大峪隧道洞口段滑坡处治分析

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公路隧道洞口滑坡的机制分析及监控预报

公路隧道洞口滑坡的机制分析及监控预报

公路隧道洞口滑坡的机制分析及监控预报发布时间:2021-07-01T14:40:50.697Z 来源:《建筑科技》2021年7月上作者:林峰[导读] 目前,中国交通网络密集,对道路工程建设质量的要求不断提高。

在偏远山区,不仅要克服海拔差异等自然环境因素的影响,还要加强施工技术和施工工程高频病害的防控。

在公路隧道施工的众多病害中,隧道入口滑坡是公路隧道施工常见病害之一。

身份证号码:33108119880******2 林峰邮编:317500摘要:目前,中国交通网络密集,对道路工程建设质量的要求不断提高。

在偏远山区,不仅要克服海拔差异等自然环境因素的影响,还要加强施工技术和施工工程高频病害的防控。

在公路隧道施工的众多病害中,隧道入口滑坡是公路隧道施工常见病害之一。

关键词:公路隧道;洞口滑坡;滑坡机理;影响因素;治理方案引言:隧道开挖过程中经常出现地质条件相对特殊或浅层围垦偏斜、滑坡等地段。

在这些复杂的条件下,隧道的施工质量和安全面临着巨大的挑战。

一.滑坡的形成滑坡结构主要由粉砂粘土夹层组成,为渗透层,滑带区域遇到水后易呈现出软化状态。

土体结构抗剪力较低,土体结构呈松散滑动状态。

隧道施工过程中,工程隧道遭遇暴雨、强降雨、持续时间长,滑坡前缘向外扩展,形成渐进式拖曳滑坡系统。

二.滑体结构特点在地质勘查过程中,滑体的结构显示比较清晰,滑体整个断面结构上有局部划痕,有的划痕显示出一定量的划痕,造成滑体倾斜。

主要是,滑坡后滑体最大位移接近8m,滑体结构可直接作用于开敞隧道,开敞隧道受滑坡体冲击力的影响,水渗入开放隧道的内部结构并发生故障。

三.公路隧道入口工程施工原理公路隧道开通工程,在施工前,应根据施工现场周边地质条件,制定科学的施工方案。

在建设公路隧道入口时,必须遵守以下原则:1.公路隧道入口工程一旦开工,需要对土地实行浅埋暗挖,以确保工程建设有一个良好的开端。

2.洞穴入口处的岩石具有承受较大压力的能力。

挖洞的时候,可以用多种方式挖。

隧道出口滑坡处治方法及技术措施PPT课件

隧道出口滑坡处治方法及技术措施PPT课件
• 隧道在覆盖层中存在严重偏压,隧道的 处治费用较高且存在安全隐患。
调坡方案 清方方案 支挡方案
方案实施过程中出现的 问题及处理措施
预应力锚索框架梁
坡体由山 体崩落形成, 岩层走向方向 复杂,导致地 勘未能精确勘 察出岩土交界 面位置,实际 施工中发现按 设计无法清方 至基岩面。针 对边坡重新进 行地质勘察。
支挡方案
在隧道左洞 最侧,沿隧道左 洞前进方向设置 一排抗滑桩来支 档变形体,抵挡 变形体所产生的 下滑推力和主动 土压力,以确保 隧道的施工和今 后公路的运营。
支挡方案
优点
• 可减少征地和对自然生态的影响。
缺点
• 施工周期长,施工工艺复杂,可能会影 响整个建设工期。
• 施工完后锚索的预应力松弛会比较明显, 对桩的长期稳定有一定影响。
坡脚反压
增强左洞 明洞衬砌,加 厚明洞洞顶回 填土厚度,用 以反压坡脚, 保证边坡稳定。
隧道出口段变形拉裂体
调坡方案
抬高隧道出口端 纵坡,左侧斜坡局部 清方,左洞出口端暗 洞改为明洞,右洞隧 道缩短。在该覆盖土 体路段,通过抬高路 线设计标高,尽量减 少对滑坡体前缘的扰 动,结合放缓挖方边 坡坡比,局部清除不 稳定的斜坡土体,完 善坡体上截排水系统, 并增设明洞防止危岩 落石对公路的安全隐 患,彻底消除变形体 对隧道的影响。
清方方案
优点
缺点
• 整个工程造价较低。
• 施工周期短,施工工艺简单。
• 长期稳定性好,能彻底根除变形体对公 路的影响。
• 增加征地,并需要大量伐木,对自然生 态的影响相对较大。 • 清方后以路堑形式通过,但清方后出露 的基岩可能会对公路造成一定的威胁,后 期可能会增加对该部分基岩的处理。后期 处理难度较大。 • 清方数量大,新增占地多。

浅谈隧道洞口边仰坡滑坡问题与处理措施

浅谈隧道洞口边仰坡滑坡问题与处理措施
六、加强仰坡支护措施
加强边仰坡支护措施具有两方面的意义,首先它保证隧道安全施工是个重要的环节;另外它也是保证开通运营后车辆行驶及生命的安全重要保证。所以隧道洞口边仰坡安全防护的主要具体形式表现在边仰坡的支护措施上。因此隧道洞口开挖前应该认真调查地层实际情况,与设计不符时及时提请设计变更,必须保证兼顾到施工及以后的运营安全,对不良地层采取适当的加强边仰坡支护措施。特别是顺层地层,必须要求设计变更,不能等到边仰坡坍塌堵塞隧道洞门,危及施工安全是再变更,增加支护措施。洞口开挖应根据现场实际情况确定进洞方案,对于顺层滑坡地段,采取早进洞的原则,加强洞口支护措施,尽量缩小开挖范围,减少对顺层岩层的扰动,保证洞口边仰坡稳定安全。隧道进洞施工后,尽快安排隧道洞口段明洞及洞门施工,保证洞口安全。对于洞口顺层或节理切割严重的岩层,洞口基础开挖作业时,严格控制开挖长度,尽可能采取跳段开挖方式,防止对坡脚破坏过多导致边坡失稳。隧道洞口顺层地层,尽可能采取长锚杆或锚索加强支护措施,一般锚杆喷射混凝土支护不能有效阻止岩层顺层滑动。锚杆或锚索施工方向尽可能于层面垂直,增加其有效锚固深度。向莆铁路平城关隧道进出口边仰坡经过多次安全排查,对原设计仅采取绿色防护的边坡采取了框架锚杆梁加强,向莆铁路开通后,此段经过运营单位各方安全排查,已基本不存在边坡塌方危险。
四、制定突发事件应急预案
边仰坡施工过程中应随时检查地表及坡面情况,发现开裂、滑动等现象立即采取加固措施保证边、仰坡稳定和施工安全。施工前期,针对在施工中可能出现的特殊危险情况,提前预测,并制定生产安全事故应急救援预案,建立应急救援组织及配备应急人员,配备必要的应急救援器材、设备,以防突发事件,并定期组织演练,确保施工安全。突发事件是指在现场施工过程中,出现塌方、突泥涌水、冲突、人员伤害、火灾、爆炸或因设备故障、损坏等原因造成中断施工的非正常情况。

公路隧道洞口滑坡原因分析及处置方案

公路隧道洞口滑坡原因分析及处置方案

公路隧道洞口滑坡原因分析及处置方案【摘要】近年来,全国高速公路建设进入繁荣阶段,而隧道建设一直是高速公路建设中的重点、难点。

由于受工程地质条件、水文地质条件及人为因素等影响,公路隧道施工过程中,洞口处易发生滑坡现象,以四川省南大梁高速李家湾隧道为例,首先从地质因素、水的作用及人为因素三方面分析了滑坡产生的原因,然后计算模拟整个滑坡发生的过程,建议处置方案,从而对施工过程中出现的隧道洞口边坡病害加以控制并降低隧道洞口施工中的风险,保证隧道洞口施工安全。

