昝文博 柳雪麗 鞠森森

摘 要：隧道洞口邊仰坡滑移是隧道施工中比較常見且危害性較大的一種洞口失穩(wěn)災(zāi)害。以某隧道洞口堆積體滑坡為工程背景，深入分析洞口堆積體滑坡變形破壞特征，并從隧道洞口地質(zhì)條件、設(shè)計(jì)施工以及排水設(shè)施等方面綜合分析滑坡成因，進(jìn)而提出了“早出洞、抗滑樁、截（排）水溝、急流槽、機(jī)械開挖或控制爆破”的綜合治理技術(shù)體系，可為類似工程設(shè)計(jì)與施工提供參考。

關(guān)鍵詞：隧道邊仰坡;堆積體滑坡;變形破壞特征;綜合治理措施

中圖分類號(hào)：P642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2021）28-0-03

Abstract： The slope sliding of tunnel portal is one of the most common and harmful instability hazards during construction process. Taking the deposits landslide of tunnel portal as the engineering background， this paper deeply analyzed the deformation failure characteristics of the deposits landslide and investigated the causes of the landslide from the aspects of geological conditions， design construction and drainage facilities. A comprehensive treatment technological system including early exit， anti-slide pile， cut（row） ditch， torrent gutter， mechanical excavation and controlled blasting. It can provide reference for the design and construction of similar projects.

Keywords： tunnel slope;deposits landslide;deformation failure characteristics;treatment measures

隧道洞口邊仰坡滑移是隧道施工中比較常見且危害性較大的一種洞口失穩(wěn)災(zāi)害，尤其是洞口段位于復(fù)雜松散堆積層時(shí)，隧道邊仰坡出現(xiàn)滑坡失穩(wěn)的概率將會(huì)成倍增加[1-2]。大量工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明：洞口堆積體滑坡通常是在內(nèi)、外部因素共同影響下而發(fā)生的，內(nèi)部因素包括堆積體特殊的二元結(jié)構(gòu)、巖體風(fēng)化差異等，外部因素則包括降雨、地下水、工程擾動(dòng)等，加之洞口段淺埋、偏壓、順層等不利因素，連續(xù)強(qiáng)降雨條件下地表水下滲致使坡體穩(wěn)定性大大降低[3-6]。因此，深入分析隧道洞口堆積體滑坡變形破壞特征，并構(gòu)建合理的綜合治理技術(shù)體系，對(duì)于類似工程滑坡的預(yù)防和治理具有深遠(yuǎn)的指導(dǎo)意義和參考價(jià)值。

1 工程背景

貴州省都勻至安順公路某隧道洞口邊坡為兩級(jí)坡，一、二級(jí)坡高分別為10 m和9.5 m，坡率依次為1∶0.5和1∶0.75，開挖形成12～14 m的臨空面，第一級(jí)邊坡防護(hù)施工已完成;左線仰坡為11 m，兩級(jí)坡坡率均為1∶0.75，開挖形成10～12 m的臨空面;右線仰坡為6 m，坡率為1∶0.75，左右洞仰坡之間形成約14 m的臨空面，以上臨時(shí)邊仰坡防護(hù)形式均為錨桿噴射混凝土。隧道洞身段上部為工區(qū)駐地，距離隧道洞口約100 m，位于滑坡中上部，駐地后緣設(shè)置漿砌片石擋墻。該區(qū)域內(nèi)依地形布設(shè)施工便道，部分地方形成1級(jí)邊坡臨空面，洞口場(chǎng)地布置如圖1所示。

2018年5月1日至5月7日，項(xiàng)目所在地連續(xù)降雨，降雨量超過80 mm。5月3日下午，右線洞口仰坡出現(xiàn)滑塌，緊接著右側(cè)便道上出現(xiàn)裂縫，然后駐地混凝土路面開裂、房屋破壞，工區(qū)后緣擋墻開裂;5月4日駐地后緣山體出現(xiàn)裂縫、垮塌，后緣出現(xiàn)1～2 m陡坎。受持續(xù)降雨影響，坡體表面裂縫逐漸擴(kuò)張、局部垮塌，工區(qū)附近、洞口邊坡破壞嚴(yán)重，處于蠕滑階段。邊坡變形破壞嚴(yán)重威脅公路施工安全，無法進(jìn)行正常施工，具體情形如圖2所示。

