如何統(tǒng)籌惠興高速公路納窯隧道左線出口偏壓處理方案

陳 琳，魯開興

(貴州高速公路集團(tuán)有限公司)

1 工程概況

納窯隧道為一座上、下行分離的四車道高速公路隧道，隧道最大埋深約235 m，隧道起訖樁號左線ZK153 +957 ～ZK155 +975，長2 018 m，其中本標(biāo)段起訖樁號ZK155 +000 ～ZK155 +975，長975 m;右線ZK153 +955 ～ZK155 +985，長2 030 m，其中本標(biāo)段起訖樁號為ZK155 +0005 ～ZK155 +985，長985 m，隧道左右線間距，進(jìn)口約15.5 m，出口約20.8 m，隧道進(jìn)口和出口均位于曲線半徑R=2 000，出口曲線半徑R=1 100 m;右線進(jìn)口曲線半徑R =2 000，出口曲線半徑R=1 000。隧道左線縱坡為2.5 ﹪的單向坡，隧道右線縱坡為2.5 ﹪的單向坡。

隧道出口段斜坡，屬于單面凸坡，地形較陡，坡向250°，自然坡角約35°。洞口巖性主要為強(qiáng)風(fēng)化泥巖及灰?guī)r溶蝕區(qū)，受構(gòu)造作用較強(qiáng)，溶蝕裂隙極發(fā)育，巖層產(chǎn)狀231° ＜38°，隧道仰坡方向為263°，坡面與巖層走向同向斜交。出洞口段發(fā)育的裂隙產(chǎn)狀L1(324° ＜83°)，巖層及結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀均不利于坡體穩(wěn)定，洞口邊坡穩(wěn)定性較差。洞口邊坡主要?dú)埰路e碎石土及強(qiáng)—中風(fēng)化灰?guī)r構(gòu)成，節(jié)理裂隙發(fā)育，貫通性較好，為V 級圍巖，成沿洞條件較差，洞口仰坡易坍塌。巖土體裸露后在雨水等因素的作用將改變其工程性狀，強(qiáng)度降低，影響洞口邊坡的穩(wěn)定性。

2 納窯隧道地質(zhì)概述

納窯隧道屬于越嶺隧道，為穿越納窯村納岸－帶陡坡山嶺地帶而建設(shè)。隧道進(jìn)口端位于－北東向沖溝的北西西岸斜坡地帶，坡向120°左右，坡度角15° ～25°左右，坡面上分布農(nóng)田，水土保持較好，自然狀態(tài)下穩(wěn)定。坡面下方的沖溝中季節(jié)性有水，主要接受大氣降水補(bǔ)給，向地勢低洼處排泄。隧道出口端位于－南西向凸脊北側(cè)下部位置，坡面坡度角約30°左右，坡面植被稀疏，多為灌木及雜草，隧道出口北側(cè)可見落水洞、漏斗，出口附近可能會存在地下巖溶管道。出口北側(cè)沖溝中的溪流主要向溝谷地帶的干陽河排泄。

隧道穿越區(qū)屬溶蝕構(gòu)造中山峰叢槽谷地貌區(qū)，區(qū)內(nèi)峰叢山頂標(biāo)高1 300 ～1 450 m，槽谷谷底標(biāo)高約1 160 m，地形切割強(qiáng)烈，相對高差約300 m。設(shè)計隧道沿山峰谷坡中部展線，穿越段自然地面目標(biāo)高1 171 m。隧道穿越走向峰叢山體的中部，穿越區(qū)地形較陡，自然坡角多呈35° ～50°之間，凸脊、凹坡相間展布，凸脊狹長，脊頂?shù)匦蜗鄬^緩，凹坡寬緩，凹坡、凸脊的過渡地帶常發(fā)育急陡坡、陡坎等急劇變化地形。

