某隧道施工生活营地变形破坏特征及机理分析

吕 燕 陈海锋

(1.四川建筑职业技术学院，四川德阳 618000;2.中铁隧道集团一处有限公司，重庆 400038)

渝利铁路长洪岭隧道1号斜井施工生活营地位于重庆市忠县龙河乡，属于中高山地区。因受地形地质条件影响，采用半挖半填方式平场修建办公及生活房屋，最大填土高度约8 m，坡体前缘修建挡土墙。施工人员进场后不久场地开始产生裂缝，并且变形逐渐加大，位于边坡前缘的厕所、浴室及厨房出现了严重变形，部分挡墙出现变形，已影响到场地的稳定，为保证作业人员的安全，必须弄清该场地发生变形破坏的机理，并提出经济有效的处理方案。

1 地形地貌

该场地地形前陡后缓，前缘的坡度变化大，约20°～80°，后缘坡度约10°～20°，基伏界面陡，约 80°，坡向为 NEE70°。营地前缘发育一支沟，为三峡水电站的支库，水位落差约7 m～8 m。边坡前缘距支库的沟底约10 m～15 m，当满库时距水面约3 m～5 m。

2 工程地质及水文地质条件

2.1 地层岩性及地质构造

根据地调可知场地表层为一崩塌堆积体，堆积体主要为孤块石夹粘土，块径多为2 m～4 m，孤块石岩性主要为砂岩、泥质砂岩，磨圆性极差，分选性差，粘土为粉质粘土，稍密～中实。出露的地层为侏罗系中等厚度～巨厚层的泥质砂岩、砂质泥岩，岩层的产状为345°∠5°，场地内未见断层通过。

2.2 水文地质条件

场区地下水类型主要为孔隙性潜水和基岩裂隙水，受大气降水补给。孔隙水分为地表水和地下水，地表水主要为生产生活用水及雨水，通过地表排水沟及地下排水盲道向坡外排泄到三峡水库库区。地下水主要为大气降水作用下渗及库区水回渗，局部可见泉水出露。

3 场地地面及主要建筑变形特征及破坏机理分析

3.1 厕所变形特征及机理分析

厕所基础处于半挖半填的地基上，目前前缘土体已发生垮塌，平面上呈圈椅状，平均长度约10 m，宽约5 m。通过垮塌的临空面可以看到厕所的前缘边坡表层约2 m厚度范围内土体为粉质粘土夹块石，块石含量约占20%，且已发生溜滑，滑体上树木多成“醉汉树”，见图1。由于该部分离库区最近，且表层为粉质粘土，缺少块石的骨架，在水库的水位增加时边坡前缘下部部分土体发生塌岸，带动上部土体向下滑动的趋势，加之上部土体在生活用水的冲刷及雨水下渗作用下由硬塑～可塑状变为流塑状，土体的抗剪强度迅速降低，导致坡体坍塌，最终使厕所变形。

3.2 浴室变形特征及机理分析

浴室位于厕所后部左上方，墙体出现多条沿沟向的拉裂缝，裂缝下部宽约2 cm～5 cm，切穿地基。但是坡外侧的挡土墙未见大的变形裂缝，在浴室右侧的阶梯也出现不同程度的下沉变形，通过裂缝指向可以看出主滑方向指向厕所的主滑方向，如图2所示。分析认为浴室的变形为下面厕所后抗滑段的抗滑力下降，并且土体在食堂及生活用水的下渗冲刷作用下，使土体抗剪强度进一步下降，最终产生变形。

3.3 食堂变形特征及机理分析

食堂位于浴室的后部右上方，厕所的后侧，基础置于半挖半填地基上。食堂的上部向外发生倾斜，见图3。在食堂的前后侧均可见到大的空洞，最大空洞的直径约70 cm，并且透过空洞可见到地基土体主要为碎石土，土为粉质粘土，粉质粘土含量约占40%，为松散状态，在食堂的周围也可见到多条沿沟向的裂缝，缝宽约2 cm～12 cm，在食堂后面的挡土墙下部可见地下水外冒(见图4)。

图1 厕所前缘边坡变形特征

图2 浴室变形特征

因食堂基础置于半挖半填的地基上，在平场过程中并未进行充分压密，上部加载后不久地基产生不均匀沉降引起地面出现细小裂缝，食堂的大量生活用水及降雨通过裂缝渗向下部土体，松散的土体一方面为地下水带走部分细小颗粒形成潜蚀提供了有利的条件，在雨水与生活用水双重作用下细小土颗粒沿着地下水通道被带走，最终形成越来越大的空洞;另一方面在水的作用下使得土体的抗剪强度大大降低，在坡体前缘产生小的溜滑。

图3 食堂变形破坏特征

图4 挡土墙基础冒水

3.4 挡土墙变形特征及机理分析

挡土墙位于场地前缘，前缘填土高度约8 m，通过调查发现目前挡土墙主要表现为部分地段上部出现挤出变形，局部地段墙角外鼓，如图5所示。

在回填墙背土时，采用挖掘机碾压，压实度不够，土体呈松散～稍密状。挡土墙高度偏大且厚度偏小，在进行场地硬化时大量重载车碾压挡土墙顶部后产生挤出变形。场地内的生活用水及大气降水通过堆积土体下渗后产生动水压力，一方面因挡土墙的泄水孔被堵塞，在墙后产生较大应力，另一方面挡土墙基底土层的抗剪强度降低，进一步发生剪出破坏。

图5 挡土墙变形破坏现象

4 场地稳定性分析

场地内的土体主要为第四系崩塌堆积体，为块石夹粘土，块石粒径大，构成了较密实的骨架，只在边坡前缘表层发现部分粘土夹碎石，因此土体内没有大的贯通软弱面，对场地稳定有利。另外，根据场地后出露的基岩可以看到，岩石的层面倾向与坡向近垂直，并且倾角小，不存在沿着基伏界面及岩体层面整体失稳的软弱结构面，在场地后缘并未发现变形痕迹，因此场地整体稳定，只是局部粉质粘土透镜体段在人为活动下产生变形。

5 结语

根据地面地质调绘分析可以得到场地整体稳定，出现上述变形破坏的主要原因是场地内的地下水及地表水下渗作用及不合理的人为活动所致［1］。为控制变形的进一步加剧，首先要做好场地内的排水。保证场内生活用水不下渗到土体内，场地外围的地表水尽量不进入场地内，新平整场地尽量早做好排水。对场地的部分地段采取适当加固措施［2，3］:

1)将规划场地全部用混凝土硬化处理。2)将场地内出现裂缝的地段用粘土封堵后再用混凝土硬化场地。3)在场地外围设置截水沟挡住外围地表水。4)设计好场地内的纵横排水，并用集水井等方式将水集中后，用水管直接将水排到水库内，以免再次下渗到土体内。5)在挡土墙中下部按梅花形布设泄水孔。6)为控制挡土墙进一步变形，在挡土墙墙角堆载反压坡角。

［1］郑颖人，陈祖煜，王恭先，等.边坡与滑坡工程治理［M］.北京：人民交通出版社，2007.

［2］赵明阶，何光春，王多垠.边坡工程处治技术［M］.北京：人民交通出版社，2003.

［3］邓 林，吕 燕，邵 江.雅泸调整公路K198～K199段滑坡变形特征与机理分析［J］.路基工程，2012(3)：195-198.