隧道洞口山体滑坡整治

第２６卷第３期　２００６年６月　｜｜遁建诅　Ｔｕｎｎｄ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　２６（３）：７３—７５　Ｊｕｎｅ，２０Ｏ６　隧道洞口山体滑坡整治　林三国　（中铁五局集团第一工程有限公司，长沙４１０１１７）　摘要：赣龙铁路马蹄经隧道在施工中遇到洞口３０ｍ上半断面全部变形垮塌的难题，而且初步方案屡遭失败。经过彻底探明地质情　况，确定了滑坡体的存在。提出了相应的综合整治方案。介绍了滑坡整治方法。进一步强调隧道工程详细地质勘查的重要性。　关键词：隧道；滑坡体；综合治理　中图分类号：Ｕ２１６．４１＋９．１　文献标识码：Ｂ　Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｌａｎｄｓｌｉｄｅ　ａｔ　Ｔｕｎｎｅｌ　Ｐｏｒｔａｌｓ　ＬＩＮ　Ｓａｎ—ｇｕｏ　（Ｔｈｅ　１ｓｔ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏ．。Ｌｔｄ．ｏｆ　Ｃｈｉｎａ　Ｒａｉｌｗａｙ舭５ｔｈ　Ｂｕｒｅａｕ　Ｇｒｏｕｐ。Ｃｈａｎｇｓｈａ　４１０１１７。Ｃｈｉａ）ｎ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｔｏｐ　ｈｅａｄｉｎｇ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｍａｔｉｊｉｎｇ　ｔｕｎｎｅｌ　ｏｎ　Ｇａｎｚｈｏｕ—Ｌｏｎｇｙａｎ　ｒａｉｌｗａｙ。ｈｕｇｅ　ｄｅ￣ｒｍａｔｉｏｎ　Ｏｃｃｕｒｓ　ｔｏ　ｔｈｅ　３０ｍ—ｌｏｎｇ　ｅｘｉｔ　ｐｏｒｔａｌ　ｓｅｃｔｉｏｎ。ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ｆｏｌｌｏｗｅｄ　ｂｙ　ｆｕｌｌ　ｃｏｌｌａｐｓｅ．Ｓｅｖｅｒａｌ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｐｔｉｏｎｓ　ａｒｅ　ａｔｔｅｍｐｔｅｄ。ｂｕｔ　ａｎ—　ｆｏｒｔｕｎａｔｅｌｙ　ｎｏ　Ｓｕｃｃｅｓｓ　ｉｓ　ａｃｈｉｅｖｅｄ．Ａｆｔｅｒ　ｔｈｏｒｏｕｇｈ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｓ。ｉｔ　ｉｓ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅｒｅ　ｅｘｉｓｔ　ｌａｎｄｓｌｉｄｅ，ｏｎ　ｂａｓｉｓ　ｏｆ　ｗｈｉｃｈ　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｐｌａｎ　ｉｓ　ｐｒｅｐａｒｅｄ．Ｔｈｅ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｐｒｅｓｅｎｔｓ　ｔｈｅ　ｌｎｄｓｌａｉｄｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｍｅｔｈｏｄ－ｄｅｍｏｎ—　ｓｔｒａｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｇｒｅａｔ　ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ　ｏｆ　ｈｏｒｔｏｕｇｈ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｓ　