王 曦
(廣東省交通規(guī)劃設計研究院股份有限公司,廣東 廣州 510507)
項目位于廣東省西北山區(qū),隧道為分離式中隧道。左線隧道長 982 m,一端洞門采用削竹式,洞口設計標高 547.59 m,另一端洞門采用端墻式,洞口設計標高 561.63 m,坡度 1.8%, 隧道最大埋深約 122.1 m;右線隧道長 9 533 m,一端洞門采用削竹式,洞口設計標高 547.89 m, 另一端洞門采用端墻式,洞口設計標高 561.54 m,坡度 1.8%,隧道最大埋深約 124.9 m。
項目區(qū)屬構(gòu)造剝蝕中低山地貌,地形起伏較大,標高555.0 m~609.0 m,山體高差達 55 m。崩塌體位于山體前緣,崩塌體標高 572 ,高差約 27m,坡度約 25°~45° ,地表為松樹、雜草等。
項目區(qū)域坐落在粵西云開大山東南緣,位于北東向的吳川-四會斷裂帶與信宜-廉江斷裂帶之間。自元古代以來,區(qū)內(nèi)經(jīng)歷了多次復雜的構(gòu)造變動,大地構(gòu)造演化先后經(jīng)歷了晉寧期、加里東期、海西-印支期及中新生代大陸邊緣活動階段。不同構(gòu)造階段有不同的地質(zhì)構(gòu)造特征,形成的的構(gòu)造特征相互疊加,構(gòu)成了該區(qū)復雜但有規(guī)律性的構(gòu)造形跡。構(gòu)造形跡包括褶皺、斷裂、韌性剪切帶、片麻理以及片理等,構(gòu)造方位以北東-北北東向、北西向為主。
褶皺構(gòu)造如下。1)羅鏡倒轉(zhuǎn)向斜,根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料,該倒轉(zhuǎn)向斜的軸線位于分界、羅鏡、船步、金雞一線,褶皺體內(nèi)透入性地發(fā)育軸面劈理和拉伸線理,褶皺發(fā)育于泥盆-石炭紀地層中,主要以測水組為核,石磴子組為翼。2)白石倒轉(zhuǎn)向斜,根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料,該褶皺位于信宜白石圩一帶。褶皺樞紐軸線平直,總體走向為NNE10°左右,褶皺核部地層由元古代云開群地層組成,其中南東翼巖層產(chǎn)狀300°∠20~30°,屬正常翼,北西翼巖層產(chǎn)狀250~290°∠20~30°,為倒轉(zhuǎn)翼。
斷裂構(gòu)造:根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料,項目區(qū)夾持于西側(cè)的信宜-廉江大斷裂帶和東側(cè)的吳川-四會斷裂兩大區(qū)域性斷裂之間,構(gòu)造形跡總體以北東向為主,輔以北西向構(gòu)造,部分伴有韌性剪切變形。深大斷裂帶規(guī)模大,活動歷史悠久,控巖控礦明顯,早期常表現(xiàn)為韌性剪切帶,后期脆性斷裂疊加。
項目區(qū)未發(fā)現(xiàn)區(qū)域性斷裂,為穩(wěn)定地塊。
根據(jù)工程地質(zhì)調(diào)繪成果,隧道出口崩塌體一帶測得片理產(chǎn)狀為 300°∠55°。
根據(jù)工程地質(zhì)調(diào)繪及鉆探成果,項目區(qū)覆蓋層主要為第四系坡殘積粉質(zhì)黏土,呈可塑~ 硬塑,厚度較薄;基底由元古代云開群變質(zhì)砂巖風化層組成,以全~強風化變質(zhì)砂巖,呈硬土狀、半巖半土狀、碎石狀等。根據(jù)鉆探資料,現(xiàn)將揭示各巖土層特征自上而下分述如下:1)粉質(zhì)黏土(Qdl):土黃色,褐黃色,稍濕,可塑,黏性一般。大部分布,厚度0.60 m~2.20 m,地層編號為10。2)碎石(Qdl):土黃色,稍濕,稍密,碎石成分為變質(zhì)砂巖,呈棱角狀、次棱角狀,粒徑2 m~5 cm,含量約60%,間隙充填粉質(zhì)黏土。零星分布,厚度為0.50 m。地層編號為10_9。3)粉質(zhì)黏土(Qel):褐紅色,稍濕,可塑,殘積成因。零星分布,厚度為3.40 m。地層編號為11_1_1k。4)粉質(zhì)黏土(Qel):黃褐色,稍濕,硬塑,殘積成因。全場地分布,厚度0.50 m~3.20 m,地層編號為11_1_1y。5)全風化變質(zhì)砂巖(Pt2):黃褐、紅褐色,巖石風化完全,巖芯呈硬土狀,手捏易散,遇水軟化。大部分布,厚度3.80 m~5.50 m,地層編號為17a_32。6)強風化變質(zhì)砂巖(Pt2):灰褐色、黃褐、紅褐、青灰色,巖石風化強烈,巖芯呈碎石狀夾半巖半土狀,巖質(zhì)極軟,錘擊易碎,遇水易軟化。全場地分布,厚度15.90 m~33.30 m,地層編號為17b_32s。7)強風化變質(zhì)砂巖(Pt2):灰褐色、黃褐色,巖石風化強烈,巖芯呈半巖半土狀為主,夾少量碎石顆粒,手捏易散,遇水易軟化。全場地分布,厚度2.20~7.30m,地層編號為17b_32t。
