浅谈隧道洞口边仰坡稳定性的安全防护处理方法

浅谈隧道洞口边仰坡稳定性的安全防护处理方法

姚双龙相阳陈建国

（珠海格力市政工程有限公司广东珠海519000）

摘要：隧道洞口边仰坡的稳定关系到隧道施工的质量安全和进度，加强隧道洞口边仰坡的安全防护，有利于隧道施工的顺利开展且关系到工程竣工后的交通安全，本文结合工程实例，浅谈隧道洞口边仰坡在特殊环境下应采取的安全防护措施。

关键词：隧道洞口边仰拱；安全防护；保证措施；处理方法

1、前言

兴业快线（北段）工程南起珠海市香洲区兴业路，对接“兴业路南段工程（一期）”，线路下穿梅华路，向北以隧道进入凤凰山并绕过大镜山水库，隧道在合并点露头，利用山谷段现状地形高差将合并段隧道分为西、东线两个隧道。其中西线向北止于哈工大路-金唐东路路口，全长约9.0km；东线向北止于港湾大道-唐乐路交叉口，全长约10.8km。

合并段隧道约2.2km，为双向六车道，采用矿山法施工，共有两条隧道4个洞口，在南端右侧洞口施工过程中，由于迁改、雨水、施工等多种因素综合，第三方监控量测数据出现两次报警，同时洞顶仰坡出现裂缝，为了安全起见，业主等相关各方迅速叫停施工，各方商讨研究加固处理方案。

2、原因分析

受多种因素的影响，该处仰坡有局部滑坡的隐患，主要原因包括地质、现场情况、天气等。根据初勘资料，洞门范围主要为Ⅴ级围岩，围岩稳定性差，岩石主要为全风化、强风化花岗岩。

洞顶拆迁物不能按期拆除导致削坡无法按照原设计的比例进行，连续几天的降雨使坡顶的土体变得松软，洞口坡顶上方存在土石混合的交界面

3、初步处理方案

3.1、削坡加固处理

洞口仰坡设计合并段隧道右洞小桩号洞口仰坡原设计坡比1：0.2，采用3米长Φ22砂浆锚杆，间距1m*1m，梅花型布置，铺设钢筋网片（φ8～20×20cm），喷射混凝土厚度10cm。采取加固措施，尽可能减少对原始地貌的扰动和破坏，具体设计如下图所示：

隧道右洞洞口左侧仰坡滑坡隐患处置：针对滑坡隐患较小的左侧仰坡，采用在现仰坡上增设砂浆锚杆加固，锚杆长度为12m，材料为28直径螺纹钢，竖向共4排，间距1.2m，梅花形布置，并重新挂网锚喷10cm厚度的C20喷射砼封闭。

隧道右洞进洞洞口右侧仰坡滑坡隐患处置：针对右侧局部滑坡隐患大的部分，采用挖机配合人工作业，挖坡降载的方法，将滑坡面以上的土体挖除，消除滑坡隐患，根据实际测量数据，从截水沟位置开始刷坡，坡比1:1.3，削坡至洞顶仰坡中部（即滑动面裂缝线处），开挖线如图中虚线所示，之后喷锚防护，封闭岩面。

3.2锚杆锚索加固

保持原有坡比不变的情况下，通过增加打设9-12m锚杆或锚索的方式加固坡体外侧与内部岩体结构的结合强度，使坡面整体性更好，从而避免滑坡及沉降的进一步发展。

钻孔前根据设计要求并结合围岩产状定出孔位，做出标记，锚杆钻孔采用潜孔钻机，孔径10cm，将钻头对准标定的位置，尽可能使钻进方向垂直岩层结构面，以便起到更好的锚固作用，钻至设计深度后，用高压风清孔，注浆采用注浆泵注浆，检查注浆设备，按配合比配制水泥砂浆，开始注浆前，注浆管应先插到孔底，徐徐均匀地将注浆管往外抽出，并始终保持注浆管埋在砂浆内，以免浆中出现空洞，直至浆液从孔口周边溢出时终止。采用锤击或风枪顶入的方式安设锚杆，保持锚杆外露段长度在10～15cm。锚杆施工工艺流程：测设布孔→潜孔钻就位→钻孔→清孔→注浆→打入锚杆。

