隧道洞口坡面滑坡治理措施研究

徐麗

（中鐵十四局集團海外工程分公司，山東 濟南 250000）

陽（陽平關）安（安康）鐵路是陜南重要鐵路干線，西起寶成線，東至安康樞紐，連通西康、襄渝鐵路。隨著社會經濟發展，既有鐵路客貨運能力已達到飽和，不能滿足客貨運發展需求，成為制約區域及沿海經濟發展的瓶頸所在，需增建二線滿足輸運能力。

增建陽安鐵路地處秦嶺山脈以南，線路多以隧道為主，新茶鎮隧道為其中一條隧道。新茶鎮隧道位于西鄉縣附近大巴山地區，平均海拔400～800m，洞身地表起伏大。

1 工程地質和水文地質特征

1.1 工程地質構造及特征

新茶鎮隧道進口坡面位于巴山弧形構造帶與秦嶺復合造山帶銜接部位。區內北部跨及南秦嶺活動帶，恰處秦嶺峰腰構造的南端，由于加里東期構造隆升，加里東期—海西期伸展—拉張構造，印支期褶皺造山及印支—燕山期收縮—推覆逆沖等地質構造作用的影響，其內部組成與構造變形十分復雜。

隧道進口斜坡陡立，地表自然坡度40～60°，坡面巖體破碎，風化層厚8～15m。地表表層覆蓋膨脹土，厚度1～3m。洞口斜坡上部巖體松動，存在垮塌、變形失穩隱患。

隧道進口北側約20m為巖堆，巖堆長50m，寬25m，厚3～6m。巖堆物質主要為角礫土，坡面植被不發育，坡面巖堆已發生溜坍，形成圈椅狀，溜坍前緣已被清理辟為耕地。坡面附近發育有區域斷裂F6及其支斷裂F6-1，破碎帶寬度及破碎帶物質變化較大，斷帶內物質主要為碎裂巖，局部為斷層泥礫，不均勻含水。晉寧期輝長巖受構造影響，巖體局部發生淺變質蝕變，節理發育，巖體破碎-極破碎。

根據現場調查及新茶鎮隧道進口坡面既有鉆探揭示，地層主要為第四系全新統膨脹土、粗圓礫土、輝長巖和崩積細角礫土、粗角礫土。

粗角礫土（Q4col6）：灰黃色，位于進口左側巖堆，一般厚度約1～2m，角礫成分以全風化、強風化輝長巖為主，含少量黏性土，土質不均，潮濕，稍密，Ⅲ級硬土。

細角礫土（Q4sl6）：灰黃色，位于進口右側溜坍體，一般厚度約5～6m，角礫成分以全風化、強風化輝長巖為主，含黏性土，土質不均，潮濕，稍密，Ⅱ級普通土。

膨脹土（Q4pl9）：灰褐色，厚1～4m。成份主要為粉質黏土，土質較均。硬塑為主，Ⅱ級普通土，σo=120kPa。

粗圓礫土（Q4pl6）：雜色，礫石成份以輝長巖為主，圓棱狀-渾圓狀，粒徑組成：Φ=2～20mm約占10%，Φ=2～20mm約占50%，Φ＞60mm約占25%，余為雜砂及黏土充填，潮濕－飽和，稍密，Ⅲ級硬土，σ0＝400kPa。

輝長巖（υ2）：青灰、淺灰色，受構造影響嚴重，巖體破碎－極破碎，呈碎石、角礫結構，全-強風化，Ⅳ級軟石，σo=500kPa。

1.2 水文地質特征

地表水主要為洞身沖溝季節性流水，水量較少，主要受大氣降水補給。隧道地下水主要為基巖裂隙水及構造裂隙水，受大氣降雨及地表水補給。基巖裂隙水主要賦存于節理、裂隙中。構造裂隙水主要為區域斷層F6破碎帶內，且地表沖溝發育，常年流水。

2 滑坡情況

2.1 原設計情況

隧道洞口邊坡臨時防護采用網噴混凝土防護，Φ8鋼筋網，間距25cm*25cm，Φ22砂漿錨桿長3.0m，間距1.5m*1.5m，梅花形布置，C25噴射混凝土厚度10cm。永久防護采用M10漿砌片石防護。為防止落石影響，洞頂鋪面鋪設SNS主動網防護。洞門采用柱式洞門。為確保進洞安全，在進洞施工前，在拱部開挖輪廓線外設一環Φ89長管棚，環向間距50cm，長度30m，鋼管內設鋼筋籠并采用砂漿填充；管棚間設Φ42超前小導管預注水泥漿加固地層，小導管環向間距50cm，長度3.5m。

2.2 第一次滑坡情況

隧道進口的便道修筑及邊坡坡面清理期間邊坡發生變形并出現溜坍現象、坡頂地面有開裂，進洞20m后，隧道洞口仰坡出現縱向不連續裂紋，邊墻存在擠壓、鼓包現象（如圖1）。為確保現場施工及后期鐵路運營安全，對新茶鎮隧道進口洞口增設臨時、永久防護措施：

