某隧道施工生活營地變形破壞特征及機理分析

呂 燕 陳海鋒

(1.四川建筑職業(yè)技術學院，四川德陽 618000;2.中鐵隧道集團一處有限公司，重慶 400038)

渝利鐵路長洪嶺隧道1號斜井施工生活營地位于重慶市忠縣龍河鄉(xiāng)，屬于中高山地區(qū)。因受地形地質條件影響，采用半挖半填方式平場修建辦公及生活房屋，最大填土高度約8 m，坡體前緣修建擋土墻。施工人員進場后不久場地開始產生裂縫，并且變形逐漸加大，位于邊坡前緣的廁所、浴室及廚房出現(xiàn)了嚴重變形，部分擋墻出現(xiàn)變形，已影響到場地的穩(wěn)定，為保證作業(yè)人員的安全，必須弄清該場地發(fā)生變形破壞的機理，并提出經濟有效的處理方案。

1 地形地貌

該場地地形前陡后緩，前緣的坡度變化大，約20°～80°，后緣坡度約10°～20°，基伏界面陡，約 80°，坡向為 NEE70°。營地前緣發(fā)育一支溝，為三峽水電站的支庫，水位落差約7 m～8 m。邊坡前緣距支庫的溝底約10 m～15 m，當滿庫時距水面約3 m～5 m。

2 工程地質及水文地質條件

2.1 地層巖性及地質構造

根據地調可知場地表層為一崩塌堆積體，堆積體主要為孤塊石夾粘土，塊徑多為2 m～4 m，孤塊石巖性主要為砂巖、泥質砂巖，磨圓性極差，分選性差，粘土為粉質粘土，稍密～中實。出露的地層為侏羅系中等厚度～巨厚層的泥質砂巖、砂質泥巖，巖層的產狀為345°∠5°，場地內未見斷層通過。

2.2 水文地質條件

場區(qū)地下水類型主要為孔隙性潛水和基巖裂隙水，受大氣降水補給。孔隙水分為地表水和地下水，地表水主要為生產生活用水及雨水，通過地表排水溝及地下排水盲道向坡外排泄到三峽水庫庫區(qū)。地下水主要為大氣降水作用下滲及庫區(qū)水回滲，局部可見泉水出露。

3 場地地面及主要建筑變形特征及破壞機理分析

3.1 廁所變形特征及機理分析

廁所基礎處于半挖半填的地基上，目前前緣土體已發(fā)生垮塌，平面上呈圈椅狀，平均長度約10 m，寬約5 m。通過垮塌的臨空面可以看到廁所的前緣邊坡表層約2 m厚度范圍內土體為粉質粘土夾塊石，塊石含量約占20%，且已發(fā)生溜滑，滑體上樹木多成“醉漢樹”，見圖1。由于該部分離庫區(qū)最近，且表層為粉質粘土，缺少塊石的骨架，在水庫的水位增加時邊坡前緣下部部分土體發(fā)生塌岸，帶動上部土體向下滑動的趨勢，加之上部土體在生活用水的沖刷及雨水下滲作用下由硬塑～可塑狀變?yōu)榱魉軤睿馏w的抗剪強度迅速降低，導致坡體坍塌，最終使廁所變形。

3.2 浴室變形特征及機理分析

浴室位于廁所后部左上方，墻體出現(xiàn)多條沿溝向的拉裂縫，裂縫下部寬約2 cm～5 cm，切穿地基。但是坡外側的擋土墻未見大的變形裂縫，在浴室右側的階梯也出現(xiàn)不同程度的下沉變形，通過裂縫指向可以看出主滑方向指向廁所的主滑方向，如圖2所示。分析認為浴室的變形為下面廁所后抗滑段的抗滑力下降，并且土體在食堂及生活用水的下滲沖刷作用下，使土體抗剪強度進一步下降，最終產生變形。

