滑坡处理专项方案设计

康临高速公路建设项目

隧道进出口滑坡处理专项方案

康临高速公路KL6合同段项目经理部

二〇〇八年八月二十二日

隧道进出口滑坡处理专项方案

一、隧道概况

南阳山隧道为上、下分离的四车道高速公路特长隧道，隧址位于甘肃省临夏回族自治州和政县境内，穿越南阳山。上行线K48＋970～K52＋260，全长3260m，明洞27m，下行线K48＋962～K52＋290，全长3290m，明洞24m，隧道出口下穿省道S309线。进、出口处Ⅵ级围岩地段，为提高围岩自身承载能力，提高岩体衬托能力，均设超前大管棚注浆预加固处理后进行暗洞开挖。浅埋段Ⅴ、Ⅵ级围岩采用双侧壁导坑先墙后拱法施工，深埋段Ⅴ级围岩采用超短台阶预留核心土先拱后墙法施工，洞身一、二次衬砌均采用模筑砼共同组成永久性承载结构。隧道进出口地处古滑坡地带,地质条件复杂,存在大量的软弱岩层，受地形、构造应力的影响,隧道开挖后出现滑坡、坍塌、大变形等问题,给隧道正常施工带来极大困难。

二、下行线进口滑坡体地质概况

根据区域地质和综合勘察资料，隧道地处陇西黄土高原与青藏高原的过渡带，隧道范围内主要为第四系全新统和更新统地层，隧道下行线K52+140～K52+340位于滑坡地带，坡面植被发育，自然边坡25℃左右，洞口段60米范围覆盖层厚6m～15m的坡积亚粘土及亚砂土层，下伏上第三系临夏组泥岩，围岩软弱，土质松散，含水量大，顺坡面向沟道内极易产生围岩失稳坍塌，影响隧道西端进、出口安全。2007年10月中下旬出现蠕滑变形，S309公路、乡间便道均被错开，滑坡体表部横向拉张裂隙与纵向剪切裂缝发育，滑坡体前缘冲沟沟底宽度仅5～10m，滑坡前缘空间狭小。该段原滑坡堆积亚粘土体吸水饱和与泥岩层面之间形成软化带,滑体与滑床间的抗剪强度大大降低，当土体的下滑力超过接触面处的抗滑力时,产生滑移。

三、进洞方案

1、设计进洞方案

原设计考虑明洞开挖造成省道S309线中断，先改移S309线；同时填筑洞口冲沟土方，起到反压作用，让滑坡体无进一步滑动的临空面及空间；明洞边仰坡采用3.5m 锚杆挂钢筋网锚喷的临时支护，锚杆间距1.5m，按梅花状布设；在暗洞开挖前，明洞一次衬砌和仰拱施作完成，立即进行回填反压，尽量缩短边仰坡暴露时间，有利于滑坡的稳定；在明暗交接处的套拱与长管棚对围岩进行预加固和棚架作用下，采用双侧壁先墙后拱预留核心土法进洞，台车就位后立即进行二次衬砌施工，确保明洞段边仰坡稳定和结构安全。待洞口工程完成后恢复S309省道通车。

优点：常规施工法，工艺简单，造价低，明洞回填完成后，恢复S309线上跨明洞，有效减小了S309线下沉及位移；

缺点：明洞大开挖后，原山体力学平衡受到破坏，边仰坡临空面大，雨季施工容易诱发古滑坡体活动，存在安全隐患；先明洞后暗洞施工顺序，增加暗洞施工工期；同时增加恢复S309线相关工程量，造成一定资源浪费。

2、施工单位建议进洞方案

根据原设计隧道地质、地貌分析，结合洞口段滑坡实际情况，在洞口沟内起反压、抑制滑坡滑动土方未填筑完成，滑坡体存在临空面的前提下，应遵循“早进洞，晚出洞”的原则，做到少开挖或零开挖，减小滑坡临空面，同时减少公路建设对自然地貌、植被等环境的破坏。建议减少开挖，缩短明洞，封闭S309线，改移交通，根据地形暗挖进洞施工方案。将明洞变短为6m,加强超前支护为两排大管棚，在管棚严注浆预加固和棚架作用下，采取双侧壁导坑进洞，同时考虑暗洞施工时洞顶S309线有可能下沉及位移，恢复运营时存在安全隐患，将S309线下20m一次衬砌中钢筋更换为工字钢，增

