李成強(qiáng),春軍偉,王衛(wèi)中
(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司,貴州 貴陽 550081)
二道溝I 號(hào)隧道為分離式短隧道,左幅全長475m,最大埋深約135m,右幅全長466m,最大埋深約126m。隧道施工從出口往進(jìn)口單向掘進(jìn),右洞于2018年11月貫通。2019年1月進(jìn)口端仰坡發(fā)生滑塌,掩埋左洞洞口,現(xiàn)場對(duì)仰坡坡面采用錨網(wǎng)噴方案和注漿鋼花管對(duì)坡面進(jìn)行封閉,對(duì)坡體注漿加固。2019年3月至5月隧道仰坡處治期間,仰坡滑塌范圍加劇。
隧道仰坡區(qū)自然坡度42°-55°,地形坡度較陡,滑坡區(qū)坡頂高程650.3m,坡底高程514.2m,高差136.1m。
場區(qū)構(gòu)造位置屬華南褶皺帶,巖層產(chǎn)狀為25-30°∠10 -21°,主要節(jié)理產(chǎn)狀有330°∠74°,30°∠77°兩組,大多呈網(wǎng)格狀發(fā)育,為張型節(jié)理,張開度1-3mm,節(jié)理間距200 -300mm,泥質(zhì)充填。隧道仰坡范圍覆蓋層為含碎石粉質(zhì)粘土,褐黃色,呈可塑狀,厚0-3.8m,基巖為砂質(zhì)板巖,強(qiáng)風(fēng)化層巖體極破碎-破碎,厚度約為4.0 -10.0m;中風(fēng)化層巖體較破碎- 較完整。
滑坡區(qū)自然坡度42 -55°?;路秶鷥?nèi)地面裂縫清晰可見,滑坡體上分布不同程度的張拉裂縫,位于YK21+698 處發(fā)現(xiàn)裂縫L1,長約25m,最大寬度約0.3m,裂縫清晰可見,連通性較好,呈圓弧形,滑坡體上分布不同程度的張拉裂縫,大部分滑體已滑塌并露出基巖,滑動(dòng)面為現(xiàn)狀地面線。
滑坡平面尺寸為90m×138m,分布范圍為樁號(hào)ZK21+529~ZK21+680m(YK21+537m~YK21+698m)段,主滑方向?yàn)?56°(平行于高速公路路線走向)?;禄w平均厚度6m,滑坡面積為12420m2,滑坡體積為74520m3,屬中型淺層牽引式滑坡。
根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查及地質(zhì)勘察資料,勘察揭露坡體上覆含碎石粉質(zhì)粘土層厚0 -3.8m,下覆強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)板巖層厚4 -10.5m?;瑤е饕挥趶?qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)板巖中,以泥質(zhì)夾碎石為主?;w性質(zhì)為淺表層類土質(zhì)滑坡,故滑動(dòng)面為現(xiàn)狀地面線。
為了查明坡體滑動(dòng)面分布,了解邊坡滑動(dòng)及變形隨時(shí)間的變化特征,對(duì)可能產(chǎn)生的滑坡進(jìn)行預(yù)報(bào)以便及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施,對(duì)仰坡布設(shè)3 個(gè)鉆孔進(jìn)行了深層位移監(jiān)測,監(jiān)測結(jié)果見表1深層位移監(jiān)測統(tǒng)計(jì)表。
表1 深層位移監(jiān)測統(tǒng)計(jì)表
根據(jù)監(jiān)測結(jié)果如圖1所示,坡體有向高速公路路面方向移動(dòng)的趨勢(shì),坡體變形累積深部最大位移約為19.5mm,孔口位置累計(jì)位移量最大為26.48mm,監(jiān)測期間受降雨影響,滑坡體還在進(jìn)一步變形,須對(duì)隧道仰坡滑坡進(jìn)行處治。
圖1 合成方向累計(jì)相對(duì)位移圖
