淺談公路隧道洞口邊仰坡坍塌處治

王俊媛

(朔州高速公路有限公司，山西 大同 037600)

淺談公路隧道洞口邊仰坡坍塌處治

王俊媛

(朔州高速公路有限公司，山西 大同 037600)

隧道洞口一般都是穿過山體表層，而山體表層多由風(fēng)化嚴(yán)重巖石組成，整體性穩(wěn)定性較差而洞口開挖又破壞了原山體坡面的平衡狀態(tài)，極易造成邊、仰坡失穩(wěn)從而導(dǎo)致滑坡。本文即是闡述實際發(fā)生的洞口滑塌的成功處置案例，在洞口地質(zhì)條件較差，邊坡穩(wěn)定困難時，特別是出現(xiàn)邊坡不穩(wěn)坍塌時，采用接長明洞的方法進(jìn)行洞口邊仰坡坍塌處置。

隧道洞口；坍塌；處置；方法

1 工程背景

霍州至永和關(guān)高速公路東段為四車道高速公路、設(shè)計時速為80 km/h，路基寬度采用的24.5 m，設(shè)計汽車荷載等級為公路-Ⅰ級。隧道橫斷面按《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTG B01-2003)和《公路隧道設(shè)計規(guī)范》(JTG D70-2004)設(shè)計,組成為：(0.75+0.5+3.75×2+0.75+0.75)m，建筑限界采用單洞凈寬10.25 m，凈高5.0 m，設(shè)雙側(cè)檢修道。

根據(jù)隧道進(jìn)出口地形和工程地質(zhì)條件，結(jié)合開挖邊仰坡的穩(wěn)定性及洞口防排水需要，本著“早進(jìn)晚出”的原則確定隧道洞門位置，仰坡開挖高度一般小于5 m，洞門形式主要考慮使用功能和盡可能節(jié)省投資，同時也考慮結(jié)合地形的整體美化效果和司機(jī)行駛的舒適度，洞門型式采用削竹式。其中隧道左線出口洞口原設(shè)計樁號為ZK15+865，隧道右線出口洞口原設(shè)計樁號為K15+831。

2011年5月27日，隧道出口左線左側(cè)山坡，由于雨量較大，山坡刷坡后雨水沖刷坡腳，左側(cè)山坡坡腳產(chǎn)生滑移，導(dǎo)致整個坡面產(chǎn)生滑塌，山體上產(chǎn)生縱向裂縫。2011年10月13日，隧道出口右線左側(cè)山坡體，坡腳滑塌，坡頂上產(chǎn)生縱向裂縫。

2 滑坡分析

設(shè)計文件揭示隧道出口洞口地質(zhì)情況：地表有薄層第四系上更新統(tǒng)馬蘭組黃土(Q3m)、第四系中更新統(tǒng)離石組粉質(zhì)粘土(Q2l)，下覆基巖為：二疊系下統(tǒng)下石盒子組(P1x)強(qiáng)風(fēng)化泥巖、砂巖，洞身圍巖主要為二疊系下統(tǒng)山西組(P1s)強(qiáng)風(fēng)化砂巖。基巖節(jié)理裂隙發(fā)育，結(jié)構(gòu)面發(fā)育，巖體破碎，結(jié)合力差，自穩(wěn)能力弱，開挖過程易造成滑塌或塌方冒頂，洞內(nèi)需進(jìn)行超前支護(hù)工作，洞口需進(jìn)行加固防護(hù)工作，并處理好地表防排水措施，整體評價出口段邊坡穩(wěn)定性差。

設(shè)計文件同時還指出：隧道出口部位開采痕跡較明顯，但開采規(guī)模較小，為附近村民從兩側(cè)山谷溝底向山體內(nèi)部手工私挖濫采造成，且已于近期回填關(guān)閉；隧道兩側(cè)溝底由于開采洞口距隧道軸線較遠(yuǎn)，開采方式落后，因此開采范圍較小，空洞體積十分有限，對隧道影響不明顯。

根據(jù)地質(zhì)勘察情況設(shè)計單位對隧道出口采用超前長管棚支護(hù)，管棚鋼管均采用Φ108×6 mm熱軋無縫鋼管，環(huán)向間距40 cm。