【关键词】隧道施工;滑坡;隧道洞口;处置0 概述随着我国基础建设的步伐加快,高速公路建设也成为基础建设的重要项目。

而高速公路技术指标要求高,要克服地形地貌影响,特别是四川省山区地貌的影响,隧道工程的建设就成为高速公路设计的一项重要项目,且在建高速公路桥隧比呈上涨趋势。

由于工程地质条件,水文地质条件及人为因素等影响,隧道施工过程中已出现滑坡、冒顶、崩塌等各种地质灾害,其中洞口处滑坡便是隧道施工中常见的地质灾害之一。

由于隧道施工为封闭环境施工,隧道洞口的安全是关系到隧道内部施工能否顺利进行的重要一项,因此加强对隧道洞口的滑坡原因分析,并提出处置方案及预防预案,就可减少施工事故,提高施工质量并加速高速公路及隧道工程的建设。

隧道洞口处多为浅埋段,地表第四系土层及全-强风化岩石发育较多,工程地质性质较差,且局部可能存在偏压等问题,开挖后,边坡松散岩土体易发生滑坡现象。

表层第四系土层及全-强风化岩石为较好的地表渗水层,山体地表水多以此通道进行地表水排泄,所以洞口处边坡稳定受天气影响也较大。

所以应从诸多因素考虑分析滑坡原因,为滑坡处置提供可靠依据并建议处置方案,保证隧道的施工安全。

本文以四川南大梁高速公路李家湾隧道洞口滑坡为例进行分析并提出处置方案。

1 工程概况李家湾隧道设计为双洞双车道隧道,位于四川南大梁高速公路K21处。

李家湾隧道出口(K21+720)边仰坡纵向段落全长约70米,横向从边坡坡脚至滑坡体后缘坡长约85米。

隧道口滑坡的影响因素和处理措施浅析

隧道口滑坡的影响因素和处理措施浅析

2008年3月第3期(总114) 铁 道 工 程 学 报JOURNAL OF RA I L WAY E NGI N EER I N G S OC I ETY Mar 2008NO.3(Ser .114) Ξ 收稿日期:2007-07-09 ΞΞ作者简介:王崇讯,1971年出生,男,工程师。

文章编号:1006-2106(2008)03-0050-04隧道口滑坡的影响因素和处理措施浅析Ξ王崇讯ΞΞ(中铁十五局集团西北工程有限公司, 西安710048)摘要:研究目的:本文对隧道口滑坡的影响因素和处理措施进行探讨,解决有效控制滑坡体滑坡的处理措施。

研究结论:滑坡带在水的作用下抗滑力减小,隧道口人工开挖或爆破是造成滑坡的主要原因。

滑坡体经过地表排水、喷射混凝土,在隧道开挖前修筑重力式挡土墙,超前进行管棚预注浆,在隧道施工中使用钢支撑、注浆锚杆、固结灌浆、衬砌等处理措施,可有效控制滑坡体滑坡。

关键词:隧道口;滑坡;影响因素;处理措施中图分类号:U457 文献标识码:AAnalyses of I nfluenci n g Factors of Landsli de at Tunnel Port al and ItsTreat mentM easuresW ANG Chong -xun(Northwest Co .,L td,China Rail w ay 15th Engineering Bureau Gr oup Co .L td .,Xi ′an,Shanxi 710048,China )Abstract:Research purposes:The discussi on is made in this paper on the influencing fact ors of landslide at tunnel portal and its treat m ent measure f or the pur pose of effect contr ol of the landslide at tunnel portal .Research conclusi on s:The main causes for the landslide are decrease of the antiskid capacity of slides z one under the acti on of water,manual excavati on of the tunnel open or blasting .The landslide can be contr olled effectively by taking relative measures,such as surface drainage,jetting concrete,constructi on of gravity retaining wall bef ore the tunnel excavati on,adop ting p i pe -shed gr outing in advance,steel structure,gr outing anchored bar,cons olidati on gr outing and lining .Key words:tunnel portal;landslide;influencing fact ors;treat m ent measures1 工程概况西汉线沙窝隧道是一条地质条件复杂,施工难度大的分离式隧道。

隧道入口滑坡成因分析及防护对策

隧道入口滑坡成因分析及防护对策

- 114 -工 程 技 术0 前言滑坡作为一种常见的地质灾害,对各类工程项目影响巨大,尤其在华南地区,天气潮热多雨水,砂土、岩石风化层厚,极易诱发滑坡等工程地质灾害。

