張安適 魏迎東

（中交三航局第三工程有限公司，江蘇 南京 210000）

0 引言

高速公路隧道洞口邊仰坡的滑塌原因及工程治理是公路隧道建設(shè)經(jīng)常面臨的問題，特別是板巖地區(qū)隧道仰坡滑塌，已逐漸引起了廣泛關(guān)注?，F(xiàn)有文獻對板巖地區(qū)隧道洞口邊仰坡防護及滑塌的研究較少，實際上，對雨水較多的板巖地區(qū)，板巖遇水易風(fēng)化、強度急劇降低，節(jié)理裂隙極發(fā)育且呈微張、張開狀，巖體破碎，碎塊間結(jié)合性差，在暴雨及久雨條件下，易放生山體滑移，產(chǎn)生滑坡斷縫，對路基邊坡有很大的安全隱患，對人的生命安全和社會將造成嚴(yán)重的影響。因此，為能夠較好對板巖地區(qū)隧道洞口邊仰坡進行治理和預(yù)防，對滑坡原因及處治措施進行深入的研究是很有必要性和重要性的。

1 工程概況

姑會隧道右幅樁號 K41+843 處姑會隧道出口左、右洞洞口邊仰坡工程，在施工過程中，姑會隧道左右洞出口邊坡均為全風(fēng)化泥質(zhì)板巖，巖體結(jié)構(gòu)基本破壞，極破碎，邊坡穩(wěn)定性較差。受2017年5月、6月份強降雨影響，邊坡出現(xiàn)大面積滑坡，滑坡范圍超出設(shè)計邊仰坡范圍，引起隧道套拱開裂，右幅隧道洞口初支斷面右側(cè)發(fā)生較大收斂位移，侵入二襯設(shè)計位置，且初噴砼出現(xiàn)裂縫，掉塊，局部工字鋼拱架外露且變形嚴(yán)重。

根據(jù)地質(zhì)調(diào)繪和鉆探揭露，隧道右線最大埋深63.6 m，圍巖為第四系覆蓋層硬塑狀粉質(zhì)黏土及全～強風(fēng)化泥質(zhì)板巖，部分段落為中風(fēng)化泥質(zhì)板巖。隧道進出口段第四系覆蓋層厚度較大，分布于洞身的斜坡上，全風(fēng)化層原巖結(jié)構(gòu)已基本破壞，并且強風(fēng)化泥質(zhì)板巖巖體體極破碎，片理化現(xiàn)象發(fā)育，在施工中很可能造成危險事故的發(fā)生，除此之外，圍巖自穩(wěn)能力差。在開挖的施工中要做好相關(guān)的支護工作，以防止拱部和側(cè)壁坍塌發(fā)生安全事故，地下水的出水狀態(tài)大致為潮濕或點滴狀，然而在降水量較高的季節(jié)則地下水的狀態(tài)可能出現(xiàn)淋雨狀或涌流狀出水。

根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)構(gòu)造，該段邊坡整體而言，覆蓋層、強風(fēng)化板巖厚度大，節(jié)理裂隙極發(fā)育且呈微張、張開狀，巖體破碎，碎塊間結(jié)合性差，在削坡階段如有過大的擾動，容易造成坡體松動巖塊向臨空面方向產(chǎn)生滑塌等不良地質(zhì)災(zāi)害。

項目地處貴州省黔南三都縣，位于東經(jīng)107°50′～108°10′，北緯25°25′～25°58′。這項工程所處地形主要為斜坡臺地，并且在苗嶺山脈附近，項目工程周圍幾乎是高度較低的山脈，重巒疊嶂，地勢險峻，河流和山谷形狀多為“U”形，這項工程的地貌復(fù)雜，并且存在許多齒狀、構(gòu)造溶蝕形等。通過對項目所處地區(qū)地貌的形態(tài)和特征將其分為溶丘洼地地貌、峰叢谷地地貌等。

這項工程區(qū)域主要在新華夏系扭動構(gòu)造體系第三隆起帶的南延區(qū)域，并且所處區(qū)域還位于廣西山字形脊柱的北端位置，所處區(qū)域的東北部存在形態(tài)優(yōu)質(zhì)的華夏系，這項工程的所處區(qū)域山巒形態(tài)復(fù)雜以及多重構(gòu)造的影響，使得所處區(qū)域構(gòu)圖復(fù)雜繁瑣。

主要構(gòu)造為荔波向斜，軸向北東32 度，核部的方向主要為從南到北，地層區(qū)域主要是從三迭統(tǒng)地層到中石炭統(tǒng)地層，然而翼部的地層區(qū)域主要是從三迭統(tǒng)地層到上泥盆統(tǒng)地層，兩翼形態(tài)比較對稱。

