洞口橋梁減跨路基延長反壓古滑坡變形體施工技術

李新立

摘 要：根據洞口橋梁減跨路基延長坡前反壓古滑坡變形體方法，利用橋梁減跨路基延長同時改肋板式橋臺為重力式橋臺的施工措施，使得延伸路基提前對滑坡體進行了坡前的反壓，減少橋梁樁基及墩柱施工數量，避免了巖溶區樁基施工風險，同時將肋板式橋臺改為重力式橋臺也確保了橋梁結構物對路基進行了反壓，從而保證了路基和橋梁的質量安全，進一步解決了滑坡體前橋梁結構物施工周期長、風險大的問題，有效規避了后期出現質量安全的運營風險。

關鍵詞：古滑坡變形體;反壓;路基延長;橋梁減跨

1 工程概況

惠清高速公路太和洞隧道出口處滑坡體所在地區為低山地貌，場地原始地貌坡度較緩，地面坡度12°～15°，經過多年的人工取土，山坡原來的坡腳位置向上方約200 m范圍的巖土體被挖除，形成平均約33 m高的陡坎，最陡處達70°左右，處于極限平衡狀態，在隧道施工前必須快速對滑坡體進行治理，以消除安全隱患。

2 工藝原理

根據洞口橋梁減跨路基延長坡前反壓古滑坡變形體方法，利用橋梁減跨路基延長同時改肋板式橋臺為重力式橋臺的施工措施，使得延伸路基提前對滑坡體進行了坡前的反壓，減少橋梁樁基及墩柱施工數量，避免了巖溶區樁基施工風險，同時將肋板式橋臺改為重力式橋臺也確保了橋梁結構物對路基進行了反壓，從而保證了路基和橋梁的質量安全，進一步解決了滑坡體前橋梁結構物施工周期長、風險大的問題，有效規避了后期出現質量安全事故的運營風險[1]。

3 施工工藝流程及操作要點

3.1 工藝流程

地質調查及滑坡體分析→確定路基及橋梁技術參數→施工準備→截水溝、排水溝施工→地表裂縫封閉→路基反壓施工→樁基及橋臺施工→隧道施工。

3.2 操作要點

3.2.1 地質調查及滑坡體分析

（1）進場后首先對滑坡體地表進行詳細調查。對隧址區附近季節性小河、溪流、大的孤石等進行踏勘，對既有排水及防護設施的功能性、安全性進行評估，提前對失效的設施進行維修，地表裂縫調查及監測見下圖1。

（2）對隧道出口坡腳地表水及地下水出露處進行踏勘，提前將既有魚塘、排水溝進行梳理，確保坡體截水溝的水可以集中排水。

（3）根據設計參數對滑坡體規模確定實地查看，坡體上裂縫的數量、寬度詳細記錄，并安排測量人員設置監測點，對裂縫的數量、寬度變化情況進行詳細記錄。

3.2.2 確定路基及橋梁技術參數

參照地質調查資料，分析古滑坡變形體成因、山坡形成的臨空面、斜坡的自然支撐力、坡體順坡向巖層產生卸荷作用、風化巖層沿陡傾角層面產生的拉裂、向坡體下面發生的位移、地表裂縫、雨水及隨著隧道施工可能對坡體的加劇擾動、可能導致并形體的中滑面貫通、誘發洞的頂土體失穩等情況確定采取將洞口處橋梁減跨延長洞口路基的措施及對滑坡體進行反壓的時機[2]，路基反壓見下圖2。

無路基反壓和有路基反壓兩種工況下滑坡體的剪應變增量云圖、速度矢量圖以及安全系數計算結果如下圖3所示。

從圖中可以看出，在增設路基反壓后，滑坡體穩定性得到了明顯提升，尤其坡腳前的地面處，由于受路基壓力，能夠有效地抑制邊坡下滑。其安全系數，也由1.301提升至1.395，效果明顯，且能夠很好地結合工程現場實際情況，經濟、省時、省地，為本工程帶來巨大效益。