3.3 食堂變形特征及機理分析

食堂位于浴室的后部右上方，廁所的后側，基礎置于半挖半填地基上。食堂的上部向外發(fā)生傾斜，見圖3。在食堂的前后側均可見到大的空洞，最大空洞的直徑約70 cm，并且透過空洞可見到地基土體主要為碎石土，土為粉質粘土，粉質粘土含量約占40%，為松散狀態(tài)，在食堂的周圍也可見到多條沿溝向的裂縫，縫寬約2 cm～12 cm，在食堂后面的擋土墻下部可見地下水外冒(見圖4)。

圖1 廁所前緣邊坡變形特征

圖2 浴室變形特征

因食堂基礎置于半挖半填的地基上，在平場過程中并未進行充分壓密，上部加載后不久地基產生不均勻沉降引起地面出現(xiàn)細小裂縫，食堂的大量生活用水及降雨通過裂縫滲向下部土體，松散的土體一方面為地下水帶走部分細小顆粒形成潛蝕提供了有利的條件，在雨水與生活用水雙重作用下細小土顆粒沿著地下水通道被帶走，最終形成越來越大的空洞;另一方面在水的作用下使得土體的抗剪強度大大降低，在坡體前緣產生小的溜滑。

圖3 食堂變形破壞特征

圖4 擋土墻基礎冒水

3.4 擋土墻變形特征及機理分析

擋土墻位于場地前緣，前緣填土高度約8 m，通過調查發(fā)現(xiàn)目前擋土墻主要表現(xiàn)為部分地段上部出現(xiàn)擠出變形，局部地段墻角外鼓，如圖5所示。

在回填墻背土時，采用挖掘機碾壓，壓實度不夠，土體呈松散～稍密狀。擋土墻高度偏大且厚度偏小，在進行場地硬化時大量重載車碾壓擋土墻頂部后產生擠出變形。場地內的生活用水及大氣降水通過堆積土體下滲后產生動水壓力，一方面因擋土墻的泄水孔被堵塞，在墻后產生較大應力，另一方面擋土墻基底土層的抗剪強度降低，進一步發(fā)生剪出破壞。

圖5 擋土墻變形破壞現(xiàn)象

4 場地穩(wěn)定性分析

場地內的土體主要為第四系崩塌堆積體，為塊石夾粘土，塊石粒徑大，構成了較密實的骨架，只在邊坡前緣表層發(fā)現(xiàn)部分粘土夾碎石，因此土體內沒有大的貫通軟弱面，對場地穩(wěn)定有利。另外，根據場地后出露的基巖可以看到，巖石的層面傾向與坡向近垂直，并且傾角小，不存在沿著基伏界面及巖體層面整體失穩(wěn)的軟弱結構面，在場地后緣并未發(fā)現(xiàn)變形痕跡，因此場地整體穩(wěn)定，只是局部粉質粘土透鏡體段在人為活動下產生變形。

5 結語

根據地面地質調繪分析可以得到場地整體穩(wěn)定，出現(xiàn)上述變形破壞的主要原因是場地內的地下水及地表水下滲作用及不合理的人為活動所致［1］。為控制變形的進一步加劇，首先要做好場地內的排水。保證場內生活用水不下滲到土體內，場地外圍的地表水盡量不進入場地內，新平整場地盡量早做好排水。對場地的部分地段采取適當加固措施［2，3］:

1)將規(guī)劃場地全部用混凝土硬化處理。2)將場地內出現(xiàn)裂縫的地段用粘土封堵后再用混凝土硬化場地。3)在場地外圍設置截水溝擋住外圍地表水。4)設計好場地內的縱橫排水，并用集水井等方式將水集中后，用水管直接將水排到水庫內，以免再次下滲到土體內。5)在擋土墻中下部按梅花形布設泄水孔。6)為控制擋土墻進一步變形，在擋土墻墻角堆載反壓坡角。

［1］鄭穎人，陳祖煜，王恭先，等.邊坡與滑坡工程治理［M］.北京：人民交通出版社，2007.

［2］趙明階，何光春，王多垠.邊坡工程處治技術［M］.北京：人民交通出版社，2003.

［3］鄧 林，呂 燕，邵 江.雅瀘調整公路K198～K199段滑坡變形特征與機理分析［J］.路基工程，2012(3)：195-198.