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隧道口病害处治方案探讨

 悠游2019 2021-01-16

一、基本情况

1、隧道出口坡体上部为产状近水平的厚约20m的厚层~巨厚层砂岩,其下距路基标高范围之间为泥岩,岩层产状近水平。上部砂岩竖向节理裂隙发育,造成坡体下部崩坡积体发育。其中
1)隧道仰坡范围内距线路标高至砂岩底部高约21m的范围内堆积体厚约0~11m左右,坡度约35゜,其中夹有大型砂岩块石,体积多有20~500m3。
2)左洞左侧崩坡积堆积体依附于老自然冲沟堆积,多夹有大型砂岩块石,自然坡度平缓约10~20゜,从隧道便道距后部陡崖的距离约为85m左右。其中前部约30m堆积体在历史上曾发生滑动,形成了明显的圈椅状陡坎地貌。
以上由崩坡积为主形成的堆积体为不良地质体,在工程扰动或降雨作用下极易发生变形。
2、由于上部砂岩节理裂隙发育,汇水面积大,造成在地表水下渗严重和后部山体地下水向临空渗流的情况下,由于下部泥岩隔水,造成大量地下水从土岩界面处渗流,导致崩坡积堆积体富水甚至饱和。
3、隧道上部砂岩节理裂隙发育,存在较为严重的危岩落石现象,威胁下部工程施工安全和将来公路的安全运营。且下部崩落的巨型砂岩存在堆积体变形后随时滚落的危险。
虽然目前采取了锚杆长2~3m的主动网防护,但由于砂岩平行于坡面的结构面间距约为2.5m,导致目前工程防护效果欠佳。

图1 隧道仰坡全貌

图2 隧道上部厚层砂岩危岩

图3 隧道左侧便道内侧堆积体及老滑坡全貌

二、坡体变形特征

目前病害段隧道左洞进洞5m左右,掌子面出露强~中风化泥岩。
1、隧道便道左侧坡体
由于便道施工造成左侧堆积体发生了依附于土岩界面或堆积体内部的结构面的蠕滑变形而形成了牵引式滑坡。滑坡后缘目前依附于原老滑坡后缘,即目前表现为距便道约30m堆积体范围内出现多条贯通性张拉裂缝,坡脚地下水渗流严重。
该部位堆积体如若不能及时进行处治,存在不断向后、向两侧牵引发展而导致滑坡规模扩大的趋势。

图4 堆积体富水渗流严重
2、隧道仰坡坡体
隧道进洞开挖,仰坡剩余的厚约0~5m左右的堆积体发生了由于施工扰动,发生了依附于土岩界面或堆积体内部的结构面滑塌,造成仰坡部位的挂网喷砼破损严重。下部洞口管棚发生倾向右侧的挤压变形,管棚发生横切开裂,拱脚部位地下水成股状渗流。
该部位堆积体如若不能及时进行处治,存在上部堆积体沿较倾的土岩界面发生整体下错的可能。

图5 仰坡超挖造成堆积体变形

综上,由于隧道左侧堆积体和仰坡部位堆积体处于蠕滑~挤压的变形过程中,故应及时进行工程应急,防止在暴雨等作用下发生更大规模的地质灾害。并宜在应急工程有效实施后,及时进行病害的永久工程处治。

三、建议处治方案
1、应急处治方案
1)建议在合理设置排水垫层或排水盲沟的基础上,尽快对隧道仰坡两侧和左侧便道堆积体坡体进行反压,并对地表水汇水冲沟进行集中引排。

反压体应确保0.85以上的压实度,且顶宽不小于5m,以达到快速稳定坡体的作用。如确实压实有困难,建议采用编织袋码砌反压,或利用坡面丰富的芦苇草设置加筋反压。

2)在隧道拱脚地下水渗流严重部位设置透水管,防止地下水长时间渗流发生潜蚀而造成拱圈后部淘空发生塌坍。
3)隧道仰坡堆积体部位由于堆积体变形导致摇摇欲坠的巨型落石,宜尽快采用静态爆破进行清除。
2、永久处治工程
在应急工程有效设置的基础上,宜将端墙式明洞延长8~10m,将隧道进洞开挖影响范围内的上部危岩体的防护、仰坡的处治和左侧局部堆积体的防护,利用明洞顶部及其两侧设置的挡墙,积极有效的对病害体进行工程反压和危岩落石防护。
3)便道左侧堆积体宜在适当挖探等地质补充的基础上,在便道内侧设置微型桩式挡墙或旋挖桩进行支挡处治,并加强墙后或桩间挂板后部的透水层设置,从而便于隧道施工时的通道畅通。
4)在隧道仰坡和左侧堆积体积极设置长度较大的仰斜排水孔,有效降低坡体地下水位。

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