滑坡的处理和防治不仅关系到各类建设工程的质量、成本和进度,也关系到工程建设阶段和使用阶段的安全。

因此,深入探究滑坡的诱发机理,才能够因地制宜地提供详细的信息。

1 滑坡1.1 定义滑坡是某一滑移面上滑体的剪应力超过了该面的抗剪强度,地质岩土体沿着贯通的剪切破坏面发生的滑移现象。

而滑坡的发生一般有3个共同特征。

1)滑带土较软弱,易吸水不易排水,力学指标低[1-2]。

2)滑坡形态多呈圆弧形(土体均匀)或折线形(土体不均匀)。

3)滑坡多沿着各种软弱结构面而发生[3]。

1.2 分类按滑坡体的体积划分为4类。

1) 小型滑坡。

滑坡体积小于10×104 m 3。

2) 中型滑坡。

滑坡体积为10×104m 3~100×104 m 3。

3)大型滑坡。

滑坡体积为100×104m 3~1000×104 m 3。

4)特大型滑坡(巨型滑坡)。

滑坡体体积大于1000×104 m 3。

按滑坡体的厚度划分第三级按坡体厚度分类:10 m 以下为浅层,10 m~25 m 为中层,25 m~50 m 为深层,50 m 以上为超深层。

按滑坡的滑动速度划分为4类[4]。

1)蠕动型滑坡。

人们靠肉眼难以看见其运动,只能通过仪器观测才能发现的滑坡。

2)慢速滑坡。

每天滑动数厘米至数10 cm,人们凭肉眼可直接观察滑坡的活动。

3)中速滑坡。

每小时滑动数十厘米至数米的滑坡。

4)高速滑坡。

每秒滑动数米至数十米的滑坡。

按力学条件划分为2类[4]。

1)牵引式滑坡。

滑坡下部土体先失稳,使上部失去支撑而相继滑动。

2)推动式滑坡。

上部岩层滑动挤压下部产生变形滑动,滑动速度较快,滑体表面波状起伏。

2 工程概况该工程位于河源市连平县内莞镇以北G105国道,为一国道改线段工程,全长约2 km,改线段起点端为一新建隧道。

隧道洞口开裂及边坡滑塌处治方案分析

隧道洞口开裂及边坡滑塌处治方案分析
2 . 1架 设 临 时 支 撑
4 ) 在 出 口右侧 边坡 修 一条 便 道至 洞 顶开 裂 山体上 , 并 在洞 顶开 裂 外 l O e r 范 围 内修 1 道环 向截 水 沟 . 防 止雨 水 汇人 开裂 区 。 5 ) 便 道通 至洞 顶 开裂 位置 后 立 即对 开裂 区进 行修 边 ,去 掉 不稳 定 土块 ,
2 . 4稳 固支护和 稳 定 山体 挖 剩余 4 6 m, 正在进行 出 口段管棚施 工 , 二衬剩余 1 2 0 m时 , 2 0 1 1 年6 月1 5 ~ 2 6日连 续 强 降 雨 , 6 月1 8日在 右 洞 出 口段 ( Y K 5 5 + 2 7 5 -Y K 5 5 + 3 3 0 ) 支 护 出 现 由于右洞 出口段支护开裂严重 , 沉降较大 , 围岩受到扰动较严重 , 必须在 裂缝 , 6 月2 6日支 护 裂 缝 增 宽 , 裂缝数量增加 , 甚 至 出现 了混 凝 土 剥 离 等 现 Y K5 5 + 2 7 5 -Y K5 5 + 3 3 0 段进 行 围岩 注浆 处 理 。 由于 洞 口段 覆 盖 层开 裂 , 边 坡 不 同程 度 滑塌 , 左 洞 掌 子 面 附近 围 岩受 到 象; 6 l f 2 9日右 洞 洞 口左 侧 边 坡 滑 塌 , 7 月1 日支 护 变 形 和沉 降 严 重 , 出现 较 大险情。 不 同程度影响 , 左洞围岩强度稳定性大大降低 , 需要在坍塌边坡上部进行 山 为 左洞 安 全开 挖创 造 条件 。 经分 析 , 造 成 上 述 险情 的 原 因是 多方 面的 : 雨水 渗 入 围岩 , 凝 灰 岩 软 化崩 体 注 浆 , 1 ) 采 用中4 2 m m小导 管 , 长3 . 5 m, 环 向 间距 1 . 0 m, 纵 向 间距 1 . 0 m, 尽 量垂 直 解, 使 结 构面 的 抗剪 强 度减 小 , 支护收 敛 、 下 沉 严重 , 洞 顶 围岩 失稳 位 移 , 山体

隧道滑坡处治专项方案

隧道滑坡处治专项方案

一、方案概述针对隧道穿越滑坡体可能引发的工程问题,本专项方案旨在通过科学合理的工程措施,确保隧道施工及运营期间的安全稳定。

本方案将结合隧道地质条件、滑坡特性以及施工环境,提出针对性的滑坡处治措施。

二、滑坡特点分析1. 滑坡类型:根据滑坡成因和特征,可分为推移式、牵引式、折断式和倾倒式滑坡。

本隧道滑坡主要为牵引式滑坡,滑坡体主要由粘性土、粉质粘土和泥岩组成。

2. 滑坡特征:滑坡体厚度较大,滑动面起伏较大,滑坡体前缘有明显的拉裂裂缝,后缘有明显的挤压变形。

3. 滑坡影响因素:主要包括降雨、地震、人工开挖、地下水活动等因素。

三、处治方案1. 隧道围岩加固(1)对隧道围岩进行锚杆、锚索加固,提高围岩整体稳定性。

(2)采用喷混凝土对围岩进行封闭,防止地下水渗入。

2. 滑坡体稳定措施(1)滑坡体上部:采用排水沟、截水沟等排水设施,降低地下水位,减小滑坡体上部的荷载。

(2)滑坡体中部:采用抗滑桩、抗滑挡墙等支挡工程,提高滑坡体的抗滑能力。

(3)滑坡体下部:采用抗滑堆石、抗滑网等工程措施,防止滑坡体进一步发展。

3. 隧道施工安全措施(1)加强隧道施工监测,实时掌握滑坡体动态变化。

(2)合理安排施工顺序,降低施工对滑坡体的影响。

(3)加强隧道施工人员的安全教育培训,提高安全意识。

4. 隧道运营安全措施(1)建立隧道运营安全管理制度,定期对滑坡体进行巡查、监测。

(2)加强隧道运营期间的排水、排水沟清理工作,确保隧道排水畅通。

(3)加强隧道运营期间的应急处理能力,确保突发事件能够得到及时有效处置。

四、实施方案1. 隧道围岩加固:根据地质勘察结果,制定锚杆、锚索加固方案,并在施工过程中严格执行。

2. 滑坡体稳定措施:根据滑坡体特点,选择合适的抗滑工程措施,并确保施工质量。

3. 隧道施工安全措施:加强对施工人员的培训,提高安全意识;合理安排施工顺序,降低施工对滑坡体的影响。

4. 隧道运营安全措施:建立隧道运营安全管理制度,定期巡查、监测;加强排水、排水沟清理工作;提高应急处理能力。

隧道洞口坡面滑坡治理措施研究

隧道洞口坡面滑坡治理措施研究

研究与探索Research and Exploration ·理论研究与实践270中国设备工程 2021.04(上)隧道洞口坡面滑坡治理措施研究徐丽(中铁十四局集团海外工程分公司,山东 济南 250000)摘要:随着社会经济发展,现有铁路客货运能力趋于饱和,为满足客货运发展需求,需增建阳安二线,满足陕南地区客货运要求。

本文针对新茶镇隧道进口因地质因素及人为切坡的影响,对造成隧道进口坡面滑坡的原因进行了分析,为确保铁路运营安全,对隧道进口坡面采取整治措施。

关键词:隧道洞口;坡面;滑坡;安全中图分类号:U216.41+9.1 文献标识码:A 文章编号:1671-0711(2021)04(上)-00270-02阳(阳平关)安(安康)铁路是陕南重要铁路干线,西起宝成线,东至安康枢纽,连通西康、襄渝铁路。

随着社会经济发展,既有铁路客货运能力已达到饱和,不能满足客货运发展需求,成为制约区域及沿海经济发展的瓶颈所在,需增建二线满足输运能力。

增建阳安铁路地处秦岭山脉以南,线路多以隧道为主,新茶镇隧道为其中一条隧道。

新茶镇隧道位于西乡县附近大巴山地区,平均海拔400~800m,洞身地表起伏大。

1 工程地质和水文地质特征1.1 工程地质构造及特征新茶镇隧道进口坡面位于巴山弧形构造带与秦岭复合造山带衔接部位。

区内北部跨及南秦岭活动带,恰处秦岭峰腰构造的南端,由于加里东期构造隆升,加里东期—海西期伸展—拉张构造,印支期褶皱造山及印支—燕山期收缩—推覆逆冲等地质构造作用的影响,其内部组成与构造变形十分复杂。

