滑坡隧道加固措施探討

(重慶交通大學 重慶 400074)

引言

隨著我國經濟的發(fā)展，為了使人們出行更加方便，在中西部地區(qū)修建鐵路與公路時，有時不可避免地要穿越山區(qū)，而此時隧道便成了最佳選擇，在開挖隧道時，不可避免會遇到滑坡地段，為了防止因為修建高深路塹，而對滑坡體大范圍開挖，最終都會選擇以修建隧道的方式穿越。從已有的研究成果來看，人們當前對于隧道穿越滑坡地段的加固措施、滑坡與隧道的相互作用機理以及滑坡的受力分布的相關研究還不到位。

一、隧道地段滑坡加固方法的探究

在隧道工程方面發(fā)生的災害大多與滑坡有著密切的聯(lián)系，如今高速公路、鐵路的迅猛發(fā)展，病害時有發(fā)生，通過對國內外研究成果的整理發(fā)現，只有少數滑坡隧道的工點在進出口應用了抗滑樁支擋架構：

1)位于寶中線的堡子梁隧道，總長為1904 m，單線曲墻式，隧道的埋深為65 ～ 120m。隧道穿過老滑坡后緣的下部。老滑坡長度大概為580 m，寬度大概為700 m，滑面在土石的分界處。在這一段滑坡內部大部分填充著砂巖和灰綠色泥巖，節(jié)理裂隙十分發(fā)育，巖層過于破碎，裂隙內部有水的滲流，局部出水量嚴重。堡子梁隧道頂部老滑坡地質災害的整治運用邁式系統(tǒng)注漿錨桿、邁式注漿泵和相應的施工工藝與深孔丘漿技術。

2)相田二號隧道的滑坡和隧道襯砌病害工點最為集中與南昆線威紅段，隧道的長度為185 m。隧道埋深最大的地方有25m，兩側地面的橫坡為35°～ 40°，基巖裸露，山坡由于開墾已成為旱地，植物罕有。隧道的山體滑坡地面工程治理采用土或碎石回填，孔壁用草袋土反壓支護，樁孔回填過后再鉆孔注漿，清方減載，地面采取砂漿錨桿與坡面支擋綜合治理的方法。隧道內部對于襯砌損害嚴重地段全部予以拆除更換，換為加強的鋼筋混凝土支護襯砌代替。

3)南昆線上的犀牛塘隧道，長度為 389 m，高差最大只有 50 m，地表起伏劇烈，自然坡度 20°～ 40°，坡面植被覆蓋良好。隧道穿過的地方多褶皺和次級小斷裂，巖層產狀變化多，節(jié)理很發(fā)育。治理方案最后采取超前小導管注漿和鋼架聯(lián)合支護的方案，為了使方案更加合理，采用與深路塹方案相結合來處置。

4)位于江西省贛南地區(qū)于都縣與會昌縣交界處的贛龍鐵路線路上的馬蹄徑隧道，隧道通過地段為剝蝕的低山區(qū)，地面相對高差是150 m，植被異常發(fā)育。由于屬于濕潤性氣候，降水量十分充足，致使隧道的圍巖飽水軟化，為了節(jié)約資金與方便動工，于是將其中一路段改為路基。路基開挖卸去載荷后，引起隧道的正面仰坡上部巖土的體牽引式滑移。遂采取削坡卸載、在隧道正面的仰坡上方采取預應力錨索、并且路塹邊坡采取抗滑樁加明洞相融合的措施治理。

在南昆線上，既有襄渝線通過，還有其他很多隧道位置處在滑坡體中的實例，如旗桿溝隧道、趙家壩隧道、竹嶺隧道等都有一部分存在滑坡體內部，都采取抗滑樁與支擋結構相結合來處理，現在隧道內部襯砌大多都存在裂縫、剝落、滲漏水等缺陷。

從以上實際工程當中，可以得到，對于處在滑坡中的隧道加固的基本措施有以下幾方面:

