高速公路隧道边坡失稳及施工处治措施

2020-11-27张学锋王素

商品与质量 2020年32期

张学锋王素

1.山东东泰工程咨询有限公司山东淄博 256400；2.淄博民丰置业有限公司山东淄博 255100

由于高速公路隧道项目建设大多位于山区或者地形结构复杂的区域，易导致洞口滑坡现象发生。当前，我国交通路网越来越密集，对于公路项目建设质量要求不断提升，在偏远山区，不仅要克服高差等自然环境因素的影响，同时还要从施工技术及高频率的工程施工病害的预防等方面加强研究。在众多公路隧道施工病害中，洞口边坡失稳是公路隧道施工中的常见病害类型之一。文章从高速公路隧道洞口边坡失稳病害的产生原因及主要影响因素等各个环节进行分析，提出相关治理方案，供参考。

1 地质构造及地质

边坡处于总棚子倒转复背斜东段，由于地层倒转，岩层片理产状单斜，场地基岩片理优势产状为355°∠65°。但边坡区为重力变形体，片理产状与正常基岩产状有很大不同。测区属地震活动区，根据GB18306-2015《中国地震动参数区划图》，场地地震动峰值加速度为0.15g，地震动反应谱特征周期为0.40S，场地对应地震基本烈度为Ⅶ度。

2 隧道边坡成因及主要影响因素

依据实时洞口边坡数据的监测，结合项目实际地质及地形条件，以调查实际施工环节的现状为主，分析出公路隧道洞口边坡边坡的原因及主要影响因素。

（1）地质地形因素。此边坡体地质以结构松散、渗水性好、力学性能差为主要特征，因此导致土层结构的抗剪能力较小，遇水后容易软化。由于下层土层结构中主要以细砂岩为主，且呈现出遇水软化的特点，此地质特征对洞口边坡现象的出现提供了一定的便利条件。

（2）水的因素。在发生洞口边坡的时间阶段中，天气主要以阴雨天气为主，地表水汇聚，使得地质土层结构中的岩体发生软化现象，导致土体结构内部的抗剪能力较弱，易产生滑动。同时，在边坡失稳产生后，由于隧道结构体系中没有产生明显的抵抗滑坡的推力，因此会造成隧道明洞结构开裂，导致渗水现象发生。

（3）人为因素。高速公路隧道设计及施工至关重要，从设计环节进行分析，如果设计中的边坡坡率较陡，再加上此区域地块的地质条件、雨水条件等，都会对土体结构的稳定性产生不利因素，而坡率设计为1:0.5，对于防止洞口滑坡发生是不科学的。

（4）施工因素。从施工环节进行分析，在公路隧道施工的环节中，未涉及明洞的回填作业，这样不仅会造成开挖断面结构长期外露，同时也会造成边坡失稳，坡体结构的稳定性及变形量较大，严重影响洞口处边坡结构的稳定性[1]。

3 高速公路隧道边坡失稳的施工处治措施

3.1 治理方案的选择

从理论层面进行分析，高速公路隧道施工中的边坡现象治理措施主要包含边坡体结构的清除、支护围挡结构的使用、地表水的排水方案、回填反压等。不同的治理措施或方案，需要依据不同的滑体位置及地质条件等因素进行分析，选择不同的治理措施，后期工程开展的经济效益也不相同。随将重点分析支挡工程、地表排水处理措施的方案设计。

（1）支挡工程的施工方式及分类较多，主要以挡土墙的设计、抗滑桩的应用为主。抗滑挡土墙一般设计为重力式挡土墙，滑体产生后会呈现出前移的状态；抗滑桩结构从整体的受力特征上看，主要呈现出普适性，同时由于边坡体结构的稳定性及对地质环境干扰性较小等特点，可实现多桩施工，以保证实现地质勘察设计科学性、合理性。

（2）地表排水主要会造成土体自重加大、下滑力增强、滑带土的抗剪力增大，同时导致地下水资源中的动力压力增强。在地表排水体系中，主要以改善洞口滑体结构的稳定性为主，不仅能够改善土体结构的地质环境，同时能够作为一种边坡治理的预防措施，因此在施工的过程中，必须结合其他工程类型对相关工程措施进行综合利用。依据该工程的实际情况，抗滑桩的施工工期相对较长，且施工难度相对较大，因此会导致隧道施工周期难以符合要求。如果该工程采用地表排水与削方减载相互结合的治理措施，最终的洞口边坡治理效果会更为明显[2]。

3.2 人工排危

待处治高速公路边坡山体因受历次地震及次生灾害影响，山体发育有拉裂变形岩体和孤立悬空岩体，存在大量不稳定的危石，有很大安全隐患。为保证下步施工安全，在对坡面防护加固之前先对危石进行清理，并做好高边坡危石隐患排查、排除工作及相关安全防范工作。危石清理应结合坡面素喷砼，由坡顶向坡脚分级施作完成，即：上级边坡危石清理→上级边坡坡面素喷砼→下级边坡危石清理→下级边坡坡面素喷砼，如此循环直至坡脚。

3.3 清理及拆除已损毁支架

如若高速公路某些地区已发生垮塌，且有部分山体已失稳正支撑在未垮塌的脚手架上，未保证拆架安全，在拆除损毁脚手架前，必须先采用吊绳法清除掉已失稳部分山体后，再拆除损毁部分脚手架。对于已悬空未支撑到坡面的脚手架，先采用φ14钢丝绳栓接在坡面打设5m长φ25mm砂浆锚杆上的方式提拉架体，钢丝绳按一步两纵设置，绳另一端连接并锁定于纵杆、立杆铰接点下方，安装后用手动葫芦张紧，架体提拉完毕后再从上至下逐层拆除脚手架架体。对于变形严重部分架体，拆除非常困难时，架体提拉完毕后采用气割的方式逐根切割拆除。拆除的钢管随拆随运走，不能堆放在脚手架上[3]。