ｉｎ　ｔｕｎｎｅｌ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｗｏｒｋｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｔｕｎｎｅｌ；ｌａｎｄｓｌｉｄｅ；ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　在铁路工程的建设中，地质情况的调查和勘测对　铁路选线极其重要，一般情况下应避免穿过滑坡体等　地质病害区，而隧道工程因其深埋于地下，地质情况调　查和分析较困难，故要求隧道工程在勘测时对地质条　件的了解程度要比一般工程范围更广、深度更深，以便　于施工和运营管理。其调查和勘测内容一般包括自然　概况、工程地质特征、水文地质特征、不良地质状况分　区，煤窑直径约１．２ｍ，深度约１３—１６ｍ。　２施工中遇到的问题　隧道开挖后，发现实际地质情况与设计有较大出　入，开挖暴露出的地层，为紫红色砂粘土夹白色粘土，　并夹有小碎石，开挖时有滴水，并伴有掉块现象。土质　含水量大，在距洞口约１０　ｍ处进行了取样分析，土质　含水率达３５％，液限为６ｏ％。　隧道上部台阶掘进几米后，发现洞顶地表有宽约　１　ｍｍ的裂缝，主要分布在天沟附近，随后洞口已施工　好的初期支护也出现细微的环向裂缝。此时开挖面共　析、有毒有害气体、地震烈度等级及气象资料等，其中　工程地质特征和不良地质状况对设计和施工的影响最　大，若在设计过程中，对地质情况调查不够详细或判断　不准，则会对施工带来极大的影响，致使施工过程中方　案出现反复，浪费大量的人力、财力和物力。　掘进了２０ｍ，通过在地表设点观测，最大沉降为２６ｃｍ。　在随后的几天里，洞顶沉降量越来越大，最后已掘进的　３０　ｍ隧道上半断面在一次大雨中全部变形垮塌。观　１　工程概况　赣龙铁路马蹄迳隧道全长１　０７６ｍ，出口地段原设　计为紫红色砂岩、粉砂岩，极严重一颇重风化，且地层　中含透镜状煤层。洞口地质为第四系坡积层、砂粘土　夹碎石，厚度约Ｏ．５—２．Ｏｍ。洞口段在开挖时，偶尔有　煤堆出现，呈蜂窝状。隧道出口约７０　ｍ长地段洞顶覆　盖层较薄，厚度约为７一ｌ１　ｍ。在隧道出口洞顶约ｌ１Ｏ　测点沉降曲线见图１。　３　初步分析原因及相应的施工方案　３．１　原因　洞口段已开挖且初期支护已完成的上半断面在一　ｍ长范围内，沿线路中心附近分布着若干个煤窑采空　收稿日期：２０Ｏ６－０１—１６；修回日期：２００６—０２－２７　场暴雨中全部变形坍塌，初步分析其原因为：洞口段坡　积层为砂粘土夹碎石、块石，厚度超过５　ｍ，下伏基岩　为粉砂岩，极严重风化、颗粒极细，含水量较大，开挖后　作者筒介：林三国（１９６８一），男，湖南永兴县人，大学本科，工程师，主要从事铁路、公路、水力及市政工程施工与管理。　维普资讯 http://www.cqvip.com

７４　蘑《　窘．　２００６年６月第２６卷　遇水成泥，承载力急剧下降，使初期支护拱脚下沉引起　变形开裂。　姗狮脚瑚ｍ　ｍ　ｍ　ｍ∞∞蚰∞０　８—２５　８一Ｚ８　８—３ｌ　９—３　９一　９一，　９一ｌＵ　９—１４　日期／（月一日）　图１　出口洞顶观测点沉降曲线　Ｆｉｇ．１　Ｃｕｒｖｅｓ　ｏｆ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ　ｍｅａｓｕ—ｅｄ　ｂｙ　ｍｅａｎｓ　ｏｆ　ｍｏｎｉｔｏ－　ｉｒｎｇ　ｐｏｉｎｔｓ　ｉｎｓｔａｌｌｅｄ　ｏｎ　ｇｒｏｕｎｄ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｏｎ　ｔｏｐ　ｏｆ　ｔｕｎｎｅｌ　ｅｘｉｔ　ｓｅｃｔｉｏｎ　３．