天华线石岭隧道出口端崩塌整治研究

刘正

摘要：以天华线石岭隧道出口端崩塌整治为工程依托，分析了不良地质灾害崩塌的成因及影响，针对临近既有铁路崩塌体病害整治设计了桩板墙、重力式挡墙、格梁式预应力锚索与拱型骨架护坡等工程措施。

关键词：桩板墙;崩塌;工程措施

1工程背景

工点对应天华线里程K8+420～K8+501，对应工点基线里程JK0+000～JK0+083，全长83.0m。工程位于天水市麦积区社棠镇石岭村北侧，位于天华铁路石岭隧道出口端既有路基左侧山体坡面处，本段既有路基以填方通过，工点处交通较为便利。

工程所在地位于黄土梁峁区，东北侧临牛头河河谷，崩塌所在山体顶部高程多为1230～1300m，与相邻河谷高差一般可达150～220m，地形起伏较大。山体原始坡面较为顺直，原始坡度一般约为40°，崩塌发生后后壁陡峭，坡度可达60～70°，下方堆积体呈半锥体型，坡度较缓，一般25～30°，呈松散状，崩塌发生后地貌变得复杂。

2崩塌体现状及成因分析

工程不良地质为石岭隧道出口端崩塌体，轴向长度最大为137m，最宽处可达94m，崩塌规模较大。根据崩塌体岩性划分，本处崩塌属于岩体崩塌;根据形成机理，本次崩塌属于滑移式崩塌。根据现场走访调查，本次崩塌发生的原因如下：

地形因素：崩塌发生处的山体位于牛头河古河道的凹岸，受河流冲刷影响，山体陡峭，天然坡度一般可达40°，坡体高度达150m，为崩塌体失稳提供了有利地形。

地层岩性：发生崩塌的山体地层岩性为下古生界片麻岩，岩体风化程度较强，强风化的岩石块体强度较低，质地较软，弱风化岩石强度较高，质地较硬，总体岩石软硬不一。同时岩体发育3组以上的结构面，节理裂隙面多为微张—张开型，结构面的复杂组合将岩体切割呈碎块状，稳定性差。

人类活动：根据调查，在本次崩塌发生之前，原山体下部曾经有过开挖采石活动，使坡脚处形成了一定的临空面。

降雨：崩塌发生之前有过连日降雨，降雨使水沿着节理裂隙渗入山体内部，增加了岩体容重，加大了静水压力，降低了岩石本身的强度。在上述四个因素的共同作用下发生了本次崩塌灾害。

塌体滑移主方向为48°，与铁路交角为45°，崩塌发生时扯断了石岭隧道洞口左侧山体设置的两道被动拦石网，堆积体右侧压覆路堤坡脚，局部堆积体已掩盖至路肩部位，并且掩埋了排水沟，对铁路安全有一定影响。同时崩塌后壁形成了新的零星危岩、落石，滚落后可能上道，危害人员及行车安全。

3工程措施

1、桩板式挡土墙工程

（1）对应工点基线里程JK0+000～JK0+083段崩塌体前缘既有水沟旁设置桩板式挡土墙，共17根桩，锚固桩桩长为14m，悬臂端长6m，锚固端长8m，锚固桩桩截面尺寸为2.0×3.0m，锚固桩桩中心间距为5m。桩体采用C35钢筋混凝土浇筑。

（2）出露桩之间设C35钢筋混凝土挡土板。挡土板板长为2.6m，高0.5m，板厚0.4m。挡土板后设0.3m厚袋装砂夹卵石反滤层。挡土板及反滤层下、挡土板前两桩之间部分设0.3m厚C25混凝土基础，宽1.4m。

（3）桩孔开挖设置护壁，护壁厚0.2m，每1.0m一节，桩孔顶部地面下0.5m高设护壁锁口，厚度为0.4m。护壁内侧涂沥青油渣，厚10mm。护壁及护壁锁口均采用C25钢筋混凝土灌注。

（4）锚固桩施工时，对称设置6根Φ57mm钢管用于无损检测。

（5）应先行施工桩板式挡土墙，待桩身达到设计强度的75%以上后填筑墙后土方及清理桩前土石方。

2、重力式挡土墙工程

（1）对应基线ZK0+000～ZK0+025段崩塌体侧面设置重力式挡土墙，挡土墙墙高7.0m，墙身采用C35混凝土浇筑。其设计参数为：γ=21kN/m3/，，Φ=35°，σ0=120kPa，f=0.40。（2）挡土墙墙身高出地面部分每隔2～3m上下左右交错设置直径为0.1m的PVC管泄水孔，管长与墙体同宽。在墙后最低排泄水孔至墙顶0.5m之间填筑0.3m厚砂夹卵石反滤层，并在最低排泄水孔下部及墙顶0.5m处填0.3m厚的C35混凝土隔水层。

（3）挡土墙沿线路纵向每隔15m设伸缩缝一道，缝宽0.02m。挡土墙沿墙顶、内、外三边填塞沥青麻筋，填塞深度0.2m。

（4）挡土墙基础埋入原地面以下不小于1.0m，基坑采用原土回填。

（5）挡土墙靠近既有厂房基坑开挖时加强临时支护。

3、格梁式预应力锚索工程

（1）于JK0+000.00～JK0+024.00段樁板墙墙顶填土上部边坡刷坡，边坡坡率为1：1.0，使坡面大致平顺，并于刷方边坡10.6m高度范围设置格梁式预应力锚索，格梁肋柱间距4.0m，横梁间距4.0m，采用C35混凝土浇筑。横梁横向间距12m为一单元。

（2）锚索钻孔孔径150mm，每孔锚索采用6根Φ15.2钢绞线，锚具采用OVM15-6型;钢绞线与水平面向下夹角为25度，采用Φ15.2mm高强钢绞线，其标准强度1860MPa。

（3）于格梁式框架梁内坡面采用喷混植生。

（4）锚索孔注浆材料采用M35水泥砂浆。

4、拱型骨架护坡

（1）于桩板墙及重力式挡土墙墙顶上部填土采用M7.5水泥砂浆砌片石拱型骨护坡防护，骨架内铺C25六角形空心砖，空心砖内种植紫穗槐。

（2）骨架护坡、每隔15m设伸缩缝一道，缝宽0.02m，缝内用沥青麻筋全断面填塞。

5、被动防护网工程

于JK0+000.00～JK0+024.00段刷方边坡上部平台及K0+024.00～K0+ 083.0段桩板墙上部填方顶面设置被动防护网，被动防护网采用RXI-Y-100型，防护高度5.0m。