普翁特長隧道進口大型滑坡處治技術

張海兵

(中鐵十六局集團第三工程有限公司，浙江湖州 313000)

1 工程概況

廈門至成都高速公路(貴州境)清鎮至織金段第8合同段楊柳河大橋織金岸橋臺與普翁隧道進口相接，處于楊柳河左岸陡斜坡上。普翁特長隧道左洞長3 019 m，右洞長2 990 m。左右洞進洞均采用37根28 m長管棚超前支護進洞。普翁隧道進口端長184 m范圍地層為碎塊石土、強風化玄武巖、中風化灰巖及斷層破碎帶，碎石土厚4 m～14 m，強風化玄武巖厚15 m～21 m，隧道圍巖無自穩能力，易發生大塌方，圍巖級別為V級。隧道進口位于陡坡之上，自然坡角為35°～50°。

2011年11月底，施工單位組織施工人員進入施工現場，進行前期準備工作。2012年3月8日～2012年3月16日，施工單位先后進行了隧道左幅、右幅邊仰坡開挖支護工作。2012年3月16日～2012年3月26日，進行隧道左、右幅套拱施工。2012年4月21日，隧道上導坑掘進2.90 m后，發現隧道上部坡體發生開裂，裂縫位于坡體上部ZK52+490(YK52+490)至坡體下部ZK52+383(YK52+390)段，隨后處于蠕滑狀態?；氯耙妶D1。

圖1 現場全景

2 自然地理及工程地質條件

1)地形、地貌。場區地處貴州高原西部山區，位于織金縣普翁鄉東南0.50 km 處，橋位附近海拔1 225.70 m ～1 370.80 m，相對高差145.10 m。橋軸線通過段高程1 227.00 m～1 286.70 m，相對高差59.70 m。地貌類型屬構造侵蝕～剝蝕型低中山地貌。

2)水文、氣候。橋位區屬長江流域之烏江水系，地表發育有楊柳河，河水常年期水位高程1 227.30 m，洪水期高程1 229.00 m，30年一遇高大洪水位1 234.00 m。常年流量為Q=2.00 m3/s～8.00 m3/s，最大可達80.00 m3/s。場區地處亞熱帶季風氣候區，冬無嚴寒，夏無酷暑，雨量充沛，據織金縣氣象站1961年～1990年氣象資料，年平均氣溫14.10℃，極端最高氣溫34.00℃(1988年5月6日)，最低氣溫－12.10℃(1977年2月9日)。年平均降雨量1 396.6 mm，多集中在每年的5月～8月間，占全年降雨量的55%～60%，最大日降水量186.1 mm(1983年5月25日);年平均相對濕度 82%;最大風速 17.00 m/s，平均風速 2.30 m/s。

3)地層巖性。場區內地層為上覆第四系殘坡積層(Qel+dl)粉質粘土、碎石土，沖洪積層(Qal+pl)粉質粘土、卵石土，下伏基巖為二疊系上統龍潭組(P2l)泥質粉砂巖夾泥巖、炭質泥巖及煤層，峨眉山玄武巖(P2β)組成?；露纹麦w上下伏基巖為玄武巖。

4)水文地質。a.地下水類型。場區地下水類型為裂隙水、第四系松散土層孔隙水。b.含水巖組。場區覆蓋層裂隙發育，孔隙較大，為較好的含水層;下伏基巖是泥質粉砂巖及玄武巖，中風化層含、透水性差，為相對隔水層，強風化層風化裂隙發育，具有較好的含、透水性。

