瑞坡隧道左幅進口滑坡治理

劉曉勇

（貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院股份有限公司 貴陽 550001）

在山嶺重丘區(qū)修建高速公路，難免會遇到隧道洞口偏壓、滑坡體等地質(zhì)不良情況。當(dāng)隧道不可避免穿越滑坡區(qū)時，必須認真研究滑坡工程地質(zhì)、水文地質(zhì)等情況，加強滑坡體的綜合治理。根據(jù)隧道與滑坡體的相對位置關(guān)系，采取有針對性的整治措施，如清方減載、施加預(yù)應(yīng)力錨索、施作抗滑樁或擋土墻、壓漿加固滑動軟弱面、穩(wěn)固坡體、加固隧道周邊圍巖和二次襯砌等措施，以有效減小滑坡地質(zhì)災(zāi)害帶來的不利后果［1－3］。本文結(jié)合瑞坡隧道左幅進口端工程實例，分析了隧道洞口滑坡體的治理方法和處理措施。

1 工程概況

瑞坡隧道地處貴州高原東南部，地勢西高東低，屬構(gòu)造侵蝕剝蝕型中低山溝谷地貌。該隧道為分離式長隧道，左幅長1 520m，右幅長1 469 m，隧道最大埋深151m。隧道進口附近發(fā)育有F1斷層，對隧道進口段巖體完整性影響較大，造成巖層局部扭曲，局部巖體非常破碎。隧道左幅進口前段155m頂板為碎石土及薄層狀全、強風(fēng)化層板巖，受斷層影響，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體極破碎，松散結(jié)構(gòu)，偏壓嚴(yán)重，圍巖不能自穩(wěn)，易出現(xiàn)地表下沉或坍塌至地表。

2 處理措施

為了保證施工安全，在左幅進口段采用樁板墻回填反壓與洞內(nèi)注漿加固相結(jié)合的措施，共設(shè)置4根預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁與3根普通抗滑樁，工地分別簡稱1，2，3，4，5，6，7號樁。樁背面距左幅測設(shè)基線6m，里程為ZK49＋879～ZK49＋909，樁間距5m。預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁樁身截面為2m×3m，樁長32～36m，每樁設(shè)2孔800kN級預(yù)應(yīng)力錨索，錨索長26～30m，普通抗滑樁樁身截面為2m×3m，樁長26～30m?？够瑯吨g設(shè)置擋土板，前掛于樁前，板長4m、寬0．5m、厚0．35m，抗滑樁布置見圖1和圖2。

圖1 隧道洞口支護設(shè)計剖面圖

圖2 左幅進口段抗滑樁布置圖

隧道圍巖很差且偏壓嚴(yán)重，為嚴(yán)格控制地表沉降，防止坍塌，采用CRD法進行施工，加強襯砌支護，并采用地表注漿和邊墻基礎(chǔ)注漿加固。注漿管采用直徑50mm×壁厚4mm熱軋鋼管，注漿管間距按1．2m×1．2m梅花形布置，注漿范圍為隧道開挖輪廓線外50cm，邊墻外側(cè)至基礎(chǔ)底部。超前支護洞口40m范圍采用大管棚（滑塌后改用雙層大管棚），其余段落采用直徑50 mm×壁厚4mm的超前小導(dǎo)管。初期支護噴射28cm厚混凝土，鋼架采用I20b工字鋼，間距50 cm，拱部系統(tǒng)錨桿采用直徑25中空注漿錨桿，鋼筋網(wǎng)采用雙層φ8（＠20×20cm）鋼筋網(wǎng)。二次襯砌為55cm厚的鋼筋混凝土。由于圍巖承載力較低，故在隧道墻腳處增設(shè)直徑×壁厚為42mm×4mm注漿小導(dǎo)管進行注漿加固，每排左右各3根，縱向間距為50cm。

施工過程中制定了合理的施工計劃和工期，施工期間安排專人對邊坡活動情況進行監(jiān)測，避免發(fā)生安全事故。施工工序為：施作截水溝和排水溝→開挖左幅隧道邊仰坡→對右幅溝谷回填→跳槽施工抗滑樁及樁間擋土板，反壓回填→隧道施工及其他輔助工程施工。