隧道进口斜坡陡立,地表自然坡度40~60°,坡面岩体破碎,风化层厚8~15m。

地表表层覆盖膨胀土,厚度1~3m。

洞口斜坡上部岩体松动,存在垮塌、变形失稳隐患。

隧道进口北侧约20m 为岩堆,岩堆长50m,宽25m,厚3~6m。

岩堆物质主要为角砾土,坡面植被不发育,坡面岩堆已发生溜坍,形成圈椅状,溜坍前缘已被清理辟为耕地。

隧道洞口段位于滑坡体上的处治方法

隧道洞口段位于滑坡体上的处治方法

第42卷㊀第2期2018年6月地质学刊JournalofGeologyVol.42No.2Jun.,2018doi:10.3969/j.issn.1674-3636.2018.02.021隧道洞口段位于滑坡体上的处治方法唐连权1,万小乐2(1.苏交科集团股份有限公司,江苏南京211112;2.中铁工程设计咨询集团有限公司,北京100055)摘要:隧道洞口段选址在滑坡体上的现象较为常见㊂以玉园隧道为工程实例,阐述了隧道洞口段滑坡地质灾害的成因及防治方法,通过数值计算针对性地提出该滑坡的应急处治措施㊂计算结果表明现有变形体为牵引式变形,卸载方案不利于其稳定,进而提出抗滑桩+降水㊁抗滑桩+旋喷桩2种方案,探讨2种处治方案的比较与选择,为类似的工程提供经验㊂关键词:隧道洞口段;滑坡体;数值计算;处治方案;玉园隧道中图分类号:P642 22;U455 49㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1674-3636(2018)02-0328-06收稿日期:2018-01-29;修回日期:2018-02-10;编辑:蒋艳基金项目:福建省重大基础设施建设项目 福建省厦沙高速公路三明段J1合同段SJ1标隧道超前预报和监控量测技术服务 (1402211)作者简介:唐连权(1967 ㊀),男,高级工程师,长期从事岩土工程勘察与设计㊁监测与检测㊁科研咨询等岩土工程相关工作,E⁃mail:tlq1562@jsti.com0㊀引㊀言隧道洞口滑坡是隧道施工中常见的地质灾害之一(马同骧,1990;于宁等,2003;张伟等,2008)㊂国内外学者在隧道滑坡体处治关键技术方面开展了许多研究工作(苏爱军等,2002;范建海等,2006;沈传新等,2012;王琦,2013;赵志刚等,2013;杜升涛,2014;梁爽,2014;朱欣荣,2017)㊂某高速公路玉园隧道全长1250m,为分离式越岭隧道,采用双线双洞,隧道右线出口设计采用 削竹式 洞门㊂地貌类型属构造剥蚀低山丘陵区及 V 形沟谷地貌单元,南亚热带海洋季风气候,温暖湿润多雨,每年5 9月为雨季㊂上覆土层为第四系坡积层和溶洞充填物冲洪积粉质黏土;下伏基岩为二叠系栖霞组灰岩,岩溶较发育,溶洞多被粉质黏土充填;未发现活动性断层,区域稳定性相对较好;地下水主要为岩溶裂隙水,较贫乏至中等,隧道单洞最大涌水量为2850m3/d㊂1㊀滑坡概况1.1㊀施工概况隧道右洞出口于2014年12月进洞,采用中隔壁法(CD法)施工工艺开挖,进洞后发现拱顶沉降值较大,巡查发现洞顶山体出现裂缝㊁截水沟开裂㊁套拱出现裂纹及初支出现横向㊁竖向裂纹等现象㊂2015年5月由于持续强降雨的影响,山体变形进一步扩大,原有裂缝贯通洞口出现明显的挤压变形,掌子面拱顶累计沉降达41.3cm㊂隧道停止掘进后,对隧道出口段进行补充地质调查和物探工作,物探结果显示出口段岩溶呈串珠状发育,地质条件异常复杂,存在多个物探异常区㊂为进一步探明岩溶发育区位置和深度,进行了钻探工作,揭示隧道穿越软至可塑状含砾粉质黏土地层,为岩溶充填物㊂1.2㊀滑坡体平面形态及变形特征滑坡体位于玉园隧道出口右洞上方,平面形态呈 人 字形,纵向长约55m,横向长约40m,厚1012m,后缘高程约400m,前缘高程约360m,前后缘相对高差约40m;主滑方向为356ʎ,与路线前进方向夹角约为9ʎ;滑坡区面积约2500m2,体积约为3万m3㊂滑坡形态如图1所示㊂滑坡体周围以变形体裂缝为界,主裂缝贯通于整个滑坡体边界;滑坡体后壁见有明显的拉张裂缝,并形成陡坎,坎高0.2 1.0m,错台明显;根据地表裂缝㊁仰拱开挖截面出露情况,滑坡体剪出口位于目前的开挖坡脚,高程为351.2m,在隧道开挖面上已形成连续贯通的剪出口㊂第42卷㊀第2期唐连权㊀等:隧道洞口段位于滑坡体上的处治方法329㊀图1㊀玉园隧道出口滑坡位置(a)和平面形态(b)图Fig.1㊀Location(a)andplaneform(b)ofthelandslideoftheYuyuanTunnelportal1.3㊀滑坡体地层岩性及滑面特征1.3.1㊀滑坡体物性特征㊀地表以下4 5 5 3m土体为硬塑状残坡积粉质黏土,其下厚度5 0 16 1m为可塑至软塑状粉质黏土,受岩溶发育的影响,基岩面起伏较大,局部呈 突笋 状出露地表,基岩面附近土体局部呈流塑状㊂1.3.2㊀滑带土特征㊀滑面位于可塑至软塑状粉质黏土层中,浸水软化,干旱时呈硬块状,手搓易碎散,分布于基岩面之上㊂岩芯呈散土状,灰至灰黑色,一般呈可塑至软塑状,局部呈流塑状,为岩溶充填物㊂1.3.3㊀滑床特征㊀主要为灰岩中风化层㊂灰色,隐晶质结构,中厚层状构造,裂隙不发育,局部溶蚀较严重,岩芯以柱状为主,岩石坚硬㊂1.4㊀滑坡机理分析(1)内因㊂坡体内广泛分布的软塑至可塑状粉质黏土(岩溶充填物),厚度较大,分布不均匀,遇水易软化㊂(2)外因㊂大气降水是诱发变形体的主要因素㊂2015年5月,区内连续出现长时间大雨或暴雨天气,大气降水持续不断地下渗,导致坡体饱水后重度增加,强度降低㊂(3)玉园隧道出口K124+800 K125+300段位于岩溶发育区,基岩面起伏非常大,基岩呈 突笋 状出露㊂同一个掌子面,半边为中风化灰岩,另半边为可塑状粉质黏土(岩溶充填物),放炮开挖基岩扰动了山体中的软弱土体,也是山体变形的诱因㊂(4)明洞开挖卸荷导致坡脚应力重新分布,形成连续临空面㊂2㊀滑坡稳定性计算与分析2.1㊀计算方法(1)根据滑坡体综合变形情况评价其稳定程度,再结合岩土体试验参数㊁邻近边坡岩土体参数及经验,反算变形体的抗剪参数㊂(2)选取主滑断面,分别计算既有滑面(浅层)和潜在滑面(深层)2种模型㊂(3)采用Bishop(毕肖普)法计算㊂2.2㊀参数反演计算㊀㊀滑坡体处于蠕动变形状态,开挖断面尚未形成连续的剪出口,变形体处于蠕动挤压阶段,取稳定系数1.00 1.05㊂变形体上部以现有实测裂缝为界,剪出口位于隧道现状开挖标高㊂稳定性分析计算采用毕肖普法,剩余推力计算按照规范推荐的传递系数法,采用Geo⁃slope软件自动搜索滑面,进行参数反演计算(图2㊁表1)㊂2.3㊀隧道开挖滑坡体稳定性计算2.3.1㊀计算模型㊀由于隧道明洞仰拱施工还需下挖2 5m左右,故需对仰拱开挖的稳定性进行分析,变形体剪出口位于明洞仰拱底标高㊂稳定性分析计算采用毕肖普法,采用Geo⁃slope软件自动搜索滑面㊂2.3.2㊀隧道向前开挖计算结果㊀坡体稳定性系数为0 988㊂结果表明,继续开挖隧道,滑坡体将失稳,现有滑面将进一步加深,同时,裂缝将进一步向上扩展,变形体规模将进一步扩大㊂极限平衡状态㊂图3㊀隧道开挖计算地质断面图Fig.3㊀Geologicalsectioncalculationintunnelexcavation2.4㊀剩余下滑力计算设计工况安全系数为1.15,明洞修建完成后安全系数为1.20㊂下滑力计算采用规范推荐的传递系数法㊂计算结果见表2㊂考虑最不利情况,采用滑面3的剩余下滑力作为设计推力㊂表2㊀剩余下滑力计算结果Table2㊀Calculationresultoftheresidualslidingforce序号滑面分类安全系数剩余下滑力/kN备注1滑面11.15296.6现状边界条件2滑面21.15708.9隧道向前开挖,变形范围扩大3滑面31.15756.5隧道仰拱㊁明洞向下开挖,变形范围扩大,滑面加深至岩土分界3㊀施工应急处治措施滑坡体处于蠕动变形阶段,为避免进一步发展,在采取加固措施前,采取下列临时止稳措施㊂(1)地表裂缝处理㊂对坡体已发生的裂缝先用1ʒ1的水泥浆灌缝,后采用8%水泥土回填㊁夯实封堵,并采用塑料布覆盖,同时修补完善已被破坏的山坡截水沟,防止积水㊂(2)坡面排水设计:①在裂缝外5 0m处设置山坡截水沟,确保雨水不再灌入裂缝中;②在已发生裂缝的坡体范围内,设置纵横向截水沟,设置间距为15 20m;③在目前隧道开挖断面(明暗交界处)第42卷㊀第2期唐连权㊀等:隧道洞口段位于滑坡体上的处治方法331㊀上方必须设置1道截水沟,防止坡面水进入反压区,坡面截水沟具体施工时可依据实际地形进行调整㊂(3)回填反压工程㊂对左右线洞口明洞地段均进行回填反压,回填高度拱顶处,反压体纵向顶宽ȡ10 