主要地表水系為路線走廊帶主要的水系是珠江流域柳江水系，流經(jīng)區(qū)域地表河水是區(qū)內(nèi)的一級排泄單元，主要有水各河、污德河、牛長河等。降水量較大，有良好的地下水資源。區(qū)內(nèi)主要包括碎屑巖類孔隙裂隙類和碳酸鹽類裂隙巖融水類含水巖組。

在這項工程區(qū)域內(nèi)有著豐富的地下水資源，依照該項目區(qū)內(nèi)巖性、地下水的存在形式等特征，將地下水的類型主要分為松散巖類孔隙水、基巖裂隙水和碳酸鹽巖類巖溶水。該區(qū)域內(nèi)地下水資源豐富的原因是由于受到大氣的影響，降水量較高，所以地下水資源豐富，其中該工程的排泄區(qū)主要位于坐馬河和打扒河。

項目區(qū)域內(nèi)有著良好的氣候條件，處于亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候區(qū)，降水量較高，氣候溫暖，并且從春季最晚的一次降霜到冬季第一次降霜的相隔時間較長，有利于植物的生長。但是所處區(qū)域的降水量存在差異較大的現(xiàn)象，主要體現(xiàn)在該區(qū)域東部降水量極少，然而在此區(qū)域的南、北部降水量則會隨著海拔增高而逐漸的增加。多年平均降水量1195.9 mm，年最大降水量1621.7 mm（1954年），年最小降水量939.2 mm（1962年），日最大降水量212.2 mm（2000年6月21日），日最小降水量71.9 mm（2006年6月21日）。在一月到六月份，該區(qū)域降水量在逐漸的增加，然而在七月份到十二月份降雨量卻在逐漸降低，降雨的頻率在各個月份也大不相同，依次為：春季31.4%，夏季43.7%，秋季17.3%，冬季7.6%。

2 滑坡影響因素分析

在這項工程施工中極可能發(fā)生邊坡失穩(wěn)的現(xiàn)象，主要存在順層邊坡和開挖后不穩(wěn)定邊坡。路線走向與巖層走向大體上一致，路塹邊坡為順向，當(dāng)巖層傾角小于邊坡坡角時，邊坡易失穩(wěn)。經(jīng)調(diào)查，沿線前段沿線自然邊坡穩(wěn)定性較好，除局部路段巖層傾角在15°～45°，巖體間存在有泥質(zhì)夾層，節(jié)理裂隙發(fā)育、強風(fēng)化層較厚的挖方邊坡存在失穩(wěn)可能。

根據(jù)邊坡滑塌產(chǎn)生現(xiàn)狀，并且根據(jù)實地勘察數(shù)據(jù)以及現(xiàn)場開挖情況，導(dǎo)致邊坡滑塌的主要原因有以下幾點：

（1）地質(zhì)因素：發(fā)生滑塌變形的土體主要為穩(wěn)定性較差的覆蓋層，開挖后長時間暴露，在干濕變化條件下板巖強度逐漸降低，自穩(wěn)能力變差，故表現(xiàn)為主要為表層滑塌。

（2）水的因素：變形土體結(jié)構(gòu)較松散，易受降雨及地表水入滲運移的影響；下伏板巖為相對隔水層。降雨時間較長或者降雨量較大，致使大量的地表水順著第四系土體向下滲透，在巖土交界面產(chǎn)生一定量的積水，并順基巖頂面流動，使土巖接觸面被軟化，形成軟弱夾層，因此形成滑塌。

（3）路基開挖形成大臨空面，排水邊溝不暢等，誘發(fā)了邊坡土體的滑動。

（4）強風(fēng)化板巖厚度大，覆蓋層已發(fā)生滑塌，如不對邊坡加強支護，強風(fēng)化層在各種誘因下極易發(fā)生更大的二次滑坡，對隧道洞口安全和下方橋梁構(gòu)造物造成嚴(yán)重威脅。

3 滑坡治理方案

3.1 原設(shè)計

原設(shè)計姑會隧道左右洞出口邊仰坡采用噴錨防護，3.5 長ф22 砂漿錨桿，1.2 m*1.2 m 梅花形布置，10 cm 厚 C20 噴射混凝土。

3.2 隧道仰坡滑塌處治設(shè)計

對邊坡自上而下進行刷坡清方，清方之前需滑坡體頂部插打鋼管樁，這是為了防止在刷坡的過程中發(fā)生誘發(fā)上部繼續(xù)滑坡的現(xiàn)象，進而保證施工安全。采用鋼管樁+小導(dǎo)管注漿+擋墻方式進行處治，具體方案如下：

