大源1号隧道山体滑坡灾害分析与处治措施

彭文波 高 抗

(中交第二公路勘察设计研究院有限公司，湖北 武汉 430056)

大源1号隧道山体滑坡灾害分析与处治措施

彭文波 高 抗

(中交第二公路勘察设计研究院有限公司，湖北 武汉 430056)

通过对大源1号隧道滑坡体的地质条件、滑坡形态及滑动原因进行分析，结合隧道自身特点以及滑坡推力计算结果，提出了以锚索、锚索抗滑桩以及洞内外注浆加固等手段的滑坡体处治加固设计思路，为今后类似工程提供参考与借鉴。

隧道，山体滑坡，灾害分析，地质条件

0 引言

乐昌至广州高速公路大源1号隧道左洞起讫里程ZK32+222～ZK32+312，长90 m；右洞起讫里程YK32+243～YK32+282，全长39 m。隧道下穿象鼻状突出的山包。隧道及所在山体前期发生了两次大的变形破坏。在2014年雨季连续强降雨的作用下，山体上出现长大贯通裂缝、右洞侧墙变形开裂，深部位移滑动变形明显，山体再次发生整体滑动。以下针对第三次山体滑动进行叙述。

1 工程地质条件

1.1 地形地貌

该隧道属中低山～斜坡沟谷地貌区，海拔高度一般为355.3 m～415.8 m，相对高差60.5 m。隧道走向与山脊走向垂直或大角度相交。隧道进口端山坡坡度一般为30°～55°，出口端山坡坡度一般为25°～40°，距左洞洞顶以上约30 m位置有一缓坡平台，平台宽度约8.0 m，长约15 m。坡面植被发育，地形起伏较大。坡脚为一条小河沟，常年有水。线路走向约112°，坡向202°。其自然斜坡为锯齿状，陡缓交替出现，陡坡段坡度40°～50°，缓坡段为宽缓平台，山体整体呈两级错落体地貌大源1号隧道出口端地貌见图1。

1.2 地层岩性

根据野外调查及钻探、物探资料，出口边坡钻探深度范围内揭露地层为寒武系八角村群(∈bc)浅变质砂岩夹板岩及第四系坡积含碎石粉质黏土(Qdl)。下伏基岩地层产状30°～60°∠40°～70°倾向山体。

1.3 水文地质条件

现场调查期间，区内地表水系较发育，位于隧道右线下部为河沟，常年有水，受季节性影响较大，雨季，水流量相对较大，旱季，水流量相对较少。

受隧洞开挖影响，边坡下部松弛，裂隙张开，大量地表水下渗，现场调查时，左洞渗水严重。

2 山体滑坡灾害分析

2.1 宏观地质条件

组成边坡体的岩土体主要为强风化～中风化浅变质砂岩(∈bc)夹薄层状泥岩，强风化地层呈半岩半土状，中风化地层呈块状。砂岩透水，泥岩受水易软化，岩层总体反倾35°～73°。坡体内发育顺坡结构面和断裂带。受隧洞开挖影响，边坡下部松弛，裂隙张开，大量地表水下渗，现场调查时，左洞渗水严重。

2.2 滑坡形态分析

1)滑坡范围。根据深孔位移监测显示，安装的每个监测孔都有位移变形，推测监测范围应该都在滑动体范围内，从隧道进出口各向两侧延伸20 m，其滑动宽度约为132 m。滑动长度可从线路靠山侧最上一个监测孔和右洞靠河侧抗滑桩变形分析。并考虑滑坡后缘向山侧牵引距离20 m，前缘出口从抗滑桩向河侧延伸20 m，推测滑坡长度为142 m。

据以上分析，滑坡平面面积为132 m×142 m=1.87×104m2。

2)滑动面及滑坡规模。根据深孔位移监测结果可知，山体病害可分为两层变形，浅层表现为滑动变形，深层表现为蠕动变形；其滑动面倾角为28°。

a.浅层滑动。浅层滑动最大位移量约30.0 mm，平均位移量约15 mm；滑动最大深度23.6 m，平均深度约16.0 m，滑动体积为29.9×104m3，属中型中层滑坡。

b.深层蠕动。深层蠕动最大深度约为37.6 m，平均厚度约29.0 m，蠕动体积为54.2×104m3，规模巨大。

3)滑坡稳定状态及滑动趋势分析。浅层滑动已表现为山体整体滑动，右洞山侧开裂，抗滑桩向河侧变形明显，滑坡出口基本形成，滑动面接近贯通，滑坡处于极限平衡状态和缓慢滑动过程中，随时可能发生大滑动;对右洞危害较大。

深层蠕动表现为山体的整体蠕动变形，进一步发展会产生整体滑动；对左洞危害较大。

4)滑动原因及性质。在错落体底部开挖隧洞，且两洞间距较小，开挖直接引起斜坡坡脚的大面积卸荷，造成坡体松弛及坡脚应力重分布。坡体松弛加剧了地表地下水的下渗作用，软化坡脚岩体强度，增加山体下滑力；坡脚应力重分布会引起坡脚局部范围，特别是两洞之间的竖向应力加大，造成岩土体竖向承载力不足。因此，该滑坡为坡脚隧道开挖诱发的错落体滑动。

