普翁特长隧道进口大型滑坡处治技术

张海兵

(中铁十六局集团第三工程有限公司，浙江湖州 313000)

1 工程概况

厦门至成都高速公路(贵州境)清镇至织金段第8合同段杨柳河大桥织金岸桥台与普翁隧道进口相接，处于杨柳河左岸陡斜坡上。普翁特长隧道左洞长3 019 m，右洞长2 990 m。左右洞进洞均采用37根28 m长管棚超前支护进洞。普翁隧道进口端长184 m范围地层为碎块石土、强风化玄武岩、中风化灰岩及断层破碎带，碎石土厚4 m～14 m，强风化玄武岩厚15 m～21 m，隧道围岩无自稳能力，易发生大塌方，围岩级别为V级。隧道进口位于陡坡之上，自然坡角为35°～50°。

2011年11月底，施工单位组织施工人员进入施工现场，进行前期准备工作。2012年3月8日～2012年3月16日，施工单位先后进行了隧道左幅、右幅边仰坡开挖支护工作。2012年3月16日～2012年3月26日，进行隧道左、右幅套拱施工。2012年4月21日，隧道上导坑掘进2.90 m后，发现隧道上部坡体发生开裂，裂缝位于坡体上部ZK52+490(YK52+490)至坡体下部ZK52+383(YK52+390)段，随后处于蠕滑状态。滑坡全景见图1。

图1 现场全景

2 自然地理及工程地质条件

1)地形、地貌。场区地处贵州高原西部山区，位于织金县普翁乡东南0.50 km 处，桥位附近海拔1 225.70 m ～1 370.80 m，相对高差145.10 m。桥轴线通过段高程1 227.00 m～1 286.70 m，相对高差59.70 m。地貌类型属构造侵蚀～剥蚀型低中山地貌。

2)水文、气候。桥位区属长江流域之乌江水系，地表发育有杨柳河，河水常年期水位高程1 227.30 m，洪水期高程1 229.00 m，30年一遇高大洪水位1 234.00 m。常年流量为Q=2.00 m3/s～8.00 m3/s，最大可达80.00 m3/s。场区地处亚热带季风气候区，冬无严寒，夏无酷暑，雨量充沛，据织金县气象站1961年～1990年气象资料，年平均气温14.10℃，极端最高气温34.00℃(1988年5月6日)，最低气温－12.10℃(1977年2月9日)。年平均降雨量1 396.6 mm，多集中在每年的5月～8月间，占全年降雨量的55%～60%，最大日降水量186.1 mm(1983年5月25日);年平均相对湿度 82%;最大风速 17.00 m/s，平均风速 2.30 m/s。

3)地层岩性。场区内地层为上覆第四系残坡积层(Qel+dl)粉质粘土、碎石土，冲洪积层(Qal+pl)粉质粘土、卵石土，下伏基岩为二叠系上统龙潭组(P2l)泥质粉砂岩夹泥岩、炭质泥岩及煤层，峨眉山玄武岩(P2β)组成。滑坡段坡体上下伏基岩为玄武岩。

4)水文地质。a.地下水类型。场区地下水类型为裂隙水、第四系松散土层孔隙水。b.含水岩组。场区覆盖层裂隙发育，孔隙较大，为较好的含水层;下伏基岩是泥质粉砂岩及玄武岩，中风化层含、透水性差，为相对隔水层，强风化层风化裂隙发育，具有较好的含、透水性。

3 滑坡成因及规模

滑坡段处于ZK52+383～ZK52+490(YK52+390～YK52+490)段，沿线路轴线纵向长约100 m～107 m，横向宽约120 m～135 m。坡体表层为碎石土，成分为玄武岩，含量60%～70%，稍湿，松散～稍密，为玄武岩长期风化沿坡面碎落堆积而成，现形成自然坡度角35°～50°陡斜坡体。隧道洞口所处山体为20年前的滑坡体且不稳定。由于普翁隧道进口地形条件的限制，各种临时施工设施及工程材料只能布置在滑体坡面位置。隧道施工，滑坡体扰动是不可避免的，再加上雨水的侵入，在滑动界面处形成一层滑动水膜，大大降低了滑动摩擦系数;同时土体渗入雨水，也将相应地增加容重，减少内摩擦角φ和粘聚力c，导致主动土压力增加。多因素共同作用下，发生坡体失稳，沿覆盖层与基岩接触面发生滑动，形成滑坡，坡体处于蠕滑状态。截止2012年5月20日，右幅洞顶最大滑移值达到26 cm，右幅管棚向外整体移动6.6 cm，拱顶下沉5.1 cm，施工便道滑移49 cm;左幅下方通村公路向外滑移83 cm，下沉66 cm，通村公路上方原空压机房处外移46 cm，下沉33 cm。根据既有勘察资料并结合现场实地勘测，该滑坡纵向长70 m，横向长约150 m，滑坡面积约10 000 m2，滑体主要为表层覆盖层(碎石土、人工填土)，最大深度达18 m，滑坡体积约80 000 m3，属推移式大型滑坡。

4 滑坡计算分析

根据滑坡现状，坡体已发生滑动，根据实际地质资料并进行反算，滑坡体上碎石体物理力学指标:γ=19.0 kN/m3，c=5 kPa，φ=30.5°。采用有限元法对现状进行二维分析，特征断面分析结果见图2，图3。

通过分析可以看出，施工开挖切角、坡体前沿加载、雨水的侵蚀等改变自然边坡后，坡体稳定安全系数降低，失去稳定，产生滑动。计算中容易产生滑动的部位基本与现场实际情况相符。