（1）對滑坡體塌方土石方進行全部挖除，按坡比進行開挖；

（2）在邊坡滑坡頂部及第四、第五級平臺設(shè)置2 排ф89*6 mm 鋼管樁，鋼管樁長15 m，橫向間距1.4 m，縱向間距1.2 m，并錯開布置，樁頂設(shè)置2 m*1 m 的 C30混凝土樁頂連接承臺，長58.5 m，以防繼續(xù)向上滑塌；

（3）隧道仰坡范圍采用ф42*4 mm 鋼花管注漿+掛網(wǎng)噴漿防護，鋼花管長5 m，間距1.5*1.5 m，梅花形布置，掛設(shè)6.5 鋼筋網(wǎng)20*20 cm，10 cm 厚 C20 噴射混凝土；

（4）完善邊仰坡外側(cè)坡頂截排水系統(tǒng)；

（5）邊坡平臺采用20cm 厚C25 混凝土硬化，平臺寬度4m；

（6）對明洞（未施工）段右側(cè)邊坡坡腳進行反壓回填，同時，采用型鋼對初期支護拱架進行臨時支撐；

（7）對 K41+824～838 段洞身進行徑向?42×4 mm 小導(dǎo)管注漿，小導(dǎo)管長度4.5 m，間距120×120 cm，梅花形布置；

（8）坡腳增設(shè)45 米長5m 高C20 片石砼護腳墻，并對因清方卸載端損環(huán)的洞頂截水溝進行改移。

（9）在洞口段右側(cè)坡腳平行線路方向增設(shè)14 米長，5 米高C20 片石砼抗滑擋墻防護。

（10）對右洞右側(cè)第一級、第二級、第三級、第四級邊坡進行植草防護。

（11）對洞內(nèi)斷面，洞口上方邊坡進行持續(xù)監(jiān)測，待圍巖及邊坡穩(wěn)定后，對 K41+824～840 段初期支護進行工字鋼拱架更換，重新施作噴射砼。為確保安全，工字鋼拱架應(yīng)逐榀更換。

（12）姑會隧道右洞明洞段至姑會特大橋1#橋右幅0#橋臺仰拱底采用 C15片石砼進行換填。

圖3.1 姑會隧道洞口仰坡滑塌處理縱斷面圖

圖3.2 姑會隧道洞口仰坡滑塌處理平面圖

4 邊仰坡塌方治理施工及監(jiān)測驗證

按照該段處治防護方案，對邊坡進行施工、監(jiān)控量測，施工完成后監(jiān)控數(shù)據(jù)無明顯變形、穩(wěn)定性較好，未對隧道洞口安全及行車運營造成威脅。

圖4.1 荔榕高速姑會隧道仰坡滑塌處理完成圖

5 結(jié)論

根據(jù)板巖地區(qū)，荔波至榕江高速公路姑會隧道出口左、右洞洞口邊仰坡滑塌處治過程，結(jié)合現(xiàn)場實際地質(zhì)情況、施工及監(jiān)測情況，可得以下結(jié)論：

（1）板巖地區(qū)地表土體主要為穩(wěn)定性較差的覆蓋層，開挖后長時間暴露，在干濕變化條件下板巖強度逐漸降低，自穩(wěn)能力變差，易造成邊坡表層滑塌。

（2）板巖地區(qū)隧道邊仰坡土體結(jié)構(gòu)較松散，易受降雨及地表水入滲運移的影響，在降雨量較大或者是降雨時間過長，會導(dǎo)致地表水順著第四系土體向下放滲透，并在巖土交界面處地表水會產(chǎn)生一定的積累，并且并順基巖頂面流動，使土巖接觸面轉(zhuǎn)變成軟弱夾層，從而導(dǎo)致滑塌的現(xiàn)象發(fā)生。

（3）隧道洞口開挖形成大臨空面，排水邊溝不暢等，支護不及時均會誘發(fā)了邊坡土體的滑動。

（4）強風(fēng)化板巖厚度大，節(jié)理裂隙極發(fā)育且呈張開狀，巖體破碎，碎塊間結(jié)合性差，覆蓋層已發(fā)生滑塌，如不對邊坡加強支護，強風(fēng)化層在各種誘因下極易發(fā)生更大的二次滑坡，因此應(yīng)對板巖地區(qū)隧道洞口邊仰坡做好充分的安全防范措施，防止安全事故的發(fā)生。

（5）總的來說，板巖地區(qū)在施工過程中，受施工擾動及雨水影響，不及時支護易造成隧道洞口邊仰坡滑塌，因此實際工程必須重視板巖遇水因風(fēng)化、軟化的作用。

（6）本文分析加深了對“板巖地區(qū)”隧道邊仰坡滑塌原因和治理的理解，對類似板巖地區(qū)隧道邊仰坡的防護及治理提供了較好的參考。