隧道洞口邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)與分析

摘 要：結(jié)合工程實(shí)際，對(duì)隧道洞口邊坡穩(wěn)定問題進(jìn)行探討，結(jié)合監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)隧道洞口開挖提出了一些有針對(duì)性的工程技術(shù)措施，為工程實(shí)踐提供參考。

關(guān)鍵詞：隧道；監(jiān)控量測(cè)；施工建議

引言

由于隧道洞口段地質(zhì)條件差，圍巖松散，強(qiáng)度和承載能力低，隧道洞口段邊坡的穩(wěn)定性對(duì)整個(gè)隧道工程的施工至關(guān)重要，為此，國(guó)內(nèi)外學(xué)者做了大量研究。嚴(yán)紹洋等[1-2]結(jié)合實(shí)際工程，對(duì)隧道洞口邊坡的監(jiān)測(cè)內(nèi)容和布置方法，以及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了整理、分析，為監(jiān)測(cè)工作積累一定的經(jīng)驗(yàn)。李新星等[3-4]結(jié)合工程實(shí)際，建立了三維彈塑性有限元模型，就隧道的開挖過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，得到了不同施工方法下邊坡的安全系數(shù)，并探討了不同開挖順序?qū)λ淼篮瓦吰路€(wěn)定性的影響。張金柱等[5]采用以極限平衡理論為基礎(chǔ)的條分法對(duì)洞口邊仰進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算，并進(jìn)行了邊坡優(yōu)化設(shè)計(jì)，使之滿足規(guī)范安全系數(shù)的要求。文章結(jié)合實(shí)際工程地質(zhì)資料和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)隧道洞口邊坡穩(wěn)定性問題進(jìn)行了探討，并對(duì)病害原因進(jìn)行分析，提出了治理措施，對(duì)工程實(shí)踐具有指導(dǎo)意義。

1 工程概況[6]

1.1 工程地質(zhì)概況

某隧道處于剝蝕丘陵區(qū)，為曲線形短隧道，地形條件差。隧道洞口下部為強(qiáng)風(fēng)化的千枚狀變質(zhì)巖，巖土結(jié)構(gòu)均以蠕動(dòng)狀松散結(jié)構(gòu)為主，碎塊狀松散結(jié)構(gòu)次之，風(fēng)化發(fā)育，屬于V級(jí)圍巖，抗壓強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度低，軟化系數(shù)小，承載能力差，洞口上部為破碎巖石堆積體。

1.2 進(jìn)洞方案

進(jìn)洞采用超前長(zhǎng)管棚配合注漿小導(dǎo)管。進(jìn)口仰坡坡度為1：1，采用SNS主動(dòng)柔性防護(hù)網(wǎng)。根據(jù)地質(zhì)情況隧道洞身開挖采用臺(tái)階分部開挖。洞身開挖后，由于邊坡的滑動(dòng)造成左線上部山體開裂，左線進(jìn)口洞頂部位，裂縫寬6～10mm，并有發(fā)展趨勢(shì)。根據(jù)現(xiàn)狀對(duì)左側(cè)山體進(jìn)行地表注漿加固。

2 隧道進(jìn)口邊坡穩(wěn)定性分析與監(jiān)控量測(cè)

2.1 滑坡原因分析

洞口邊坡產(chǎn)生滑動(dòng)及裂縫的原因，主要有以下幾個(gè)方面：

（1）洞口段坡前為巖石堆積體邊坡，該類邊坡上部堆積體剪應(yīng)力一旦發(fā)生較大變化，極易沿分界線滑動(dòng)，產(chǎn)生剪切滑移。

（2）在洞口段邊坡刷坡后，洞口上方巖體局部塊體的抗滑力減小，導(dǎo)致該處局部塊體向前滑移，從而對(duì)后方塊體的支擋作用減少，后一塊體也隨之向前滑移。

（3）隧道開挖后為隧道上方巖體移動(dòng)提供了臨空面，這導(dǎo)致隧道上方巖體向隧道內(nèi)移動(dòng)。當(dāng)隧道埋深較淺時(shí)，地表出現(xiàn)較大沉降。

（4）洞身開挖時(shí)，采用臺(tái)階分部開挖法，對(duì)圍巖擾動(dòng)較大，且未及時(shí)建立二襯和仰拱，削弱了山體自身的穩(wěn)定性。

2.2 監(jiān)控量測(cè)

依據(jù)我國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)公路隧道施工技術(shù)規(guī)范，并結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)，為了確保施工安全，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)洞口段的監(jiān)測(cè)。通過對(duì)K51+902、K51+906、K51+910和K51+912四個(gè)斷面進(jìn)行了拱頂下沉監(jiān)測(cè)，得出在隧道開挖后拱頂下沉在淺埋段變化較大，因此暫停對(duì)左線進(jìn)行施工，進(jìn)一步采取措施加固洞口邊坡。拱頂測(cè)點(diǎn)位移見圖1。

3 施工建議

為了確保施工安全，遏制洞口邊坡的滑動(dòng)，采取了如下工程措施：

（1）對(duì)山體進(jìn)行地表注漿加固，采用注漿花管？準(zhǔn)50×5熱軋無縫鋼管，長(zhǎng)度8m，間距1m×1m梅花形布置，同時(shí)在邊坡做C20噴射混凝土進(jìn)行加固。

（2）對(duì)隧道坡腳進(jìn)行？準(zhǔn)32預(yù)應(yīng)力錨桿進(jìn)行加固。

（3）及時(shí)建立仰拱及二次襯砌，盡快封閉圍巖結(jié)構(gòu)，增加抵抗變形的能力。

（4）洞口處增加C15片石混凝土擋墻及托梁，托梁下設(shè)抗滑樁，以增強(qiáng)整體穩(wěn)定性。

4 結(jié)論及建議

（1）合理的施工方案以及施工措施對(duì)隧道洞口邊坡的穩(wěn)定性至關(guān)重要。應(yīng)盡量減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)，做到“隨開挖，隨支護(hù)，早封閉，快襯砌”，及時(shí)建立仰拱和二次襯砌，盡快封閉圍巖結(jié)構(gòu)，以形成合理的受力體系。

（2）合理確定掌子面到二襯、仰拱的安全步距。

（3）加強(qiáng)對(duì)隧道進(jìn)洞施工期間的監(jiān)控量測(cè)和對(duì)邊坡的穩(wěn)定性分析，以確保施工安全。

參考文獻(xiàn)

[1]嚴(yán)紹洋.連拱隧道洞口邊坡穩(wěn)定監(jiān)測(cè)與病害治理[J].山西建筑，2007，33（3）：253-254.

[2]劉明，汪家林，董建輝.某通透肋式拱梁隧道邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)分析[J].山西建筑，2008，34（25）：321-322.

[3]李新星，朱合華，蔡永昌，等.連拱隧道施工方法對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響分析[J].地下空間與工程學(xué)報(bào)，2007，3（3）：483-487.

[4]郭銳.考慮套拱加固作用的隧道洞口邊坡穩(wěn)定性研究[J].橋隧工程，2011（2）：48-52.

[5]張金柱，郝文廣.鄭西高專黃土隧道洞口高切坡穩(wěn)定及隧道地震作用動(dòng)力響應(yīng)研究[J].隧道建設(shè)，2007，8：127-133.

[6]陜西省公路勘察設(shè)計(jì)院.滬陜線西安至藍(lán)田至商州高速公路秦嶺北段兩階段施工圖設(shè)計(jì)[R].2010.