（1中國(guó)鐵路設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司廣東分公司， 深圳 518000）

地鐵區(qū)間山嶺隧道普遍采用礦山法施工，對(duì)于長(zhǎng)大區(qū)間常需設(shè)置輔助通道，以加快進(jìn)度。在城市地鐵中斜井洞口位于陡峭巖質(zhì)邊坡的情況還比較少見。若發(fā)生邊坡崩塌，將對(duì)城市周邊建筑及道路上車輛、行人造成重大威脅。本文以深圳地鐵某區(qū)間斜井為例，開展斜井的邊坡穩(wěn)定性及洞口設(shè)計(jì)方案研究。

1 工程概況

擬建深圳市城市軌道交通 8號(hào)線一期工程鹽田港至深外區(qū)間施工斜井場(chǎng)地地理位置位于深圳鹽田區(qū)。施工場(chǎng)地現(xiàn)為深圳市大百匯中心附近，斜井洞口為硬化場(chǎng)地。施工斜井采用直墻拱形斷面長(zhǎng)度約325m。

斜井洞口邊坡地處梧桐山東麓，現(xiàn)狀邊坡為早期大百匯工業(yè)園及東灣三路的修建形成，評(píng)估段邊坡總長(zhǎng)約310m，呈直線形延伸，挖方邊坡坡高35.50～93.80m，坡度為65～75°。邊坡當(dāng)前為裸露狀態(tài)，未采取支護(hù)措施。坡頂為自然山體邊坡，植被覆蓋率較高。洞口邊坡坡腳即為東灣三路及鹽田大百匯中心，見下圖。

圖1 坡腳涉險(xiǎn)大百匯工業(yè)園

圖2 斜井洞口高陡邊坡

2 工程地質(zhì)情況

邊坡上部山體表層松散土層的厚度在10m以下；邊坡由于切坡較陡，基巖裸露?，F(xiàn)狀挖方邊坡形成時(shí)間較久，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，邊坡整體穩(wěn)定性較好，但坡面局部出現(xiàn)變形破壞，表現(xiàn)為坡面松動(dòng)、有風(fēng)化形成的松動(dòng)巖塊脫落跡象，見圖2。

邊坡在施工荷載作用加之極端氣候條件導(dǎo)致邊坡飽水的情況下，邊坡可能發(fā)生局部崩塌地質(zhì)災(zāi)害。

3 斜井洞口邊坡穩(wěn)定性數(shù)值分析模型

采用強(qiáng)度折減法分析邊坡穩(wěn)定性。由強(qiáng)度折減法得到的邊坡穩(wěn)定性系數(shù)是1.18，安全系數(shù)不大。臨界失穩(wěn)時(shí)的位移矢量以及塑性區(qū)如下圖所示。從中可以看出，

（1）由于洞口地段的巖性風(fēng)化程度不同，上部是人工填土；其下一次是強(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化和微風(fēng)化巖。上面強(qiáng)度最低，下面強(qiáng)度最高，所以，邊坡失穩(wěn)并未發(fā)生在坡腳，而是發(fā)生在上部軟弱地層，即強(qiáng)風(fēng)化地層。

（2）邊坡滑坡的范圍從坡頂殘積土到強(qiáng)風(fēng)化巖層的坡腳。大概位置從坡頂后緣6m開始，斜向下貫穿強(qiáng)風(fēng)化巖層的坡腳。

（3）所以，邊坡治理，應(yīng)該對(duì)于上部軟弱圍巖要進(jìn)行加固處理；而對(duì)于下部較好的圍巖，主要是防止落石。

圖3 數(shù)值模型

圖4 位移矢量

圖5 等效塑性應(yīng)變

圖6 塑性區(qū)

4 洞口設(shè)計(jì)方案

4.1 完善排水系統(tǒng)及危巖落石處理

施工前在坡頂沿邊坡坡面兩側(cè)修建排水溝并完善和修復(fù)現(xiàn)有的邊坡排水系統(tǒng)。同時(shí)將坡面危巖落石清除然后采取嵌補(bǔ)、支頂?shù)却胧┻M(jìn)行防護(hù)

4.2 上部軟弱圍巖噴錨加固

對(duì)計(jì)算中可能發(fā)生破壞的全、強(qiáng)風(fēng)化的巖體主要采用噴混凝土及設(shè)置長(zhǎng)錨桿的方式進(jìn)行加固。