2 洞口堆積體滑坡特征及成因分析

2.1 洞口堆積體滑坡變形開裂特征

洞口邊仰坡滑移分區(qū)及裂縫情況如圖3所示。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區(qū)為邊坡主要變形破壞區(qū)域，Ⅳ區(qū)滑移變形較小。坡體裂縫發(fā)育，主要為10條較大裂縫。Ⅰ區(qū)主要為隧道洞口左側(cè)邊坡，上部修筑便道，滑移方向?yàn)楸睎|向，基本為垂直線路，對(duì)應(yīng)裂縫為8#、9#;Ⅱ區(qū)為主要變形破壞區(qū)域，包括隧道出口及洞身段、工區(qū)駐地、施工便道等，滑移方向?yàn)楸蔽?、斜切線路，與線路的夾角約為43°，路基開挖，坡腳臨空，對(duì)應(yīng)裂縫主要為4#、5#、6#、7#;Ⅲ區(qū)位于項(xiàng)目工區(qū)駐地上部，與Ⅱ區(qū)以工區(qū)駐地后部開挖小型臨空面、裂縫所在位置為界，基本平行于隧道走向，滑向工區(qū)方向，被工區(qū)及其前部巖土體阻擋，對(duì)應(yīng)裂縫主要為2#、3#;Ⅳ區(qū)為上述分區(qū)中變形破壞最小的區(qū)域，對(duì)應(yīng)裂縫主要為老裂縫l#、2#，未與前緣其他裂縫連通，是斜坡上水田、梯田因局部塌陷形成的，總體穩(wěn)定、局部破壞。綜合以上分析，判斷該邊坡變形為牽引式滑坡。

2.2 洞口堆積體滑坡成因分析

根據(jù)隧道洞口邊仰坡滑移過程、地質(zhì)勘察資料及現(xiàn)場(chǎng)施工情況，綜合分析隧道洞口滑移成因。①地質(zhì)因素。坡體覆蓋層主要為碎石土、黏性土，局部夾塊石，洞口段覆蓋層較厚，孔隙率較大，松散覆蓋層容易富集地下水。②降雨條件。項(xiàng)目施工區(qū)連續(xù)多日強(qiáng)降雨，降雨量超過80 mm，導(dǎo)致坡體趨于飽和，力學(xué)性質(zhì)降低，邊坡失穩(wěn)。

③地表蓄水?；轮猩喜亢晚敳糠植妓锴倚顫M水，地表水下滲致使坡體重度增大、穩(wěn)定性降低。④施工不當(dāng)。洞口臨時(shí)邊仰坡開挖、修筑場(chǎng)區(qū)施工便道形成臨空面，松散巖土體受連續(xù)降雨軟化，坡體抗滑能力降低;仰坡開挖后防護(hù)不及時(shí)，鋼花管注漿不飽滿，防護(hù)效果不佳。⑤排水不暢。隧道仰坡坡頂截水溝及臨時(shí)排水措施不完善，疏排水效果較差，導(dǎo)致坡體浸水。

綜上所述，邊坡變形破壞是中、上部坡體因降雨持續(xù)下滲，土體飽和重度增大，力學(xué)性質(zhì)降低造成的;滑坡中部加載、坡腳開挖、防護(hù)不及時(shí)，打破原有的力學(xué)平衡而引起邊仰坡滑移失穩(wěn)。

3 洞口堆積體滑坡綜合治理技術(shù)