項目區(qū)內(nèi)氣候較溫和,雨量充沛,山體范圍內(nèi)地下水類型為第四系松散層潛水及基巖裂隙水,松散層潛水主要分布在第四系坡殘積粉質(zhì)黏土中,賦水量一般~較少;基巖裂隙水主要分布在云開群中~微風化變質(zhì)砂巖裂隙中,賦水量較少,受裂隙控制而分布不均。地下水主要受大氣降雨補給,以側(cè)向徑流由坡頂向坡腳、向溝谷排泄??辈炱陂g,未測得鉆孔地下水穩(wěn)定水位。
該崩塌平面形態(tài)總體呈鴨梨狀,主滑方向為 260°,前緣高程約 572 m,后緣高程 599 m, 相對高差約 27 m,總體坡度角 35°~55°。崩塌體縱向長約 35 m,寬約 35 m,圈定的崩塌體面積約 1 225 m2。滑體厚度約 2 m~5 m,平均厚度約 3 m,崩塌土總方量約 3 675 m3,屬小型崩塌[1],如圖1 所示。
圖1 崩塌整體照
該段崩塌主要為牽引式小型土體崩塌,根據(jù)探槽調(diào)查,后緣未發(fā)現(xiàn)裂縫,左、右周界也未發(fā)現(xiàn)裂縫,坡面多處由于崩塌后基巖巖面直接裸露,樹木總體較垂直,崩塌體下水泥路面未發(fā)現(xiàn)裂縫,綜合判斷為崩塌,而非滑坡。
3.2.1 地層巖性
該崩塌體上覆第四系坡殘積粉質(zhì)黏土及土狀全~強風化為變質(zhì)砂巖,厚度 2 m~5 m 不等,片理面發(fā)育,片理產(chǎn)狀約300°∠55°,并且強~中風化巖層局部存在軟弱夾層。由于片理產(chǎn)狀總體為順向不利結(jié)構(gòu)面,第四系坡殘積粉質(zhì)黏土及土狀全~強風化巖易沿著強~中風化巖面滑塌。強~中風化巖層也易沿著軟弱夾層滑塌,巖層產(chǎn)狀赤平投影如圖2 所示。
圖2 巖層產(chǎn)狀持平投影圖(順向)
3.2.2 人工開挖
由于鄉(xiāng)道的修建,人工開挖形成了臨空面,為崩塌的發(fā)生提供了條件。
3.2.3 降雨
由于降雨的作用,地表水或者地下水易沿著土巖界面下滲,對界面起到了軟化的作用。
崩塌體的傾角約55°,比自然坡腳大,主要是由于地方鄉(xiāng)道修建開挖形成臨空面而引起崩塌,根據(jù)現(xiàn)場情況可知,形成臨空面的基本崩塌完畢,已經(jīng)露出基巖,并且經(jīng)過信宜最近2年暴雨期,多地新發(fā)生滑坡崩塌現(xiàn)象較多,此處一直處于穩(wěn)定狀態(tài)如果不進行人工活動,崩塌體暫時處于穩(wěn)定狀態(tài)。表層覆蓋層較薄,如果再形成崩塌,規(guī)模不大,并且隧道口在鄉(xiāng)道的下方,鄉(xiāng)道寬約6 m,形成一較寬平臺,縱然再形成崩塌,對隧道口的影響較小。
工程對崩塌體的影響有2 點。1)由于隧道口仰坡的開挖,勢必形成新的臨空面,在地層巖性、人工開挖、降雨等綜合因素的影響,施工控制不當可能誘發(fā)新的崩塌或者滑坡。2)隧道的開挖,如果開挖放炮炮量過大,震動的作用,可能誘發(fā)現(xiàn)有崩塌的擴展, 從而影響隧道口的安全。
洞口邊仰坡主要由坡殘積粉質(zhì)黏土及全~強風化巖組成,洞口仰坡、邊坡高度和 坡度建議按以下值進行設計:強風化層邊坡開挖高度<15 m 時,可按 1 ∶0.75~1 ∶1 設計;坡殘積粉質(zhì)黏土、全風化成開挖高度<15 m 時,按 1 ∶1~1 ∶1.25設計。建議對洞口邊、仰坡加強支護措施[2]。邊仰坡開挖時應按設計要求及時支護,避免臨空面放置過久,加強邊溝及坡體的排水。隧道口圍巖開挖盡量避免放炮,尤其是大炮量放炮。建議進行深層位移監(jiān)測,并在地面布置 4~6 個水平及沉降觀測點[3]。
該文結(jié)合項目的實際情況,分析了隧道出口崩塌的成因,并提出了相關建議,對類似工程項目有一定參考價值。