3 滑坡成因及規模

滑坡段處于ZK52+383～ZK52+490(YK52+390～YK52+490)段，沿線路軸線縱向長約100 m～107 m，橫向寬約120 m～135 m。坡體表層為碎石土，成分為玄武巖，含量60%～70%，稍濕，松散～稍密，為玄武巖長期風化沿坡面碎落堆積而成，現形成自然坡度角35°～50°陡斜坡體。隧道洞口所處山體為20年前的滑坡體且不穩定。由于普翁隧道進口地形條件的限制，各種臨時施工設施及工程材料只能布置在滑體坡面位置。隧道施工，滑坡體擾動是不可避免的，再加上雨水的侵入，在滑動界面處形成一層滑動水膜，大大降低了滑動摩擦系數;同時土體滲入雨水，也將相應地增加容重，減少內摩擦角φ和粘聚力c，導致主動土壓力增加。多因素共同作用下，發生坡體失穩，沿覆蓋層與基巖接觸面發生滑動，形成滑坡，坡體處于蠕滑狀態。截止2012年5月20日，右幅洞頂最大滑移值達到26 cm，右幅管棚向外整體移動6.6 cm，拱頂下沉5.1 cm，施工便道滑移49 cm;左幅下方通村公路向外滑移83 cm，下沉66 cm，通村公路上方原空壓機房處外移46 cm，下沉33 cm。根據既有勘察資料并結合現場實地勘測，該滑坡縱向長70 m，橫向長約150 m，滑坡面積約10 000 m2，滑體主要為表層覆蓋層(碎石土、人工填土)，最大深度達18 m，滑坡體積約80 000 m3，屬推移式大型滑坡。

4 滑坡計算分析

根據滑坡現狀，坡體已發生滑動，根據實際地質資料并進行反算，滑坡體上碎石體物理力學指標:γ=19.0 kN/m3，c=5 kPa，φ=30.5°。采用有限元法對現狀進行二維分析，特征斷面分析結果見圖2，圖3。

通過分析可以看出，施工開挖切角、坡體前沿加載、雨水的侵蝕等改變自然邊坡后，坡體穩定安全系數降低，失去穩定，產生滑動。計算中容易產生滑動的部位基本與現場實際情況相符。

5 處治方案

該處治分兩部分組成:

1)路基部分的滑坡治理方案;2)普翁隧道進口仰坡地表處治及仰拱軟基處治。處治平面圖見圖4。

圖2 K 0+047斷面安全系數：1.0

圖3 K 0+095斷面安全系數：1.08

圖4 滑坡治理平面圖（1∶1 000）

5.1 普翁隧道進口路基滑坡治理方案

根據坡體的破壞程度和巖土情況的差異，本著安全可靠、經濟合理的原則，主要采用擋墻+抗滑樁方案對該滑坡進行治理。

5.1.1 抗滑樁

于路線左幅11號墩往小樁號方向22.5 m位置設置A型樁6根，單根長20 m，截面為2 m×3 m矩形樁，樁間距5 m，共計樁長120 m。于路線右幅10號墩往小樁號方向15 m位置設置B型樁5根，單根長22 m，截面為2 m×3 m矩形樁，樁間距5 m，共計樁長110 m。于兩幅軸線間設置B型抗滑樁2根，單根長22 m，截面為2 m×3 m矩形樁，樁間距5m?？够瑯稑俄旑A留錨索孔，做后備之用。

5.1.2 擋墻

于滑坡前緣楊柳河左岸設置仰斜式重力抗滑擋墻，墻高7 m、墻頂寬2.0m，全長158m，墻身填料采用C20片石混凝土澆筑，共2 800 m3(預留錨索孔)，墻頂按1∶1坡率回填，填料為碎石或卵石。

5.2 隧道仰坡治理方案

根據現場地質、地形情況，仰坡段采用地表注漿加固和錨墩加固坡體相結合的處理方案;仰拱段軟基采用基礎注漿加固的處理方案。

5.2.1 地表注漿加固

在仰坡開挖坡口線外5 m～8 m范圍內采用φ108×6 mm熱軋無縫鋼花管進行地表注漿，鋼管間距1.5 m×1.5 m，呈梅花形布置，以固結坡面松散碎石土。其中，左右洞正洞上方縱向布置5排鋼花管，左右洞之間縱向布置3排。注漿之前，在鋼管內插入3根焊接在一起的φ22鋼筋，注漿完畢后，立即補注水泥漿，直至鋼管內水泥漿密實為止，封堵端頭，以增加鋼管樁剛度。

