某隧道洞口山體滑坡分析及綜合治理

王文龍，王少龍，宋仁亮

（安徽省地勘局第一水文工程地質(zhì)勘查院，蚌埠 233000）

某隧道洞口山體滑坡分析及綜合治理

王文龍，王少龍，宋仁亮

（安徽省地勘局第一水文工程地質(zhì)勘查院，蚌埠 233000）

為達(dá)到該滑坡的綜合治理，對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)工程地質(zhì)勘察、滑坡成因研究和穩(wěn)定性分析。在此基礎(chǔ)上綜合考慮當(dāng)?shù)亟ú膩碓春褪┕け憷ㄟ^治理方案比選，提出抗滑擋墻和抗滑樁相結(jié)合的治理方案。

滑坡；綜合治理；抗滑擋墻；抗滑樁

1 引言

我國山區(qū)較多，并且地質(zhì)條件復(fù)雜，因此，在許多山區(qū)交通建設(shè)中，邊坡穩(wěn)定性問題十分突出。因滑坡災(zāi)害導(dǎo)致周圍建筑物、構(gòu)筑物破壞，以及隧道病害日趨嚴(yán)重，已成為交通領(lǐng)域地質(zhì)災(zāi)害的主要類型之一。本文針對(duì)某隧道洞口山體滑坡展開了詳細(xì)的工程地質(zhì)勘查工作，分析其成因，并提出合理的綜合治理措施。

2 工程概況

某隧道全長200m，其中隧道進(jìn)口處設(shè)5m明洞，隧道范圍K1＋250～K1＋431段處于曲線段上，曲線半徑為600m，K1＋531.463～K1＋580段處于直線段上，縱坡3.036%，采用連拱隧道結(jié)構(gòu)形式，外輪廓凈高7.738m，內(nèi)輪廓凈寬14.864m。此隧道開始施工后，臨近地段，主要是隧道北側(cè)逐漸發(fā)現(xiàn)地面和建筑物墻體裂縫，最后演變?yōu)榛拢怪車用竦慕ㄖ锖蜆?gòu)筑物受到破壞，并且對(duì)在建隧道構(gòu)成威脅。

3 滑坡區(qū)地質(zhì)條件

3.1 地形地貌

工程區(qū)位于漢江南岸低山－丘陵地帶，洞線通過地形最高點(diǎn)海拔320.2m，南端288.50m，北端307.30m，北高南低，為侵蝕剝蝕型低山緩坡地帶（圖1）。

3.2 地層結(jié)構(gòu)

根據(jù)勘探資料，場(chǎng)區(qū)地層均為全風(fēng)化的千枚巖。全風(fēng)化千枚巖Sm1：屬軟質(zhì)巖石，具細(xì)粒鱗片變晶結(jié)構(gòu)，千枚狀構(gòu)造，為泥質(zhì)原巖經(jīng)中級(jí)區(qū)域變質(zhì)而成。上部為灰黃色，下部為青灰色，性軟，用手捏極易成碎末，干鉆可鉆進(jìn)，鎬鍬能直接開挖。根據(jù)物探資料，巖體完整性指數(shù)為0.14，屬極破碎；按堅(jiān)硬程度分類，屬極軟巖；依據(jù)規(guī)范 GB50021－2001表3.2.2－3的劃分，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為最低的Ⅴ級(jí)。本層厚度為15.50～30.0m，其下為強(qiáng)風(fēng)化的千枚巖，本層表面局部地段有1.0～1.5m的粘性土和素填土。

3.3 地下水

據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料及鉆探結(jié)果，鉆探孔內(nèi)未見地下潛水和承壓水位，但在滑動(dòng)面附近或其他局部點(diǎn)位可見基巖裂隙水滲出，水量不大，連續(xù)鉆探提芯時(shí)可以抽干，水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單。

3.4 滑坡體特征

根據(jù)野外調(diào)查，滑坡后壁裂縫最長延伸約139 m，圈定滑坡面積約為4.8×104m2，其法線方向均指向開挖坡腳和隧道中導(dǎo)洞方向，滑面角度13°～46°，滑帶土為破碎的千枚巖碎屑，厚度約10～30cm，多有滲水，滑體厚度約6～15m，屬淺－中層滑坡。

圖1 滑坡治理工程平面布置圖Fig.1 Plane layout of the landslide treatment engineering project

滑坡導(dǎo)致地面張裂縫縫寬2～10cm，滑體錯(cuò)落形成的落距最大約50～60cm，周圍建筑嚴(yán)重開裂受損（圖2、圖3）。

圖2 圍墻開裂Fig.2 Wall cracking of a building

4 滑坡成因及穩(wěn)定性分析

4.1 滑坡成因分析

從滑坡區(qū)地形、地貌特征及鉆探資料綜合分析，勘察區(qū)的地層為極破碎的全風(fēng)化千枚巖，原始自然地形經(jīng)長期地質(zhì)歷史的剝蝕作用而自然休止，為一穩(wěn)定的斜坡。隧道施工時(shí)在南端洞口開挖工作面，形成了一個(gè)高約4.0～13.3m的人工陡坎，使此地段的坡腳失去支撐。同時(shí)現(xiàn)已掘進(jìn)的中導(dǎo)洞，使破碎的巖體受到側(cè)向卸荷作用，改變了原來的應(yīng)力狀態(tài)，破壞了巖體的平衡條件。當(dāng)滑動(dòng)面上的下滑力逐漸接近和達(dá)到抗滑力數(shù)值時(shí)，破碎的巖體即沿開挖的坡腳和中導(dǎo)洞方向往下緩慢滑動(dòng)，加之坡角破壞后長期的連陰雨天氣，加速了滑坡的形成（圖4）。

