高速公路隧道邊坡失穩(wěn)及施工處治措施

王 彬

（四川汶馬高速公路有限責(zé)任公司， 四川 成都 610000）

1 工程概況

汶川至馬爾康高速公路薛城1號隧道進(jìn)口段為重力變形體，隧道進(jìn)口仰坡高陡，坡面溝槽發(fā)育，地形凌亂，坡表危巖體發(fā)育，風(fēng)化剝蝕問題較為突出，對隧道進(jìn)口及橋梁構(gòu)成嚴(yán)重安全風(fēng)險。在建薛城1號隧道為左、右線分幅隧道，其中左線進(jìn)口樁號為ZK80+255，右線進(jìn)口樁號為K80+225。隧道進(jìn)口外接橋梁，橋梁分左右幅，其中左線止點樁號為ZK80+255.48，右線止點樁號為K80+205，上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力砼（后張）簡支T梁，橋面連續(xù)；下部結(jié)構(gòu)采用柱式墩，墩臺采用樁基礎(chǔ)。

1.1 地質(zhì)構(gòu)造及地質(zhì)

邊坡處于總棚子倒轉(zhuǎn)復(fù)背斜東段，由于地層倒轉(zhuǎn)，巖層片理產(chǎn)狀單斜，場地基巖片理優(yōu)勢產(chǎn)狀為355°∠65°。但邊坡區(qū)為重力變形體，片理產(chǎn)狀與正?；鶐r產(chǎn)狀有很大不同。測區(qū)屬地震活動區(qū)，根據(jù)GB18306-2015《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》，場地地震動峰值加速度為0.15g，地震動反應(yīng)譜特征周期為0.40S，場地對應(yīng)地震基本烈度為Ⅶ度。

1.2 潛在失穩(wěn)區(qū)特征及穩(wěn)定性

根據(jù)地表調(diào)查分析，該邊坡潛在失穩(wěn)區(qū)共劃分為8個區(qū)域，見圖所示。

圖1 邊坡分區(qū)圖

各潛在失穩(wěn)區(qū)特征見表1。

分區(qū) 位置及特征 失穩(wěn)破壞模式及穩(wěn)定性 ①區(qū) 右洞進(jìn)口正上方，上部為相對緩坡，下部為近直立邊坡，坡頂距隧道洞口約26m。 陡坡頂部發(fā)育有拉裂變形巖體及孤立懸空巖體，近期失穩(wěn)跡象明顯。主要失穩(wěn)破壞模式為墜落（錯斷失穩(wěn)），拉裂巖體厚度約4.6m，高度約13.4m ②區(qū) 右洞進(jìn)口正上方，上部為相對緩坡，下部為近直立邊坡，坡頂距離隧道洞口約93m。 陡坡面巖體拉裂變形及近期失穩(wěn)跡象明顯，見孤立懸空巖體。主要失穩(wěn)破壞模式為墜落、傾倒。 ③區(qū) 右洞進(jìn)口右上方，上部為相對緩坡，下部為近直立邊坡，坡頂距離隧道洞口約99m。 陡坡面巖體拉裂變形及近期失穩(wěn)跡象明顯，主要失穩(wěn)破壞模式為墜落、傾倒。 ④區(qū) 左洞左上方，坡面上一孤立凸起，頂部距離隧道洞口高約40m。 臨空側(cè)巖體失穩(wěn)跡象明顯，呈現(xiàn)滑移失穩(wěn)特征，整個突出巖體周邊可見裂縫，表明該巖體整體穩(wěn)定性不高，在降雨、地震作用下有整體滑移失穩(wěn)趨勢。

2 高速公路隧道邊坡失穩(wěn)現(xiàn)狀分析

結(jié)合工程實際情況分析，①號區(qū)域失穩(wěn)坍塌，搭設(shè)的腳手架被壓塌。除垮塌部分外，①區(qū)塊右洞側(cè)山體也出現(xiàn)較大裂縫，裂縫寬度最大出處約30cm，由①區(qū)塊頂部貫穿至隧道底部，該部分失穩(wěn)山體支撐于已搭設(shè)的腳手架上。同時在監(jiān)測、巡查過程中發(fā)現(xiàn)，區(qū)塊⑧下部與區(qū)塊②頂端間存有橫向裂紋，致區(qū)塊②極易發(fā)生崩塌。①、③、④、⑤、⑥、⑦、⑧區(qū)塊通過巡查并未發(fā)現(xiàn)裂縫，目前相對穩(wěn)定。

2.1 被動網(wǎng)施作

被動網(wǎng)共兩處，1處布置于處治區(qū)坡頂中—右側(cè)，另1處布置在處治區(qū)坡腳中—左側(cè)，處治長度約131m，共655m2，設(shè)計型號為FSS-PD-1500(Ⅰ)，結(jié)構(gòu)配置為鋼柱+支撐繩+錨繩+環(huán)形網(wǎng)+卸扣+減壓環(huán)，內(nèi)設(shè)雙絞六邊形網(wǎng)，適用于攔截1500KJ以內(nèi)的落石沖擊。