0m,在场地条件许可的情况下尽量加宽,回填土方压实度ȡ93%㊂回填反压土体边部采用袋装土码砌,码砌宽度ȡ2 0m(图3a)㊂4㊀加固处治方案比选4.1㊀卸载方案4.1.1㊀卸载后稳定性验算㊀由于变形体厚度在12.0m左右,总体积在3万m3左右,针对变形体的规模和地质情况,设计拟定多套卸载方案㊂卸载方案1:上部卸载,坡率为1ʒ1.25,平台宽度为5m㊂清除上部变形体后,上方坡体中形成了新的不稳定体(图4a),其稳定系数为0.941㊂卸载方案2:上部卸载,坡率为1ʒ1.00;平台宽度为5m㊂清除变形体后,上方坡体中形成新的不稳定变形体(图4b),其稳定系数为0.920,变形体规模扩大㊂卸载方案3:清除全部变形体㊂全部清除后,上方坡体中形成新的不稳定体,其稳定系数为0.829,坡体处于失稳状态(图4c)㊂图4㊀卸载方案计算模型Fig.4㊀Calculationmodelsofunloadingschemes(a)unloadingscheme1;(b)unloadingscheme2;(c)unloadingscheme34.1.2㊀卸载方案结果分析㊀针对3种卸载方案分别进行稳定性分析,结果均表明:①在上部卸载后,原有变形体稳定性提高,但未达到规范要求的安全系数;②在坡体上部采用不同坡率卸载后,均会形成新的临空面,从而诱发新的不稳定体;③采用清除现有全部变形体的方法,同样会形成新的临空面,从而诱发新的不稳定体;④现有变形体为牵引式变形,且变形体内可塑至软塑状粉质黏土厚度大,分布广泛,卸载方案不利于其稳定㊂4.2㊀抗滑桩+降水方案针对软塑至可塑状含砾粉质黏土厚度较大㊁分布广泛的情况,设置坡体降水孔,降低地下水位,提高土体强度,保持抗滑桩变形体稳定㊂鉴于方形人工挖孔在已变形滑体施工安全隐患较大,抗滑桩改为圆形,由机械施工成桩(图5)㊂4.2.1㊀排水孔设置㊀(1)排水孔横向间距为4.0m,纵向间距为0.5m,在开挖断面上呈三角形布置,自下而上编号分别为第1㊁2㊁3排㊂其中,第1排孔上仰角度为6ʎ,长19m;第2排孔上仰角度为8ʎ,长25m;第3排孔上仰角度为12ʎ,长34m㊂沿隧道洞轴线布设的排水孔向内平行于路线方向,两侧排水孔逐次向洞外方向偏移2ʎ,呈扇形布置㊂(2)排水孔采用ϕ110钻孔,排水管采用ϕ75PVC管㊂4.2.2㊀抗滑桩布置㊀(1)K125+207断面处设置1排抗滑桩,其中右洞右侧设置2根,左右洞之间设置4根,左洞左侧设置1根㊂(2)K125+210断面处设置1排抗滑桩,其中右洞右侧设置3根,左右洞之间设置5根,左洞左侧设置2根㊂(3)桩间距均为4m,桩直径为1 5m,悬臂长度为12m,锚固深度为8 0m㊂(4)共布设17根抗滑桩㊂每排抗滑桩之间采用冠梁(1 5mˑ1 5m)连接,前后冠梁之间采用连332㊀地㊀质㊀学㊀刊2018年图5㊀抗滑桩+降水方案布置图Fig.5㊀Layoutofanti⁃slidepile+precipitation梁连接㊂连梁为1 5mˑ1 5m,间距为4 65m,呈 W 形布置㊂4.3㊀抗滑桩+旋喷桩方案针对软塑至可塑状含砾粉质黏土厚度较大㊁分布广泛的情况,采用旋喷桩(图6)对软弱土体进行加固,提高土体强度,保持抗滑桩变形体稳定,达到整治变形体的目的㊂该方案的关键在于旋喷桩能否成桩,方案实施前应进行试验,验证旋喷桩可行性㊂图6㊀抗滑桩+旋喷桩方案布置图Fig.6㊀Layoutofanti⁃slidepile+jetgroutingpile㊀㊀(1)沿右洞两侧结构边缘外6 0m范围内布置4排高压旋喷桩,纵向长度为裂缝外5 0m,间距为1 5m,呈 梅花 形布设,处理范围为现有裂缝外5 0m,其中右洞洞身外左右两侧6 0m宽的土体旋喷桩间距为1 5m,隧道洞身范围内土体旋喷桩间距为1 5m㊂(2)旋喷桩直径为0 6m,深度为地表至隧道基底以下3 0m,如遇基岩则进入基岩0 5m即止㊂4.4㊀方案比选(1)鉴于卸载方案的分析结果,卸载方案不纳入设计文件㊂(2)抗滑桩+降水方案总工程费用相对便宜,第42卷㊀第2期唐连权㊀等:隧道洞口段位于滑坡体上的处治方法333㊀可降低地下水,增加软塑至可塑状土体的强度,提高隧道围岩土体自稳能力,但需要进行降水试验,以验证方案的可行性㊂(3)如降水井方案不可行,推荐采用抗滑桩+旋喷桩方案,对旋喷桩同样需试桩验证其可行性㊂(4)该滑坡体治理方案主要目的是确保山体稳定,隧道暗洞段变更设计需根据最新的地质资料进行调整设计㊂5㊀建议与结论(1)对于隧道出口段选址在滑坡不良地质体上的工程现象,应严格按设计方案进行施工应急处理,以确保安全㊂(2)滑坡体处治期间应加强地面和隧道洞内位移变形观测㊂(3)宜先进行降水试验,满足设计要求后采用抗滑桩+降水方案进行加固处治㊂如降水试验不满足设计要求,则采用抗滑桩+旋喷桩方案㊂同样,对旋喷桩需试桩验证其可行性㊂(4)明洞接长措施:原施工图中,隧道右线出口采用 削竹式 洞门,为辅助提高洞口段地层的稳定性,保证施工的安全,隧道右洞段应设置加强型明洞,洞门型式采用端墙式明洞门㊂隧道所穿山区发生滑坡等地质灾害是常见现象,原因是多方面的,因此隧道选址很重要㊂通过隧道洞口段滑坡地质灾害成因分析与处治方案的探讨,为今后类似的隧道工程设计和施工提供参考㊂参考文献杜升涛,2014.抗滑桩在隧道-滑坡正交体系下的加固技术研究[D].北京:中国铁道科学研究院.范建海,张涛,郭刚,2006.李师关隧道洞口滑坡发生机理与防治措施研究[J].北京:地下空间与工程学报,2(增刊2):1445-1450.梁爽,2014.成兰铁路川主寺1号隧道出口滑坡稳定性分析与施工监测研究[D].成都:西南交通大学.马同骧,1990.隧道的地质灾害及其防治[J].铁道建筑技术(1):35-38.苏爱军,冯明权,2002.滑坡稳定性传递系数计算法的改进[J].地质灾害与环境保护,13(3):51-55.沈传新,吴红刚,余云燕,2012.隧道洞口滑坡加固方案数值模拟研究[J].兰州交通大学学报,31(1):57-60,64.王琦,2013.四沟隧道洞口滑坡事故的分析和治理[D].武汉:华中科技大学.于宁,朱合华,苏生瑞,2003.公路隧道施工中的地质灾害及相应措施的分析[J].地下空间,23(2):119-123.张伟,焦玉勇,郭小红,2008.隧道洞口滑坡稳定性分析与防治措施[J].岩土力学,29(增刊1):311-314.赵志刚,李德武,张志军,等,2013.高速公路隧道穿越滑坡段变形机制与处治技术[J].铁道科学与工程学报,10(3):47-52.朱欣荣,2017.扰动状态下起凤山隧道进口左侧边坡失稳应急加固措施研究[D].昆明:昆明理工大学.OntreatmentoftunnelportalonlandslidemassTangLianquan1,WanXiaole2(1.JiangsuConstructionDesignCo.,Ltd.,Nanjing211112,Jiangsu,China;2.ChinaRailwayEngineeringConsultingGroupCo.,Ltd.,Beijing100055,China)Abstract:Itiscommonthatthetunnelportalsitesitsonlandslidemass.TakingtheYuyuanTunnelasanengineeringexample,thispaperexpoundsthecauseandpreventionmeasures,andanalysismethodoflandslidehazardintunnelportal,andputsforwardthee⁃mergencytreatmentofthelandslidebynumericalcalculation.Thecalculationresultsshowthatthepresentdeformationbodyistractivedeformation,andtheunloadingschemeisdamagingtoitsstability.Thus,itputsforwardandcompares2kindsofschemesofanti⁃slidepile+precipitation,anti⁃slidepile+jetgroutingpile,thustoprovidereferenceforsimilarprojects.Keywords:tunnelportal;landslidemass;numericalcalculation;treatmentscheme;Yuyuantunnel。