隧道仰坡地形陡峭,強(qiáng)風(fēng)化巖體受節(jié)理裂隙切割強(qiáng)烈,大多呈網(wǎng)格狀發(fā)育,巖體松散破碎,在坡體切腳臨空開挖以及降雨等綜合作用下,發(fā)生了淺層滑塌。在后續(xù)雨水長期浸泡、軟化作用下易再次發(fā)生滑塌,甚至產(chǎn)生大規(guī)模更深層滑動(dòng)。
隧道仰坡自然坡向約5°,自然坡度為42 -55°,巖層產(chǎn)狀為25 -30°∠10 -21°,仰坡為斜順向邊坡,節(jié)理為330°∠74°30°∠77°兩組。結(jié)合圖2赤平投影分析,巖層層面與節(jié)理組合形成的交線傾向坡外為不利組合結(jié)構(gòu)面,結(jié)合巖層順向產(chǎn)出,且強(qiáng)風(fēng)化巖體節(jié)理裂隙發(fā)育,坡體長期暴露臨空,在雨水等不利條件下,坡體極易滑塌。
圖2 赤平投影分析圖
本次根據(jù)滑坡現(xiàn)狀,以典型計(jì)算剖面,在暴雨工況下,取強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)板巖取γ=22.5kN/m3,c=37kPa,φ=28°,計(jì)算得I-I’穩(wěn)定性系數(shù)Fs=1.04,II-II`剖面穩(wěn)定性系數(shù)Fs=1.08,均不滿足規(guī)范安全系數(shù)要求,需要治理。
隧道仰坡處治設(shè)計(jì)為沿潛在滑動(dòng)面附近由上至下逐級(jí)刷坡防護(hù),坡體中部設(shè)置一級(jí)6m 寬平臺(tái),防護(hù)形式以錨網(wǎng)噴注漿封閉為主,并對(duì)坡頂、坡腰、坡腳施作錨索或抗滑樁加強(qiáng)防護(hù)。具體處治措施為:
坡面防護(hù)型式為全坡面錨網(wǎng)噴+局部框架錨索,錨索采用每孔6 束φ15.24mm 高強(qiáng)度低松弛鋼絞線,張拉預(yù)應(yīng)力為750KN,錨固段長度為8m,框架采用C30 砼現(xiàn)澆,錨頭采用C30 砼封錨。下部與中部坡體采用注漿鋼花管加固;坡體頂部采用小型鋼管樁加一排錨索進(jìn)行防護(hù),小型鋼管樁采用3 排豎向φ108 加筋注漿鋼花管,鋼管樁頂部采用現(xiàn)澆C30 鋼筋砼梁進(jìn)行連接,鋼筋砼梁預(yù)留錨索孔,隧道拱頂仰坡側(cè)緣邊坡坡體表面先采用錨網(wǎng)噴防護(hù),然后在坡面再施作豎向3 排φ89×6 注漿鋼花管。在保證施工安全的前提下,按照設(shè)計(jì)坡比對(duì)隧道拱頂仰坡從上到下逐級(jí)刷坡,開挖一級(jí)防護(hù)一級(jí),同時(shí)加強(qiáng)施工期及營運(yùn)期間監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)隱患及時(shí)處置以確保施工及營運(yùn)安全;框架錨索防護(hù)部位坡面防護(hù)先進(jìn)行錨網(wǎng)噴防護(hù),然后再實(shí)施框架錨索。在滑坡體外緣5m 外修筑截水天溝,對(duì)坡體外緣雨水進(jìn)行攔截,每一級(jí)平臺(tái)內(nèi)側(cè)設(shè)置截水溝對(duì)坡面進(jìn)行攔截,在坡面縱向設(shè)置一條截水溝,仰坡平臺(tái)截水溝向中間引入坡面縱向截水溝對(duì)地表水進(jìn)行引排。坡面防護(hù)工程施做完畢后,實(shí)施客土噴播草灌對(duì)坡面進(jìn)行綠化,客土厚度為20cm。
通過隧道仰坡滑坡變形破壞分析,隧道滑坡主要控制的因素為仰坡地形地貌、地質(zhì)的復(fù)雜性及強(qiáng)風(fēng)化巖體的破碎程度,外在原因?yàn)榈乇硭褪┕_動(dòng)等綜合原因,因此對(duì)坡頂、坡腰、坡腳施作錨索及抗滑樁、截排水等支擋防護(hù),確保仰坡運(yùn)營期間安全。