某滑坡引发隧道变形原因及防治措施
2018-08-05王立冬
王立冬
中国是世界第二大经济体,同时也是世界上交通最为发达的国家之一,而在修建高速铁路时会在山体斜坡内修建隧道,而山体一旦发生滑坡,就会引起隧道变形,就会危及到高速列车的正常运行以及国民的安全。因此,本文就某铁路隧道为例,对滑坡引发隧道变形的原因以及方式措施进行探究。
我国拥有着全球最大的高速铁路网,使得数百座城市能够紧密的联接在一起,正在支撑着我国经济的高速发展。然而在进行高速铁路修建时,复杂的地质条件、恶劣的自然环境等各种因素都为高速铁路的设计以及具体实际施工带来了极大的挑战。因此,本文以某高速铁路工程为例,针对滑坡引发隧道变形的问题,进而不断的总结经验,仅供类似工程参考。
一、工程概述
工程概况。某隧道的地理位置处于低山区,此隧道的病害位于一个滑坡体上,并且隧道在此滑坡的中前段通过,夹角为71°,此滑坡影响的线路里程为K320+920.9到K321+093.7,其中K320+920.9到K321+000是隧道主要路段,K321+000到K321+093.7是挖方路段。由于受到此滑坡的影响,隧道在建成后的第三年,在出口的段铺底出现了严重的裂缝,而后对其采取了一定的措施之后使得隧道情况基本稳定。但是在维护后的第二年,隧道又重新出现了裂缝的现象,且裂缝速度加快,出现了严重的渗水,还会时常出现掉块的现象。另外,隧道内衬砌变形达到极限,严重危机到了高速列车的驾驶安全。
隧道变形原因。隧道区的表层覆盖土为碎石土、人工填土以及砂粘土,中前部的岩石为绢云母片岩并且下伏岩层的后部多为硅质板岩(如下图所示)。其次,在对此项隧道工程进行最早施工时,虽然对滑坡进行了一定的程度的预防和治理,也采用了“下拖式”治理,但是在对隧道进行开挖以及对路堑进行挖掘时是的滑坡出现了新的临空面,使得坡体内的软弱带的承受力变差。另一方面,在对隧道内部再加上隧道内部衬砌工程,使得滑坡的地下水通道严重受堵,隧道内积水无法排除,进而使得隧道内部的水文条件变得越来越差。经过长期的累积,滑坡就出现了新一轮的滑动。
二、滑坡引发隧道变形防治措施
总体治理思路。隧道内部出现掉块现象以及变形现象十分严重,严重影响了列车的正常安全驾驶。因此,首先要对隧道立即进行支挡工程,进而有效的减缓隧道再次发生变形现象。由于在对隧道施工的初期,在对滑坡进行治理是采用的是“下托式”方式,在经过治理后已经有了明显的改善。但是,后期在对隧道进行开挖以及对路堑进行挖掘时,滑坡出现了新的临空面。因此,在本次治理是决定采用“上档下拖”的方式进行综合治理。另一方面,在对隧道进行内部进行防治渗水漏水时,以及对隧道内部进行衬砌工程时,使得滑坡的地下水通道被堵,进而导致隧道内部的水文条件变得越来越差。因此,針对这一问题,工作人员决定设置疏干引排的方式来对地下水进行集中治理,进而不断改善水文条件。
抗滑支挡措施。为了能够最大程度的减少传递在隧道衬砌的滑坡推力以及维持铁路的正常运营,决定在隧道的滑坡段进行“上档式”的抗滑桩增设工程。并且工作人员通过借鉴国内外相关学者的实验数据,将粧隧的间距设计为16m,此此兼顾隧道滑坡的三层不同的滑体。隧道粧的间距为16m时,埋入式的抗滑粧就会挡住滑坡后部的滑坡推力,将滑块的土体假设为是一种刚性体,这时隧道所遭受到的滑坡推力就会是抗滑桩的前土推力与桩隧之间的滑块滑力的总和。在对抗滑粧进行分布时,通过对推力的计算,工作人员最终在隧道的滑坡段设计了14根截面为2.6m*3.5m,装长度为34m,桩间距为4.9m的埋入式的抗滑桩,进而达到对隧道滑坡路段进行滑体支挡。
排水措施。根据隧道滑坡的现场勘察报告可以知道,滑坡体内的地下水发育充足,并且隧道内部经过断层的地带渗水现象十分严重。因此,为了能够最大限度的缓解甚至避免漏水现象的出现,以及最大程度的改善滑坡段水文条件,工作人员考虑到在对滑坡进行治理时,就已经展现出了十分全面的考虑。因此,本次在对隧道进行排水工作时对原有的排水通道进行了相应的改善,隧道内部设计了一排仰斜式的地下水引排通道,以此来增强隧道内部的排水。
通过本文论述可知,滑坡所处的地理位置复杂,并且由于人为因素等各种原因导致滑坡再次导致隧道变形。而在本次治理中得出以下经验:在运用“上挡式”的加固方式时,要对粧隧的间距进行合理的拟定,而通过工作人员的分析和研究,认为此次治理中,对于桩隧的间距设计在16m最为合适。而在进行排水治理时,由于隧道内部漏水严重,且地下水通道受堵,这种情况下,采用仰斜式的地下水引排通道最为合适。望此次研究能够被相似工程提供工程经验,进而有效的解决滑坡引起的隧道变形问题,仅供参考。