臨時防護：從洞口向洞內在中導鋼架拱腳向上1m位置處橫向加固6道Ф140無縫鋼管，作為洞口處初支橫向支撐，間距0.6m，橫向采用Ф22鋼筋連接。在下導拱腳向上60cm處、向上3m位置、采用潛孔鉆鉆孔，設Ф89無縫鋼管注漿加固地層。縱向采用I16工字鋼兩道和Ф89鋼管焊接良好，并噴C25混凝土。永久防護：洞口兩側各設置4根抗滑樁，樁長24m，樁間距6.0m；樁頂以上20m范圍的邊坡設置錨索框架梁護坡防護；樁頂20m以上至山體裂縫范圍設置十字頭錨索進行加固處理；對位于隧道仰坡沿裂縫中線灌注水泥砂漿，裂縫表層采用0.5m寬的5%水泥改良土填覆蓋，裂縫處理長度為裂縫范圍縱向各延長5m；進口結合地形設置了明洞11m；隧道洞門頂部仰坡以外設置一道被動防護網，被動防護網采用高度H=5m的RXI-100型攔石網，長40m，整治完成后如圖2。

圖1 隧道進口洞口邊坡鼓包

圖2 隧道進口洞口邊坡整治圖

2.3 第二次滑坡情況

隧道進口施工期間，因現場施工需求，對隧道洞口右側坡面進行切坡，形成臨空地形，切坡坡面采用噴射素混凝土防護，隧道施工完成后未對原地形恢復。長期因雨水下滲后，坡面溜塌較為嚴重，溜塌量約10000m3，滑向270°。溜坍體位于新茶鎮隧道進口右側約25～97m處，溜坍體前緣南北長約72m,東西寬約85m，沿施工便道展布溜坍體厚度約5～6m，溜坍體物質為細角礫土。邊坡上方后緣出現較大的錯臺，錯臺高度2m；出現3條裂縫，裂縫寬度3～10cm，斷續出現。邊緣距離既有坡面格梁較近，隨著降雨下滲影響，有進一步滑塌的可能性較大，延伸擴大后對新茶鎮隧道進口仰坡右側防護工程造成一定的安全風險。隧道洞口右側坡面滑塌如圖3。

圖3 隧道洞口右側坡面滑塌

根據現場調查，新茶鎮隧道進口右側坡面穩定性差，目前處于不穩定狀態，在降雨不斷影響下，地表水會持續下滲，坡面抗剪強度會降低，邊坡的失穩坍塌范圍易擴大。

為確保既有仰坡防護安全，及鐵路運營安全，于隧道進口右側下側設置23根圓型抗滑樁，樁直徑1.5m，樁間距3.0m，樁長16m，懸臂端長8m，樁樁頂設冠梁0.8（高）×1.75（寬）m，樁間設面板厚0.25m。右側上側設置10根方型抗滑樁，抗滑樁尺寸1.5*2.0m，樁中心間距6.0m，樁長20m，懸臂端長10m。

下部樁頂以上邊坡采用錨索框架梁防護，框架梁采用C35混凝土現場立模施工，框架梁間距3.0m，截面尺寸采用0.4m×0.4m，底設置0.1m厚C25混凝土墊層，框架梁嵌入坡面0.2m，外露0.2m，沿縱向每隔15.00m設一道伸縮縫，縫寬0.02m，縫內用瀝青麻筋全斷面填塞。框架內鋪設空心磚防護，培種植土厚度0.2m。框架梁頂及底部設置護腳及封頂，寬度及斜長均為1.0m，厚度均為0.5m，采用M7.5水泥砂漿砌片石砌筑。錨索采用4根Φ15.2mm高強度、低松馳鋼絞線制作，錨具采用OVMD-4型,錨孔直徑0.15m，錨索與水平面傾角為20°（向下）。錨索錨固段長5m，自由段長8～10m。錨索框架梁周邊設置截排水溝，水溝與既有水溝須順接。

對左右側坡面沿裂縫中線灌注水泥砂漿，裂縫表層采用0.5m寬厚0.3m的5%水泥改良土填覆蓋,裂縫處理長度為裂縫范圍縱向各延長5m。

為降低施工風險，右側下部圓樁采用鉆孔施工，其余樁井施工采用挖孔，樁在開挖過程中，樁井基坑采用C25鋼筋混凝土護壁，厚度0.2m，地面以上0.5m范圍設1m高鎖口。

3 滑坡原因分析

滑坡體物質主要為坡面輝長巖風化層，順坡面呈溜坍狀，結合隧道進口勘察結論，為風化層失穩滑（溜）坍。其原因有斜坡體內在原因及外部因素相互疊加作用而產生。

（1）本段邊坡位于區域大斷裂F6及其分支斷裂F6-1的三角地帶，受構造影響非常嚴重，巖體普遍碎裂化、片理化，風化破碎帶深厚，卸荷裂隙發育，坡面穩定性較差。

（2）施工切坡導致邊坡臨空面增大，破壞了自然邊坡原有的平衡狀態，受陜南地區多期次和高強度連續降雨影響疊加，雨水不斷持續下滲，土體飽和含水，坡面抗剪強度降低，邊坡孔隙水壓力增大，惡化邊坡穩定性，導致風化層失穩坍塌。

4 結語

（1）隧道進洞前做好排水措施，防止地表水下滲，土體水分飽和，抗剪力下降，造成坡面溜塌。

（2）施工期間盡量不對既有山體坡腳進行切坡，必須切坡時，需做好永久防護處理。

（3）山體滑坡為一個漸進過程，施工前對山體做好監控量測工作，根據監控數據分析山體穩定性。