廣東某隧道出口崩塌成因分析

王 曦

（廣東省交通規劃設計研究院股份有限公司，廣東 廣州 510507）

1 項目概況

項目位于廣東省西北山區，隧道為分離式中隧道。左線隧道長 982 m，一端洞門采用削竹式，洞口設計標高 547.59 m，另一端洞門采用端墻式，洞口設計標高 561.63 m，坡度 1.8%， 隧道最大埋深約 122.1 m；右線隧道長 9 533 m，一端洞門采用削竹式，洞口設計標高 547.89 m， 另一端洞門采用端墻式，洞口設計標高 561.54 m，坡度 1.8%，隧道最大埋深約 124.9 m。

2 地質概況

2.1 地形地貌

項目區屬構造剝蝕中低山地貌，地形起伏較大，標高555.0 m～609.0 m，山體高差達 55 m。崩塌體位于山體前緣，崩塌體標高 572 ，高差約 27m，坡度約 25°～45° ，地表為松樹、雜草等。

2.2 地質構造

項目區域坐落在粵西云開大山東南緣，位于北東向的吳川-四會斷裂帶與信宜-廉江斷裂帶之間。自元古代以來，區內經歷了多次復雜的構造變動，大地構造演化先后經歷了晉寧期、加里東期、海西-印支期及中新生代大陸邊緣活動階段。不同構造階段有不同的地質構造特征，形成的的構造特征相互疊加，構成了該區復雜但有規律性的構造形跡。構造形跡包括褶皺、斷裂、韌性剪切帶、片麻理以及片理等，構造方位以北東-北北東向、北西向為主。

褶皺構造如下。1）羅鏡倒轉向斜，根據區域地質資料，該倒轉向斜的軸線位于分界、羅鏡、船步、金雞一線，褶皺體內透入性地發育軸面劈理和拉伸線理，褶皺發育于泥盆-石炭紀地層中，主要以測水組為核，石磴子組為翼。2）白石倒轉向斜，根據區域地質資料，該褶皺位于信宜白石圩一帶。褶皺樞紐軸線平直，總體走向為NNE10°左右，褶皺核部地層由元古代云開群地層組成，其中南東翼巖層產狀300°∠20～30°，屬正常翼，北西翼巖層產狀250～290°∠20～30°，為倒轉翼。

斷裂構造：根據區域地質資料，項目區夾持于西側的信宜-廉江大斷裂帶和東側的吳川-四會斷裂兩大區域性斷裂之間，構造形跡總體以北東向為主，輔以北西向構造，部分伴有韌性剪切變形。深大斷裂帶規模大，活動歷史悠久，控巖控礦明顯，早期常表現為韌性剪切帶，后期脆性斷裂疊加。

項目區未發現區域性斷裂，為穩定地塊。

根據工程地質調繪成果，隧道出口崩塌體一帶測得片理產狀為 300°∠55°。

2.3 地層巖性

根據工程地質調繪及鉆探成果，項目區覆蓋層主要為第四系坡殘積粉質黏土，呈可塑～ 硬塑，厚度較薄；基底由元古代云開群變質砂巖風化層組成，以全～強風化變質砂巖，呈硬土狀、半巖半土狀、碎石狀等。根據鉆探資料，現將揭示各巖土層特征自上而下分述如下：1）粉質黏土（Qdl）：土黃色，褐黃色，稍濕，可塑，黏性一般。大部分布，厚度0.60 m～2.20 m，地層編號為10。2）碎石（Qdl）：土黃色，稍濕，稍密，碎石成分為變質砂巖，呈棱角狀、次棱角狀，粒徑2 m～5 cm，含量約60%，間隙充填粉質黏土。零星分布，厚度為0.50 m。地層編號為10_9。3）粉質黏土（Qel）：褐紅色，稍濕，可塑，殘積成因。零星分布，厚度為3.40 m。地層編號為11_1_1k。4）粉質黏土（Qel）：黃褐色，稍濕，硬塑，殘積成因。全場地分布，厚度0.50 m～3.20 m，地層編號為11_1_1y。5）全風化變質砂巖（Pt2）：黃褐、紅褐色，巖石風化完全，巖芯呈硬土狀，手捏易散，遇水軟化。大部分布，厚度3.80 m～5.50 m，地層編號為17a_32。6）強風化變質砂巖（Pt2）：灰褐色、黃褐、紅褐、青灰色，巖石風化強烈，巖芯呈碎石狀夾半巖半土狀，巖質極軟，錘擊易碎，遇水易軟化。全場地分布，厚度15.90 m～33.30 m，地層編號為17b_32s。7）強風化變質砂巖（Pt2）：灰褐色、黃褐色，巖石風化強烈，巖芯呈半巖半土狀為主，夾少量碎石顆粒，手捏易散，遇水易軟化。全場地分布，厚度2.20～7.30m，地層編號為17b_32t。

