隧道改路基工程方案分析及管理對策

梅世倫

（貴州省公路工程集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽 550005）

1 工程概況

托苗坳隧道處于淺埋、偏壓段、圍巖級別差，隧道位于斷裂帶內(nèi)，地質(zhì)條件復(fù)雜，地下水發(fā)育，隧道開挖后于2009年9月17日洞頂坍塌至連接線上部邊坡，導(dǎo)致山體開裂，洞口被掩埋。本次設(shè)計主要為路基左側(cè)85m高邊坡、右側(cè)45m高邊坡加固及分離式天橋設(shè)計。

2 地質(zhì)地貌及地層巖性

2.1 地形地貌

路塹區(qū)屬侵蝕低山溝谷地貌區(qū)，路線以北峰頂標(biāo)高約930m，谷底標(biāo)高約780m，自然地形相對高差約150m。 YK76＋905～YK76+200段從托苗坳埡口南側(cè)通過。

2.2 地質(zhì)構(gòu)造

路塹區(qū)位于北東向托苗坳向斜南東翼，巖層產(chǎn)狀為320°∠35～45°左右，巖層走向與路線大角度相交，右邊坡為斜交反向陡傾結(jié)構(gòu)。巖層中發(fā)育二～三組主要節(jié)理。此外，在斷層構(gòu)造巖中發(fā)育平行于層面的劈理和片理，分布密集，使巖體極度破碎。區(qū)內(nèi)巖層產(chǎn)狀較紊亂，節(jié)理裂隙及發(fā)育風(fēng)化強(qiáng)烈，巖石較破碎。

2.3 地層巖性

根據(jù)地質(zhì)調(diào)繪、原有鉆探、本次物探及當(dāng)前施工揭露，各層基本特征如下：

a）殘坡積含角礫粉質(zhì)粘土、粘土（Qel+dl）分布于地表，揭露厚度0.60～3.50m；

b）強(qiáng)風(fēng)化淺變質(zhì)泥沙巖、強(qiáng)風(fēng)化斷層角礫—糜棱巖、強(qiáng)風(fēng)化淺變質(zhì)粉砂質(zhì)泥巖分別分布在斷裂帶喉側(cè)上坡方、邊坡下部至當(dāng)前路槽兩側(cè)和左邊坡上部至當(dāng)前路槽左側(cè)；

c）弱風(fēng)化淺變質(zhì)泥質(zhì)砂巖、弱風(fēng)化斷層角礫—糜棱巖、弱風(fēng)化淺變質(zhì)粉砂質(zhì)泥巖分別分布于斷裂帶右側(cè)的強(qiáng)風(fēng)化帶下、于當(dāng)前路槽兩側(cè)及中導(dǎo)洞以及于左邊坡的強(qiáng)風(fēng)化帶之下。

3 隧道改路基方案的提出

施工揭露，本段寬度50m左右，溝谷及兩岸斜坡地帶巖層破碎。斷裂帶上部巖體呈碎裂散體結(jié)構(gòu)，強(qiáng)風(fēng)化層呈砂礫、碎石夾泥狀，完整性、水穩(wěn)性極差；下部弱風(fēng)化層巖石較新鮮，但巖體呈角礫—片理鑲嵌狀，抗風(fēng)化能力及嵌合力低，水穩(wěn)定性較差。導(dǎo)致隧道圍巖級別低，并影響人工開挖邊坡的長期穩(wěn)定性。

施工擾動下，在原隧道出口段洞頂多次坍塌，并將右洞門管棚損毀。在YK76+026右27m處見便道開挖造成的坡面碎石土坍塌，ZK75+855左43m至YK75+945左8m出現(xiàn)了明顯的地表裂縫，斷續(xù)延伸約100m，張開約10cm，深度大于0.5m，原先的便道因此不能使用。在YK76+900左50m也可見便道開挖造成的數(shù)十立方米的崩塌，在開挖面頂部也出現(xiàn)數(shù)條寬12cm的拉張裂隙。于是提出了隧道改路基的施工方案。

4 路基方案設(shè)計

4.1 左側(cè)高邊坡設(shè)計

左邊坡主要受巖層層面（C）及斷層破碎帶聯(lián)合控制，可能形成強(qiáng)風(fēng)化巖體內(nèi)的圓形破壞或者順層+斷層角礫巖潰屈的復(fù)合式深層破壞。經(jīng)研究需采用以下加固措施：

a）第2級連接線外側(cè)設(shè)2.5×3.5m抗滑樁，樁長30m，各樁之間采用系梁連接，樁頂設(shè)錨索，樁位處的推力為8595.64kN/m，錨拉樁設(shè)計推力2500kN/m，剩余的部分推力由坡面錨索承擔(dān)。抗滑樁錨固段采用D25中空注漿錨桿，長度3.5m，間距1.5m，矩形布置，注漿壓力1.5MPa；

b）第3～7級采用錨索框架加固，其中第3～6級錨索為8φ15.2無粘結(jié)壓力分散型錨索，錨固力為1000kN，第7級錨索為6φ15.2無粘結(jié)壓力分散型錨索，錨固力為800kN，錨索橫向間距為3m，錨固段長度為12m；第8級坡率為1∶1.25，采用12m全粘結(jié)錨桿框架植草防護(hù)。