洞口施工采用明挖法施工，在洞口開挖前施做洞頂截水溝，防止地表水滲入開挖面影響明洞邊坡和成洞面的穩(wěn)定；在進(jìn)行開挖的過程中，邊坡防護(hù)和邊坡開挖同時進(jìn)行，該洞口兩側(cè)邊坡及仰坡均采用1∶0.75坡率，掛網(wǎng)噴錨防護(hù)。防護(hù)參數(shù)為：φ6鋼筋網(wǎng)間距25×25 cm,φ22 mm藥卷錨桿間距1.5 m×1.5 m，梅花型布置，長3.0 m。明洞襯砌完成后及時進(jìn)行碎石土對稱回填，并回填夯實，要求回填至明洞頂部以上2.4 m高，并覆蓋50 cm厚粘土隔水層和20 cm種植土，在種植土上進(jìn)行植草防護(hù)。

施工單位嚴(yán)格按照設(shè)計文件進(jìn)行施工，但是由于邊仰坡巖土多為強(qiáng)風(fēng)化泥巖、砂巖且節(jié)理類型發(fā)育，開挖后即進(jìn)行噴錨防護(hù)，暫時穩(wěn)定住邊仰坡。但因隧道開挖施工爆破和附近涵洞基底、路基強(qiáng)夯導(dǎo)致局部噴錨防護(hù)局部開裂，又逢雨季滲水，5月27日隧道左線左側(cè)邊坡形成局部坍塌。施工單位根據(jù)現(xiàn)場實際情況將該處邊坡表面坍塌體及時清理，在穩(wěn)定巖體處采用之前的噴錨支護(hù)進(jìn)行封閉。處理完成后坡面趨于穩(wěn)定。10月13日隧道出口右線左側(cè)山坡體，坡腳滑塌，坡頂上產(chǎn)生縱向裂縫，隧道頂部出現(xiàn)裂縫，嚴(yán)重影響到隧道的安全。

3 治理方案

針對隧道右線出口左側(cè)山坡的滑塌，設(shè)計院有關(guān)技術(shù)人員和業(yè)主單位、施工單位和監(jiān)理部門共同到現(xiàn)場查看，同時結(jié)合出口左線左側(cè)山體情況，并根據(jù)地形地質(zhì)情況提出以下處治方案：

(1)把原設(shè)計的削竹式洞門改為端墻式洞門，左右線洞門放在同一斷面上。

(2)右線原洞門出口樁號改為K15+850，明洞延長19 m，左線出口洞門樁號改為K15+862，明洞縮短3 m，使左右洞的端墻連接在一起共同受力。

(3)左線左側(cè)山坡在設(shè)置端墻式洞門之后，順接路基邊坡，并設(shè)置截水溝與路基排水綜合考慮，使隧道范圍邊仰坡排水與路基排水成為一個整體，將雨水及時排走。

(4)右線設(shè)置明洞之后，把原山體滑塌面用漿砌片石砌筑，并把洞頂回填，使山體增加抗力，為使洞門處的端墻、明洞整體受力，要及時施工，保證質(zhì)量。

(5)同時對隧道出口左線左側(cè)山體邊坡加強(qiáng)巡查，發(fā)現(xiàn)噴護(hù)防護(hù)裂縫要及時修復(fù)，防止雨水滲入，同時對洞頂已有的裂縫用灰土及時封閉。

4 施工注意事項

(1)由于右洞出口的削竹式洞門已施工完畢，接長時首先對該段局部鑿除成臺階狀，要求把原鋼筋鑿出、整直，并進(jìn)行焊接接長，要求鑿除面整齊，鋼筋焊接牢固，并把該段設(shè)為一個現(xiàn)澆段，做好施工沉降縫。

(2)端墻式洞門長度較長，施工時應(yīng)根據(jù)開挖和地質(zhì)情況留下變形縫，變形縫的設(shè)置應(yīng)考慮端墻外側(cè)的美觀大方，可把變形縫在內(nèi)測留大點外側(cè)為暗縫；由于墻體面積大，可以根據(jù)地形情況，設(shè)置美觀大方的標(biāo)志性景觀，業(yè)主單位可根據(jù)全線的規(guī)劃請專業(yè)設(shè)計人員進(jìn)行景觀裝飾設(shè)計。