3.2.3 監測點布置及要求

（1）首先針對出現地表裂縫的部位進行觀測點布置，其次在整個破面上連續布設檢測樁，可根據現場地形情況進行設置。施工過程中，若出現異常情況，如特大暴雨等惡劣天氣，必須增加觀測次數，及時掌握現場數據，為滑坡區安全生產管理人員提供直觀、明了的信息。

（2）使用固定式測斜儀進行深部位移觀測。深部位移變形監測應與地表位移監測結合布置，以孔底測斜儀作為基準點，孔口坡頂水平和垂直位移監測點做為校測點。同時，結合坡體現場巡查，掌握太和洞隧道出口古滑坡體穩定情況，實現對洞口邊坡變形的及時監控。

3.2.4 截水溝、排水溝施工

（1）提前在滑坡體后緣周邊設置M7.5漿砌片石截水溝，對地表水進行截流疏導。

（2）完善坡腳處排水溝，對坡腳處魚塘、截水溝排出的水進行疏導，為軟基處理提供施工條件。

3.2.5 地表裂縫封閉

滑坡體范圍內裂縫封閉：在巖土體透水性較強或地下水特別豐富且滲流量很大的地區，其地表土體發生開裂的地方，進行防滲處理，用粘土或水泥漿充填裂縫，并用聚乙烯布覆蓋。在透水性弱的情況下，在截水溝處作防滲處理，將截水溝的底部用防水材料覆蓋。

3.2.6 路基反壓施工

（1）軟基換填。在延長路基施工前進行片石換填，避免了古滑坡變形體坡腳無反壓的情況，解決了隧道進洞前古滑坡變形體坡前無反壓的安全技術問題，而且也為快速施工土石路基打下了良好的基礎，進一步確保了隧道安全快速進洞[3]。

換填洞渣前，應清除基坑內的積水和有機雜物，然后開始換填合格的洞渣，填平后用重型壓路機進行碾壓，碾壓不小于5遍。完成片石換填后，用細集料找平、嵌縫，并再次碾壓，碾壓遍數應使路基表面無壓痕、表面平整后，經各方檢驗合格，合格后進入下一道工序施工。

（2）路基填筑。通過延伸路基提前對滑坡體進行了坡前的反壓，為保證路基全斷面壓實一致，確保對滑坡體形成良好的反壓，順利快速安全進洞。本段土石路基采用橫斷面全寬、縱向水平分層填筑壓實法，邊坡兩側各超填50 cm，待邊坡施工時刷去超填部分。

3.2.7 樁基及橋臺施工

（1）樁基施工。巖溶區樁基施工前，應逐個樁制定詳細的樁基施工方案，快速完成滑坡體坡腳處的樁基施工;樁基沖孔接近溶洞頂板時，應控制沖程，采用小沖程，以免沖程過程中引起頂板突然塌落造成卡錘或偏孔事故[4]。

（2）橋臺施工。肋板式橋臺為輕型橋臺，重力式橋臺屬于大體積混凝土結構，將肋板式橋臺改為重力式橋臺，可以通過橋臺自重對路基進行反壓，從而間接的對滑坡體進行反壓，使滑坡體更加穩定，從而保證了路基和橋梁的質量安全。

3.2.8 隧道施工

淺埋段隧道洞口基底承載力不滿足設計要求時，應對基底進行加固處理。在保證其豎直方向滿足承載力要求的基礎上，還要盡可能保證其水平方向的穩定，需采用Φ70的鋼花管進行注漿加固處理。

4 經濟效益

（1）通過橋梁減跨延長路基改肋板式橋臺為重力式橋臺，初步測算，該段橋梁改為整體式路基后，路基高度平均6 m，路基寬度52.83 m，填筑方量約1.6萬m3，對滑坡體的持續變形提供了非常有力的反壓，提高了隧道、橋梁的安全性;路基加長后，橋梁距離滑坡體較遠，大幅減少了由于滑坡體坡面風化剝落后形成的滾石、墜物等破壞橋梁實體結構的安全隱患;減少樁基200 m，鋼筋13.9 t、預應力混凝土小箱梁744 m3、矩形板式橡膠支座40個、改性瀝青混凝土1 403 m3等，累計減少了建設投資約70萬元。