隧址區(qū)未見明顯斷裂構(gòu)造，新構(gòu)造運(yùn)動不強(qiáng)烈，區(qū)域穩(wěn)定性好。

隧址地表水系不發(fā)育，主要為大氣降水形成的暫時性地表面流，地表水?dāng)嗔髁渴芙涤炅靠刂疲饕樒孪虻屯萏幣判梗糠盅貛r溶裂隙下滲補(bǔ)給地下水。

3 納窯隧道左線出口偏壓處理的方案

對于惠興高速公路隧道出口段斜坡，屬于單面凸坡，地形較陡，坡向250°左右，自然坡角約35°。洞口巖性主要為強(qiáng)風(fēng)化泥巖及灰?guī)r溶蝕區(qū)，受構(gòu)造作用較強(qiáng)，溶蝕裂縫極發(fā)育，坡面與巖層走向同向斜交。巖層及結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀均不利于坡體穩(wěn)定，洞口邊坡穩(wěn)定性較差。洞口邊坡主要是殘坡堆積碎石土及強(qiáng)－中風(fēng)化灰?guī)r構(gòu)成，節(jié)理裂縫發(fā)育，貫通性較好，為V 級圍巖。出洞口段左側(cè)拱腳位置揭露灰?guī)r，隧道洞身右側(cè)至部分中巖柱揭露強(qiáng)風(fēng)化泥巖，部分中巖柱及右洞洞身揭露灰?guī)r。洞口地質(zhì)單元不利，巖層產(chǎn)狀不利，在氣候的影響下，易改變其工程性狀，強(qiáng)度降低，影響洞口邊坡及洞身的穩(wěn)定性。成洞條件比較差，洞口仰坡易坍塌。為了確保安全進(jìn)洞及施工安全，應(yīng)及時采用如下措施分部進(jìn)行處理:

(1)封閉山體開裂的裂縫，加強(qiáng)變形洞口的初支，左洞已開裂變形的套拱內(nèi)側(cè)用5 榀型鋼拱架進(jìn)行臨時支撐。型鋼拱架位于原初支拱架同一位置，并在洞口處進(jìn)行設(shè)置成雙拼，拱架底采用水平工字鋼橫向支撐連接，閉合成環(huán)，后用洞碴回填掌子面，確保套拱及洞身安全、穩(wěn)定。

(2)在出口段左右洞之間采用3 排Φ108 抗滑注漿鋼管樁，對山體進(jìn)行加固，抗滑鋼管樁間距2.0 ×2.0 m，呈梅花形布置。鋼花管內(nèi)置3 根φ22 鋼筋，鋼管樁深度為仰拱以下2 m，以此措施控制滑動層滑移造成的偏壓。

(3)在左洞左側(cè)設(shè)置C25混凝土偏壓耳墻。

(4)在左洞ZK155 +970 ～ZK155 +947 段左、右側(cè)壁分別設(shè)置長4.5、8 m 的Φ42 ×4 mm 注漿鋼花管，對左洞山體進(jìn)行注漿加固處理，鋼花管環(huán)向間距1.2 m。

(5)在左洞ZK155 +970 ～ZK155 +947 段的原設(shè)計初支拱架同一位置設(shè)置I20b 型鋼拱架臨時護(hù)拱。在型鋼拱架量測拱腳設(shè)置工字鋼縱向托梁，每榀拱架底部用工子鋼水平橫向支撐閉合成環(huán)。

(6)為保證洞口段結(jié)構(gòu)安全，對二襯鋼筋進(jìn)行加強(qiáng)設(shè)計。

(7)左洞要待明洞施工完成，抗滑擋墻后的反壓土石方施工完成后再進(jìn)行掌子面掘進(jìn)施工。在掘進(jìn)過程中，根據(jù)監(jiān)控量測數(shù)據(jù)若洞內(nèi)圍巖仍無穩(wěn)定趨勢，則繼續(xù)采用第一條的臨時加固措施。

4 結(jié) 論

綜上所述，對于惠興高速公路納窯隧道中存在左線出口偏壓問題的隧道，在特定的地質(zhì)條件下，隧道仰坡巖層表現(xiàn)為順層，對傾角較大的巖層而言，長度為4 m 的砂漿錨桿，由于其形成的孔徑較小，握裹體質(zhì)量也比較差，所提供抗拔力就有限。所以，往往難滿足保證仰坡的穩(wěn)定，仰坡的巖層易沿著這些弱結(jié)構(gòu)面進(jìn)行滑動，仰坡不加處理或者措施不夠，隧道開挖時，邊仰坡易發(fā)生開裂滑坡的現(xiàn)象，就會給仰坡的穩(wěn)定和隧道的施工帶來了不利的影響。惠興高速公路納窯隧道所處的地質(zhì)情況，應(yīng)相應(yīng)的進(jìn)行及時處理，還有施工時應(yīng)注意施工過程中的不穩(wěn)定因素，并采取相應(yīng)的加固來減少惠興高速公路納窯隧道中的不利影響。

［1］袁成剛.高速公路隧道交通安全分析與策略［J］.鐵道勘測與設(shè)計，2013，(3):77－82.

［2］易盛.高速公路隧道淺埋偏壓段施工實例分析［J］.建筑知識:學(xué)術(shù)刊，2013，(10):271－272.

［3］肖欽.隘嶺隧道左線出口端變形原因分析及處理措施［J］.山西建筑，2013，(20):153－154.