4.3 主、被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)防護(hù)

在斜井的開挖過(guò)程中，爆破震動(dòng)可能會(huì)使坡面上的個(gè)別風(fēng)化巖體產(chǎn)生松動(dòng)甚至崩落。由于邊坡較高，落石運(yùn)動(dòng)速度較大，小塊的落石也會(huì)對(duì)工人及施工設(shè)備產(chǎn)生危險(xiǎn)。

因此采用主動(dòng)和被動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)結(jié)合的防護(hù)體系以確保施工過(guò)程的安全。防護(hù)的范圍為斜井結(jié)構(gòu)外緣左右側(cè)各30m。

主動(dòng)柔性防護(hù)網(wǎng)采用鋼絲錨桿和支撐繩固定的方式將鋼絲繩網(wǎng)以一定的角度安裝在坡面上，形成柵欄形式的攔石網(wǎng)，盡可能地阻止崩塌落石的發(fā)生并將小部分落石限制在一定的空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)，詳見圖7

被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)配置為鋼柱＋支撐繩＋拉錨系統(tǒng)＋環(huán)形網(wǎng)＋縫合繩＋減壓環(huán)，內(nèi)設(shè)菱形鋼絲格柵網(wǎng)詳見圖8。

被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)設(shè)置要求：

（1）被動(dòng)安全系統(tǒng)布置宜沿等高線走向，以能最大程度攔截滾石為原則；

（2）被動(dòng)安全系統(tǒng)最大允許初始鉛垂直度為柱間距的3%；

（3）錨桿抗拔力≥50kN；

（4）基礎(chǔ)采用C20混凝土，鋼柱砼基礎(chǔ)地腳螺栓錨桿孔徑不小于φ45，基礎(chǔ)頂面用薄層C20細(xì)石砼抹平；螺紋鋼錨桿孔徑φ91,錨桿進(jìn)入基巖深度不小于5m。錨孔注漿采用M35水泥砂漿或水泥漿。

圖7 主動(dòng)防護(hù)

圖8 被動(dòng)防護(hù)

4.4 洞口段采用明洞接長(zhǎng)

斜井出洞后采用雙耳墻式明洞進(jìn)行加長(zhǎng)處理。明洞頂部設(shè)置落石緩沖層，回填黏土或碎石土，通過(guò)落石沖擊力及明洞結(jié)構(gòu)計(jì)算及經(jīng)濟(jì)性考慮，回填厚度為100cm。明洞結(jié)構(gòu)見圖

圖9 明洞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖

4.5 爆破控制

斜井施工時(shí)爆破工藝的控制對(duì)洞口邊坡的穩(wěn)定和落石危害產(chǎn)生有直接的影響，斜井的開挖過(guò)程中可采取微差爆破技術(shù)并合理確定控制爆破鉆孔的深度與裝藥量，以確保洞口邊坡穩(wěn)定。

5 結(jié)束語(yǔ)

（1）邊坡的整體穩(wěn)定性是1.18，不滿足要求，需要對(duì)其進(jìn)行加固處理。

（2）由于洞口地段的巖性風(fēng)化程度不同，邊坡失穩(wěn)并未發(fā)生在坡腳，而是發(fā)生在上部軟弱地層，即強(qiáng)風(fēng)化地層。邊坡滑坡的范圍從坡頂殘積土到強(qiáng)風(fēng)化巖層的坡腳。大概位置從坡頂后緣6m開始，斜向下貫穿強(qiáng)風(fēng)化巖層的坡腳。

（3）施工前應(yīng)將坡面危巖落石清除然后采取嵌補(bǔ)、支頂?shù)却胧┻M(jìn)行防護(hù)并于斜井結(jié)構(gòu)外緣左右側(cè)各30m范圍內(nèi)設(shè)置主、被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)及加長(zhǎng)明洞進(jìn)行防。

[1]陳秋南，安永林，李松.隧道工程[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2017.

[2]安永林, 黃勘, 彭立敏, 等. 強(qiáng)度折減法分析隧道整體穩(wěn)定性[J]. 公路交通科技, 2011,28(3):138-141

[3]安永林，歐陽(yáng)鵬博，岳健.基于強(qiáng)度折減法的隧道掌子面穩(wěn)定性及破壞形態(tài)研究[J].礦業(yè)工程,