大港頭隧道進洞口塌方原因及治理措施分析

馬金偉

(陜西省建筑職工大學(xué)，陜西西安 710068)

大港頭隧道進洞口塌方原因及治理措施分析

馬金偉

(陜西省建筑職工大學(xué)，陜西西安 710068)

以大港頭隧道進洞口塌方治理工程為背景，通過分析塌方原因和塌方體穩(wěn)定性，從改變洞門樁號、加固明洞基礎(chǔ)、加固樁基和改變開挖方向等方面，闡述了洞口塌方的治理措施，為相關(guān)工程提供借鑒。

隧道，塌方體，明洞基礎(chǔ)加固，樁基蓋梁

1 工程概況

在隧道建設(shè)中，塌方［1-5］是一種常見的危害，一旦塌方發(fā)生，會造成工期延誤、工程費用大幅度提高、危及施工、技術(shù)人員的生命安全以及造成工程質(zhì)量隱患等危害［6］，甚至導(dǎo)致隧道無法正常使用。所以對塌方的研究也是工程研究的重點，而隧道塌方最易出現(xiàn)在洞口段，因此對隧道洞口段的塌方治理研究工作也成為了焦點。本文以大港頭隧道進洞口塌方治理工程為背景，綜合地質(zhì)條件，對洞口塌方原因進行了分析，并介紹了大港頭隧道進洞口塌方治理方案，成果以供相關(guān)工程借鑒。

麗(水)龍(泉)高速公路工程蓮都段第4合同大港頭隧道進洞口端為Ⅵ級圍巖，左洞仰坡進行開挖、錨噴支護后，于5月下旬仰坡頂及左側(cè)邊坡出現(xiàn)裂縫，至6月初因連日暴雨［7］，導(dǎo)致左洞仰坡及左側(cè)邊坡出現(xiàn)滑塌，下部左洞護拱管棚皆被破壞，中隔墻K19+768處出現(xiàn)豎向張開裂縫，中導(dǎo)洞頂部塌至K19+770.4，右洞護拱拱圈左側(cè)出現(xiàn)裂縫，右洞仰坡中下部見細小裂縫(如圖1所示)。目前已對滑塌體進行封閉裂縫，進行地表水疏導(dǎo)，并采取鋼管注漿加固處理措施。

圖1 隧道洞口塌方

該段屬侵蝕剝蝕低山丘陵區(qū)(Ⅱ)，隧道軸線通過處最高海拔約149 m，最大相對高差約78 m。山體走向呈近南北向。進洞口端地形坡度35°～42°，坡面植被較發(fā)育。

2 隧道洞口滑塌體特征及原因分析

2.1 滑塌體特征

滑塌體位于左洞范圍，上部向左洞左側(cè)延伸，里程樁號K19+ 800，下部寬約30 m，上部寬約8 m，呈三角形、楔形，右側(cè)滑塌面產(chǎn)狀為122°∠83°，近直立，下部塌至進洞口前平臺，上部后緣標(biāo)高125.4 m，錯臺高2 m～3 m，邊部地裂縫已貫通，裂縫寬3 cm～10 cm不等，錯臺上部因植被覆蓋尚未發(fā)現(xiàn)明顯裂縫，中下部向右洞仰坡方向出現(xiàn)細小裂縫，滑塌體厚約3 m～5 m，體積約1 350 m3，在地表水下滲影響后滑塌面有向上、向下深部發(fā)展趨勢，同時也影響右洞仰坡地質(zhì)穩(wěn)定性。

2.2 滑塌體穩(wěn)定性分析

滑塌體處于斷裂帶及其下盤位置，地貌上處于陡坡位置，該處次生石英巖節(jié)理發(fā)育，局部夾泥，結(jié)構(gòu)松散。淺部有擾動現(xiàn)象，呈現(xiàn)崩坡積成因的特點。

滑塌體主要由斷裂次生石英巖及崩坡積塊碎石組成厚約3 m～5 m，長約50 m，上寬約8 m，下寬約30 m，主滑塌方向約120°(麗水方向)，后緣標(biāo)高125.4 m，前緣86.4 m，滑面傾角40°，由于進洞口端有寬約10 m平臺，因此滑塌體至平臺后現(xiàn)狀處于暫時穩(wěn)定狀態(tài)。

隨著時間的推移，滑塌體上部地層在地表水下滲影響和重力作用下，產(chǎn)生再次滑塌的可能性較大，并且向深部及右側(cè)延伸，導(dǎo)致產(chǎn)生新的滑塌體，其穩(wěn)定性主要受氣候條件影響而變化。

2.3 滑塌體成因

1)構(gòu)造影響。

進洞口處于地層斷裂帶，產(chǎn)狀350°∠47°～52°，該斷裂為余姚—麗水深斷裂的一部分，帶內(nèi)巖石擠壓破碎，上下盤巖石風(fēng)化強烈，次生石英巖化發(fā)育，隧道軸線與斷裂夾角較小，右洞大部分遇及次生石英巖脈，巖石致密堅硬。上部形成陡崖，下部多見崩塌體，為崩坡積成因的塊、碎石土，厚5 m～14 m，為左右洞進洞及仰坡主要圍巖成分。圍巖結(jié)構(gòu)松散，完整性差。