2.2 人工排危

待處治高邊坡山體因受歷次地震及次生災(zāi)害影響，山體發(fā)育有拉裂變形巖體和孤立懸空巖體，存在大量不穩(wěn)定的危石，有很大安全隱患。為保證下步施工安全，在對坡面防護(hù)加固之前先對危石進(jìn)行清理，并做好高邊坡危石隱患排查、排除工作及相關(guān)安全防范工作。危石清理應(yīng)結(jié)合坡面素噴砼，由坡頂向坡腳分級施作完成，即：上級邊坡危石清理→上級邊坡坡面素噴砼→下級邊坡危石清理→下級邊坡坡面素噴砼，如此循環(huán)直至坡腳。

2.3 掛網(wǎng)錨噴砼

本工程掛網(wǎng)錨噴砼共計18200m2，采用φ8mm鋼筋編制網(wǎng)眼間距為20×20cm的鋼筋網(wǎng)，并按2×2m間距布置φ18mm加強筋，鋼筋均采用焊接接長。鋼筋網(wǎng)及加強筋用φ18mm掛網(wǎng)錨桿固定于坡面，錨桿長3m，間距3×3m。噴射砼總厚16cm，采用C25砼制作。錨噴坡面按10～15m設(shè)置伸縮縫。目前坡面已完成素噴砼，為確保后期錨索（桿）的施工安全，在坡面搭設(shè)腳手架前，采用人工吊繩法先將整個坡面短錨桿、鋼筋網(wǎng)、噴砼按設(shè)計要求施作后，再搭設(shè)腳手架進(jìn)行坡面錨索（桿）施工。

2.4 清理及拆除已損毀支架

由于本工程區(qū)塊1目前已發(fā)生垮塌，且有部分山體已失穩(wěn)正支撐在未垮塌的腳手架上，未保證拆架安全，在拆除損毀腳手架前，必須先采用吊繩法清除掉已失穩(wěn)部分山體后，再拆除損毀部分腳手架。對于已懸空未支撐到坡面的腳手架，先采用φ14鋼絲繩栓接在坡面打設(shè)5m長φ25mm砂漿錨桿上的方式提拉架體，鋼絲繩按一步兩縱設(shè)置，繩另一端連接并鎖定于縱桿、立桿鉸接點下方，安裝后用手動葫蘆張緊，架體提拉完畢后再從上至下逐層拆除腳手架架體。對于變形嚴(yán)重部分架體，拆除非常困難時，架體提拉完畢后采用氣割的方式逐根切割拆除。拆除的鋼管隨拆隨運走，不能堆放在腳手架上。

2.5 索道設(shè)計

因本工程的特殊性，以及地形、地貌的限制，薛城1號隧道高邊坡處治工程無人力、機械和騾馬運輸?shù)缆?，材料運輸極其困難，因此只能采用索道運輸方案。考慮工期要求和施工方便，擬設(shè)3處斜向架空索道，用于地面向山坡的材料、設(shè)備運輸，實現(xiàn)材料的垂直運輸。

2.6 腳手架設(shè)計及搭拆

本工程腳手架寬度約130m，總高度150m，遠(yuǎn)高于JGJ130規(guī)范規(guī)定的50m常規(guī)搭架高度，須采取特殊措施設(shè)計。根據(jù)現(xiàn)場條件，采用以下措施設(shè)計施工：

1)充分利用坡面平臺，盡量實現(xiàn)上下分段搭設(shè)；

2)山下落地腳手架采用雙鋼管立桿，并對陡立坡面按每不超過12m一級用1排鋼絲繩錨繩提拉架體，實現(xiàn)減載；

3)對于落腳于山坡的腳手架，考慮減輕其架體重量，采用單根腳手架鋼管作為立桿，并按每不超過12m一級用1排鋼絲繩錨繩提拉架體。

4)在處治邊坡最大寬度下游側(cè)A區(qū)域，腳手架搭設(shè)寬度增加約50m，高度約60m，以確保腳手架整體的穩(wěn)定性。

2.7 墊墩錨索（桿）施工

錨索、錨桿在各邊坡分段內(nèi)由上向下逐孔鉆造，跟管干鉆成孔，成孔后鉆機下移一孔位繼續(xù)施工，已成孔安裝索（桿）并注漿，等強后在坡面依次安裝鋼筋網(wǎng)片（與坡面貼合，便于與錨噴鋼筋網(wǎng)焊接成整體）、錨墩鋼筋，然后支模澆筑錨墩砼，錨墩砼達(dá)到設(shè)計強度要求后張拉、封錨。

2.8 導(dǎo)石網(wǎng)

導(dǎo)石網(wǎng)布置于處治區(qū)坡頂向右側(cè)山腳，處治面積7402m2。導(dǎo)石網(wǎng)型號為LZ-300，按張口式設(shè)計，分為攔截部分和引導(dǎo)部分。結(jié)構(gòu)配置為鋼柱+支撐繩+縱橫向拉繩+環(huán)形網(wǎng)+雙絞六邊形網(wǎng)+卸扣，支撐繩兩側(cè)設(shè)置消能裝置，適用于攔截3000KJ以內(nèi)的落石沖擊。

3 結(jié)束語

綜上所述，在多山地區(qū)，各種地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育制約和影響著當(dāng)?shù)氐纳鐣?jīng)濟(jì)發(fā)展，特別是崩塌、危巖體災(zāi)害，嚴(yán)重影響著當(dāng)?shù)嘏c外界溝通的交通樞紐建設(shè)。本文通過分析該地區(qū)的公路隧道邊坡失穩(wěn)處治施工措施，希望能夠提高公路隧道的運行穩(wěn)定性。