高鐵隧道洞口淺埋段淺層蠕動滑坡體綜合治理技術

豐逍野，孫曉強，吳啟

（中交第二航務工程局有限公司，湖北 武漢 430012）

高鐵隧道洞口淺埋段淺層蠕動滑坡體綜合治理技術

豐逍野，孫曉強，吳啟

（中交第二航務工程局有限公司，湖北 武漢 430012）

高鐵隧道洞口淺埋段出現淺層蠕動滑坡體，致使隧道無法正常進洞施工，對后期運營安全造成隱患。通過分析滑坡體產生原因，對滑坡體穩定性進行受力推演，制定了先回填反壓、再施做抗滑樁支擋、輔以封閉裂縫和截排水的滑坡體綜合治理技術。通過系列舉措最終實現了滑坡體的穩定治理，保障了隧道施工及運營的安全。

隧道；淺埋；滑坡體；綜合治理

1 工程概況

成貴鐵路手爬巖隧道位于四川省宜賓市翠屏區思坡鄉境內，屬于川南紅層丘陵地貌。隧道全長1 685 m，為雙線隧道，2%坡度下坡。隧道出口段位于山坡緩坡地段，自然坡度30°～50°，出口段最大埋深約30 m，上覆第四系全新統崩坡積塊石土，坡殘積粉質黏土，表土及風化層厚約10～22 m，洞身基本位于強～全風化砂巖夾泥巖地層。宜賓市氣候多雨，大氣降水導致隧道出口洞口段范圍內地表水富集，基巖裂隙水主要分布于基巖及強風化裂隙中，受孔隙水及大氣水補給，向低洼處排泄。隧區所有的地質鉆孔中均有穩定的地下水位，水位埋深1～8 m，且水位隨季節變化，隧道洞口明暗交界段有明顯地下滲水。

2 滑坡發現過程及發展

該隧道出口設計為125 m明洞，施工過程對明洞段仰拱以上土體進行了開挖至明暗交界處，在施做暗洞導向墻及邊仰坡臨時支護過程中，發現暗洞左側坡頂約110 m范圍內的厚層坡積土層后緣出現拉張裂隙，前緣見鼓張裂隙，滑動跡象明顯。坡體出現多處10～30 m長的縱向裂縫，裂縫可探測深度最大達到72 cm，縫寬17 cm，暗洞邊仰坡臨時噴錨支護多處開裂并有泥水持續滲出。

現場立即停止施工，并在地表多處埋設觀測點進行觀測，持續觀察一周后，裂縫及地表土體無較大變化。在明洞段仰拱開挖過程中，地表土體產生了滑動，坡頂裂縫繼續下沉，最大裂縫縫寬已擴至20 cm，最大錯臺已達43 cm。同時，暗洞導向墻右側拱腰混凝土出現5～10 mm裂縫，掌子面土體有10 cm斷層，這幾處裂縫與斷層方向基本一致，導向墻頂部向線路大里程方向累計偏移達26 cm。

經現場初步分析，滑坡體因施工明洞開挖擾動，導致左側上方山體沿滑坡軸線方向蠕動下滑，如果不對滑坡體進行力學分析、徹底治理，后續施工將存在較大安全隱患。

3 滑坡體穩定性分析

3.1 滑坡概念

滑坡是指斜坡上的土體或者巖體，受河流沖刷、地下水活動、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影響，在重力作用下，沿著一定的軟弱面或者軟弱帶，整體地或者分散地順坡向下滑動的自然現象[1]。滑坡的機制是某一滑移面上剪應力超過了該面的抗剪強度所致。

3.2 現狀調查

根據對附近村民調查得知，1992年隧道出口所在山體范圍曾發生大面積山體滑坡，隧道出口洞口段地表主要覆蓋塊石土及殘積粉質黏土，屬于滑坡遺留的松散堆積體。隧道出口DK129+ 680—710段暗洞拱頂部分位于土層中，下部為泥巖夾砂巖，泥巖比例較高，地下水較發育，且DK129+695左側坡面土石界面處有地下水滲出。因斜坡下方明洞開挖擾動，滲水點上部土體出現滑動，前緣最大滑動距離約2 m，引起其后部地表開裂，地表水進一步下滲，富集于土石界面處，致其軟化，后部坡面土石堆積體蠕動變形，加之該地區處于地震活躍區，由于工程施工、地震等誘發因素的綜合影響，洞頂土體失衡沿線路方向錯動，引起牽引式滑坡[1]，從而造成滑坡沿軸線方向蠕動發展。

