陳江瓏,梁偉科(浙江山川有色勘察設(shè)計有限公司,浙江 紹興 312099)
某隧道右洞進(jìn)洞口處理方案分析
陳江瓏,梁偉科
(浙江山川有色勘察設(shè)計有限公司,浙江紹興312099)
摘要:本文是針對浙江某隧道右洞進(jìn)洞口邊仰坡滑動,及時分析制定應(yīng)急處理方案,在地質(zhì)情況很差的情況下做到了安全進(jìn)洞,以文章總結(jié)希望對以后有所借鑒。
關(guān)鍵詞:隧道;進(jìn)洞口;地質(zhì);設(shè)計
2005.12月隧道進(jìn)口邊仰坡開挖后,連日的降雨使邊仰坡坡頂出現(xiàn)裂縫,部分土體失穩(wěn),開挖邊仰坡坡面破壞。
1.1地形地貌
隧道右洞進(jìn)口位置,地形坡度約30~35度,地表植被不發(fā)育,主要為梯田,呈臺階狀地貌,殘坡積土層覆蓋比較厚,山體上部植被發(fā)育,陡坡地貌,因此降水迅速匯聚在臺階狀的梯田內(nèi),下滲補(bǔ)給地下水。臺階狀地貌不利于山體的穩(wěn)定。
1.2工程地質(zhì)特征
殘坡積層碎石土,灰黃色,飽和,稍密狀為主,碎石粒徑5~15cm為主,約占50%左右,夾個別塊石,其余為角礫和粘性土,局部粘性土含量高,該層厚約4~8m;全~強(qiáng)風(fēng)化沉凝灰?guī)r,灰黃~灰褐色,巖石風(fēng)化強(qiáng)烈,節(jié)理裂隙發(fā)育,部分巖石風(fēng)化成土狀,該層厚約5~8m。
1.3水文地質(zhì)特征
根據(jù)現(xiàn)場觀察,地表水主要為大氣降水,由于受地面形態(tài)的影響的地表水大部分下滲,成為地下水的主要補(bǔ)給來源,地下水在重力作用下,主要沿較松散層向下徑流,部分滲入基巖裂隙之中。雨季時,潛在地下水位上升,地下水沿此層中流動,形成軟弱滑帶,上部厚度較大巖土體在自重作用下易形成蠕滑變形,從而影響山坡穩(wěn)定性。
2.1特征
滑坡呈舌狀,上部沿截水溝位置開裂下陷,造成已支護(hù)仰坡和右側(cè)邊坡部分開裂,坡腳受推擠已經(jīng)明顯鼓出,滑坡后部經(jīng)幾次降雨不斷擴(kuò)大,現(xiàn)在截水溝位置形成約1~2米錯臺,已經(jīng)滑動部分約900m3,如果臨空面加大滑動范圍有可能會進(jìn)一步擴(kuò)大,后緣可能向上延伸,主要滑動方向和線路夾角約40度?;w主要以表層的含碎石粘性土、含粘性土碎石、塊石及部分風(fēng)化層。
根據(jù)地質(zhì)調(diào)查及淺部工程所見,滑動面受地形、地質(zhì)條件控制,滑坡為殘坡層重力推移式的滑塌。
2.2產(chǎn)生原因
(1)地貌地層:臺階狀地貌不利于邊坡的穩(wěn)定;淺部殘坡層碎石土厚度較大,分選性差;下部巖石風(fēng)化較強(qiáng)烈,風(fēng)化層比較厚,巖石面較陡,由于上述地貌特征和地層分布,造成了形成滑坡的內(nèi)在因素。(2)人類活動:隧道進(jìn)口仰坡和邊坡的開挖,形成了高差約6m的臨空面,因此由于施工的開挖,破壞了原來的山體平衡,成為形成滑坡的主要因素。(3)地下水:施工開挖邊坡后,連日的降雨大量補(bǔ)充地下水,是原本已經(jīng)處于極限平衡的邊坡的穩(wěn)定性降低,導(dǎo)致滑坡的產(chǎn)生,05.11.28日出現(xiàn)裂縫,05.11.30日下雨裂縫快速發(fā)展,截水溝拉裂,05.12.5日下雨部分截水溝塌陷,由此可見地下水是形成滑坡的誘發(fā)因素和滑坡發(fā)展的重要影響因素。
3.1隧道進(jìn)洞方案及后續(xù)工程處理