(3)端墻式洞門后面，要與開挖山體很好的融為一體，使之整體協(xié)調(diào)、堅固、不滲漏水，要采取有效的措施，注意以下幾點：

對明洞端墻與山體之間的空隙，用M7.5漿砌片石砌筑成一個整體，施工之前要做好防水板的鋪設(shè)，并做好縱橫向排水管道，防止?jié)B漏水而導(dǎo)致砌體破壞。

洞頂上的回填料，應(yīng)優(yōu)先選用砂礫土，也可用開挖石渣，但要防止把防水板刺破，填料要求對稱施工，每層厚度不大于30 cm，用小型夯實機(jī)械進(jìn)行夯實，其壓實度達(dá)到85%以上。

回填料頂面應(yīng)設(shè)50 cm厚度的粘土防水層，為增加防滲效果摻入6%的石灰，要求平整密實，并按設(shè)計要求做成一定的坡度。防水層上綠化時，應(yīng)填種植土。

(4)明洞上回填后，應(yīng)根據(jù)地形設(shè)置截排水溝和急流槽，要求水流暢通，并與隧道洞口整體排水融為一體，將隧道頂山體匯水和坡面排水及時有效排走。

(5)進(jìn)出口洞門要按設(shè)計做好聯(lián)絡(luò)通道和隧道出水的保溫設(shè)施，使之水流暢通。原洞頂及周邊由于施工出現(xiàn)的裂縫要進(jìn)行回填夯實，可用二八灰土，應(yīng)高出地面30 cm以上。

(6)施工中應(yīng)根據(jù)具體情況，各部尺寸可做適當(dāng)調(diào)整。

5 結(jié) 語

按照上述隧道口塌方治理方案施工完成后，該隧道所屬高速公路已經(jīng)建成通車三年有余。隧道口及邊仰坡未曾發(fā)現(xiàn)新生病害說明治理方案合理可行。

通過該治理方案總結(jié)得出以下幾點：

(1)洞口的安全是整個隧道的基礎(chǔ)，因此洞口的設(shè)計、施工要做到“絕對牢固”。

(2)洞口邊仰坡的穩(wěn)定關(guān)系到洞口的結(jié)構(gòu)安全，邊仰坡的防護(hù)、排水雖說不是隧道的主體結(jié)構(gòu)，但是他們和洞門是一個整體，一但邊仰坡出現(xiàn)問題，洞門及洞體都將受到影響，因此我們要重視洞口的邊仰坡設(shè)計、施工。

(3)洞口地質(zhì)條件較差，邊坡穩(wěn)定困難時，特別是出現(xiàn)邊坡不穩(wěn)坍塌時，常采用接長明洞的方法進(jìn)行洞口邊仰坡坍塌處置。明洞結(jié)構(gòu)(特別是端墻式洞門)對邊、仰坡起到支擋作用，可保持邊、仰坡的穩(wěn)定。

(4)隧道洞口段一般處于受地表水侵蝕嚴(yán)重、風(fēng)化嚴(yán)重的斜坡面上，加上在洞口段隧道埋深往往較淺，結(jié)構(gòu)上部巖土體難以形成承載拱，所以洞口仰坡地表坡面容易受拉開裂，若地表水順裂縫侵入，其穩(wěn)定性就很難得到保證。因此洞口邊仰坡排水對隧道口的穩(wěn)定至關(guān)重要。

(5)對隧道病害要做到早發(fā)現(xiàn)、早根治才能避免更嚴(yán)重的次生災(zāi)害的發(fā)生。

[1] 劉小兵,彭立敏,王薇. 隧道洞口邊仰坡的平衡穩(wěn)定分析.

[2] 《中國公路學(xué)報》,2001,14(4):80-84.

U456

C

1008-3383(2017)09-0164-02

2017-03-15

王俊媛(1974-)，女，山西大同人，工程師，研究方向：道路與橋梁。