3.3 穩定性分析

隧道設計單位采用半精確條分法對滑坡體受力進行分析，滑坡條塊劃分及受力分析見圖1，滑坡條塊劃分及地下水壓力分析見圖2。經分析計算，認為該滑坡體存在繼續下滑的趨勢，必須立即停止施工，對滑坡體進行綜合治理。

圖1 滑坡條塊劃分及受力分析Fig.1 Slicing of landslide and force analysis

圖2 滑坡條塊劃分及地下水壓力分析Fig.2 Slicing of landslide and groundw ater pressure analysis

圖中：Ei為第i條塊水平推力，kN；Xi為第i條塊垂直推力，kN；Wi為第i條塊滑體重力，kN；Qi為第i條塊地表垂直荷載，kN；Pdi為第i條塊所受的水平地震荷載。kN；Pti為第i條塊所受的人工抗滑力，kN；αi為第i條塊滑面的傾角，（°）；βi為第i條塊所受的人工抗滑力的傾角，（°）；Uti為第i條塊側面水壓力，kN；Ui為第i條塊滑動面的揚壓力，kN；Ti為第i條塊滑體切向力，kN；Ni為第i條塊滑動面的法向力，kN；Li為第i條塊滑動面長度，m。

4 滑坡體綜合治理

滑坡體綜合治理的方法是在滑坡體的主滑方向上用灌注樁進行預防支擋，同時對山體裂縫進行封閉并設置截水溝、排水溝隔阻地表水對地下水的補充，對深層地下水設置滲溝進行引流，以防止水在土石分層滑動面上的浸泡而導致抗剪強度大幅度下降引起的滑動。滑坡體滑動面軸線及綜合治理平面布置圖見圖3。

圖3 滑坡體滑動面軸線及綜合治理平面圖Fig.3 Landslide slip surface axis and com p rehensive treatmentp lan

4.1 回填反壓及削坡減重

為防止滑坡體繼續下滑造成進一步破壞，對隧道暗洞左側的滑坡堆積土進行挖除，減小坡體偏壓。同時進行回填反壓，從明暗交界處沿隧道正線大里程方向20 m范圍內采用沙袋堆碼進行回填反壓，見圖4。

圖4 削坡減重和回填反壓示意圖Fig.4 Cutting slope weight loss and backfilling back pressure

4.2 封閉裂縫

全面排查滑坡體范圍內所有裂隙，并采用黏土夯填裂縫，再用砂漿封閉，隔斷地表水滲入。

4.3 增設抗滑樁

4.3.1 抗滑樁的作用

抗滑樁是借助樁與周圍巖土共同作用，用以抵抗滑坡體推力的結構，在滑坡體上挖孔設抗滑樁，不會受施工影響破壞其整體穩定，具有抗滑力強、樁位靈活、施工簡便安全等優點，是整治滑坡比較有效的措施。作用于抗滑樁上的力系主要有兩大部分：作用于樁上部的滑坡推力和樁周地層對樁的反力。設計荷載取滑坡推力和土壓力荷載效應的大值，對抗滑樁的受力分析進行計算，結果見表1[2]，抗滑樁受力示意圖見圖5。4.3.2 抗滑樁布置與施工

表1 各斷面滑坡推力演算結果表Table 1 The landslide th rust calculation results of each section kN

圖5 抗滑樁受力示意圖Fig.5 The stress diagram of the an ti-slide p ile

根據分析計算，在潛在滑坡體主滑方向設置10根抗滑樁消除下滑趨勢，平行于正線線路方向設置10根抗滑樁確保隧道暗洞洞身開挖不受滑動影響，抗滑樁平面布置圖見圖3。抗滑樁采用鋼筋混凝土結構，矩形截面，Z1～Z10樁（Z代表主滑方向）截面尺寸1.5 m×2.5 m及1.75 m×2.75 m兩種，樁間距6 m，樁長16～25 m；P1～P10樁（P代表平行線路方向）截面尺寸2 m×3 m，樁間距5 m，樁長22 m～28 m。抗滑樁施工采用人工挖孔，隔孔開挖，堅硬巖層采用淺眼爆破。施工過程在鎖口、護壁上埋設測量觀測標，定期進行觀測，以提前預判因滑坡造成挖孔過程中的安全隱患。

