淺埋偏壓隧道洞口段穩定性研究

(重慶交通大學河海學院 重慶 400074)

一、引言

近年來，國家大力發展基礎設施建設，高速公路建設迅猛發展，隨著公路建設的發展,我國公路隧道在數量和規模上有了很大的發展，施工技術也有了很大的提高。隧道“進洞難，出洞難”，隧道洞口段巖土體風化破碎軟弱，層間粘結力較差，且往往埋深淺，在進行隧道開挖后，上覆巖土難以成拱容易產生坍塌冒頂[1-3]。有時由于地形限制，不得不在邊坡中開挖隧道，如此一來在隧道周圍會產生偏壓效應，使得隧道襯砌開裂；另一方面邊坡坡體一部分被掏空，導致邊坡的抗滑力下降，產生失穩，蠕動的邊坡與變形的隧道相互作用，進一步促使工程事故發生，因此對隧道洞口段的施工技術和監控量測的研究具有重要的工程意義[4～8]。

二、工程概述

田家坪隧道位于遵綏高速延伸線溫泉鎮，隧道全長860米，為上下行分離的雙洞四車道，場區位于貴州中北部黔北部山地高原地帶，地貌類型屬溶蝕-侵蝕型低山地貌，場區部分基巖出露，地表植被較發育，場區覆蓋層為殘坡積層(Qel+dl)粉質粘土、碎石土，下伏基巖為志留系中山統韓家店群(S2-3hn)泥質粉砂巖夾泥巖、中統石牛欄群(S2sh)灰巖、下統龍馬溪群(S1ln)泥質粉砂巖夾泥巖；奧陶系中、上統(O2-3)灰巖、下統湄潭組(O1m)粉砂質泥巖。隧道右幅進口地段存在300左右的仰坡地段，切向坡，覆蓋層厚度為3～6米，隧道開挖后極易發生滑坡失穩。下圖1為田家坪隧道右洞出口全貌圖，表1為隧道洞口段初期支護參數表。

圖1 田家坪隧道右洞出口全貌圖

表1 隧道洞口段初期支護參數表

三、變形破壞其因及原因分析

隧道于2016年10月份開始進洞，設計圖紙對隧道洞口的右側有設置抗滑樁和擋土墻，原本施工方計劃先施工抗滑樁，抗滑樁施工完成后再進行隧道開挖，但是在施工了一段時間后，施工單位為趕工期，抗滑樁只施做了一部分就開始進洞，在隧道進尺十幾米后，隧道拱頂出現數條裂縫，洞頂截水天溝出現橫向拉張裂縫，洞頂原有的水泥層面也出現大致平行于隧道軸線的裂縫；隨著隧道的掘進，隧道右側山坡上鄉村公路也出現了裂縫。

圖2 洞頂截水天溝圖

隧道初支出現裂縫以及仰坡變形是多種因素綜合作用而成，通常是不恰當的開挖方式、一次進尺過長以及支護時間滯后的原因造成的：

在施做抗滑樁時，需要對部分邊坡坡底進行開挖，邊坡的抗滑力減少，同時施工單位急功近利，也進行了隧道的開挖，導致隧道左側支擋部分的受力環境進一步惡化，在右側后覆土的擠壓下邊坡產生滑移，隧道受力不對稱，出現裂縫。

隧道本身就淺埋，上覆巖體極其風化破碎，巖體自穩能力差，隧道開挖后無法形成受力拱，在沒有足夠的預支護條件下，容易出現冒頂坍塌。

四、結論

隧道洞口段地形往往很復雜，埋深小，拱頂表層巖體風化破碎，存在不同角度的邊仰坡，貿然對邊仰坡進行大刷大挖極易造成邊坡失穩，邊坡失穩蠕動會對隧道拱頂部分產生擠壓和剪切力，又由于淺埋，難以形成受力拱。所以在進行洞口開挖前切忌大刷大挖，并且要做好足夠的預支護體系，遵守管超前、短進尺、弱爆破、強支護和勤量測。

【參考文獻】

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