陳 琳,魯開興
(貴州高速公路集團有限公司)
納窯隧道為一座上、下行分離的四車道高速公路隧道,隧道最大埋深約235 m,隧道起訖樁號左線ZK153 +957 ~ZK155 +975,長2 018 m,其中本標段起訖樁號ZK155 +000 ~ZK155 +975,長975 m;右線ZK153 +955 ~ZK155 +985,長2 030 m,其中本標段起訖樁號為ZK155 +0005 ~ZK155 +985,長985 m,隧道左右線間距,進口約15.5 m,出口約20.8 m,隧道進口和出口均位于曲線半徑R=2 000,出口曲線半徑R=1 100 m;右線進口曲線半徑R =2 000,出口曲線半徑R=1 000。隧道左線縱坡為2.5 ﹪的單向坡,隧道右線縱坡為2.5 ﹪的單向坡。
隧道出口段斜坡,屬于單面凸坡,地形較陡,坡向250°,自然坡角約35°。洞口巖性主要為強風化泥巖及灰?guī)r溶蝕區(qū),受構(gòu)造作用較強,溶蝕裂隙極發(fā)育,巖層產(chǎn)狀231° <38°,隧道仰坡方向為263°,坡面與巖層走向同向斜交。出洞口段發(fā)育的裂隙產(chǎn)狀L1(324° <83°),巖層及結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀均不利于坡體穩(wěn)定,洞口邊坡穩(wěn)定性較差。洞口邊坡主要殘坡積碎石土及強—中風化灰?guī)r構(gòu)成,節(jié)理裂隙發(fā)育,貫通性較好,為V 級圍巖,成沿洞條件較差,洞口仰坡易坍塌。巖土體裸露后在雨水等因素的作用將改變其工程性狀,強度降低,影響洞口邊坡的穩(wěn)定性。
納窯隧道屬于越嶺隧道,為穿越納窯村納岸-帶陡坡山嶺地帶而建設(shè)。隧道進口端位于-北東向沖溝的北西西岸斜坡地帶,坡向120°左右,坡度角15° ~25°左右,坡面上分布農(nóng)田,水土保持較好,自然狀態(tài)下穩(wěn)定。坡面下方的沖溝中季節(jié)性有水,主要接受大氣降水補給,向地勢低洼處排泄。隧道出口端位于-南西向凸脊北側(cè)下部位置,坡面坡度角約30°左右,坡面植被稀疏,多為灌木及雜草,隧道出口北側(cè)可見落水洞、漏斗,出口附近可能會存在地下巖溶管道。出口北側(cè)沖溝中的溪流主要向溝谷地帶的干陽河排泄。
隧道穿越區(qū)屬溶蝕構(gòu)造中山峰叢槽谷地貌區(qū),區(qū)內(nèi)峰叢山頂標高1 300 ~1 450 m,槽谷谷底標高約1 160 m,地形切割強烈,相對高差約300 m。設(shè)計隧道沿山峰谷坡中部展線,穿越段自然地面目標高1 171 m。隧道穿越走向峰叢山體的中部,穿越區(qū)地形較陡,自然坡角多呈35° ~50°之間,凸脊、凹坡相間展布,凸脊狹長,脊頂?shù)匦蜗鄬^緩,凹坡寬緩,凹坡、凸脊的過渡地帶常發(fā)育急陡坡、陡坎等急劇變化地形。
隧址區(qū)未見明顯斷裂構(gòu)造,新構(gòu)造運動不強烈,區(qū)域穩(wěn)定性好。
隧址地表水系不發(fā)育,主要為大氣降水形成的暫時性地表面流,地表水斷流量受降雨量控制,主要順坡向低洼處排泄,部分沿巖溶裂隙下滲補給地下水。