２方案　①由于洞口段地表下陷变形，致使隧道开挖受阻，　经过现场调查研究，决定将洞口段６０ｍ由隧道改为路　基，并在路基两侧各设７根深１６　ｍ的抗滑桩，桩问设　挡墙。但在路基施工过程中，距洞口４０　ｍ远、高于洞　顶３０　ｍ处的正面边坡上出现了地表裂缝，两侧边坡随　后也开始开裂，同时出现许多网状的裂缝。此段滑动　体纵向长１１５　ｍ，横向宽９２　ｍ，面积约１０　３５０　ｍ　。因　此，该处按路基施工方案行不通。　②后经过方案比选，又将该段路基改为明洞，明洞　上加设护拱。但在护拱施工过程中，山体继续下滑。　护拱施工完后，开裂下滑的土体将护拱一起往线路的　中线偏右方向推动，一周内竞移动了２４　ｃｍ。同时护拱　赣州端下沉，龙岩端上跷。观测资料显示，护拱及四周　土体的移动速度为２—３　ｃｍ／ｄ，因此，护拱加明洞方案　也无法实施。　几次的处理方案都屡告失败。　４探明地质情况确定综合整治方案　（１）探明地质情况　为彻底探明地质情况，对该处山体布设了六个钻　孔点，重新进行地质钻探。钻探结果显示，该处山体地　表下１Ｏ一１２　ｍ处存在一滑动面，滑动面位于炭质页岩　与粉砂岩及粉质粘土的交界处。上层为粉砂岩、粉质　粘土，含水量较小，下层则为含水量饱和的炭质页岩。　（２）确定综合整治方案　彻底探明了洞顶山体的地质情况之后，为彻底根　治滑动体，最后选定了以下综合整治方案，即：　①正面仰坡滑动体分级卸载，即将ＤＫ６７＋７１０一　＋７５５线路中线两侧各１８　ｍ内滑动面以上的土体全部　清除，然后按１：１．５开挖两侧边坡；ＤＫ６７＋７５５一＋　８４５隧道洞口段则将土体清除至隧道洞顶标高，宽度　为左右各１６ｍ，两侧边坡仍按１：１．５开挖。　②仰坡卸载后，正面用预应力锚索加固山体，然后　挂网锚喷Ｃ２０混凝土封闭，两侧边坡用混凝土预制块　贴面封闭。　（￣）ＤＫ６７＋７７０一＋８１８长４８ｍ暗洞改为明洞，两　侧分别用浆砌片石和干码片石回填；基底换填Ｍ５浆　砌片石。　④明洞两侧设２８根抗滑桩。　５　施工方法　马蹄迳隧道出口由于是山体滑坡的整治，因此必　须遵循分部开挖、分部加固的原则。其施工程序为：上　部边坡开挖－＋上部锚索施工＿＋下部边坡开挖－＋下部锚　索施工－＋坡面防护及排水设施施工－÷抗滑桩施工－＋明　洞土石方分段开挖及明洞施工＿＋其他工程施工。　５．１　预应力锚索施工　预应力锚索的作用机理，主要是通过锚索将软弱、　松动、不稳定的岩土体悬吊在深层稳定的岩土体上，以　防止其滑脱。起悬吊作用的锚索，主要是提供足够的　拉力，用以克服滑落岩土体的重力或下滑力，来维持工　程稳定。　５．１．１设计方案　隧道洞顶上方仰坡采用预应力锚索预加固，锚索　共计７３根，锚索按正方形布置，钻孔下倾角１５。，见图　２。锚孔孔径１１０ＩＤＡＴＩ，单孔锚固力３５０　ｋＮ。锚索采用　１８６０级高强度低松弛钢绞线编制而成，直径１５．２４　ｍｍ，每根锚索由４根钢绞线组成。　５．１．２施工方法　①先分级清理滑塌土体，杜绝大面积开挖。第一　级平台土体清理完后，及时进行锚索的施工，防止山体　暴露过久产生新的滑动。　②钻孔过程中应开始编制锚索束。钢绞线在下料　时，应进行严格的检查，除锈去污，对有死弯、机械损伤　的应剔除。　③锚索束按设计要求绑扎好后，挂牌编孔号，防止　装错。自由段钢绞线则要涂抹黄油，然后用波纹管　封闭。　④按孔号安放好锚索后，即可进行注浆。将注浆　管插人孔底，采用孔底返浆法一次注满锚孔。浆液采　用Ｍ４０水泥砂浆。　⑤在承压板的浇注过程中，应注意预留孔的方向　应与锚索方向在同一直线上，且张拉时千斤顶也与锚　索在同一直线上，防止锚索弯折。在正式张拉前用　１０％或２０％的设计拉力进行预张拉，使锚索体各部位　接触紧密，索体完全顺直。　⑥砂浆强度达到７０％后即可进行正式张拉。　维普资讯 http://www.cqvip.com

