探析隧道進(jìn)口邊仰坡的護(hù)理辦法

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一、工程概況

某隧道所處地貌為侵蝕、剝蝕山地，相對(duì)高差112.60m。擬建隧道橫穿山嶺，高程在1,302.84~1,396.00m，相對(duì)高差43.16m。隧道進(jìn)口和出口均位于坡體內(nèi)，其中進(jìn)口段地表坡度陡，自然坡度角40°~55°，路基開挖邊坡最高52.90m，出口段坡度相對(duì)較緩，自然坡度角25°~40°，開挖邊坡最高49.72m。隧道進(jìn)口段緊接溝谷，出口段外面為槽形地，坡體上植被較好，基巖多有裸露。隧道區(qū)地表水主要來源為大氣降水補(bǔ)給，受季節(jié)影響大。區(qū)內(nèi)無常年地表徑流。洞口段節(jié)理裂隙發(fā)育，由于煤礦的開采，使地面沉陷，地表出現(xiàn)很多裂縫，因此降水可嚴(yán)重影響到隧道洞口坡體的穩(wěn)定性。進(jìn)口巖層產(chǎn)狀：95°∠80°，出口巖層產(chǎn)狀：295°∠60°。隧道地處狗場(chǎng)背斜軸部，受其影響，主要發(fā)育以下四組節(jié)理裂隙：節(jié)理裂隙長(zhǎng)1.00~5.00m，寬0.01~0.40m，可見深0.20~0.50m，密度1~5條/m。另外受煤礦采空區(qū)的影響，隧道進(jìn)、出口段地表有多處裂縫，裂縫長(zhǎng)度從幾m到幾百米不等，裂縫寬度大，可見深度在一般在1m以下。

二、進(jìn)口穩(wěn)定性分析

進(jìn)口邊坡穩(wěn)定性分析進(jìn)口K4+124~K4+150段位于煤礦采空區(qū)范圍內(nèi)，坡體穩(wěn)定性受其影響可能會(huì)失穩(wěn)。軸線最大挖高38.95m，左邊坡最大開挖高度52.90m，右邊坡最大開挖高度18.50m。巖層主要為堆填土和全、強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、泥巖、砂巖、硅質(zhì)巖和煤層構(gòu)成。節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體較破碎。從進(jìn)口典型橫斷面圖上可以看出，開挖之后形成的邊坡，道路左側(cè)為切向坡，巖層傾向于坡內(nèi)；右側(cè)為順向坡，巖層傾向于坡外。右側(cè)邊坡受煤礦采空區(qū)影響較大。開挖后，左邊坡坡率在1：1.25~1：2之間，右邊坡坡率1：1.25~1：1.5。對(duì)隧道進(jìn)口邊坡產(chǎn)生影響的裂縫主要為1#裂縫，2#裂縫，3#裂縫，4#裂縫。因這幾條裂縫走向與道路軸線走線大角度相交，均位于道路右側(cè)，右側(cè)邊坡開挖高度較小，故認(rèn)為進(jìn)口段裂縫對(duì)邊坡影響不大。但是雨水可沿裂縫滲入坡體之內(nèi)，給坡體穩(wěn)定性帶來一定影響，因此邊坡開挖之前應(yīng)對(duì)裂縫采取封堵措施。從隧道進(jìn)口邊坡穩(wěn)定性赤平投影圖上可以看出，各優(yōu)勢(shì)節(jié)理與坡面的組合均不能形成楔形體，故邊坡不會(huì)發(fā)生楔形體的破壞。利用同濟(jì)曙光邊坡穩(wěn)定性分析軟件，選取K4+145斷面，對(duì)其開挖支護(hù)后的邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析。為便于計(jì)算，對(duì)地層做了一定的簡(jiǎn)化處理。計(jì)算可得左邊坡安全系數(shù)為1.51，右邊坡安全系數(shù)為1.35.從計(jì)算結(jié)果圖上可以看出，其潛在的圓弧滑動(dòng)范圍很小，故可認(rèn)為邊坡在支護(hù)方案下是穩(wěn)定的。進(jìn)口仰坡穩(wěn)定性分析隧道進(jìn)口仰坡最大開挖高度達(dá)48m，開挖后形成的仰坡破率為1：1，分5級(jí)開挖，其中3、4級(jí)仰坡采用錨索支護(hù)，自由段長(zhǎng)度22m，錨固段10m。分析隧道進(jìn)口仰坡赤平投影圖，節(jié)理面的與仰坡的組合不能產(chǎn)生楔形體，故仰坡不會(huì)發(fā)生此種形式的破壞。利用同濟(jì)曙光邊坡穩(wěn)定性分析軟件對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行分析，計(jì)算得到安全系數(shù)F=1.21，但是計(jì)算未考慮隧道開挖對(duì)仰坡穩(wěn)定的影響，故綜合分析隧道進(jìn)口仰坡穩(wěn)定性安全儲(chǔ)備小，在隧道開挖及其它因素影響下，仰坡有失穩(wěn)的可能，但從計(jì)算結(jié)果圖上可以看出，仰坡的不穩(wěn)定區(qū)域不大，不會(huì)產(chǎn)生深層的滑動(dòng)。

三、結(jié)語與建議

隧道出口端大都為采空區(qū)，巖層產(chǎn)狀對(duì)出口段左側(cè)邊坡而言為順向坡，右邊坡為逆向坡。仰坡的開挖卸荷回彈可能會(huì)引起采空區(qū)的變形甚至坍塌，同時(shí)引發(fā)裂縫深度的進(jìn)一步擴(kuò)展，對(duì)仰坡穩(wěn)定性影響較為嚴(yán)重。因此，洞口段整體穩(wěn)定性較差，容易發(fā)生邊坡失穩(wěn)、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。根據(jù)隧道進(jìn)口邊仰坡的特點(diǎn)，在考慮現(xiàn)有設(shè)計(jì)控制措施的基礎(chǔ)上，提出如下控制洞口風(fēng)險(xiǎn)的建議措施：坡體開挖之前應(yīng)對(duì)坡體附近的地表裂縫采取封堵措施；采取合理的開挖方式，減少對(duì)坡體的擾動(dòng)；加強(qiáng)監(jiān)測(cè)。

作者：林超宏 單位：龍巖市漳永高速公路有限責(zé)任公司