加衬砌强度、刚度，待二衬施作完成，混凝土强度达到要求后恢复S309线通车。

优点：避免明洞大开挖，减小滑坡临空面，有效降低滑坡活动机率，同时节约S309线开挖、恢复成本；减少地貌、植被、环境破坏，使公路与自然景观更加协调，提高隧道设计理念。

缺点：隧道工程造价增大，初步估算明洞部分隧道每延米增加3.5万元。

业主及设计单位在两方案对比后，认为前种方案已考虑对山体滑坡稳定，无安全隐患，后种方案增大工程造价，所以采用原设计方案。

四、首次滑移情况及处理措施

1、滑坡情况

隧道上行线进口按原设计方案，在完成暗洞口XK52+266-276段10m明洞一衬后，2008年8月20开始暗洞开挖，隧道左侧壁于2008年8月25日开挖至XK52+263掘进3m时，下行线仰坡拱顶诱发滑坡体的滑移，其原因是围岩很差,地表为古滑坡堆积体，大量地表水下渗，使洞顶山体粘聚力下降，土体自重增大，隧道施工影响到滑坡体产生滑移趋势。

在隧道洞口仰坡的截水沟及其滑坡体上布置了一系列地表的沉降、位移观测点,观测结果表明,地表的沉降一直在增加,特别是于8月24、25日两天的强降雨后，降雨前后，滑坡位移量达24cm，地表下沉两达9.2cm,且滑移速率呈加快趋势；地表出线一条环状裂缝，裂缝最宽为8.5cm，裂缝最远端距仰坡开挖线11.5m, 裂缝在仰坡出露处南北距离31.5 m,仰坡处滑面距地表垂直高9.6m,滑坡体积约3200 m2左右。

2、滑坡处理措施

滑坡滑移后,果断于2008年8月25日停止隧道侧壁掘进,依照滑坡圆弧法分析理

论，滑坡力矩

∑

=

+

=

n

i

cL

ai

Gi

f

Ms

1

cos

（L滑动面总长度，f 摩阻系数，c 黏聚力，Gi 第

i块的总量）在其他条件不变的情况下，只要减小滑坡体总量G，其滑动力矩就会减小。因此，确定治理方案为地表土体卸载，同时进一步完善滑坡范围防排水；该方法简单易行，工期短，见效快，于2008年8月25日晚立即实施，主要工作如下：（1）滑坡体平均下挖2.5m，纵向深度平均为10m，宽33m,总体上前端低于后端，有利于排水。

（2）深挖地表裂缝50cm左右，采用有三七灰土夯填，略高于原地面,防止地表水下渗润湿滑面。

（3）完善排水系统，将滑坡顶面全部覆盖防水材料，进一步防止地表水下渗，沿滑坡外缘做截水沟，XK52+215处S309线做拦水带将路面排水截至边沟，防止路面排水流入滑坡范围内。

（4）加强对滑坡体的监控量测工作，以四小时为间隔监控量测。

（5）加强初期支护为了克服前段施工时初期支护变形严重,模筑混凝土开裂等情况,采用加强初期支护的方法,初期支护I20工字钢加密,同时S309线下20m范围内二衬

中增加工字钢（设计外）。

（6）采取仰拱、二次衬砌紧跟掌子面的做法,一是可以协同初期支护共同承载;二是可以避免因初期支护暴露时间太长,或因雨水等原因造成强度不足而产生的变形;三是可以起到稳定滑坡体的效果。

（7）缩小每循环进尺，鉴于隧道围岩为泥岩、滑坡堆积体,有遇水软化的特性,围岩自稳性较差,为了避免造成大的开挖面,采用短进尺,多循环的施工方法, 减小围岩

的变形。

（8）探明地质情况