袁文強(qiáng),何 勇
四川省交通勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司,四川 成都 610017
隨著高速公路建設(shè)的快速發(fā)展,路網(wǎng)不斷向西部艱險(xiǎn)山區(qū)延伸,隧道在高速公路工程中所占的比重也越來越高。由于四川省西、北部山區(qū)地形復(fù)雜多變,受路線指標(biāo)及地形影響,隧道洞口偏壓難以避免,如何安全、順利的進(jìn)洞就成了必須解決的問題。結(jié)合廣平高速白楊坪隧道平武端洞口設(shè)計(jì)、施工,對(duì)千枚巖地質(zhì)條件下偏壓洞口進(jìn)洞方案設(shè)計(jì)。
廣平高速白楊坪隧道處于龍門山、米倉山與四川盆地低山的接合地區(qū),區(qū)內(nèi)地形地貌以構(gòu)造剝蝕中低山~低中山為主,嶺脊崎嶇,峰高尖銳,河谷深切,局部形成陡崖,地形起伏陡峭。平武端左右洞分別位于一山脊兩側(cè),斜坡坡度35°~45°,右洞左高右低,基巖裸露的陡坎地形,植被茂密。
隧道穿越的主要巖層為志留系茂縣群黃坪組三段絹云千枚巖。絹云千枚巖:銀灰色、灰色、灰綠色,礦物成分以絹云母為主,少量石英、綠泥石赤鐵礦,鱗片變晶結(jié)構(gòu),千枚狀構(gòu)造,片理極發(fā)育,絲絹光澤明顯,脫水易開裂、風(fēng)化。局部巖體含黃鐵礦晶粒;質(zhì)軟,指甲可刻劃;層間結(jié)合差,錘擊易沿片理面破裂。
對(duì)于該地形一般的進(jìn)洞方案多采用明挖法方案(見圖1),根據(jù)洞口的地質(zhì)情況,按一定坡率對(duì)邊仰坡進(jìn)行開挖、防護(hù),這樣就造成了偏壓外側(cè)剛剛具備進(jìn)洞條件的情況下,仰坡及內(nèi)側(cè)邊坡注漿升高,特別是內(nèi)側(cè)邊仰坡過渡處轉(zhuǎn)角達(dá)到開挖的最高點(diǎn)。雖然后期可以通過開挖后施作明洞及明洞回填結(jié)合坡面植草綠化的方法加以補(bǔ)救,基于結(jié)構(gòu)影響明洞回填的高度一般有限,過高的邊仰坡很難通過回填掩蓋,開挖后形成的巖質(zhì)坡面又很難讓植草存活,造成開挖坡面多數(shù)僅為噴射混凝土,與回填土之間形成陡坎,破壞了洞口的美觀。并且邊仰坡的開挖本身就會(huì)破壞原山體的平衡狀態(tài),加之施工過程中往往明洞最后施工,坡面防護(hù)不及時(shí)、降水對(duì)坡面的影響,很可能導(dǎo)致邊仰坡坍塌工程病害。若洞口地質(zhì)條件差,尤其是千枚巖地層,巖質(zhì)軟,風(fēng)化快,遇水后快速軟化,洞口工程病害問題更加突出。更不符合“零開挖”進(jìn)洞的原則。
圖1 明洞明挖法典型斷面
白楊坪隧道出口右洞地形偏壓嚴(yán)重,地形狹小,地質(zhì)條件差,表層2~3m碎石土,下伏絹云母千枚巖,強(qiáng)風(fēng)化層5~8m。為更好的保證山體穩(wěn)定,避免由于坡面開挖過高造成坡頂裂隙、坍塌等病害,盡量做到“零開挖”進(jìn)洞,結(jié)合地形地質(zhì)情況經(jīng)研究,設(shè)計(jì)中采用了半明半暗的方案,本方案的主要特點(diǎn)是開挖少,可有效開挖高度,減少對(duì)原地形地貌的破壞。與傳統(tǒng)的明洞方案比較工序較多、施工工期長(zhǎng),但更安全、環(huán)保。半明半暗方案的主要步驟:
(1)清除坡面植被、松散土、碎石土開挖邊坡并施作坡面防護(hù);
(2)按臺(tái)階狀對(duì)坡面進(jìn)行開挖;
(3)施作外側(cè)初支鋼架及外側(cè)護(hù)墻;
(4)施作拱部鋼架并預(yù)留大管棚鋼管鉆進(jìn)空間,拱部鋼架設(shè)置鎖腳錨桿;
(5)施作頂部護(hù)拱;
(6)施作管棚,選擇合適的施工方式暗洞開挖。
圖2 半明半暗典型斷面
施工單位施工中按設(shè)計(jì)進(jìn)行施工,避免了高陡邊仰坡的出現(xiàn),基本保持的原地貌,地表的植被得到了很好的保護(hù),未出現(xiàn)坡面滑塌等地質(zhì)災(zāi)害,同時(shí)在暗挖過程中由于有護(hù)墻護(hù)拱的保護(hù),監(jiān)控量測(cè)顯示該段施工變形量?jī)H在2~3cm。
復(fù)雜山區(qū)修建高速公路常常會(huì)遇到地形偏壓,加之洞口地質(zhì)條件差,受降水等不利條件,往往洞口大范圍開挖會(huì)對(duì)隧道安全進(jìn)洞產(chǎn)生不利影響。選擇合理的進(jìn)洞方案,重視“安全、經(jīng)濟(jì)、合理、環(huán)?!钡脑O(shè)計(jì)原則,確保工程順利實(shí)施。