王 磊 楊 波 周小杰

(1.中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司，四川成都 610031； 2.西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院，四川成都 614202)

1 工程概況

新建成昆鐵路楊家灣隧道位于四川省攀枝花市米易縣白馬鎮(zhèn)(如圖1所示)。設(shè)計(jì)速度160 km/h，客貨共線(xiàn)，雙線(xiàn)電力牽引，隧道進(jìn)口里程D1K530+555，出口里程D1K533+785，全長(zhǎng)3 230 m，單洞雙線(xiàn)。

圖1 楊家灣隧道地理位置

隧道進(jìn)口位于一大型巖堆體前沿右側(cè)，巖堆體主要成分為粉質(zhì)黏土夾碎石土、角礫土及塊石土，隧道段厚度為5～40 m。該巖堆體堆積物表層結(jié)構(gòu)較松散而下部較密實(shí)，整體已處于穩(wěn)定狀態(tài)，屬停止發(fā)展、穩(wěn)定巖堆。

在施工大管棚時(shí)，洞頂以上出現(xiàn)多條裂縫，裂縫最大寬度約為4 cm，長(zhǎng)度約為23 m。受線(xiàn)路右側(cè)蓄水池漏水以及連續(xù)降雨影響，隧道洞身線(xiàn)路右側(cè)蓄水池附近巖堆體地表再次出現(xiàn)多條弧形張拉裂隙，裂隙長(zhǎng)5～30 m，寬2～25 cm，下錯(cuò)2～20 cm不等，且裂隙持續(xù)發(fā)展、變形，危及現(xiàn)場(chǎng)施工安全，如圖2所示。

圖2 蓄水池附近裂縫

已有許多學(xué)者和工程技術(shù)人員對(duì)隧道進(jìn)洞施工技術(shù)進(jìn)行了研究。在騾坪隧道的施工中，林承華等[1-2]計(jì)算了天然邊坡及降雨后邊坡的安全系數(shù)，并采用削坡、注漿等工程措施進(jìn)行加固處理。唐沅[3]采用理論分析及數(shù)值模擬的方法對(duì)城市淺埋偏壓隧道洞口的邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行了研究。張鵬元[4]以中寨隧道出口處滑坡為例，對(duì)滑坡產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，并提出了相應(yīng)的工程綜合治理措施。李曉旭[5]基于PLAXIS有限元軟件，分析了溫嶺隧道滑坡的位移、塑性點(diǎn)及安全系數(shù)并提出了綜合治理措施。朱益兵[6]采用理論分析結(jié)合數(shù)值模擬，研究了連拱隧道洞口高陡邊坡的穩(wěn)定性并提出了相應(yīng)的控制技術(shù)。姜鵬[7]等以姜家梁隧道洞口段滑坡為工程案例，對(duì)兩級(jí)抗滑樁和接長(zhǎng)隧道明洞加抗滑樁這兩種滑坡處置方法進(jìn)行對(duì)比分析。毛露露[8]對(duì)碎裂巖體高陡邊坡的洞口穩(wěn)定性進(jìn)行了研究。王亞瓊[9]等依據(jù)青藏高原某隧道實(shí)例，對(duì)滑坡體進(jìn)行監(jiān)測(cè)、分區(qū)處理并評(píng)價(jià)其穩(wěn)定性。李沿宗[10]根據(jù)地表變形、抗滑樁位移、應(yīng)力以及降雨量等數(shù)據(jù)，對(duì)某隧道洞口的滑坡進(jìn)行預(yù)警分析。黃磊[11]等分析了隧道洞口災(zāi)害案例，并提出了“明洞暗做、反壓回填”的處理措施。苑雪飛[12]介紹了洞口處于半明半暗、偏壓地形時(shí)，采用非對(duì)稱(chēng)護(hù)拱進(jìn)洞的施工方法。張濤[13]等以老虎山隧道為例，介紹了大跨度小凈距隧道的進(jìn)洞施工方法。王立川[14]等介紹了富水昔格達(dá)軟弱易滑地層中采用PBA技術(shù)的進(jìn)洞施工方法。張運(yùn)良[15]等以太真隧道為例，采用數(shù)值模擬結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，分析了隧道邊仰坡滑塌的原因，并提出了相應(yīng)的防護(hù)加固措施[16-17]。

2 工程處理措施

對(duì)于滑坡體，采用預(yù)加固樁及錨索框架梁；對(duì)于洞口段，采取“樁基托梁+護(hù)拱”的結(jié)構(gòu)形式。施工措施見(jiàn)圖3。