隧道洞口边坡滑坡应急预案

隧道洞口边坡滑坡应急预案

隧道洞口边坡滑坡应急预案1. 引言隧道洞口边坡滑坡是隧道工程中常见的灾害之一,会给隧道施工和运营带来严重影响。

为了有效应对隧道洞口边坡滑坡及其可能引发的事故,制订一份合理有效的应急预案显得尤为重要。

本文将从预案目的、工作原则、应急组织和流程、应急处理措施等方面对隧道洞口边坡滑坡应急预案进行详细阐述。

2. 预案目的本应急预案的目的是为了有效应对隧道洞口边坡滑坡灾害,保障人员生命安全、减少财产损失,以及快速恢复隧道交通运行。

通过合理的组织和流程,保证在发生滑坡事故时能够迅速启动应急预案,及时组织人员进行应急处置,减少事故的扩大化和恶化化程度。

3. 工作原则•安全第一:人员生命安全和财产安全放在首位。

•高效快速:应急处理工作需要迅速,保证隧道交通运行的最小中断时间。

•统一指挥:建立统一的指挥体制,明确各职责,协调各部门的工作,确保应急工作有序进行。

•精确判断:准确评估滑坡事故的规模和影响,制定相应的应急处理措施。

•预防为主:加强滑坡隐患的排查工作,采取预防措施,尽量避免滑坡事故的发生。

4. 应急组织和流程4.1 应急组织机构应急预案应明确相关应急组织机构,包括应急指挥部、救援协调组、信息通信组、医疗救护组、物资保障组等,各组织机构的职责和人员配置根据实际情况进行合理规划。

4.2 应急流程应急处理的流程分为四个阶段:预警阶段、处置阶段、恢复阶段和总结阶段。

4.2.1 预警阶段•监测数据预警:建立隧道洞口边坡监测系统,定期收集相关数据,并设置合理的预警值。

•预警信号接收与传输:预警信号及时传递到应急指挥部,确保信息传输畅通。

4.2.2 处置阶段•应急指挥部启动:接到预警信号后,应急指挥部迅速启动应急预案,组织各组织机构人员到位。

•事故评估与决策:洞口边坡滑坡灾害发生后,应急指挥部及时评估事故规模和影响程度,制定应急处置方案。

•疏散和救援:按照疏散预案进行人员疏散行动,并组织救援人员采取措施确保被困人员的安全。

隧道洞口施工中引发滑坡的分析和处治方案研究

隧道洞口施工中引发滑坡的分析和处治方案研究

隧道洞口施工中引发滑坡的分析和处治方案研究摘要:因隧道洞口工程施工扰动,引起的山体变形发展,导致滑坡的产生,通过分析评价滑坡体状态,并制定有效处治方案,保证工程正常推进。

以期为类似隧道洞口工程提供借鉴。

关键词:隧道洞口;滑坡;处治方案1前言随着基础设施建设大力推行,隧道在高等级公路中得到广泛应用。

由于隧道洞口多处于第四系地层或是强风化岩中,岩性较差,易受地表水或地下水的影响,且隧道洞口施工作业或爆破对山体稳定存在干扰,洞口的坡体在隧道施工中易出现滑坡等地质灾害,因此隧道洞口工程应得到足够的重视。

[1,2,3]2项目背景2.1工程简介某在建高速公路巨屿隧道位于温州市文成县境内,为一级公路设计速度80km/h分离式隧道,进洞口边仰坡原设计为1级坡、仰坡距明洞顶约9m,坡率1:1.0、防护方式为小导管注浆加挂网锚喷,截止滑坡发生为止,隧道正前方已形成宽约70m、高约9m的临空面。

2018年8月份以来的连续降雨,受降水影响隧道以边仰坡坡脚为界,上方坡体已经形成环向拉张裂缝。

坡体存在大量与临空面平行的张裂缝,裂缝张开10~25cm不等,部分裂缝存在下错现象,下错高度最高可达50cm,初步判断形成滑坡。

图1 滑坡体实景和工程地质平面图2.2工程地质条件对该滑坡体进行了补充勘察工作,补勘后地质情况与原勘察地质资料基本一致,补勘查明地质条件如下:地形地貌:滑坡地处丘陵区北侧缓坡,山体南高北低,山坡自然坡度10-15°,坡表植被为低矮灌木,丘陵表部未见基岩出露。

地层岩性:根据原有详勘资料及本次调查,该段坡体主要由残坡积()含砾粉质黏土和馆头组 (K1gt)全、风化凝灰质(砂)砾岩组成。

残坡积层厚约4-7m,全风化岩可塑状~硬塑状,厚约4~6m,原岩结构可辨,局部砾石含量较多;强风化岩节理发育,岩体较破碎,厚6~8m;中风化岩体节理较发育,岩体完整性一般,局部破碎。