(1)由于滑坡引起隧道右側(cè)仰坡土體明顯向外隆出,上緣也下沉很大,隧道在此滑坡體內(nèi)進(jìn)洞極不安全。為此必須清除滑體,重新刷出洞口仰坡,并調(diào)整隧道暗洞進(jìn)洞位置。根據(jù)施工單位初步提供的洞口平面圖,隧道暗洞須縮短約3米,在K151+247樁號進(jìn)洞。(2)仰坡刷坡至拱頂線后應(yīng)先停止開挖,對護(hù)拱范圍采用預(yù)留核心土開挖法,采用人工開挖,縮小開挖范圍,減小對土體的擾動。開挖出護(hù)拱位置后立即澆筑護(hù)拱、施作暗洞管棚超前支護(hù)。(3)為提高初期支護(hù)的剛度,及時提供早期支撐,隧道洞口段暗洞Ⅱ類圍巖使用I18工字鋼代替格柵拱架。進(jìn)洞后應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行短進(jìn)尺、緊支護(hù)的原則,及時施作初期支護(hù)。(4)根據(jù)目前洞口揭露的地質(zhì)情況,殘坡積層及全風(fēng)化層較厚,力學(xué)性質(zhì)差。為保證洞口的長期穩(wěn)定,明洞延長8m,并且要求雨季來臨之前盡快安排澆筑明洞。
3.2邊仰坡開挖及防護(hù)
(1)對拱頂以上的仰坡采用二級坡放緩坡率,以清除滑塌體、及減少對隧道左側(cè)邊仰坡開挖為原則:第I級坡采用1:1坡率,高度4米;第Ⅱ級坡采用1:1.5至坡頂,兩級坡之間視實際地形及滑塌體情況設(shè)置2m~4m寬的漸變臺階。開挖時應(yīng)使仰坡坡腳保持垂直于隧道軸線。(2)左側(cè)邊坡可按原設(shè)計施工,并配合仰坡進(jìn)行適當(dāng)開挖。右側(cè)邊坡放緩坡率,削除滑塌體,具體坡率根據(jù)實際橫斷面情況確定。
(3)邊仰坡防護(hù):因洞口上部均為含碎石亞粘土,孔隙大、易透水,為提高其自穩(wěn)能力,保護(hù)施工安全,對拱頂以上第Ⅰ、Ⅱ級邊仰坡采用4.5米長Φ42×4mm注漿小導(dǎo)管作系統(tǒng)支護(hù),漿液為純水泥漿,間距1.2×1.2m,梅花形布置,另在兩坡面上分別設(shè)置兩排16米Φ22mm長砂漿錨桿,間距為2.4×2.4m。拱頂以下部分采用3.5米長Φ22mm砂漿錨桿作系統(tǒng)支護(hù)。坡面防護(hù)均采用15cm厚C20噴砼+雙層Φ6鋼筋焊接網(wǎng)。(4)拱頂以下部分邊坡處理:由于目前洞口尚未開挖落底,拱頂以下部分僅按照假設(shè)強(qiáng)風(fēng)化層考慮,若開挖后地質(zhì)發(fā)生變化,應(yīng)及時通知設(shè)計作相應(yīng)調(diào)整。
3.3洞口防排水工程
(1)邊坡施工前應(yīng)先在開挖線外作截水溝,并對地面梯田凹洼處進(jìn)行引流,使地面不產(chǎn)生積水。(2)邊仰坡坡面上布置排水孔,孔深4.5米;在坡腳等關(guān)鍵位置布置若干16米長深泄水孔,以有效排走土體內(nèi)的地下水。
施工單位2006.1~2006.5月根據(jù)設(shè)計變更圖紙開始重新開挖邊仰坡,并且按設(shè)計圖紙施工做到了安全進(jìn)洞;并且在邊仰坡典型斷面上布置了25個監(jiān)測點,經(jīng)過2006年7、8月的臺風(fēng)強(qiáng)降雨考驗,根據(jù)觀測數(shù)據(jù)分析,洞口經(jīng)處理后處于穩(wěn)定狀態(tài)。
通過對隧道右洞進(jìn)洞口邊仰坡所出現(xiàn)的滑塌,進(jìn)行了設(shè)計調(diào)整做到了安全進(jìn)洞,但是我們也看到了由于滑塌的產(chǎn)生施工工期延長了數(shù)月,增加了費用,因此位于地質(zhì)情況很差的隧道口我們應(yīng)當(dāng)采取慎重態(tài)度,充分考慮地貌、地層分布和地下水活動情況,確定進(jìn)洞位置和邊仰坡坡率及防護(hù);文章通過該實際事例希望對以后類視情況有所幫助、指導(dǎo)。
作者簡介:陳江瓏(1979-),男,浙江紹興人,本科,工程師,主要研究方向:水文地質(zhì)與工程地質(zhì)。