二道溝I號隧道仰坡滑坡成因分析與治理措施

李成強，春軍偉，王衛中

（貴州省交通規劃勘察設計研究院股份有限公司，貴州 貴陽 550081）

1 引言

二道溝I 號隧道為分離式短隧道，左幅全長475m，最大埋深約135m，右幅全長466m，最大埋深約126m。隧道施工從出口往進口單向掘進，右洞于2018年11月貫通。2019年1月進口端仰坡發生滑塌，掩埋左洞洞口，現場對仰坡坡面采用錨網噴方案和注漿鋼花管對坡面進行封閉，對坡體注漿加固。2019年3月至5月隧道仰坡處治期間，仰坡滑塌范圍加劇。

2 隧道工程地質條件

2.1 地形高差

隧道仰坡區自然坡度42°-55°，地形坡度較陡，滑坡區坡頂高程650.3m，坡底高程514.2m，高差136.1m。

2.2 地層巖性與地質構造

場區構造位置屬華南褶皺帶，巖層產狀為25-30°∠10 -21°，主要節理產狀有330°∠74°，30°∠77°兩組，大多呈網格狀發育，為張型節理，張開度1-3mm，節理間距200 -300mm，泥質充填。隧道仰坡范圍覆蓋層為含碎石粉質粘土，褐黃色，呈可塑狀，厚0-3.8m，基巖為砂質板巖，強風化層巖體極破碎-破碎，厚度約為4.0 -10.0m；中風化層巖體較破碎- 較完整。

3 隧道仰坡滑坡地質特征

3.1 滑坡地貌特征

滑坡區自然坡度42 -55°。滑坡范圍內地面裂縫清晰可見，滑坡體上分布不同程度的張拉裂縫，位于YK21+698 處發現裂縫L1，長約25m，最大寬度約0.3m，裂縫清晰可見，連通性較好，呈圓弧形，滑坡體上分布不同程度的張拉裂縫，大部分滑體已滑塌并露出基巖，滑動面為現狀地面線。

3.2 滑坡規模及物質組成

滑坡平面尺寸為90m×138m，分布范圍為樁號ZK21+529～ZK21+680m（YK21+537m～YK21+698m)段，主滑方向為356°（平行于高速公路路線走向）。滑坡滑體平均厚度6m，滑坡面積為12420m2，滑坡體積為74520m3，屬中型淺層牽引式滑坡。

根據現場調查及地質勘察資料，勘察揭露坡體上覆含碎石粉質粘土層厚0 -3.8m，下覆強風化砂質板巖層厚4 -10.5m。滑帶主要位于強風化砂質板巖中，以泥質夾碎石為主。滑體性質為淺表層類土質滑坡，故滑動面為現狀地面線。

3.3 滑坡體變形情況

為了查明坡體滑動面分布，了解邊坡滑動及變形隨時間的變化特征，對可能產生的滑坡進行預報以便及時采取應對措施，對仰坡布設3 個鉆孔進行了深層位移監測，監測結果見表1深層位移監測統計表。

表1 深層位移監測統計表

根據監測結果如圖1所示，坡體有向高速公路路面方向移動的趨勢，坡體變形累積深部最大位移約為19.5mm，孔口位置累計位移量最大為26.48mm，監測期間受降雨影響，滑坡體還在進一步變形，須對隧道仰坡滑坡進行處治。

圖1 合成方向累計相對位移圖

4 隧道仰坡滑坡形成機理分析

隧道仰坡地形陡峭，強風化巖體受節理裂隙切割強烈，大多呈網格狀發育，巖體松散破碎，在坡體切腳臨空開挖以及降雨等綜合作用下，發生了淺層滑塌。在后續雨水長期浸泡、軟化作用下易再次發生滑塌，甚至產生大規模更深層滑動。

5 隧道仰坡穩定性分析

5.1 定性分析

隧道仰坡自然坡向約5°，自然坡度為42 -55°，巖層產狀為25 -30°∠10 -21°，仰坡為斜順向邊坡，節理為330°∠74°30°∠77°兩組。結合圖2赤平投影分析，巖層層面與節理組合形成的交線傾向坡外為不利組合結構面，結合巖層順向產出，且強風化巖體節理裂隙發育，坡體長期暴露臨空，在雨水等不利條件下，坡體極易滑塌。

圖2 赤平投影分析圖

5.2 定量計算

本次根據滑坡現狀，以典型計算剖面，在暴雨工況下，取強風化砂質板巖取γ=22.5kN/m3，c=37kPa，φ=28°，計算得I-I’穩定性系數Fs=1.04，II-II`剖面穩定性系數Fs=1.08，均不滿足規范安全系數要求，需要治理。

6 隧道仰坡防護處治

隧道仰坡處治設計為沿潛在滑動面附近由上至下逐級刷坡防護，坡體中部設置一級6m 寬平臺，防護形式以錨網噴注漿封閉為主，并對坡頂、坡腰、坡腳施作錨索或抗滑樁加強防護。具體處治措施為：

坡面防護型式為全坡面錨網噴+局部框架錨索，錨索采用每孔6 束φ15.24mm 高強度低松弛鋼絞線，張拉預應力為750KN，錨固段長度為8m，框架采用C30 砼現澆，錨頭采用C30 砼封錨。下部與中部坡體采用注漿鋼花管加固；坡體頂部采用小型鋼管樁加一排錨索進行防護，小型鋼管樁采用3 排豎向φ108 加筋注漿鋼花管，鋼管樁頂部采用現澆C30 鋼筋砼梁進行連接，鋼筋砼梁預留錨索孔，隧道拱頂仰坡側緣邊坡坡體表面先采用錨網噴防護，然后在坡面再施作豎向3 排φ89×6 注漿鋼花管。在保證施工安全的前提下，按照設計坡比對隧道拱頂仰坡從上到下逐級刷坡，開挖一級防護一級，同時加強施工期及營運期間監測，發現隱患及時處置以確保施工及營運安全；框架錨索防護部位坡面防護先進行錨網噴防護，然后再實施框架錨索。在滑坡體外緣5m 外修筑截水天溝，對坡體外緣雨水進行攔截，每一級平臺內側設置截水溝對坡面進行攔截，在坡面縱向設置一條截水溝，仰坡平臺截水溝向中間引入坡面縱向截水溝對地表水進行引排。坡面防護工程施做完畢后，實施客土噴播草灌對坡面進行綠化，客土厚度為20cm。

7 結語

通過隧道仰坡滑坡變形破壞分析，隧道滑坡主要控制的因素為仰坡地形地貌、地質的復雜性及強風化巖體的破碎程度，外在原因為地表水和施工擾動等綜合原因，因此對坡頂、坡腰、坡腳施作錨索及抗滑樁、截排水等支擋防護，確保仰坡運營期間安全。