（2）利用橋梁減跨延長路基，改肋板式橋臺為重力式橋臺，隨著洞口段路基及橋臺施工推進，對洞口段古堆積變形體反壓能力逐漸增強，對后期隧道順利安全開挖掘進提供了有利的保障，有利的保證了施工工期，初步測算節約施工工期35天，按每個工區（共兩個）項目管理成本60萬/月計算，節省項目管理成本140萬元。且減少了隧道進洞窩工現象的發生。

（3）由于前期橋梁減跨延長路基、重力式橋臺的同時施工，可有效的縮短施工工期，實現工期、成本雙豐收。

5 工藝特點

5.1 降低施工成本、綠色環保

路基延長段使用的原材料就是太和洞隧道支洞洞渣，因地制宜、就地取材，這樣大大地節省了施工成本。同時減少隧道洞渣棄方數量，實現綠色環保施工。

5.2 工藝簡單，施工工期較短

在明洞及明洞回填施工前進行片石換填，避免了古滑坡變形體坡腳無反壓的狀態進行其他治理措施施工。路基延伸施工技術提前對古滑坡變形體進行了坡前的反壓，解決了隧道進洞前滑坡體坡前無反壓的安全技術問題，進一步確保了隧道安全快速進洞[5]。

5.3 安全性強

橋梁減跨延長路基方法能夠使路基更加穩定，提高路基對反壓古滑坡變形體的能力，在進行路基的填筑后能夠控制滑坡體的變形。

5.4 洞口場地開闊，滿足功能性房屋的建設要求

隧道進洞前，需及時對洞門口場地進行硬化，并及時建設監控室、值班室、應急物資儲備室等功能性臨建房屋，延長路基施工方案，使洞口場地開闊，滿足功能性房屋的建設要求。

5.5 有效規避后期運營風險

橋梁減跨延長路基方法能夠使古滑坡變形體及路基本身更加穩定，有效規避了后期運營時邊坡失穩形成滑坡、崩塌等地質災害。

6 注意事項

軟基換填處理后，需盡快組織施工橋梁樁基和橋臺。換填洞渣前，應清除基坑內的積水和有機雜物，片石換填完成后，用一層細集料石進行找平、嵌縫，碾壓遍數應使路基表面無壓痕。土石路基施工過程中的每一壓實層，不得傾填，必須采用水平分層施工。壓實后，填筑層表面應無孔洞。橋臺臺背回填配備合理的碾壓機械，對于壓路機無法碾壓的死角采用液壓夯進行夯實。

7 結束語

太和洞隧道是惠清高速的重點控制性工程，隧道出口洞口段為大規模古堆積變形體，隧道洞口段相接的濱江特大橋位處于巖溶區，基巖埋深較大，巖溶發育程度為強發育，施工難度極大。橋梁減跨路基延長反壓古滑坡變形體在黃土隧道中已有應用，但在富水大規模古堆積體洞口段中如何實現尚無先例。工程經過63 d施工，最終順利完成洞口橋梁減跨路基延長坡前反壓施工，經檢測明洞段地基承載力符合要求，為隧道開挖掘進施工及時提供了工作面。

參考文獻：

[1]陳雪華，律文田，王永和，等.橋臺臺背土壓力試驗研究[J].工業建筑，2005，35（10）：43-46.

[2]張蕾，陳力華，陳進，等.榛子林古滑坡穩定性分析與評價[J].地下空間與工程學報，2010，6（z2）：1610-1613.

[3]王永強，馮茂.多雨地區軟基換填施工質量控制要點分析[J].四川水利，2017，38（2）：50-53.

[4]劉庭金，林少群，何奇濱，等.巖溶地區某淺埋箱型隧道沉降成因及控制[J].鐵道工程學報，2020，37（1）：62-66+92.

[5]李晉峰，夏龍.隧道淺埋、露頂地段反壓回填暗挖施工技術[J].北方交通，2012（8）：92-95.