對于惠興高速公路隧道出口段斜坡,屬于單面凸坡,地形較陡,坡向250°左右,自然坡角約35°。洞口巖性主要為強風化泥巖及灰?guī)r溶蝕區(qū),受構(gòu)造作用較強,溶蝕裂縫極發(fā)育,坡面與巖層走向同向斜交。巖層及結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀均不利于坡體穩(wěn)定,洞口邊坡穩(wěn)定性較差。洞口邊坡主要是殘坡堆積碎石土及強-中風化灰?guī)r構(gòu)成,節(jié)理裂縫發(fā)育,貫通性較好,為V 級圍巖。出洞口段左側(cè)拱腳位置揭露灰?guī)r,隧道洞身右側(cè)至部分中巖柱揭露強風化泥巖,部分中巖柱及右洞洞身揭露灰?guī)r。洞口地質(zhì)單元不利,巖層產(chǎn)狀不利,在氣候的影響下,易改變其工程性狀,強度降低,影響洞口邊坡及洞身的穩(wěn)定性。成洞條件比較差,洞口仰坡易坍塌。為了確保安全進洞及施工安全,應(yīng)及時采用如下措施分部進行處理:
(1)封閉山體開裂的裂縫,加強變形洞口的初支,左洞已開裂變形的套拱內(nèi)側(cè)用5 榀型鋼拱架進行臨時支撐。型鋼拱架位于原初支拱架同一位置,并在洞口處進行設(shè)置成雙拼,拱架底采用水平工字鋼橫向支撐連接,閉合成環(huán),后用洞碴回填掌子面,確保套拱及洞身安全、穩(wěn)定。
(2)在出口段左右洞之間采用3 排Φ108 抗滑注漿鋼管樁,對山體進行加固,抗滑鋼管樁間距2.0 ×2.0 m,呈梅花形布置。鋼花管內(nèi)置3 根φ22 鋼筋,鋼管樁深度為仰拱以下2 m,以此措施控制滑動層滑移造成的偏壓。
(3)在左洞左側(cè)設(shè)置C25混凝土偏壓耳墻。
(4)在左洞ZK155 +970 ~ZK155 +947 段左、右側(cè)壁分別設(shè)置長4.5、8 m 的Φ42 ×4 mm 注漿鋼花管,對左洞山體進行注漿加固處理,鋼花管環(huán)向間距1.2 m。
(5)在左洞ZK155 +970 ~ZK155 +947 段的原設(shè)計初支拱架同一位置設(shè)置I20b 型鋼拱架臨時護拱。在型鋼拱架量測拱腳設(shè)置工字鋼縱向托梁,每榀拱架底部用工子鋼水平橫向支撐閉合成環(huán)。
(6)為保證洞口段結(jié)構(gòu)安全,對二襯鋼筋進行加強設(shè)計。
(7)左洞要待明洞施工完成,抗滑擋墻后的反壓土石方施工完成后再進行掌子面掘進施工。在掘進過程中,根據(jù)監(jiān)控量測數(shù)據(jù)若洞內(nèi)圍巖仍無穩(wěn)定趨勢,則繼續(xù)采用第一條的臨時加固措施。
綜上所述,對于惠興高速公路納窯隧道中存在左線出口偏壓問題的隧道,在特定的地質(zhì)條件下,隧道仰坡巖層表現(xiàn)為順層,對傾角較大的巖層而言,長度為4 m 的砂漿錨桿,由于其形成的孔徑較小,握裹體質(zhì)量也比較差,所提供抗拔力就有限。所以,往往難滿足保證仰坡的穩(wěn)定,仰坡的巖層易沿著這些弱結(jié)構(gòu)面進行滑動,仰坡不加處理或者措施不夠,隧道開挖時,邊仰坡易發(fā)生開裂滑坡的現(xiàn)象,就會給仰坡的穩(wěn)定和隧道的施工帶來了不利的影響?;菖d高速公路納窯隧道所處的地質(zhì)情況,應(yīng)相應(yīng)的進行及時處理,還有施工時應(yīng)注意施工過程中的不穩(wěn)定因素,并采取相應(yīng)的加固來減少惠興高速公路納窯隧道中的不利影響。
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