岩体初期强度较高,遇水易软化,风化易破碎,强度逐渐衰减;根据现场踏勘和钻孔芯样可见,滑坡体处土石分界较为明显。

隧道洞口滑坡、高边坡治理技术的研究

隧道洞口滑坡、高边坡治理技术的研究

隧道洞口滑坡、高边坡治理技术的研究摘要:以实际隧道工程为例,对隧道洞口滑坡、高边坡治理技术的应用方法进行了研究,证实了相应技术的应用优势。

关键词:隧道洞口;滑坡;高边坡;治理前言:滑坡、高边坡等,在隧道工程中较容易出现,一般发生于隧道洞口,对隧道质量影响严重,且容易导致交通事故发生,增加了其危险性[1]。

加强对滑坡以及高边坡的治理,是解决上述问题的主要方法,对隧道工程质量及安全性的提高较为有利[2]。

1 工程概况工程类型为高速公路隧道工程,受自然环境以及施工技术使用不合理的影响,工程发生了滑坡(图1)。

滑坡位于隧道洞口左侧,滑坡面积大,后缘呈圈椅状,最大下错 1.5m,后缘裂缝总体走向75--80°,滑坡面积大,洞口被堵,无法通车。

考虑高速公路通车需求,对其进行了治理。

图1 滑坡情况2 隧道洞口滑坡、高边坡治理技术的应用2.1 治理原则治理应坚持以下原则:(1)治理后,边坡的稳定性应得到提高,避免再次发生类似事故,避免对行车安全造成影响。

(2)治理应以保证质量为前提,在此基础上,考虑采用最小的成本完成施工,提高工程的经济性水平。

(3)治理应坚持预防为主,防治结合的原则。

需加强对隧道滑坡以及高边坡事故的预防,一旦发生事故,需及时采取措施对其加以处理。

2.2 参数设计(1)对滑坡主轴断面有关参数进行了计算,综合滑坡当地的地质情况,对其稳定参数等进行了设计。

将稳定参数控制在了1左右。

将滑坡后缘牵引段设计为例0KPa,角度为41°,主滑段为21KPa,角度为22.0°。

(2)对代表性断面的有关参数进行了计算,采用比拟法,完成了计算过程,(3)考虑工程所在区域的地震等地质灾害发生情况,确定其不属于地震多发区域,无需考虑地震的影响。

(4)考虑高速公路对于隧道安全性的要求,将其安全系数规定为1.20。

(5)滑坡重度土21KN/m3。

(6)计算出滑坡体力为2100.24KN/m3。

公路隧道洞口滑坡的机制分析与影响因素研究

公路隧道洞口滑坡的机制分析与影响因素研究

公路隧道洞口滑坡的机制分析与影响因素研究摘要:当前,我国交通路网越来越密集,对于公路项目建设质量要求不断提升,在偏远山区,不仅要克服高差等自然环境因素的影响,同时还要从施工技术及高频率的工程施工病害的预防等方面加强研究。

在众多公路隧道施工病害中,洞口滑坡是公路隧道施工中的常见病害类型之一。

基于此,本篇文章对公路隧道洞口滑坡的机制分析与影响因素进行研究,以供参考。

关键词:公路隧道;洞口滑坡;滑坡机理;影响因素;治理方案引言隧道开挖过程中常会遇到一些较为特殊的地质条件,或者浅埋偏压、滑坡等地段。

在这些复杂的条件下修建隧道,施工质量和安全的保障面临很大挑战。

1滑坡的形成滑坡结构中主要以粉质黏土夹层为主,且为透水层,滑带区域遇到水后易呈现出软化状态,土体结构中的抗剪能力相对较低,导致土体结构呈现出滑动松散的状态。

在隧道修建的过程中,该项目隧道遭遇暴雨袭击,且雨量较大,持续时间较长,滑坡的前部边缘均向外部区域进行扩散,形成了以渐进形式为主的牵引式的滑坡体系。

2滑体结构的特征在地质勘察的过程中,滑体结构显示较为清晰,且在滑体剪切面结构中,存在局部的划痕,并且部分划痕呈现出一定量的擦痕,以发生滑体边坡结构剥落为主。

在滑坡发生以后,滑体产生的最大位移接近8m,且滑体结构可直接作用于明洞上,明洞会受到一定量滑坡体的冲击力作用,导致明洞内侧结构中出现渗水现象和错台现象。

3洞口滑坡成因3.1人为因素公路隧道设计及施工至关重要,从设计环节进行分析,如果设计中的边坡坡率较陡,再加上此区域地块的地质条件、雨水条件等,都会对土体结构的稳定性产生不利因素,而坡率设计为1∶0.5,对于防止洞口滑坡发生是不科学的。

3.2地质地形因素此滑坡体地质以结构松散、渗水性好、力学性能差为主要特征,因此导致土层结构的抗剪能力较小,遇水后容易软化。

由于下层土层结构中主要以细砂岩为主,且呈现出遇水软化的特点,此地质特征对洞口滑坡现象的出现提供了一定的便利条件。

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大峪隧道洞口段滑坡处治分析
【摘要】以大峪隧道洞口段滑坡为研究对象,分析成因,结合现场调查及地勘资料验算滑坡体的稳定性,并对边坡支护方案和接长明洞两种处治方案进行了对比分析。

结果表明:两种方案均能保证边坡稳定,但接长明洞的方案施工难度相对较小,施工以及后期运营更为安全;同时也为隧道洞口滑坡治理提供了工程的参考性,具有实际的指导意义。

【关键词】隧道洞口;滑坡;明洞
引言
由于工程地?|及施工等因素的影响,边坡施工过程中易出现各种各样的地质灾害。

其中,隧道洞口段多处于侵蚀严重、节理裂隙较发育的坡面上,因而隧道洞口滑坡是极其常见。

滑坡事故突发性强,破坏性大,特别是发生在隧道洞口段,若不能及时的处治,将对隧道衬砌结构及高速公路的运营带来极大的安全隐患。

目前,我国在隧道边坡稳定性分析中,一般采用极限平衡法和有限元数值模拟法。

但由于岩土体的复杂性,特殊地质条件下岩石的变形机理仍未清楚,边坡的破坏模式和发展阶段等仍未十分明了。

在滑坡灾害治理方面,通常采用“预防为主,综合整治”的方针。

广泛采用
的滑坡治理方法主要有支挡、截排水、锚固、减压和反压工程等。

本文针对大峪隧道隧道洞口段的滑坡问题,分析成因,结合现场调查及地勘资料验算滑坡体的稳定性,提出边坡支护和接长隧道明洞两种方案,并进行对比分析。

1 .工程概况
河南省焦桐高速公路登封至汝州段大峪隧道为上、下行分离的四车道小间距隧道(中夹岩约10m),左线
L3K27+045~L3K27+209(164m),右线K27+047~K27+210(163m)。

隧道穿越强~中风化灰岩,表层覆盖薄层含碎石,基岩开挖后,存在顺向滑塌现象;岩石层间结合差。

2014年7月,大峪隧道进口段路基开挖至设计高程时该段右侧顺倾边坡产生变形,山坡中上部出现宽度不一的拉裂缝,局部出现垮塌;停止路基挖方施工后,坡体前缘未出现明显位移;后因连降降雨,坡顶出现多条拉裂缝,处裂缝最大宽度达0.2m。

在此种情况下,判定山体滑坡的形成机制,采取快速有效滑坡治理方案,控制滑坡的继续发展显得尤为迫切,具体现场情况见图1~2。

2. 工程地质条件
2.1地形地貌
该区域为构造剥蚀浅切割中低山地貌,属于中低山地貌沟谷和斜坡地貌,地形起伏较大,地面标高基本在470~482
米之间,相对高差20m。