當隧道埋深小于10 m時，鋼花管尾部2 m為止漿段，地表2 m以下至開挖輪廓線以外50 cm為注漿段;當隧道埋深大于10 m時，隧道拱頂以上10 m至開挖輪廓線以外50 cm為注漿段，拱頂以上10 m至地表為止漿段。注漿段鋼管四周設置φ10 mm注漿孔，孔間距30 cm，呈梅花形布置。地表注漿按固結鋼管周圍有限范圍內土體設計，漿液擴散半徑不小于0.7＆(＆為相鄰兩根鋼管的中心距離)，注漿采用分段注漿。水泥漿水灰比1∶1，注漿壓力0.5 MPa ～1.0 MPa、終壓 2.0 MPa。

5.2.2 錨墩加固

考慮到仰坡土體松動，局部出現裂縫，進行地表注漿加固后，在已臨時加固(噴射混凝土+鋼花管注漿)了的仰坡坡面增設3排錨墩，具體為左右洞之間布置7個，右幅右側坡面布置7個，梅花形布設，間距3 m，以防止仰坡坡面蠕動開裂。

5.2.3 隧道基礎加固

對普翁隧道 ZK52+466～ZK52+473，YK52+450～YK52+470段堆積體地段地基進行注漿固結處理，采用φ42×4 mm熱軋無縫鋼花管(L=4.0 m，間距1 m×1 m，梅花形布置)。注漿鋼花管前段做成尖錐狀，尾部焊接φ6加勁箍，管壁四周鉆φ8 mm注漿孔。注漿漿液采用純水泥漿，注漿壓力0.5 MPa～1.0 MPa。

6 注意事項

1)抗滑樁施工可與隧道仰坡支護同時進行?？够瑯稇止濋_挖，可采用微爆破法施工，嚴禁放大炮。每節開挖深度0.5 m～1.0 m，開挖一節支護一節，須等護壁混凝土具有一定強度后方可開挖下一節，護壁各節縱向鋼筋必須焊接，禁止簡單綁扎。2)在洞口前抗滑樁施作完畢，洞口基礎穩定后，立即施作洞門墻，并回填反壓。待洞口穩定后再進洞開挖，以保證施工安全。在橋臺開挖過程中，必須加強橋臺施工防護和支護，防止隧道基礎失穩，以保證隧道結構和施工安全。3)為了避免橋梁承臺基坑開挖對隧道地基及滑坡體的影響，應適當提高楊柳河大橋左幅10號橋臺承臺標高，減少開挖量。4)坡體中部有鄉村公路通過，施工期間要做好必要的安全防護，確保過往車輛、行人安全。5)待滑坡治理完成后方可進行陡斜坡上橋墩、橋臺施工，施工時應盡量減少隧道下部坡體開挖。

7 結語

施工單位在收到變更設計圖以后，迅速組織施工。僅用兩個月的時間就完成了滑坡治理，治理完成后在仰坡頂、隧道明洞等埋設了多處沉降監測點。經過半年時間的監測，沉降值及速率控制在規范允許的范圍內，隧道洞內初支及二襯穩定。目前該隧道正按既定施工計劃順利實施，證明該方案可行。方案實施的成功，也為同類型隧道施工提供了經驗。

［1］中交第一公路工程局有限公司.公路隧道施工技術規范［M］.北京:人民交通出版社，2011.

［2］胡輝榮，程榮國，秦之富.公路隧道塌方處理方案［J］.公路交通技術，2007(2):35-36.

［3］吳全文.采用管棚法處理特大坍方段的應用技術［J］.西部探礦工程，2003(5):21-22.

［4］何 武，廖玲娟.某隧道邊仰坡開裂滑塌原因分析［J］.西部探礦工程，2009(6):47-48.