3.1 隧道早出洞，增加抗滑樁

現(xiàn)場(chǎng)鉆孔勘察結(jié)果顯示，原設(shè)計(jì)隧道洞口部分段落處于滑動(dòng)面以上且覆蓋層較厚，進(jìn)洞較為不利，故隧道做早出洞處理。仰坡設(shè)置兩級(jí)坡，在第一級(jí)仰坡平臺(tái)處設(shè)抗滑樁支擋，分布于隧道洞身兩側(cè)，抗滑樁尺寸為1.8 m×2.4 m，抗滑樁樁長(zhǎng)25 m左右;洞身段仰坡平臺(tái)設(shè)置鋼管樁防護(hù)，鋼管樁直徑108 mm，左洞仰坡頂部設(shè)置6排鋼管樁，右洞仰坡頂部設(shè)置3排鋼管樁。仰坡坡面采用錨桿掛網(wǎng)噴混凝土、注漿小導(dǎo)管掛網(wǎng)噴混凝土、三維網(wǎng)植草等防護(hù)措施。此外，抗滑樁施工須在旱季抓緊施工，樁基開挖應(yīng)從兩側(cè)往中部施工，嚴(yán)格實(shí)行隔樁開挖。

3.2 放坡開挖，多重防護(hù)

隧道洞口左側(cè)邊坡山體較為陡峭，坡腳為塊石土堆積體，厚為3～4 m，下伏4～5 m粉質(zhì)黏土層，底伏中風(fēng)化頁(yè)巖和灰?guī)r互層。邊坡頂部為施工便道，施工便道左側(cè)為山體，較為陡峭，采取強(qiáng)支擋方案。左側(cè)邊坡按三級(jí)放坡，在第二級(jí)平臺(tái)處設(shè)置抗滑樁支擋，1～3級(jí)邊坡分別采用錨桿框架植草防護(hù)、錨桿掛網(wǎng)噴混凝土+三維網(wǎng)植草、注漿小導(dǎo)管掛網(wǎng)噴混凝土+三維網(wǎng)植草防護(hù)。

3.3 完善排水系統(tǒng)

隧道邊仰坡平臺(tái)設(shè)置截水溝，仰坡頂5 m外設(shè)置排水天溝，左側(cè)路基坡頂5 m外設(shè)置截水溝，隧道天溝與路基截水溝順接。工區(qū)駐地左側(cè)為一沖溝，地勢(shì)最低，設(shè)置急流槽順接截水溝中的水排至路基邊溝中，路基截水溝積水通過急流槽排至涵洞中，由涵洞將積水排至隧道右側(cè)松敏河中，路基左側(cè)邊溝加深至1.8 m，加強(qiáng)排水能力。施工中應(yīng)注意臨時(shí)排水，特別是隧道洞口右側(cè)沖溝應(yīng)采取臨時(shí)排水措施，確?？够瑯妒┕ぐ踩坏糜捎谂潘蛟斐陕坊Х€(wěn)而引起次生災(zāi)害。

3.4 隧道洞口襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

洞口淺埋段采用Ⅴ級(jí)圍巖加強(qiáng)型襯砌，超前大管棚+超前小導(dǎo)管預(yù)支護(hù)，開挖采用單側(cè)壁導(dǎo)坑法施工。開挖方式宜采用機(jī)械開挖，如需爆破施工，須采用控制爆破技術(shù)，同時(shí)嚴(yán)格控制總裝藥量及單段最大爆破藥量。此外，爆破施工中必須加強(qiáng)對(duì)隧道附近抗滑樁結(jié)構(gòu)的震速監(jiān)測(cè)，要求與爆源中心同一樁號(hào)處抗滑樁結(jié)構(gòu)的震動(dòng)速度控制在10 cm/s以內(nèi)。

4 結(jié)論

①隧道洞口穿越復(fù)雜松散堆積體施工極易造成邊仰坡失穩(wěn)，堆積體物理力學(xué)性質(zhì)差、工程規(guī)模巨大、加固治理要求高。因此，單一的邊仰坡加固措施通常無法滿足要求，需要綜合采用多種優(yōu)化組合加固措施。

②隧道洞口穿越堆積體時(shí)應(yīng)強(qiáng)化防排水系統(tǒng)，防止地表水滲入土層，邊仰坡穩(wěn)定困難時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取中上部坡體卸載、加強(qiáng)排水、反壓坡腳等多種優(yōu)化組合措施對(duì)隧道洞口邊仰坡進(jìn)行綜合處置。

③由于堆積體物理力學(xué)性質(zhì)的多變性、土工試驗(yàn)技術(shù)的局限性以及施工因素的復(fù)雜性，邊仰坡防護(hù)應(yīng)采用動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)并及時(shí)根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)整設(shè)計(jì)方案。

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