皖南山区某隧道仰坡崩塌成因分析

皖南山区某隧道仰坡崩塌成因分析

何维山 刘强

安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司，安徽合肥 230088

摘 要：以皖南山区某隧道仰坡为研究对象，结合地质勘察成果，利用赤平投影分析了仰坡的稳定性，并从地形、地质、水，工程施工等方面分析了仰坡发生崩塌的成因。

关键词:隧道仰坡、赤平投影、崩塌成因、稳定性分析

1. 工程概况

皖南山区某隧道采用分离式方案，右线长度426m，左线长度422m，出口方位角120°左右，隧道属短隧道，根据地质勘察资料，隧道进出口段围岩等级为V级。

该隧道于2020年4月25日贯通，5月20日右洞上方仰坡附近发生崩塌。最初崩塌体高度为7～8m，为考虑安全，后期采用爆破对崩塌下方岩体进行人工排险。根据现场观测，目前堆积体前缘宽度25m左右，总长度60m左右，厚度3m左右，总方量约有2700～3300m³。

图1 仰坡上方崩塌

2. 工程地质特征

隧址区属皖南中低山区，微地貌为低山，出口段地形陡峭，仰坡附近自然坡度45°左右，隧道口下方原为陡坎，坡度近90°，施工进场后再下方设置了支挡工程。隧址区表层地层为第四系残坡积碎石土，厚度一般0.5～2.5m，下伏基岩为寒武系上统西阳山组（∈₃x）灰岩、角砾灰岩，出口段岩层产状为135°∠48°。根据地质调绘，隧址区节理裂隙发育，主要观测点节理统计见表1。

隧址区各观测点节理统计表 表1

J4

J3

图2 崩塌体后缘陡坎

3. 仰坡稳定性分析

图3 仰坡处赤平投影图

根据赤平投影，J1、J3、J4与坡面呈大角度相交，对边坡稳定性影响不大；岩层产状、J2与坡面顺倾，但倾角大于坡角，对边坡稳定性影响不大；岩层层理与J1交线、J3与J4（共轭节理）的交线位于边坡的外侧，原自然边坡稳定，但在重力、施工扰动、水的作用下易产生楔形体崩塌，此与现场情况基本一致。

4. 崩塌成因分析

4.1 地形、地质因素

隧址区属皖南中低山区，隧道出洞口处地形整体较陡，节理裂隙发育，原地貌自然边坡基本稳定，但施工过程，结构面切割的岩体在不利结构面组合、重力、水、施工扰动等因素影响，导致局部形成楔形体崩塌。

4.2 水

水是诱发崩塌形成的外在主要因素。气象资料表明每年 5～8月为项目区丰水期，且根据施工人员反馈，崩塌发生前曾有过两次降雨，崩塌体处覆盖层为碎石土、透水性强，降水下渗后顺风化裂隙、构造裂隙等汇集、运动，导致结构面抗剪强度下降，易于产生崩塌。

4.3 工程施工因素

由于隧道及其下方桥台开挖施工，破坏原自然坡体应力平衡，加之施工过程未及时进行防护，如上部截排水沟、锚杆、防护网等施工不及时，致部分岩石块体长期处于临崩状态，最终在水、施工震动的不利作用下导致崩塌体的形成。

5. 结论与建议

1. 隧道上方崩塌体为岩体受不利结构面组合、重力、施工扰动、水的作用下形成的楔形体崩塌。

2. 及时清除崩塌堆积体，避免影响下方既有公路通行，同时避免崩塌堆积体在各种不利因素影响下进一步发展，形成人工滑坡。

3. 隧道施工前应尽早进行截排水沟、锚杆、防护网等防护措施的施工。

参考文献

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何维山（1986-），男，高级工程师，硕士研究生毕业，从事岩土工程勘察工作。