隧道洞口邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測與分析

摘 要：結(jié)合工程實際，對隧道洞口邊坡穩(wěn)定問題進行探討，結(jié)合監(jiān)控量測數(shù)據(jù)對隧道洞口開挖提出了一些有針對性的工程技術措施，為工程實踐提供參考。

關鍵詞：隧道；監(jiān)控量測；施工建議

引言

由于隧道洞口段地質(zhì)條件差，圍巖松散，強度和承載能力低，隧道洞口段邊坡的穩(wěn)定性對整個隧道工程的施工至關重要，為此，國內(nèi)外學者做了大量研究。嚴紹洋等[1-2]結(jié)合實際工程，對隧道洞口邊坡的監(jiān)測內(nèi)容和布置方法，以及監(jiān)測數(shù)據(jù)進行了整理、分析，為監(jiān)測工作積累一定的經(jīng)驗。李新星等[3-4]結(jié)合工程實際，建立了三維彈塑性有限元模型，就隧道的開挖過程進行了數(shù)值模擬，得到了不同施工方法下邊坡的安全系數(shù)，并探討了不同開挖順序?qū)λ淼篮瓦吰路€(wěn)定性的影響。張金柱等[5]采用以極限平衡理論為基礎的條分法對洞口邊仰進行穩(wěn)定性驗算，并進行了邊坡優(yōu)化設計，使之滿足規(guī)范安全系數(shù)的要求。文章結(jié)合實際工程地質(zhì)資料和監(jiān)測數(shù)據(jù)，對隧道洞口邊坡穩(wěn)定性問題進行了探討，并對病害原因進行分析，提出了治理措施，對工程實踐具有指導意義。

1 工程概況[6]

1.1 工程地質(zhì)概況

某隧道處于剝蝕丘陵區(qū)，為曲線形短隧道，地形條件差。隧道洞口下部為強風化的千枚狀變質(zhì)巖，巖土結(jié)構(gòu)均以蠕動狀松散結(jié)構(gòu)為主，碎塊狀松散結(jié)構(gòu)次之，風化發(fā)育，屬于V級圍巖，抗壓強度和抗剪強度低，軟化系數(shù)小，承載能力差，洞口上部為破碎巖石堆積體。

1.2 進洞方案

進洞采用超前長管棚配合注漿小導管。進口仰坡坡度為1：1，采用SNS主動柔性防護網(wǎng)。根據(jù)地質(zhì)情況隧道洞身開挖采用臺階分部開挖。洞身開挖后，由于邊坡的滑動造成左線上部山體開裂，左線進口洞頂部位，裂縫寬6～10mm，并有發(fā)展趨勢。根據(jù)現(xiàn)狀對左側(cè)山體進行地表注漿加固。

2 隧道進口邊坡穩(wěn)定性分析與監(jiān)控量測

2.1 滑坡原因分析

洞口邊坡產(chǎn)生滑動及裂縫的原因，主要有以下幾個方面：

（1）洞口段坡前為巖石堆積體邊坡，該類邊坡上部堆積體剪應力一旦發(fā)生較大變化，極易沿分界線滑動，產(chǎn)生剪切滑移。

（2）在洞口段邊坡刷坡后，洞口上方巖體局部塊體的抗滑力減小，導致該處局部塊體向前滑移，從而對后方塊體的支擋作用減少，后一塊體也隨之向前滑移。

（3）隧道開挖后為隧道上方巖體移動提供了臨空面，這導致隧道上方巖體向隧道內(nèi)移動。當隧道埋深較淺時，地表出現(xiàn)較大沉降。

（4）洞身開挖時，采用臺階分部開挖法，對圍巖擾動較大，且未及時建立二襯和仰拱，削弱了山體自身的穩(wěn)定性。

2.2 監(jiān)控量測

依據(jù)我國行業(yè)標準公路隧道施工技術規(guī)范，并結(jié)合工程經(jīng)驗，為了確保施工安全，應加強對洞口段的監(jiān)測。通過對K51+902、K51+906、K51+910和K51+912四個斷面進行了拱頂下沉監(jiān)測，得出在隧道開挖后拱頂下沉在淺埋段變化較大，因此暫停對左線進行施工，進一步采取措施加固洞口邊坡。拱頂測點位移見圖1。

3 施工建議

為了確保施工安全，遏制洞口邊坡的滑動，采取了如下工程措施：

（1）對山體進行地表注漿加固，采用注漿花管？準50×5熱軋無縫鋼管，長度8m，間距1m×1m梅花形布置，同時在邊坡做C20噴射混凝土進行加固。

（2）對隧道坡腳進行？準32預應力錨桿進行加固。

（3）及時建立仰拱及二次襯砌，盡快封閉圍巖結(jié)構(gòu)，增加抵抗變形的能力。

（4）洞口處增加C15片石混凝土擋墻及托梁，托梁下設抗滑樁，以增強整體穩(wěn)定性。

4 結(jié)論及建議

（1）合理的施工方案以及施工措施對隧道洞口邊坡的穩(wěn)定性至關重要。應盡量減少對圍巖的擾動，做到“隨開挖，隨支護，早封閉，快襯砌”，及時建立仰拱和二次襯砌，盡快封閉圍巖結(jié)構(gòu)，以形成合理的受力體系。

（2）合理確定掌子面到二襯、仰拱的安全步距。

（3）加強對隧道進洞施工期間的監(jiān)控量測和對邊坡的穩(wěn)定性分析，以確保施工安全。

參考文獻

[1]嚴紹洋.連拱隧道洞口邊坡穩(wěn)定監(jiān)測與病害治理[J].山西建筑，2007，33（3）：253-254.

[2]劉明，汪家林，董建輝.某通透肋式拱梁隧道邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測分析[J].山西建筑，2008，34（25）：321-322.

[3]李新星，朱合華，蔡永昌，等.連拱隧道施工方法對邊坡穩(wěn)定性的影響分析[J].地下空間與工程學報，2007，3（3）：483-487.

[4]郭銳.考慮套拱加固作用的隧道洞口邊坡穩(wěn)定性研究[J].橋隧工程，2011（2）：48-52.

[5]張金柱，郝文廣.鄭西高專黃土隧道洞口高切坡穩(wěn)定及隧道地震作用動力響應研究[J].隧道建設，2007，8：127-133.

[6]陜西省公路勘察設計院.滬陜線西安至藍田至商州高速公路秦嶺北段兩階段施工圖設計[R].2010.