3 監(jiān)控量測及效果評價

為全面研究洞口偏壓段隧道荷載產(chǎn)生機理及結(jié)構(gòu)受力形態(tài)，在現(xiàn)場調(diào)查基礎(chǔ)上，對抗滑樁側(cè)向壓力、樁身內(nèi)部應(yīng)力、樁頂位移以及隧道洞口段進行了監(jiān)控量測，以便及時了解滑坡治理效果，掌握圍巖穩(wěn)定狀態(tài)與支護情況。施工期間，在2，4，6號抗滑樁上布設(shè)了土壓力盒、應(yīng)變計，用于量測抗滑樁側(cè)向壓力和樁身內(nèi)部應(yīng)力，以及監(jiān)測樁頂位移。

在抗滑樁施作完畢后，對樁后拱頂進行回填反壓，施作大管棚，隧道洞口采用CRD法開挖進洞。因洞口初期支護和臨時支護強度不足，隨著隧道洞口開挖，洞內(nèi)土體被掏空，導(dǎo)致套拱和支護變形，拱頂回填土體沿仰坡方向下沉開裂，裂縫延伸方向垂直于抗滑樁受力面，隧道仰坡出現(xiàn)明顯的滑塌，表面混凝土噴層脫落，隨后隧道左幅于2009年5月9日發(fā)生垮塌。監(jiān)控數(shù)據(jù)表明，抗滑樁設(shè)置在隧洞外側(cè)，能有效防止邊坡及隧道的滑動，但由于縱向仰坡缺乏足夠的固結(jié)措施以及隧道支護結(jié)構(gòu)強度和剛度不夠，洞口的掘進施工使土體往洞口方向滑動，導(dǎo)致支護變形、開裂甚至垮塌。

針對斜仰坡出現(xiàn)滑塌的現(xiàn)象，采取麻袋裝滿土回填洞內(nèi)，以防隧道洞口的進一步坍塌。在穩(wěn)固坡體后，將垮塌的邊仰坡挖除，采用注漿小導(dǎo)管加固圍巖，布置鋼筋格柵網(wǎng)，混凝土噴漿、封閉洞口，把邊坡的坡率降低。為減少對邊仰坡的施工擾動，采取接長明洞，洞口外接明洞并在進洞前做好二襯及仰拱，形成一個封閉的整體，并重新施做40m的雙層大管棚，增加支護的強度和剛度，防止仰坡再次向洞內(nèi)滑塌，見圖3。

圖3 延長明洞及重新施作雙層大管棚

通過分析2，4，6號抗滑樁土壓力及樁體應(yīng)變數(shù)據(jù)，監(jiān)測成果表明：采取上述措施后，在隧道洞口施工階段（隧道洞口垮塌前），抗滑樁的受力不大，變形較小，抗滑樁本身穩(wěn)定，應(yīng)力及變形均基本趨于穩(wěn)定。對洞口邊仰坡清方減載并注漿加固后，坡體變形較小，洞口仰坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。土壓力、樁體應(yīng)變受到樁后回填土的影響較大，2009年5月9日的洞口坡體垮塌對抗滑樁受力及變形有一定影響，特別是2，4號樁的上部及嵌入段變形和受力均有較大程度的增大。

4 結(jié)語

瑞坡隧道左幅進口抗滑樁的設(shè)置有效地防止了邊坡的滑動，但縱向必須加強仰坡防護和洞內(nèi)支護強度和剛度，防止洞內(nèi)開挖時巖土體往洞口方向滑動。對類似工程，抗滑樁宜設(shè)置在滑坡體與隧道結(jié)構(gòu)之間，以有效阻止滑坡體滑動，避免對隧道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。當(dāng)抗滑樁設(shè)置在隧道外側(cè)時，隧道結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的強度和剛度，避免隧道進洞開挖時仰坡滑動。

對類似瑞坡隧道左幅進口嚴(yán)重淺埋偏壓且隧道圍巖地質(zhì)條件較差的情況，重點應(yīng)放在邊仰坡的加固及治理方面，待邊、仰坡穩(wěn)定后，及時施作洞門結(jié)構(gòu)和二次襯砌，并回填反壓，再進洞開挖，這樣可提高進洞的安全性，縮短施工周期。

［1］ 黃振鶴．隧道洞口滑坡、高邊坡治理技術(shù)［J］．交通標(biāo)準(zhǔn)化，2005（9）：78－80．

［2］ 王勇剛．高尾頂隧道進口滑坡分析［J］．鐵道建筑，2010（10）：41－43．

［3］ 葉小兵，羅 翔．高速公路隧道洞口仰坡滑坡監(jiān)測與治理［J］．鐵道工程學(xué)報，2002（3）：48－53．