淺埋偏壓隧道洞口段穩(wěn)定性研究

(重慶交通大學(xué)河海學(xué)院 重慶 400074)

一、引言

近年來，國家大力發(fā)展基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，高速公路建設(shè)迅猛發(fā)展，隨著公路建設(shè)的發(fā)展,我國公路隧道在數(shù)量和規(guī)模上有了很大的發(fā)展，施工技術(shù)也有了很大的提高。隧道“進(jìn)洞難，出洞難”，隧道洞口段巖土體風(fēng)化破碎軟弱，層間粘結(jié)力較差，且往往埋深淺，在進(jìn)行隧道開挖后，上覆巖土難以成拱容易產(chǎn)生坍塌冒頂[1-3]。有時由于地形限制，不得不在邊坡中開挖隧道，如此一來在隧道周圍會產(chǎn)生偏壓效應(yīng)，使得隧道襯砌開裂；另一方面邊坡坡體一部分被掏空，導(dǎo)致邊坡的抗滑力下降，產(chǎn)生失穩(wěn)，蠕動的邊坡與變形的隧道相互作用，進(jìn)一步促使工程事故發(fā)生，因此對隧道洞口段的施工技術(shù)和監(jiān)控量測的研究具有重要的工程意義[4～8]。

二、工程概述

田家坪隧道位于遵綏高速延伸線溫泉鎮(zhèn)，隧道全長860米，為上下行分離的雙洞四車道，場區(qū)位于貴州中北部黔北部山地高原地帶，地貌類型屬溶蝕-侵蝕型低山地貌，場區(qū)部分基巖出露，地表植被較發(fā)育，場區(qū)覆蓋層為殘坡積層(Qel+dl)粉質(zhì)粘土、碎石土，下伏基巖為志留系中山統(tǒng)韓家店群(S2-3hn)泥質(zhì)粉砂巖夾泥巖、中統(tǒng)石牛欄群(S2sh)灰?guī)r、下統(tǒng)龍馬溪群(S1ln)泥質(zhì)粉砂巖夾泥巖；奧陶系中、上統(tǒng)(O2-3)灰?guī)r、下統(tǒng)湄潭組(O1m)粉砂質(zhì)泥巖。隧道右幅進(jìn)口地段存在300左右的仰坡地段，切向坡，覆蓋層厚度為3～6米，隧道開挖后極易發(fā)生滑坡失穩(wěn)。下圖1為田家坪隧道右洞出口全貌圖，表1為隧道洞口段初期支護(hù)參數(shù)表。

圖1 田家坪隧道右洞出口全貌圖

表1 隧道洞口段初期支護(hù)參數(shù)表

三、變形破壞其因及原因分析

隧道于2016年10月份開始進(jìn)洞，設(shè)計(jì)圖紙對隧道洞口的右側(cè)有設(shè)置抗滑樁和擋土墻，原本施工方計(jì)劃先施工抗滑樁，抗滑樁施工完成后再進(jìn)行隧道開挖，但是在施工了一段時間后，施工單位為趕工期，抗滑樁只施做了一部分就開始進(jìn)洞，在隧道進(jìn)尺十幾米后，隧道拱頂出現(xiàn)數(shù)條裂縫，洞頂截水天溝出現(xiàn)橫向拉張裂縫，洞頂原有的水泥層面也出現(xiàn)大致平行于隧道軸線的裂縫；隨著隧道的掘進(jìn)，隧道右側(cè)山坡上鄉(xiāng)村公路也出現(xiàn)了裂縫。

圖2 洞頂截水天溝圖

隧道初支出現(xiàn)裂縫以及仰坡變形是多種因素綜合作用而成，通常是不恰當(dāng)?shù)拈_挖方式、一次進(jìn)尺過長以及支護(hù)時間滯后的原因造成的：

在施做抗滑樁時，需要對部分邊坡坡底進(jìn)行開挖，邊坡的抗滑力減少，同時施工單位急功近利，也進(jìn)行了隧道的開挖，導(dǎo)致隧道左側(cè)支擋部分的受力環(huán)境進(jìn)一步惡化，在右側(cè)后覆土的擠壓下邊坡產(chǎn)生滑移，隧道受力不對稱，出現(xiàn)裂縫。

隧道本身就淺埋，上覆巖體極其風(fēng)化破碎，巖體自穩(wěn)能力差，隧道開挖后無法形成受力拱，在沒有足夠的預(yù)支護(hù)條件下，容易出現(xiàn)冒頂坍塌。

四、結(jié)論

隧道洞口段地形往往很復(fù)雜，埋深小，拱頂表層巖體風(fēng)化破碎，存在不同角度的邊仰坡，貿(mào)然對邊仰坡進(jìn)行大刷大挖極易造成邊坡失穩(wěn)，邊坡失穩(wěn)蠕動會對隧道拱頂部分產(chǎn)生擠壓和剪切力，又由于淺埋，難以形成受力拱。所以在進(jìn)行洞口開挖前切忌大刷大挖，并且要做好足夠的預(yù)支護(hù)體系，遵守管超前、短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)和勤量測。

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