1)在滑坡的內部設置排水溝，在滑坡外部設置截水溝；

2)對隧道采用抗滑支擋的措施，保證滑坡處在穩(wěn)定狀態(tài)；

3)隧道采取超前小導管注漿及超前錨桿支護。

經過對多種相關著作的研究，目前國內對滑坡與隧道治理都是分開治理，或是先治理滑坡再治理隧道，亦或是先治理隧道再治理隧道。通過這樣的治理方式，顯然大部分人都沒有考慮到隧道本身也可作為抗滑結構的一部分。從經濟指標考慮，若滑體厚度比較厚，那么抗滑樁的施做費用將會大大增加，伴隨著施工的難度也會隨之大大提升。

二、隧道段滑坡探究和處理方法

1)從當前研究成果來看，大多數隧道憑借經驗在滑坡段修建隧道時，所采取的方法都是將隧道與滑坡分開進行設計與修建，這樣做對于滑坡厚度大的地段，存在多層滑面或是滑面上部陡峭下部緩和的滑坡，用此方法施工將會大大增加增進的投入。

2)經過查看國內外相關資料，當前國內外對于在滑坡地段修建公路成功的事例對與其相關的技術與理論的探索都比較全面，但是通過滑坡地段修建鐵路隧道的事例還比較少，并且大部分在滑坡段修建的隧道都是憑借經驗理論修建與設計，相關的理論與依據都不夠成熟。

3)在滑坡中開挖的隧道借鑒現有的滑坡加固與隧道襯砌支護措施，優(yōu)先采用加固滑坡以保證滑坡穩(wěn)固和隧道支護結構設計分開處置的方法，很多類似工程都獲得了成功，并且保存了相關的資料與經驗，但是在修建完工開始運營的隧道中，有時不時的會發(fā)現襯砌裂開、掉落甚至是地下水滲透等情況。

三、滑坡與隧道相互作用機理

促使滑坡發(fā)生破壞并且產生滑動的原因是諸多方面的，通過相關地質勘察資料與對相關滑坡隧道長期變形監(jiān)測的結果顯示，能使滑坡產生滑動的主要原因是：

(1)過于復雜的的地形地質條件，為滑坡的滑動產生了必要的地形地質條件。

(2)在具有滑坡的體的坡腳處進行開挖，導致坡體的應力發(fā)生變化，這樣的做法對于坡腳的變形是一個必要的外因。

(3)對于滑坡的滑動還有一個重要的原因便是長期的降水與地下水的作用，主要作用表現在削弱了坡體的抗剪切強度，并且使坡體的下滑力大大增加。

存在于滑坡體上部的坡體移動，使坡體的下滑力直接作用于下部滑坡體。不僅使下部滑坡體產生擠壓變形，而且將擠壓力間接傳遞到下部隧道上，使隧道也承受滑坡體的下滑力。在此情況下加上雨水與地下水的滲透軟化，還有滑坡體加劇蠕變的情況下，會使隧道承受的擠壓力大大增加?；孢M一步向滑坡中下部發(fā)展時，擠壓力呈整體增加趨勢，如果是在梅雨季節(jié)，對隧道的擠壓力會產生明顯上升。最終隨著坡體的進一步下滑，隧道承受的擠壓力越來越大，慢慢的將造成隧道的開裂破壞與變形。

四、結語

關于隧道的建設，有些時候不可避免要穿越滑坡，因此盡早研究清楚隧道與滑坡之間相互作用機理至關重要，治理滑坡隧道，不能只從滑坡出發(fā)或是只從隧道出發(fā)這樣單方面考慮，應該將隧道與滑坡的治理結合起來，進行綜合全面的治理。但是目前對于在滑坡段修建隧道，無論是對其加固措施的研究，還是對其之間相互作用機理的研究，在當下相關成果還不成熟。這樣做不僅會使施工難度增大，也會使投入的資金大大增加，對于后期的運營也將增加潛在風險。因此，今后的研究重點應該是研究出一套合理的滑坡隧道施工方案，運用科學的施工工藝，保證隧道施工方便，運營安全長久。