隧道仰拱底以下不小于1m；(2)抗滑桩浇筑时放置测斜管定期检测位移，桩顶预留锚索孔道。实施结果抗滑桩确保进入中风化长度并加深到隧道底部以后，未发现抗滑桩位移实施四：隧道与桩之间加设二排钢管11实施时间XX.10.25~12.20实施地点半坞隧道现场实施人员XX、黄鑫应对主因抗滑桩间隙大引起滑坡(1)在抗滑桩与隧道之间施工双排垂直Ф108×6mm注浆钢花管，长度12m，纵横间距1.0×2.0m，进入中化岩不小于1m，管底标高低于隧道仰拱底标高3

实施过程m以上；(2)钢花管出露高度1m，与半护拱浇筑成一体，提高抗滑能力。采用注浆钢花管等加固后，坡面稳定性明显提高，未出现坡面开裂或滑坡现实施结果象实施五：侧墙下设置承载桩基承台实施时间XX.7.10~11.20实施地点半坞隧道现场实施人员李超、XX应对主因侧墙下沉倒塌引起边坡滑坡实施过程(1)左洞k162+615~+521设置2根桩，右洞k162+615~+639设置5根桩，端承桩径1.6m，桩端进入中风化不小于4.5m，上方用承台将端承桩连接在一起；(2)开挖施工便道自上而下分层防护。实施结果采用端承桩和承台处理基础，侧墙稳定未发生下沉或位移实施六：侧墙之间隧道设注浆钢花管实施时间XX.10.15~12.20实施地点半坞隧道现场实施人员李超、XX应对主因侧墙下沉倒塌引起边坡滑坡实施过程(1)k162+625~+613沿纵向范围内基础采用Ф108×6mm注浆钢花管，纵横间距1.0×2.0m，进入中化岩不小于1m；(2)必须确保注浆饱满，注浆时采用具有打印功能的流量计进行计量；实施结果采用注浆钢花管等加固后，基础稳定性大大提高，未出现基础沉降或地基开裂现象十、检查效果1、检查效果XX年1月10日QC小组召开了全体会议，主题是布置上阶段的对策实施的效果检查工作，检查时间从XX年1月15日至XX年12月15日。表10半坞隧道施工进展统计表序号施工项目开始日期完工日期实施特点121中导洞开挖XX.10.02XX.01.22进出口双向开挖2中导洞浇筑XX.11.17XX.03.25进出口双向浇筑3左洞开挖XX.03.29XX.06.07出口端单向开挖4右洞开挖XX.05.23XX.08.06出口端单向开挖5左洞二衬XX.06.11XX.07.07出口端单向浇筑6右洞二衬XX.08.01XX.11.04出口端单向浇筑制表：XX日期：XX年1月10日半坞隧道左洞按期贯通，打开半坞1#桥梁板架设通道，XX年9月20日完成全部梁板架设。从对策实施开始QC小组成立监测小组，在隧道进出口滑坡体上、侧挡墙等设置观察点，进行定期观测。表11对策实施后滑坡体体稳定性统计表序号滑坡因素评判标准检查方法检查人员检验结果结论1坡体土厚滑坡位移≤1cm无裂缝检测位移6mm无裂缝稳定安全XX2坡顶开裂滑坡XX位移≤1cm无裂缝检测位移8mm无裂缝稳定安全3抗滑桩底滑动位移≤1cm检测位移4mm稳定安全XX4抗滑桩顶位移XX位移≤1cm检测位移7mm稳定安全5桩间隙大滑坡位移≤1cm无裂缝检测位移6mm无裂缝稳定安全XX6侧墙下沉倒塌沉降≤5mm无裂缝检测XX沉降2mm无裂缝稳定安全7洞身土厚沉降沉降≤5mm无裂缝检测沉降4mm无裂缝稳定安全XX8洞口下沉失稳沉降≤5mm无裂缝检测XX沉降4mm无裂缝稳定安全制表：XX日期：XX年1月28日对策实施前洞口略动就发生滑坡，当地村民就出来阻工，采取对策措施后，滑坡体隧道施工安全平稳未发生不利施工事情，安全性达到100%，顺利实现预定目标。131001001008065对策前60目标值40对策后200对策前目标值对策后图6安全目标对比柱状图2、效益分析表12取得效益分类