第３期　林三国　隧道洞口山体滑坡整治　７５　图２锚索中心纵断面图【单位：ｍ）　Ｆｉｇ．２　Ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ　ｐｒｏｆｉｌｅ　ｏｆ　ａｎｃｈｏｒｉｎｇ　ｃａｌｂｌｅｓ（ｕｎｉｔ：ｍ）　锚索张拉分两次进行，第一次张拉按五级加载，即　设计荷载的２５％、５０％、７５％、１００％、１２０％，前四级稳　定时问为５　ａｒｉｎ，最后一级为１５　ｍｉｎ；第二次张拉在第　次张拉后６—１０　ｄ进行。　一侧土体。　明洞施工完后，做好防水层，然后回填两侧以平衡　边坡土体。　跳槽段明洞两侧回填好后开始下一段明洞的开挖。　补张拉后，留３０ｍｉｌｌ钢绞线，其余截去，然后封锚。　６　效果评价　５・１・３　注意事项　马蹄迳隧道出口山体滑坡通过实施综合整治方案　①一般情况下用干法钻孔，防止孔壁坍塌堵孔。　若地下水较丰富，施工易坍孔时，应在钻孔完后及时安　放锚索并　马上注浆。　后隧道施工才得以顺利进行。通过对仰坡四周设点　观测边仰坡未再有任何变形，说明采用锚索和抗滑桩　，，联合加固效果是很明显的②锚索张拉前，张拉机必须到计量部门进行标定。　③锚索施工前，应先进行抗拔试验，一般做３个试　验孔，锚固段长度的换算可取５　ｍ，以检验砂浆与岩土　体间的粘结能力。有时也取１．０—２．０　ｍ，但太短注浆　时很难控制长度，也不容易检校抗拔力。④滑动体卸荷后锚索施工，应根据地质情况分级　分段开挖，尽量避免大面积的开挖，防止产生新的滑　动。一般在钻好孔后及时进行锚索施工并按时张拉，　其施工具有如下特点：　①采用锚索可将滑动体牢牢固定在稳定的山体　上，做到一劳永逸；采用抗滑桩不必将软弱岩层全部清　。除，只要将抗滑桩的锚固段埋人软弱层或滑动面以下　即可，减少了土石方量的挖运。　②锚索和抗滑桩施工不受地形，也不需要大型　机械，操作方便、简单，作业面广，便于安排劳动力。　③采用联合加固可彻底根治工程病害，不留后患，　安全性好。　以稳定岩土体，然后进行下步工序的施工。　５．２抗滑桩施工　７　结束语　在隧道工程施工中，由于地质情况非常复杂，设计　由于山体滑动面穿过明洞洞身，为保证明洞开挖　过程中两侧山体的稳定，在明洞两侧设有２８根抗滑　桩。其中左侧１５根，右侧１３根，桩截面尺寸２．５　ｍ×　２．５ｍ，桩长１７ｍ，桩间距５　Ｉｌｌ。为保证施工安全，采用　方案也会遇到许多意想不到的难题。应尽量依靠先进　的勘探技术和设备，加深对地质情况的了解，使设计方　案可行，施工方案可靠。　龛冬寺吉｝．　跳桩法开挖（隔两根桩以上），桩体开挖采用明挖法。　５．３　明洞施工　［１］ＴＢ１０００３—２００１，铁路隧道设计规范［ｓ］・北京：中国铁　道出版社，２００１．　正面仰坡锚索和抗滑桩施工完后，即可开始明洞　施工。　［２］ＴＢ１０２０４—２００２，铁路隧道施工规范［ｓ］．北京：中国铁道　出版社，２００２．　明洞土石方采用跳槽开挖，跳槽长度为３—５　ｎｌ，　开挖完后及时施工明洞及明洞两侧的回填，以支撑两　［３］赵志刚，赵勇．隧道隧洞施工地质技术［Ｍ］．北京：中国铁　道出版社，２００１．