高速公路隧道邊坡失穩(wěn)及施工處治措施

張學(xué)鋒 王素

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由于高速公路隧道項(xiàng)目建設(shè)大多位于山區(qū)或者地形結(jié)構(gòu)復(fù)雜的區(qū)域，易導(dǎo)致洞口滑坡現(xiàn)象發(fā)生。當(dāng)前，我國(guó)交通路網(wǎng)越來(lái)越密集，對(duì)于公路項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量要求不斷提升，在偏遠(yuǎn)山區(qū)，不僅要克服高差等自然環(huán)境因素的影響，同時(shí)還要從施工技術(shù)及高頻率的工程施工病害的預(yù)防等方面加強(qiáng)研究。在眾多公路隧道施工病害中，洞口邊坡失穩(wěn)是公路隧道施工中的常見(jiàn)病害類型之一。文章從高速公路隧道洞口邊坡失穩(wěn)病害的產(chǎn)生原因及主要影響因素等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，提出相關(guān)治理方案，供參考。

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(chǎng)地基巖片理優(yōu)勢(shì)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(cè)區(qū)屬地震活動(dòng)區(qū)，根據(jù)GB18306-2015《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》，場(chǎng)地地震動(dòng)峰值加速度為0.15g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.40S，場(chǎng)地對(duì)應(yīng)地震基本烈度為Ⅶ度。

2 隧道邊坡成因及主要影響因素

依據(jù)實(shí)時(shí)洞口邊坡數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)，結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際地質(zhì)及地形條件，以調(diào)查實(shí)際施工環(huán)節(jié)的現(xiàn)狀為主，分析出公路隧道洞口邊坡邊坡的原因及主要影響因素。

（1）地質(zhì)地形因素。此邊坡體地質(zhì)以結(jié)構(gòu)松散、滲水性好、力學(xué)性能差為主要特征，因此導(dǎo)致土層結(jié)構(gòu)的抗剪能力較小，遇水后容易軟化。由于下層土層結(jié)構(gòu)中主要以細(xì)砂巖為主，且呈現(xiàn)出遇水軟化的特點(diǎn)，此地質(zhì)特征對(duì)洞口邊坡現(xiàn)象的出現(xiàn)提供了一定的便利條件。

（2）水的因素。在發(fā)生洞口邊坡的時(shí)間階段中，天氣主要以陰雨天氣為主，地表水匯聚，使得地質(zhì)土層結(jié)構(gòu)中的巖體發(fā)生軟化現(xiàn)象，導(dǎo)致土體結(jié)構(gòu)內(nèi)部的抗剪能力較弱，易產(chǎn)生滑動(dòng)。同時(shí)，在邊坡失穩(wěn)產(chǎn)生后，由于隧道結(jié)構(gòu)體系中沒(méi)有產(chǎn)生明顯的抵抗滑坡的推力，因此會(huì)造成隧道明洞結(jié)構(gòu)開(kāi)裂，導(dǎo)致滲水現(xiàn)象發(fā)生。

（3）人為因素。高速公路隧道設(shè)計(jì)及施工至關(guān)重要，從設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，如果設(shè)計(jì)中的邊坡坡率較陡，再加上此區(qū)域地塊的地質(zhì)條件、雨水條件等，都會(huì)對(duì)土體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利因素，而坡率設(shè)計(jì)為1:0.5，對(duì)于防止洞口滑坡發(fā)生是不科學(xué)的。

（4）施工因素。從施工環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，在公路隧道施工的環(huán)節(jié)中，未涉及明洞的回填作業(yè)，這樣不僅會(huì)造成開(kāi)挖斷面結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期外露，同時(shí)也會(huì)造成邊坡失穩(wěn)，坡體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及變形量較大，嚴(yán)重影響洞口處邊坡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[1]。

3 高速公路隧道邊坡失穩(wěn)的施工處治措施

3.1 治理方案的選擇

從理論層面進(jìn)行分析，高速公路隧道施工中的邊坡現(xiàn)象治理措施主要包含邊坡體結(jié)構(gòu)的清除、支護(hù)圍擋結(jié)構(gòu)的使用、地表水的排水方案、回填反壓等。不同的治理措施或方案，需要依據(jù)不同的滑體位置及地質(zhì)條件等因素進(jìn)行分析，選擇不同的治理措施，后期工程開(kāi)展的經(jīng)濟(jì)效益也不相同。隨將重點(diǎn)分析支擋工程、地表排水處理措施的方案設(shè)計(jì)。

（1）支擋工程的施工方式及分類較多，主要以擋土墻的設(shè)計(jì)、抗滑樁的應(yīng)用為主?？够瑩跬翂σ话阍O(shè)計(jì)為重力式擋土墻，滑體產(chǎn)生后會(huì)呈現(xiàn)出前移的狀態(tài)；抗滑樁結(jié)構(gòu)從整體的受力特征上看，主要呈現(xiàn)出普適性，同時(shí)由于邊坡體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及對(duì)地質(zhì)環(huán)境干擾性較小等特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)多樁施工，以保證實(shí)現(xiàn)地質(zhì)勘察設(shè)計(jì)科學(xué)性、合理性。

（2）地表排水主要會(huì)造成土體自重加大、下滑力增強(qiáng)、滑帶土的抗剪力增大，同時(shí)導(dǎo)致地下水資源中的動(dòng)力壓力增強(qiáng)。在地表排水體系中，主要以改善洞口滑體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性為主，不僅能夠改善土體結(jié)構(gòu)的地質(zhì)環(huán)境，同時(shí)能夠作為一種邊坡治理的預(yù)防措施，因此在施工的過(guò)程中，必須結(jié)合其他工程類型對(duì)相關(guān)工程措施進(jìn)行綜合利用。依據(jù)該工程的實(shí)際情況，抗滑樁的施工工期相對(duì)較長(zhǎng)，且施工難度相對(duì)較大，因此會(huì)導(dǎo)致隧道施工周期難以符合要求。如果該工程采用地表排水與削方減載相互結(jié)合的治理措施，最終的洞口邊坡治理效果會(huì)更為明顯[2]。

3.2 人工排危

待處治高速公路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(duì)坡面防護(hù)加固之前先對(duì)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(jí)施作完成，即：上級(jí)邊坡危石清理→上級(jí)邊坡坡面素噴砼→下級(jí)邊坡危石清理→下級(jí)邊坡坡面素噴砼，如此循環(huán)直至坡腳。

3.3 清理及拆除已損毀支架

如若高速公路某些地區(qū)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(duì)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(zhǎng)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(diǎn)下方，安裝后用手動(dòng)葫蘆張緊，架體提拉完畢后再?gòu)纳现料轮饘硬鸪_手架架體。對(duì)于變形嚴(yán)重部分架體，拆除非常困難時(shí)，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(yùn)走，不能堆放在腳手架上[3]。

4 結(jié)語(yǔ)

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?huì)經(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(guò)分析高速公路隧道邊坡失穩(wěn)處治施工措施，希望能夠提高高速公路隧道的運(yùn)行穩(wěn)定性。