5 处治方案

该处治分两部分组成:

1)路基部分的滑坡治理方案;2)普翁隧道进口仰坡地表处治及仰拱软基处治。处治平面图见图4。

图2 K 0+047断面安全系数：1.0

图3 K 0+095断面安全系数：1.08

图4 滑坡治理平面图（1∶1 000）

5.1 普翁隧道进口路基滑坡治理方案

根据坡体的破坏程度和岩土情况的差异，本着安全可靠、经济合理的原则，主要采用挡墙+抗滑桩方案对该滑坡进行治理。

5.1.1 抗滑桩

于路线左幅11号墩往小桩号方向22.5 m位置设置A型桩6根，单根长20 m，截面为2 m×3 m矩形桩，桩间距5 m，共计桩长120 m。于路线右幅10号墩往小桩号方向15 m位置设置B型桩5根，单根长22 m，截面为2 m×3 m矩形桩，桩间距5 m，共计桩长110 m。于两幅轴线间设置B型抗滑桩2根，单根长22 m，截面为2 m×3 m矩形桩，桩间距5m。抗滑桩桩顶预留锚索孔，做后备之用。

5.1.2 挡墙

于滑坡前缘杨柳河左岸设置仰斜式重力抗滑挡墙，墙高7 m、墙顶宽2.0m，全长158m，墙身填料采用C20片石混凝土浇筑，共2 800 m3(预留锚索孔)，墙顶按1∶1坡率回填，填料为碎石或卵石。

5.2 隧道仰坡治理方案

根据现场地质、地形情况，仰坡段采用地表注浆加固和锚墩加固坡体相结合的处理方案;仰拱段软基采用基础注浆加固的处理方案。

5.2.1 地表注浆加固

在仰坡开挖坡口线外5 m～8 m范围内采用φ108×6 mm热轧无缝钢花管进行地表注浆，钢管间距1.5 m×1.5 m，呈梅花形布置，以固结坡面松散碎石土。其中，左右洞正洞上方纵向布置5排钢花管，左右洞之间纵向布置3排。注浆之前，在钢管内插入3根焊接在一起的φ22钢筋，注浆完毕后，立即补注水泥浆，直至钢管内水泥浆密实为止，封堵端头，以增加钢管桩刚度。

当隧道埋深小于10 m时，钢花管尾部2 m为止浆段，地表2 m以下至开挖轮廓线以外50 cm为注浆段;当隧道埋深大于10 m时，隧道拱顶以上10 m至开挖轮廓线以外50 cm为注浆段，拱顶以上10 m至地表为止浆段。注浆段钢管四周设置φ10 mm注浆孔，孔间距30 cm，呈梅花形布置。地表注浆按固结钢管周围有限范围内土体设计，浆液扩散半径不小于0.7＆(＆为相邻两根钢管的中心距离)，注浆采用分段注浆。水泥浆水灰比1∶1，注浆压力0.5 MPa ～1.0 MPa、终压 2.0 MPa。

5.2.2 锚墩加固

考虑到仰坡土体松动，局部出现裂缝，进行地表注浆加固后，在已临时加固(喷射混凝土+钢花管注浆)了的仰坡坡面增设3排锚墩，具体为左右洞之间布置7个，右幅右侧坡面布置7个，梅花形布设，间距3 m，以防止仰坡坡面蠕动开裂。

5.2.3 隧道基础加固

对普翁隧道 ZK52+466～ZK52+473，YK52+450～YK52+470段堆积体地段地基进行注浆固结处理，采用φ42×4 mm热轧无缝钢花管(L=4.0 m，间距1 m×1 m，梅花形布置)。注浆钢花管前段做成尖锥状，尾部焊接φ6加劲箍，管壁四周钻φ8 mm注浆孔。注浆浆液采用纯水泥浆，注浆压力0.5 MPa～1.0 MPa。

6 注意事项

1)抗滑桩施工可与隧道仰坡支护同时进行。抗滑桩应分节开挖，可采用微爆破法施工，严禁放大炮。每节开挖深度0.5 m～1.0 m，开挖一节支护一节，须等护壁混凝土具有一定强度后方可开挖下一节，护壁各节纵向钢筋必须焊接，禁止简单绑扎。2)在洞口前抗滑桩施作完毕，洞口基础稳定后，立即施作洞门墙，并回填反压。待洞口稳定后再进洞开挖，以保证施工安全。在桥台开挖过程中，必须加强桥台施工防护和支护，防止隧道基础失稳，以保证隧道结构和施工安全。3)为了避免桥梁承台基坑开挖对隧道地基及滑坡体的影响，应适当提高杨柳河大桥左幅10号桥台承台标高，减少开挖量。4)坡体中部有乡村公路通过，施工期间要做好必要的安全防护，确保过往车辆、行人安全。5)待滑坡治理完成后方可进行陡斜坡上桥墩、桥台施工，施工时应尽量减少隧道下部坡体开挖。

7 结语

施工单位在收到变更设计图以后，迅速组织施工。仅用两个月的时间就完成了滑坡治理，治理完成后在仰坡顶、隧道明洞等埋设了多处沉降监测点。经过半年时间的监测，沉降值及速率控制在规范允许的范围内，隧道洞内初支及二衬稳定。目前该隧道正按既定施工计划顺利实施，证明该方案可行。方案实施的成功，也为同类型隧道施工提供了经验。

［1］中交第一公路工程局有限公司.公路隧道施工技术规范［M］.北京:人民交通出版社，2011.

［2］胡辉荣，程荣国，秦之富.公路隧道塌方处理方案［J］.公路交通技术，2007(2):35-36.

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