地表植物主要是乔木林和少量灌木丛。

2.2地层岩性
依据区域地质资料、地调资料,区内上覆地层为第四系漂石层和钙质胶结层,分布不连续,主要分布在表层,厚度不大,下伏基岩为寒武系页岩与灰岩和寒武系白云质灰岩。

具体描述如下:
第四系残坡积层:
漂石(Q4):杂色,密实,稍湿,主要成分以砂岩为主,呈次棱角状,岩芯呈块状,般块径60~130mm,最大块径200mm占约55%,少量粉黏充填。

钙质胶结(Q4):灰白色,岩芯呈碎块状,呈不规则状,一般块径5~40mm,最大块径80mm,少量粉砂充填,其中2~3.2m处夹少量片麻岩碎块。

寒武系
灰岩:浅青灰色,强风化-中风化,隐晶质结构,薄层状构造,主要成分以方解石为主,岩质强度中。

受多次地质构造运动影响,强风化岩体节理裂隙发育,岩体较破碎。

中风化层岩体相对强风化层完整,裂隙较发育,工程性质较好。

页岩:暗紫红色,强风化-中风化,泥质粉砂结构,层状构造,节理裂隙发育,岩质较软,主要成分以泥质为主,含石英,长石。

受多次地质构造运动影响,强风化岩体节理裂
隙发育,岩体较破碎。

中风化层岩体相对强风化层完整,裂隙较发育,工程性质较好。

3 .滑坡成因分析
大峪隧道洞口由最初的边坡局部垮塌至最后的的浅层滑坡发展很快,以及对裂缝和滑坡体的专项补充勘察,判定此次洞口滑坡由地质地形及施工等多方面因素引起,滑坡体成因如下:
根据地形地物调查及地质调绘,归纳出大峪隧道洞口滑坡特征如下:
(1)施工坡率与设计不符
临近隧道洞口处存在断层造成地质突变,但
L3K26+860~L3K27+045段挖方路基现场施工坡率与设计坡率不符,现场按照临近灰岩地质的坡率进行施工;
(2)支护不及时
施工过程中未将防护由上到下逐步进行,未边开挖边防护;现场一次开挖到位后,将裸露边坡长时间暴露。

(3)偏压顺倾严重
路线穿越区域偏压严重,右高左低,路堑段开挖打破原有的受力平衡;坡面顺倾斜,与路线垂直,倾角约30°;沿着顺倾的土石交界面形成了潜在的不稳定滑动面。

(4)地表水的下渗
干湿交替及施工开挖引起的地表浅层横向裂缝,加速地
表水入渗并在上部浅层岩土层界面形成滞水层,抗剪强度降低,加速变形;
4 .滑坡体稳定性分析与评价
根据地质钻孔揭露情况,推测出潜在滑动面如图7所示。

运用理正分析软件定量验证在自然工况和削坡卸载后的稳
定性系数,对洞口边坡稳定性进行了定量评价。

(1)目前滑移面位于坡面中上部,属于浅层滑坡;
(2)根据滑动面处土体的室内试验,确定滑面处土体参数,c=17Kpa、ψ=9.6°;
(3)经验算,当时状态下滑坡体安全系数K=1.02,边坡处于蠕动变形阶段;
(4)目前坡面处于不稳定状态,若不及时处治,将牵引更大范围的破坏。

5.滑坡处置方案
5.1方案选择
根据大峪隧道洞口滑坡体断面临界状态,需采取快速有效方案稳固山体,控制住滑坡体的变形趋势。

采用砂浆和黏土对坡体上的裂缝进行回填夯实,防止地表水渗入,然后在滑坡后缘设置截水沟,防止降雨渗入坡体;最后通过处治对该滑坡进行处治。

5.2边坡支护方案
根据边坡的稳定性分析、不稳定的顺倾结构面及边坡不稳定程度及范围,对边坡支护方案的合理性、安全性进行技
术经济论证。

首先,按照地勘部门提供的地质资料对边坡进行了路堑边坡设计,如表1所示。

为了降低坡高,第一级边坡高度设计为6m,同?r增设挡土墙;为了使安全系数达到1.3,在第二级以及第三级边坡加设锚索框架梁,进行防护,见表1。

但是由于实际进行放坡设计时,边坡高度增加较快并且过高危险系数较大,况且部分段落坡顶无法收顶,局部边坡达到70m;另外,在后期运营过程中,受外部影响较大,仍然存在局部坍塌导致滑坡的风险。

在实际应用中应该慎重考虑。

5.3隧道出口接长明洞方案
进过详细的研究论证比较,考虑采用隧道接长明洞及洞顶填土反压滑坡前缘,达到根治滑坡的目的。

5.3.1处治方案。

(1)根据现场计算及现场监测,现有滑坡土体仍处于不稳定状态,明洞施工期间,仍有滑动的可能,为确保明洞施工、运营期间安全,要进行卸土减载。

选择滑动区域并结合明洞施工段落顺序,逐步卸载。

卸载时,应从滑坡体后缘向滑坡前缘逐层开挖,并设置3%~8%倾向于路基的斜坡,严禁开挖滑坡体的舌部,防止滑坡体继续发展;做好卸载区域雨天的排水疏导,严禁形成凹地,造成积水
(2)隧道左线洞门桩号由L3K27+045调整为
L3K27+000,增加明洞45m;
(3)隧道右线洞门桩号由K27+047调整为K27+002,增加明洞45m。

(4)采用隧道弃渣对隧道进行回填,可对滑坡起到反压作用。

经测算,隧道弃渣可填至明洞拱顶高约5 m;通过反压回填后临近路基的最大边坡高度降到40m以内;
该方案施工难度相对较小,施工人员较为安全,工程造价略高方案相对较低。

同时,洞顶回填使用隧道弃渣及其他废弃土石方,既节约了弃土费用,还有利于环境保护。

5.3.2受力验算。

对结构进行简化,只选取左侧明洞,对接长明洞方案下结构的安全性能进行验算分析。

(1)建立结构受力模型:明洞高度9.27 m,拱顶填土厚度5. 00 m,下滑力与隧道轴线夹角为35°,明洞由滑坡增加的侧压力按4213.25 / (5 + 9. 27 )×sin35°= 169. 35 kN /?O计算,拱墙及仰拱衬砌支护采用700mm厚C25混凝土,采用Φ28 @150mm 钢筋。

结构受力模型,见图3。

(2)计算结果分析:运用ANSYS有限元计算软件对明洞结构受力进行模拟计算。

由图4知,明洞结构安全系数最小值为2.4,满足《公路隧道设计规范》JTG D70 /2 -2014中安全系数大于2. 0的要求,故接长明洞方案能满足施工及运营期间的安全性。

6. 结论
通过对大峪隧道洞口段滑坡的研究,结合地质情况和施工设计,对两种处治方案进行了分析,得出结论如下:(1)边坡支护及接长隧道明洞两种方案均能有效的保证滑坡的稳定性,确保隧道衬砌结构及高速公路的运营安全。

(2)接长隧道明洞方案与边坡支护的方案相比,施工难度相对较小,施工人员更为安全,并有利于保护环境,同时也提高了后期公路运营期间的安全度。

因此,采用接长隧道明洞方案对大峪隧道洞口段滑坡的治理是合理、可行的。

(3)大峪隧道洞口滑坡治理的方案,为隧道洞口滑坡治理提供了工程的参考性,具有实际的指导意义。

参考文献:
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[2]姜鹏,郑涛.姜家梁隧道洞口段滑坡治理方案分析[J] .路基工程,2016(3):0218-0222.
[3]工程地质手册[M] . 北京:中国建筑工业出版社,2006.
[4]关宝树.隧道工程施工要点集[M] . 北京:人民交通出版社,2011.。

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