天華線石嶺隧道出口端崩塌整治研究

劉正

摘要：以天華線石嶺隧道出口端崩塌整治為工程依托，分析了不良地質災害崩塌的成因及影響，針對臨近既有鐵路崩塌體病害整治設計了樁板墻、重力式擋墻、格梁式預應力錨索與拱型骨架護坡等工程措施。

關鍵詞：樁板墻;崩塌;工程措施

1工程背景

工點對應天華線里程K8+420～K8+501，對應工點基線里程JK0+000～JK0+083，全長83.0m。工程位于天水市麥積區社棠鎮石嶺村北側，位于天華鐵路石嶺隧道出口端既有路基左側山體坡面處，本段既有路基以填方通過，工點處交通較為便利。

工程所在地位于黃土梁峁區，東北側臨牛頭河河谷，崩塌所在山體頂部高程多為1230～1300m，與相鄰河谷高差一般可達150～220m，地形起伏較大。山體原始坡面較為順直，原始坡度一般約為40°，崩塌發生后后壁陡峭，坡度可達60～70°，下方堆積體呈半錐體型，坡度較緩，一般25～30°，呈松散狀，崩塌發生后地貌變得復雜。

2崩塌體現狀及成因分析

工程不良地質為石嶺隧道出口端崩塌體，軸向長度最大為137m，最寬處可達94m，崩塌規模較大。根據崩塌體巖性劃分，本處崩塌屬于巖體崩塌;根據形成機理，本次崩塌屬于滑移式崩塌。根據現場走訪調查，本次崩塌發生的原因如下：

地形因素：崩塌發生處的山體位于牛頭河古河道的凹岸，受河流沖刷影響，山體陡峭，天然坡度一般可達40°，坡體高度達150m，為崩塌體失穩提供了有利地形。

地層巖性：發生崩塌的山體地層巖性為下古生界片麻巖，巖體風化程度較強，強風化的巖石塊體強度較低，質地較軟，弱風化巖石強度較高，質地較硬，總體巖石軟硬不一。同時巖體發育3組以上的結構面，節理裂隙面多為微張—張開型，結構面的復雜組合將巖體切割呈碎塊狀，穩定性差。

人類活動：根據調查，在本次崩塌發生之前，原山體下部曾經有過開挖采石活動，使坡腳處形成了一定的臨空面。

降雨：崩塌發生之前有過連日降雨，降雨使水沿著節理裂隙滲入山體內部，增加了巖體容重，加大了靜水壓力，降低了巖石本身的強度。在上述四個因素的共同作用下發生了本次崩塌災害。

塌體滑移主方向為48°，與鐵路交角為45°，崩塌發生時扯斷了石嶺隧道洞口左側山體設置的兩道被動攔石網，堆積體右側壓覆路堤坡腳，局部堆積體已掩蓋至路肩部位，并且掩埋了排水溝，對鐵路安全有一定影響。同時崩塌后壁形成了新的零星危巖、落石，滾落后可能上道，危害人員及行車安全。

3工程措施

1、樁板式擋土墻工程

（1）對應工點基線里程JK0+000～JK0+083段崩塌體前緣既有水溝旁設置樁板式擋土墻，共17根樁，錨固樁樁長為14m，懸臂端長6m，錨固端長8m，錨固樁樁截面尺寸為2.0×3.0m，錨固樁樁中心間距為5m。樁體采用C35鋼筋混凝土澆筑。

（2）出露樁之間設C35鋼筋混凝土擋土板。擋土板板長為2.6m，高0.5m，板厚0.4m。擋土板后設0.3m厚袋裝砂夾卵石反濾層。擋土板及反濾層下、擋土板前兩樁之間部分設0.3m厚C25混凝土基礎，寬1.4m。

（3）樁孔開挖設置護壁，護壁厚0.2m，每1.0m一節，樁孔頂部地面下0.5m高設護壁鎖口，厚度為0.4m。護壁內側涂瀝青油渣，厚10mm。護壁及護壁鎖口均采用C25鋼筋混凝土灌注。

（4）錨固樁施工時，對稱設置6根Φ57mm鋼管用于無損檢測。

（5）應先行施工樁板式擋土墻，待樁身達到設計強度的75%以上后填筑墻后土方及清理樁前土石方。

2、重力式擋土墻工程

（1）對應基線ZK0+000～ZK0+025段崩塌體側面設置重力式擋土墻，擋土墻墻高7.0m，墻身采用C35混凝土澆筑。其設計參數為：γ=21kN/m3/，，Φ=35°，σ0=120kPa，f=0.40。（2）擋土墻墻身高出地面部分每隔2～3m上下左右交錯設置直徑為0.1m的PVC管泄水孔，管長與墻體同寬。在墻后最低排泄水孔至墻頂0.5m之間填筑0.3m厚砂夾卵石反濾層，并在最低排泄水孔下部及墻頂0.5m處填0.3m厚的C35混凝土隔水層。

（3）擋土墻沿線路縱向每隔15m設伸縮縫一道，縫寬0.02m。擋土墻沿墻頂、內、外三邊填塞瀝青麻筋，填塞深度0.2m。

（4）擋土墻基礎埋入原地面以下不小于1.0m，基坑采用原土回填。

（5）擋土墻靠近既有廠房基坑開挖時加強臨時支護。

3、格梁式預應力錨索工程

（1）于JK0+000.00～JK0+024.00段樁板墻墻頂填土上部邊坡刷坡，邊坡坡率為1：1.0，使坡面大致平順，并于刷方邊坡10.6m高度范圍設置格梁式預應力錨索，格梁肋柱間距4.0m，橫梁間距4.0m，采用C35混凝土澆筑。橫梁橫向間距12m為一單元。

（2）錨索鉆孔孔徑150mm，每孔錨索采用6根Φ15.2鋼絞線，錨具采用OVM15-6型;鋼絞線與水平面向下夾角為25度，采用Φ15.2mm高強鋼絞線，其標準強度1860MPa。

（3）于格梁式框架梁內坡面采用噴混植生。

（4）錨索孔注漿材料采用M35水泥砂漿。

4、拱型骨架護坡

（1）于樁板墻及重力式擋土墻墻頂上部填土采用M7.5水泥砂漿砌片石拱型骨護坡防護，骨架內鋪C25六角形空心磚，空心磚內種植紫穗槐。

（2）骨架護坡、每隔15m設伸縮縫一道，縫寬0.02m，縫內用瀝青麻筋全斷面填塞。

5、被動防護網工程

于JK0+000.00～JK0+024.00段刷方邊坡上部平臺及K0+024.00～K0+ 083.0段樁板墻上部填方頂面設置被動防護網，被動防護網采用RXI-Y-100型，防護高度5.0m。