圖3 地面張裂縫Fig.3 Tensile fissure on the brick floor

4.2 滑坡巖土力學(xué)參數(shù)

本滑坡滑動(dòng)帶巖土為破碎的千枚巖，不能用室內(nèi)試驗(yàn)的方法取得其抗剪強(qiáng)度。為此，將目前緩慢移動(dòng)的滑體視為極限平衡狀態(tài)，采用反分析法，取滑坡穩(wěn)定安全系數(shù)Fst＝1.0，通過1－1′剖面和2－2′剖面進(jìn)行反算，得C＝13kPa，φ＝14°。根據(jù)動(dòng)探N63.5試驗(yàn)數(shù)據(jù)，參照《工程地質(zhì)手冊(cè)》（第四版），滑坡體全風(fēng)化千枚巖的有關(guān)物理力學(xué)指標(biāo)可取如下數(shù)值：重度γ＝25kN/m3，黏聚力C＝5kPa，內(nèi)摩擦角φ＝23°。

4.3 剩余下滑力計(jì)算

圖4 典型斷面圖Fig.4 Typical section

根據(jù)勘察報(bào)告提供的滑面位置、滑帶土飽水強(qiáng)度及暴雨?duì)顟B(tài)時(shí)坡體容重，設(shè)計(jì)選取安全系數(shù)K＝1.25計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如表1所示。

表1 滑坡剩余下滑力計(jì)算統(tǒng)計(jì)表Table 1 Residual thrust calculation of the landslide

4.4 滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)觀察，近期滑坡壁裂縫和后部牽引裂縫還在緩慢發(fā)展，說明當(dāng)前滑體還處在極限平衡狀態(tài)。為此，應(yīng)采取適當(dāng)有效的措施進(jìn)行處理，以保證此區(qū)域內(nèi)的地面穩(wěn)定和居民住房的安全。

5 滑坡治理方案

5.1 方案選取

根據(jù)勘察報(bào)告提供的資料，為不破壞自然環(huán)境，不采用卸載的方法治理，綜合考慮采用支擋法治理。3－3′斷面以西區(qū)域，由于滑面埋深較小，剩余下滑力不大，考慮到當(dāng)?shù)亟ú膩碓春褪┕し奖悴捎弥亓κ娇够瑩鯄χёo(hù)；3－3′斷面以東區(qū)域，滑面埋深和剩余下滑力均較大，設(shè)計(jì)采用抗滑樁支擋。

5.2 抗滑樁支擋

采用人工挖孔鋼筋混凝土灌注樁，樁體長方形，樁身采用C30混凝土澆注。由于坡體地形起伏較大，經(jīng)過對(duì)抗滑樁樁長可行性初步分析，確定采用3種樁型：A型為2.0m 寬、2.5m 高、15m 長；B型為2.5m 寬、3.5m 高、20m 長；C型為2.5m 寬、3.5m高、25m長。抗滑樁斷面圖如圖5所示。

5.3 重力式抗滑擋墻支護(hù)

圖5 A、B、C型抗滑樁斷面圖Fig.5 Residual thrust calculation of the landslide

重力式抗滑擋墻采用座漿法施工，用M10的砂漿砌Mu30片石，墻體外露面用M10砂漿勾縫，墻頂用C30混凝土砌筑帽石。抗滑擋墻高為8m，其中基礎(chǔ)高度1m，擋墻基礎(chǔ)分段開挖，每段長10m，段與段之間應(yīng)設(shè)20mm寬沉降縫，縫中沿內(nèi)、外、頂三方密實(shí)填塞瀝青麻筋，填塞深度不小于150mm；擋墻下墻平臺(tái)處設(shè)一排排水孔，其下2.5m位置設(shè)另一排排水孔，排水孔橫向間距為3m。

6 結(jié)語

通過綜合分析認(rèn)為該隧道洞口山體滑坡屬淺－中層滑坡，全風(fēng)化千枚巖與下伏弱風(fēng)化層接觸面為該滑坡形成提供了條件，人工開挖是主要誘發(fā)因素。由于滑坡滑動(dòng)帶巖土風(fēng)化破碎，采用反分析法獲取巖土物理力學(xué)指標(biāo)，計(jì)算滑坡體剩余下滑力并進(jìn)行滑坡穩(wěn)定性初步評(píng)價(jià)，比室內(nèi)試驗(yàn)方法計(jì)算更為實(shí)際。同時(shí)根據(jù)滑坡勘察資料，結(jié)合滑面埋深及剩余下滑力大小，分別采用重力式抗滑擋墻支護(hù)和抗滑樁支擋兩種方法對(duì)該滑坡進(jìn)行綜合治理。

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STABILITY ANALYSIS AND COMPREHENSIVE TREATMENT OF THE LANDSLIDE AT A TUNNEL ENTRANCE

Wang Wen－long，Wang Sao－long，Song Ren－liang
（No.1Hydrological Engineering Geological Exploration Institute of Bureau of Geology and Mineral Resources of Anhui Province，Bengbu 233000，China）

Based on the detailed engineering geological survey of the landslide，its formation causes and stability are studied to control it comprehensively.A combination of anti－slide pile and anti－slide retaining wall is proposed through the proposal comparison and selection，with building material source and construction convenience considered.

landslide；comprehensive treatment；anti－slide retaining wall；anti－slide pile

P642.22

A

1006－4362（2011）03－0016－04

2011－03－30 改回日期：2011－06－10

王文龍（1976－ ），男，安徽懷寧人，工學(xué)學(xué)士，工程師，長期從事水工環(huán)地質(zhì)專業(yè)技術(shù)和管理工作。