4.2 右邊坡設(shè)計

4.2.1 YK75+780～YK75+900段邊坡

該段邊坡高52m，坡體主要物質(zhì)為碎裂狀強(qiáng)風(fēng)化斷層角礫巖，巖體破碎嚴(yán)重。

對該邊坡的治理方案為：第1級坡率1∶0.75，采用方圓形護(hù)面墻防護(hù)，坡體內(nèi)設(shè)1.8×2.4m抗滑樁，埋入邊坡內(nèi)部，增加坡腳抗滑能力，由于錨固段巖體質(zhì)量較差，為確保抗滑效果，路面以下長度為15m，路面以上長度為10m；第2級坡率為1∶0.75，錨索框架植草防護(hù)；第3～4級坡率為1∶1，錨索框架植草防護(hù)，錨索穿過潛在滑面1～2m，錨固力650kN；第5級1∶1.25，錨桿框架植草防護(hù)。為防止坡面水沖刷邊坡，在各級平臺滿鋪漿砌片石并設(shè)攔水埂。

4.2.2 YK75+900～YK76+200段邊坡

右側(cè)邊坡上部表層少量殘坡積碎石土及人工堆積土，坡體物質(zhì)構(gòu)成較復(fù)雜。據(jù)勘測及經(jīng)驗判斷，該邊坡上部土層及強(qiáng)風(fēng)化斷層角礫巖容易形成圓弧型剪切破壞。

右側(cè)邊坡的加固方案為：第1、4級采用12m全粘結(jié)錨桿框架植草防護(hù)，第2～3級采用6φ15.2無粘結(jié)壓力分散型錨索，錨固力800kN，錨索橫向間距3m，自由端長度20m，錨固段長度10m。

4.3 連接分離式天橋設(shè)計

隧道改為路基后，路基右側(cè)九昔通往托苗、曾沖的通村公路被路基隔斷，需要增加分離式天橋?qū)⑿旅襁B接線與通村公路連通，天橋位于YK75+920，高程位于邊坡第2級平臺。天橋?qū)?m，結(jié)構(gòu)形式為4×20m空心板，全長81.12m，橋臺采用樁基礎(chǔ)，墩臺為薄壁墩，三個墩柱分別位于左側(cè)邊坡、中分帶、右側(cè)邊坡，其中位于中分帶的墩柱設(shè)置C20片石砼防撞墩，總高2.5m，露出地面以上1.5m。

5 施工管理要點

邊坡病害治理工程較復(fù)雜、合理確定項目的施工順序顯的尤為重要，為確保施工和運(yùn)營過程中路基邊坡的穩(wěn)定，除采用合理的支擋加固措施外，還必須采用科學(xué)有效的施工方法、工藝及程序。

5.1 施工準(zhǔn)備

要充分做好施工前的準(zhǔn)備工作，提前修筑施工臨時便道，保證施工隊伍進(jìn)場后能順利開工建設(shè)。包括按工程要求進(jìn)行備料，選用材料的型號、規(guī)格符合設(shè)計要求，鋼筋等材料應(yīng)專門建庫堆放，并做好防污染和防銹蝕工作，以及人員就位，做好現(xiàn)場準(zhǔn)備等。

5.2 做好施工組織

認(rèn)真做好各項工程施工組織計劃，充分考慮當(dāng)?shù)丶竟?jié)性氣候?qū)κ┕すに嚨挠绊懀M量避免在雨季施工。新開挖邊坡未防護(hù)前，雨天須對坡面進(jìn)行遮擋、防止水流對邊坡侵蝕。

5.3 強(qiáng)化地質(zhì)工作，做好技術(shù)指導(dǎo)

施工單位必須現(xiàn)場實測斷面，按設(shè)計坡率放線，放線以路線中心線及路基標(biāo)高為準(zhǔn)。所有支擋及防護(hù)工程，均應(yīng)按設(shè)計型式尺寸掛線放樣施工，保證施工質(zhì)量。加強(qiáng)觀測、專業(yè)技術(shù)人員現(xiàn)場指導(dǎo)施工、合理安排工序等是保證邊坡穩(wěn)定的主要因素，各單位及部門應(yīng)予以足夠的重視。

加強(qiáng)施工地質(zhì)工作，實施動態(tài)管理原則。由于勘察手段及勘探數(shù)量的局限性，地質(zhì)資料與實際開挖面可能有一定出入，某些不穩(wěn)定塊體及斷裂破碎帶位置及分布范圍在路塹開挖過程中，應(yīng)及時通知業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計代表，根據(jù)實際情況修改完善設(shè)計，做到既安全合理又經(jīng)濟(jì)實用，達(dá)到最滿意的施工效果。

6 結(jié)語

綜上所述，公路工程建設(shè)事業(yè)飛速發(fā)展的今天，由于勘察、施工等因素造成的隧道施工病害屢見不鮮，而在結(jié)合實際條件的前提下，因地制宜地將隧道施工改為路基工程并做好變更后的施工管理工作，能夠節(jié)約成本，并提升工程收益。

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