2.4 水文地質

項目區內氣候較溫和，雨量充沛，山體范圍內地下水類型為第四系松散層潛水及基巖裂隙水，松散層潛水主要分布在第四系坡殘積粉質黏土中，賦水量一般～較少；基巖裂隙水主要分布在云開群中～微風化變質砂巖裂隙中，賦水量較少，受裂隙控制而分布不均。地下水主要受大氣降雨補給，以側向徑流由坡頂向坡腳、向溝谷排泄。勘察期間，未測得鉆孔地下水穩定水位。

3 崩塌基本特征

3.1 崩塌規模

該崩塌平面形態總體呈鴨梨狀，主滑方向為 260°，前緣高程約 572 m，后緣高程 599 m， 相對高差約 27 m，總體坡度角 35°～55°。崩塌體縱向長約 35 m，寬約 35 m，圈定的崩塌體面積約 1 225 m2。滑體厚度約 2 m～5 m，平均厚度約 3 m，崩塌土總方量約 3 675 m3，屬小型崩塌[1]，如圖1 所示。

圖1 崩塌整體照

該段崩塌主要為牽引式小型土體崩塌，根據探槽調查，后緣未發現裂縫，左、右周界也未發現裂縫，坡面多處由于崩塌后基巖巖面直接裸露，樹木總體較垂直，崩塌體下水泥路面未發現裂縫，綜合判斷為崩塌，而非滑坡。

3.2 崩塌成因分析

3.2.1 地層巖性

該崩塌體上覆第四系坡殘積粉質黏土及土狀全～強風化為變質砂巖，厚度 2 m～5 m 不等，片理面發育，片理產狀約300°∠55°，并且強～中風化巖層局部存在軟弱夾層。由于片理產狀總體為順向不利結構面，第四系坡殘積粉質黏土及土狀全～強風化巖易沿著強～中風化巖面滑塌。強～中風化巖層也易沿著軟弱夾層滑塌，巖層產狀赤平投影如圖2 所示。

圖2 巖層產狀持平投影圖（順向）

3.2.2 人工開挖

由于鄉道的修建，人工開挖形成了臨空面，為崩塌的發生提供了條件。

3.2.3 降雨

由于降雨的作用，地表水或者地下水易沿著土巖界面下滲，對界面起到了軟化的作用。

3.3 崩塌體今后發展及對工程的影響

崩塌體的傾角約55°，比自然坡腳大，主要是由于地方鄉道修建開挖形成臨空面而引起崩塌，根據現場情況可知，形成臨空面的基本崩塌完畢，已經露出基巖，并且經過信宜最近2年暴雨期，多地新發生滑坡崩塌現象較多，此處一直處于穩定狀態如果不進行人工活動，崩塌體暫時處于穩定狀態。表層覆蓋層較薄，如果再形成崩塌，規模不大，并且隧道口在鄉道的下方，鄉道寬約6 m，形成一較寬平臺，縱然再形成崩塌，對隧道口的影響較小。

3.4 工程對崩塌體的影響

工程對崩塌體的影響有2 點。1）由于隧道口仰坡的開挖，勢必形成新的臨空面，在地層巖性、人工開挖、降雨等綜合因素的影響，施工控制不當可能誘發新的崩塌或者滑坡。2）隧道的開挖，如果開挖放炮炮量過大，震動的作用，可能誘發現有崩塌的擴展， 從而影響隧道口的安全。

4 建議

洞口邊仰坡主要由坡殘積粉質黏土及全～強風化巖組成，洞口仰坡、邊坡高度和 坡度建議按以下值進行設計：強風化層邊坡開挖高度＜15 m 時，可按 1 ∶0.75～1 ∶1 設計；坡殘積粉質黏土、全風化成開挖高度＜15 m 時，按 1 ∶1～1 ∶1.25設計。建議對洞口邊、仰坡加強支護措施[2]。邊仰坡開挖時應按設計要求及時支護，避免臨空面放置過久，加強邊溝及坡體的排水。隧道口圍巖開挖盡量避免放炮，尤其是大炮量放炮。建議進行深層位移監測，并在地面布置 4～6 個水平及沉降觀測點[3]。

5 結語

該文結合項目的實際情況，分析了隧道出口崩塌的成因，并提出了相關建議，對類似工程項目有一定參考價值。