具體施工措施如下：

(1)施作洞口排水系統(tǒng)，并夯填處理地表裂縫及水池，加強(qiáng)對(duì)地表水的截流、引排。

(2)施作隧道洞身段預(yù)加固樁及樁頂坡面錨索框架梁(B區(qū)域)。

(3)采用φ76 mm鋼管樁注漿加固圍巖(A區(qū)域)。

(4)施作錨固樁及坡面錨索框架梁(C區(qū)域、D區(qū)域)。

為保證坡面穩(wěn)定性，在垂直于滑坡體主軸方向的隧道右側(cè)設(shè)置21根錨索樁，樁間距(中-中)為6 m，樁身采用C35混凝土灌注。

隧道上方樁頂坡面設(shè)置錨索框架梁(C35鋼筋混凝土)，節(jié)點(diǎn)間距3 m×3 m，共設(shè)置3排，框架內(nèi)采用灌草防護(hù)。

(5)施作明洞段托梁樁基并灌注至設(shè)計(jì)高程。

隧道洞口兩側(cè)施作φ150 mm鉆孔灌注樁，樁基穿越軟弱層面嵌入基巖，可大幅減少邊坡刷坡范圍(如圖4所示)。同時(shí)，樁基可承受因明洞開(kāi)挖引起的側(cè)向土壓力，有效控制邊坡側(cè)向位移及滑動(dòng)。

圖3 隧道洞口綜合處理措施平面

圖4 明洞托梁樁基示意(單位：cm；高程：m)

(6)樁基頂部采用托梁連接，托梁頂部設(shè)置護(hù)拱，護(hù)拱后緣頂緊導(dǎo)向墻，為導(dǎo)向墻提供水平反力，可有效控制導(dǎo)向墻的外移擠出、開(kāi)裂、變形，導(dǎo)向墻基礎(chǔ)置于托梁之上，能有效控制導(dǎo)向墻的下沉，如圖5所示。

圖5 樁基護(hù)拱托梁(單位：cm；高程：m)

(7)護(hù)拱襯砌達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，回填C20混凝土及土石至實(shí)際回填線(xiàn)，然后施作明洞襯砌，如圖6所示。

圖6 回填C20混凝土及土石示意(單位：cm；高程：m)

(8)施作隧道洞門(mén)及洞口相關(guān)附屬設(shè)施。

3 監(jiān)控量測(cè)

為驗(yàn)證錨固樁對(duì)洞頂上方巖堆土體的控制效果，在施作錨固樁加固措施前，在隧道洞口滑坡巖堆體地表周邊布置了多個(gè)監(jiān)控點(diǎn)位，對(duì)沉降進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)。同時(shí)，洞內(nèi)也布置了監(jiān)控測(cè)點(diǎn)對(duì)洞周收斂進(jìn)行測(cè)試，如圖7和圖8所示。

圖7 洞口滑坡巖堆體地表下沉監(jiān)測(cè)結(jié)果

圖8 洞周收斂監(jiān)測(cè)結(jié)果

通過(guò)圖7可以看出，在加固措施施作前，各個(gè)測(cè)點(diǎn)下沉量呈“斷崖式”急劇增加，測(cè)點(diǎn)下沉最大值可達(dá)25 mm；洞頂施作錨固樁等加固措施后，測(cè)點(diǎn)仍有一定的下沉，隨后，加固措施開(kāi)始發(fā)揮作用，測(cè)點(diǎn)下沉逐漸呈緩慢穩(wěn)定趨勢(shì)，下沉量在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)基本穩(wěn)定并呈小幅度波動(dòng)，伴隨著排水等措施的應(yīng)用，測(cè)點(diǎn)開(kāi)始緩慢回彈，并逐漸恢復(fù)到正常值。

從圖8可以看出，洞口的滑坡巖堆體下滑也會(huì)對(duì)洞內(nèi)的洞周位移產(chǎn)生影響，在施作加固措施之前，洞周收斂隨著巖堆體的下滑也呈“斷崖式”急劇增加，收斂最大值可達(dá)到8 mm，隨著加固措施的施作，洞周收斂有著明顯的恢復(fù)，隨后在小范圍波動(dòng)中保持穩(wěn)定，并逐漸回復(fù)到正常狀態(tài)。

4 結(jié)論

介紹了成昆鐵路楊家灣隧道進(jìn)口處巖堆體的處置綜合技術(shù)：施作錨固樁及坡面錨索框架梁,對(duì)工程滑坡進(jìn)行預(yù)加固；施作明洞段托梁樁基并進(jìn)行排水處理。施作這些加固措施后，有效地控制了洞口上方巖堆體的下滑趨勢(shì)，而且可以同步控制洞內(nèi)、洞周收斂。