4.4 綜合排水措施

根據綜合排水原則[3-6]，區內水盡快匯集、排出；區外水應攔截、旁引。現場采用了地表排水和地下排水的綜合排水措施。1）地表排水措施：在潛在滑坡體外沿設置1條截水溝用來截排來自滑坡體外的坡面徑流；在已滑坡體裂縫上沿設置1條排水明溝用以匯集坡面徑流引導出滑坡體外。截水溝和排水溝均采用鋼筋混凝土梯形溝，并引入滑坡體外地方水系。2）地下排水措施：在隧道出口導向墻上方約20 m處設置1條管式滲溝降低地下水位和攔截地下水。

4.5 治理效果

對潛在滑坡體進行綜合治理后，經過持續7 d的監測觀察，隧道暗洞導向墻無明顯變化，開挖隧道暗洞洞身位移沉降數據無明顯變化，潛在滑坡體處于穩定狀態。隧道后續施工中，將持續不間斷監測觀察，為治理效果獲取更有說服力的數據證明。

5 結語

通過對隧道洞口淺埋段山體滑坡的發生原因分析，結合滑坡體穩定性計算，以抗滑樁進行預防支擋，以綜合排水提高滑坡體土層自身穩定性。歸納起來，綜合治理的方針為“強支護、嚴防水”，實現了滑坡體的徹底治理，保證了隧道的施工安全質量，為類似工程施工提供參考幫助。

[1]鐘東雄.牽引式滑坡處治技術探討[J].交通標準化，2009（23）：81-84. ZHONG Dong-xiong.Pull-type landslide treatment technology[J]. Transport Standardization,2009(23):81-84.

[2]王德軍.成貴鐵路手爬巖隧道變更設計圖[R].成都：中國中鐵二院工程集團有限公司，2015. WANG De-jun.The changed design of Shoupayan tunnel as the new railway Chengdu to Guiyang[R].Chengdu:China Railway Eryuan Engineering Group Co.,Ltd.,2015.

[3]王鴻.綜合排水治理公路滑坡[J].路基工程，2006（2）：119-120. WANG Hong.Treatment landslide on highway with comprehensive drianage[J].Subgrade Engineering,2006(2):119-120.

[4] 崔宗培.中國水利百科全書[M].2版.北京：中國水利水電出版社，2006. CUI Zong-pei.The encyclopedia of China water conservancy[M]. 2nd ed.Beijing:China Water Power Press,2006.

[5]Q/CR 9604—2015，高速鐵路隧道工程施工技術規程[S]. Q/CR 9604—2015,Technical specification for construction ofhigh speed railway tunnelengineering[S].

[6]TZ 331—2009，鐵路隧道防排水施工技術指南[S]. TZ 331—2009,Construction code for waterproffing and drainage of railway tunnel[S].

國內首艘深層攪拌船下水

10月19日，國內首艘重型雙處理機深層攪拌船在中交天津博邁科造船基地下水。該船建成后將開赴香港，服務香港機場海上項目建設。

這艘攪拌船全長74 m、寬32 m，是由中交疏浚與中交天和自主研發設計的國內首艘深層攪拌船，集深層土體切削攪拌、水泥漿精準注入、智能化施工管理等多項技術于一體，在國際上首次采用了重型雙處理機設置，多項技術打破國外壟斷，代表了國內同類船舶最先進的制造水平，最大處理深度可達水下53 m。

中交疏浚投資建造了兩艘相同款型的船舶，第二艘深層攪拌船正在建造中。

（摘自《交通建設報》）

Com prehensive treatment technology of shallow creep landslides at shallow-buried portal section of high-speed railway

FENG Xiao-ye,SUN Xiao-qiang,WU Qi
（CCCC Second Harbor Engineering Co.,Ltd.,Wuhan,Hubei430012,China）

The shallow creep landslide appears at shallow-buried portal section of high-speed railway,results in the tunnel cannot be normal into the tunnel construction,and can cause hidden danger to the later operating security.We analyzed the causes of the landslide and made the thrustcalculation for the stability of landslide.The comprehensive treatmentof landslide is established,which is first back filled with back pressure,and then making braced structures of anti-slide pile,and closing fractures and building intercepting drain.Through a series of measures to achieve the stability of the landslide,and ensure construction and operate security of tunnels.

tunnel;shallow-buried;landslide;comprehensive treatment

U418.55

B

2095-7874（2016）11-0064-04

10.7640/zggw js201611015

2016-06-05

2016-08-23

豐逍野（1985— ），男，湖北省黃岡市人，工程師，土木工程專業。E-mail：379636615@qq.com