明洞結構處理滑坡地段災害分析★

覃 健 黃 杰

(四川交通職業技術學院，四川 成都 611130)

1 項目背景及工程概況

因連續強降雨，2016年6月29日發現川黔線某隧道出口明洞外K119+120處左側高邊坡發生局部溜坍上道；工務部門封鎖線路后，進一步檢查發現，隧頂裁縫巖山體后緣裂縫寬約40 m～50 m，錯臺約30 m，塹頂緩坡地段出現大量裂縫、錯臺，滑體仍在蠕動中，嚴重影響既有線運營安全。

滑坡主軸與線路大里程交角為52°，隧道與K118+890～K118+960下穿滑坡，隧道埋深40 m，初步判定滑面至隧頂約18 m，對隧道洞身結構影響較小。隧道出口段緊鄰滑坡側緣下方，平距約100 m，垂距約80 m，由于滑坡體靠綦江河谷側滑體邊緣開裂、坍塌，坍塌物一旦順坡傾瀉而下，對隧道出口段鐵路運營安全影響極大。

針對川黔線6·28水害，搶險對策為對川黔鐵路趕水南至岔灘段K119+097.17～K119+600段既有路基增建明洞工程。設計明洞全長503 m，采用單耳墻明洞，其襯砌凈空斷面按時速80 km/h單線加寬60 cm，加寬后襯砌內凈空為677 cm(高)×586 cm(寬)，拱部襯砌厚度75 cm，靠山側直邊墻厚度100 cm。明洞外側墻基以下設置樁基，樁基尺寸為200 cm(高)×75 cm(寬)，縱向中心間距500 cm。洞頂回填土厚度為200 cm，回填坡度1∶10，允許塌落體堆積坡度1∶5，明洞一端接隧道出口另一端設置明洞門。

2 測試目的及內容

針對增加的明洞結構，為了解滑坡體對明洞結構受力的影響情況，掌握結構長期受力狀況。考慮川黔線已開通運營，開展常規人力監測已不現實(人員安全無法保證、監測實時性無法滿足)，采用現場埋設測點，遠程數據采集的測試方式，實時掌握結構受力情況，同時能為異常特殊狀況提供可靠及時的測試技術資料，供決策參考。

測試內容包括明洞結構受力(鋼筋應力、混凝土應力)、圍巖壓力等監測項目，測點埋設完成后采用遠程傳輸，實現長期自動監測及預警。

3 測試斷面及元器件布置

項目斷面根據設計內容，分別在明洞Ⅰ型襯砌段(K119+097～K119+137)、明洞Ⅱ型襯砌段(K119+137～K119+250)、明洞Ⅲ型襯砌段(K119+250～K119+600)布設受力測試斷面，同時避開外墻不封閉側洞、下錨段及涵洞位置，斷面布置如表1所示，總計4個斷面。

表1 新增明洞結構受力測試斷面表

單個測試斷面元器件布置如圖1，表2所示，結構內力分別布置在拱頂、左右邊墻的內外側，圍巖壓力布置在靠山側起拱線、拱頂、墻腳位置，主要測試靠山側圍巖對明洞結構的作用外力。其中K119+110斷面靠山側原來存在擋墻，因此墻腳圍巖壓力盡量靠下布置，壓力盒與巖土接觸，不予擋墻接觸；K119+320基礎圍巖較好，墻腳壓力盒調整至邊墻中部位置；K119+450斷面內側圍巖為巨厚層～厚層砂巖，墻腳部位不設置土壓力盒。

表2 斷面元器件配置表

4 測試結果

截止到2018年6月中旬，除K119+200,K119+320和K119+450斷面有部分測點損壞外，其余斷面均完好。測點損壞情況如表3所示，共計8個測點，測點損壞率為10.9%。

表3 測點損壞情況匯總表

斷面測點損壞情況數量損壞時間K119+110無0—K119+200左墻腳壓力測點12017.3K119+320左邊墻內、左邊墻外及拱頂外鋼筋測點,左邊墻外混凝土測點,左邊墻及左拱腳圍巖壓力測點62016.8施工期K119+450左邊墻內側鋼筋測點12018.4

所有斷面測試結果如表4～表6所示。

表4 鋼筋應力測試結果 MPa

表5 混凝土應力測試結果 MPa

5 測試結果分析

根據目前斷面測試結果分析可知：

1)截止到2018年6月中旬，結構整體受力很小，鋼筋受力最大值為87.88 MPa(見表4)，混凝土應力最大值為6.09 MPa(見表5)，土壓力最大值為26.47 kPa(見表6)。根據設計參數，鋼筋設計強度值為360 MPa，混凝土強度標準值為抗壓25.75 MPa，土壓力設計值為115 kPa，結構受力遠小于設計值，結構安全儲備很高。

表6 圍巖壓力測試結果 kPa

2)另外通過時程分析可知，在明洞結構覆土完成后，結構內力隨著施工荷載的減少及土體的固結，結構受力逐步趨于穩定，基本上在9月中旬以后處于穩定狀態，其中鋼筋受力表現最為穩定，混凝土應力有小幅波動跡象，圍巖壓力受外部土體、雨季排水以及列車振動等因素影響，波動較為明顯，但整體規律不受影響。

3)結構在覆土荷載作用下，兩側邊墻鋼筋表現為外側受拉內側受壓，表明結構受到偏壓作用，與實際情況相符，混凝土應力因受測試方法的限制(與鋼筋綁扎在一塊)，存在同鋼筋的一定協同變形，因此在局部鋼筋受拉時，混凝土應力也表現為拉應力，該部位混凝土應力值作為參考。

4)結構的長期安全性，目前來看，結構安全性不存在問題，且結構受力穩定無明顯增長趨勢，因此以目前趨勢判斷結構長期安全性具有保障。