3 处治措施

以上变形迹象表明，目前整个山体已形成滑动；如不及时处治，滑动变形会逐渐加剧，不仅成为乐昌至广州高速公路建设的“拦路虎”，而且影响运营安全和畅通，灾害后果十分严重。

1)指标选取和推力计算根据ZK32+270分析断面，取k=0.98，反算出主滑面抗剪指标C=15 kPa，φ=25.6°；计算采用C=15 kPa，φ=25.5°，算出各断面滑坡推力见表1。

表1 各断面滑坡推力表

2)处治方案。根据以上对山体滑坡的灾害性进行分析，以及滑坡推力计算结果，同时结合该山体前两次大的变形破坏采取锚索抗滑桩整治加固的基础上，对该次变形加固采取了如下的处治措施。

a.洞内加固。

第一，隧道左线末施工段(ZK32+240～ZK32+286)采用小导管径向注浆加固处理。

第二，左线隧道左侧采用预应力锚索和在锚索同断面上的其他部位采取低预应力导管进行加固处理。

第三，左线隧道左侧增设两排长30 m深的仰斜式排泄水孔，排水孔采用φ100 mm PVC管，钻孔孔径110 mm，长度30 m，仰角10°。

b.洞外加固。

第一，在YK32+255～YK32+303所对应的山体范围，垂直于线位方向向山体内打设预应力锚索加固处理,根据监测资料、地质钻探资料、地表裂缝及衬砌开裂变形分析结果，锚索采用7φ15.24，钻孔孔径150 mm，水平间距3 m，竖向间距2 m，根据现场地形每个断面增置6排～8排锚索，锚索锚固段长度要求穿过潜在滑动面，并考虑锚索张拉对左线隧道结构的影响。

第二，地表采用钢花管对YK32+240～YK32+286范围内左右线隧道之间的中间岩柱进行注浆加固处理。

第三，左线隧道进口端山体表层裂缝采取框架导管植草防护处理。

第四，左线隧道靠山体一侧隧道仰坡即靠近隧道拱腰、拱墙处分别设置平行于隧道轴线方向的仰斜式泄水孔，以排除隧道靠山一侧仰坡地下水。

该处治方案得到了参会专家的一致认可，通过施工单位实施后，根据地表深孔位移监测、洞内监控量测以及锚杆内力监测、钢支撑内力监测、喷射混凝土应力监测、二次衬砌应力监测和抗滑桩的桩顶位移量观测数据结果可知，山体滑动已稳定，且保质保量的完成了隧道剩余工程量的施工，满足了业主的工期要求。

4 结语

通过对大源1号隧道山体滑坡灾害以及处治方案进行分析得出如下结论：

1)在隧道设计时，必须做好“地质选线”工作，尽可能避开易引起产生山体滑坡等不良地质灾害地段。对于无法绕避的地质灾害地段应采取相应的加固处理措施。

2)治理隧道滑坡问题时，应与隧道结构设计结合起来，甚至可以将加固后的隧道结构作为一个抗滑体。

3)在处治隧道上方山体滑坡时，不要过分考虑短期行为，盲目存在饶幸心理，忽略施工工况下滑坡体的稳定性。在不合理的施工方法是引起滑坡体多次变形的主要因素，在制定处治方案时，必须充分考虑。

4)排水是滑坡加固工程中的一项重要措施，对于提供滑坡体的稳定性具有至关重要的作用，通常也是一种比较经济的工程方案。

5)在该滑坡处治中采取了锚索抗滑桩方案，有效的控制了桩头的位移量，将桩基的被动受力改变为主动受力，较快的稳定滑坡，可以达到事半功倍的效果，建议在今后滑坡体工程处治中大力推广。

[1] 乐昌至广州高速公路坪石至樟市段T3合同段(K20+000～YK33+350)两阶段施工图设计[Z].中交第二公路勘察设计研究院有限公司，2010.

[2] 乐昌至广州高速公路坪石至樟市段A1设计合同段大源一号隧道第三次加固变更设计图[Z].中交第二公路勘察设计研究院有限公司，2014.

[3] 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,2010.

[4] 彭文波.隧道洞口边仰坡稳定性影响因素的综合性评价[J].山西建筑，2015，41(2)：175-177.

[5] JTG D70—2004，公路隧道设计规范[S].

[6] 徐俊旺.公路隧道结构安全性分析及病害整治[J].山西建筑，2014，40(7)：181-182.

The hazards analysis and treatment measures of Dayuan No.1 tunnel landslide

Peng Wenbo Gao Kang

(CCCCSecondHighwaySurveyandDesignInstituteLimitedCompany,Wuhan430056,China)

Through the analysis on geological conditions, landslide forms and sliding reason of Dayuan No.1 tunnel landslide, combining with the tunnel its own characteristics and landslide thrust calculation, put forward the landslide treatment reinforcement design ideas of anchor, anchor anti slide pile and inside and outside grouting reinforcement and other means, provided reference for future similar engineering.

tunnel, landslide, hazard analysis, geological condition

2015-01-04

彭文波(1981- )，男，工程师； 高 抗(1988- )，男，助理工程师

1009-6825(2015)08-0179-02

U456.33

A