2)氣象水文影響。

隧道仰坡開挖后，在斷裂帶的側(cè)導(dǎo)坑施工開挖期間，正值南方梅雨季節(jié)，雨水多，雨量充沛，地表水從左側(cè)崩坡積體下滲，加上中下部仰坡坡面封閉，使上部崩坡積體呈現(xiàn)飽和狀態(tài)，左側(cè)仰坡裂縫未及時封閉，使地表水快速進入地層內(nèi)部，連日暴雨，在雨水和重力的作用下導(dǎo)致仰坡松散體出現(xiàn)滑塌。

由以上分析可知，進洞口處于構(gòu)造破碎帶中，是導(dǎo)致洞口滑塌的內(nèi)因，暴雨是導(dǎo)致滑塌的外因。

3 塌方處置措施

滑塌體位于大港頭隧道左洞左上方，地形較陡峭，工程地質(zhì)條件復(fù)雜，為使本隧道施工正常進行［6］，對該段滑塌體治理及洞口處理如下。

3.1 修筑擋土墻

1)采用重力式擋土墻。

墻后土內(nèi)摩擦角為35°，墻身采用片石砌筑，塊石鑲面，采用M7.5水泥砂漿砌筑，石料抗壓強度應(yīng)大于30 MPa。擋墻結(jié)構(gòu)形式，擋墻尺寸如表1所示。

表1 擋土墻尺寸表

2)擋墻每隔10 m設(shè)一道伸縮縫，縫寬2 cm～3 cm，墻體設(shè)置直徑6 cm的泄水孔，間距2 m，上下交錯設(shè)置，最低排應(yīng)設(shè)于地面以上0.5 m。

3)擋墻背后2 m范圍內(nèi)采用砂礫或碎石等透水性材料回填。

4)擋土墻要進行地基承載力和抗傾覆驗算。

3.2 隧道進洞施工步驟

1)將洞門樁號由K19+760移至K19+741。

左洞暗洞樁號K19+765，明洞長度為24 m，護拱長度為10 m;右洞暗洞樁號K19+768，明洞長度為27 m，護拱長度13 m。

2)明洞基礎(chǔ)采用樁基蓋梁，用級配碎石對明洞基礎(chǔ)進行回填，并夯實至仰拱底部(預(yù)留10 cm調(diào)平層)。

3)左洞管棚施工。

管棚一次性打入長度30 m，外露3 m澆筑在護拱中，總長33 m。先進行3 m管棚段護拱澆筑，進行管棚注漿后，再完成剩余護拱澆筑。采用C25混凝土護拱做管棚固定端，護拱在明洞外輪廓線以外，護拱采用鋼筋混凝土，其主筋與孔口管焊成整體。管棚設(shè)計參數(shù)如表2所示。

表2 管棚設(shè)計參數(shù)表

4)洞護拱澆筑，右洞護拱采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

5)當(dāng)護拱達到設(shè)計強度90%以上，用裝有土石的編織袋壘至護拱頂部以上2 m作為洞頂反壓回填，其回填高度隨靠近坡面而逐漸增高，保證左右洞的高度。

6)暗洞開挖由出洞口向進洞口進行。

3.3 注意事項

1)施工過程中加強對滑塌坡面及加固后的坡面穩(wěn)定性監(jiān)測，設(shè)置觀測點，觀測其位移和變形，如有異常情況，及時匯報駐地監(jiān)理、指揮部、設(shè)計單位，以便及時處理。

2)管棚施工應(yīng)先打有孔鋼花管(見圖2)，注漿后再打無孔鋼管，無孔鋼管可作為檢查管，檢查注漿質(zhì)量。

圖2 有孔鋼花管示意圖

3)灌注樁及承臺施工時，盡量減少開挖。

4)暗洞開挖離進洞口越近時，盡量減少擾動，做好量測工作，保證施工正常進行。

4 結(jié)語

通過對大港口隧道進口塌方原因和治理工程進行研究，總結(jié)出以下結(jié)論:在圍巖松散、巖石破碎的斷層帶易發(fā)生隧道塌方，同時雨水過多也是導(dǎo)致隧道塌方的因素。因此在圍巖松散的斷層地帶修建隧道時，要對松散圍巖進行加固，同時要合理安排工期，做好雨季防護工作，以保證工程質(zhì)量和工作人員安全。

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On reasons for entrance collapse at Dagangtou tunnel and its treatment

Ma Jinwei
(Shannxi Architectural Vocational University，Xi’an 710068，China)

Based on the collapse treatment of Dagangtou tunnel entrance，the paper analyzes the reasons for the collapses and their stability，and illustrates the entrance collapse treatment from the alteration of entrance tunnel number，consolidation of open cave foundation，consolidation of pile foundation，and changes of excavation direction，so as to provide some reference for related projects.

tunnel，collapse body，consolidation of open tunnel foundation，pile foundation beam

U457

:A

1009-6825(2016)36-0190-02

2016-10-16

馬金偉(1981-)，女，講師