该方法需要订做专用斜坡平台支架，使用专用的长锚杆施工工具，施工准备及成本较高。

3.3钢筋网片挂设

锚杆安设好后即可进行钢筋网施工，钢筋网在加工场地做成网片（φ8～20×20cm）。铺设应符合以下要求：

（1）钢筋使用前应清除锈蚀；

（2）为加快进度，先在洞外做成网片，人工铺网片时注意钢筋网片间搭接长度应至少一个网格；

（3）钢筋网应随受喷面的起伏铺设，与受喷面的间隙一般不大于3cm，保护层厚度应不小于2cm。

（4）钢筋网应与锚杆连接牢固，确保在喷射砼时不得晃动；

3.4打抗滑桩

穿过滑坡体深入于滑床的桩柱，用以支挡滑体的滑动力，起稳定边坡的作用，适用于浅层和中厚层的滑坡，是一种抗滑处理的主要措施。根据滑坡体厚度、推力大小、防水要求和施工条件等，选用木桩、钢桩、混凝土桩或钢筋（钢轨）混凝土桩等。抗滑桩对滑坡体的作用是利用抗滑桩插入滑动面以下的稳定地层对桩的抗力（锚固力）平衡滑动体的推力，增加其稳定性。当滑坡体下滑时受到抗滑桩的阻抗，使桩前滑体达到稳定状态。根据滑体的厚薄、推力大小、防水要求及施工条件等选用木桩、钢桩、混凝土及钢筋混凝土桩。抗滑桩埋入地层以下深度，按一般经验，软质岩层中锚固深度为设计桩长的三分之一；硬质岩中为设计桩长的四分之一；土质滑床中为设计桩长的二分之一。当土层沿基岩面滑动时，锚固深度也有采用桩径的2~5倍。抗滑桩的布置形式有相互连接的桩排，互相间隔的桩排，下部间隔、顶部连接的桩排，互相间隔的锚固桩等。桩柱间距一般取桩径的3~5倍，以保证滑动土体不在桩间滑出为原则。

本工程洞口监测显示正在沉降并发生报警，接近或正在活动的滑坡状态该打桩阻滑需要慎重，以免因震动而引起滑动。

3.5挡土墙

修筑挡墙结构，使坡脚位置稳固。本方法需要设计部门进行计算和设计挡墙的尺寸及位置，也将改变原设计洞口的形式，变更的影响范围较大，费用较高。

3.6监控量测

通过巡视、观察。监控拱顶下沉、周边收敛、边坡位移、地表下沉监测。每天对仰坡进行巡视不少于2次，发现有裂缝及时进行修补，设置监测点，由第三方监控单位对拱顶下沉、周边收敛、仰坡位移、地表下沉等位移变化情况进行跟踪监测，加大监测频率，及时反馈监测数据，发现异常情况及时发出预警。

3、最终实施方案

经过五方会议达成一致意见采用削坡处理。根据现场情况，目前洞顶仰坡整体稳定，坡顶无明显裂缝，也未形成明显的滑动面，只是右侧土石交界面因洞内施工引起拱顶沉降扰动产生裂纹，存在局部滑坡的风险隐患。因仰坡高度约8米，坡度很陡，山势也在继续向上延伸，如果采用大面积削坡降载的方法，坡面更大，减小坡比有限，对山体的扰动很大。山势较陡，若开挖范围较大，需要重新在上部开挖设置截水沟，削坡之后会引发更多问题，甚至可能引起更大范围的山体失稳，到时处理会非常棘手，工期更长，费用高昂。经过现场再次勘察确认，调整了施工方法，最终形成下列处理方式。采用在原有坡比不变的情况下降低斜坡的有效高度的方法进行加固处理，即先行施工外接明洞，在洞口向外顺接明洞的拱架及仰拱，形成斜坡前后的封闭连续结构，然后在明洞两侧做阶梯式挡土结构墙，使洞口顶部及两侧顺接仰坡的方法进行处理，并进一步喷浆填塞坡面及顶部截水沟处已经出现的裂缝以防雨水渗入斜坡内土体。在外侧明洞做好机挡土墙结构做好后，开始按照单侧壁导坑法进行依次进洞施工。

4、结语

通过改变工作次序，以退为进，在现有条件的基础上，有效遏制了滑坡的风险，避免了等候拆迁造成开挖施工停止工期滞后的情况，为工程的顺利进行提供了条件和有利保证。

参考文献

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