豐逍野，孫曉強(qiáng)，吳啟

（中交第二航務(wù)工程局有限公司，湖北 武漢 430012）

高鐵隧道洞口淺埋段淺層蠕動(dòng)滑坡體綜合治理技術(shù)

豐逍野，孫曉強(qiáng)，吳啟

（中交第二航務(wù)工程局有限公司，湖北 武漢 430012）

高鐵隧道洞口淺埋段出現(xiàn)淺層蠕動(dòng)滑坡體，致使隧道無(wú)法正常進(jìn)洞施工，對(duì)后期運(yùn)營(yíng)安全造成隱患。通過(guò)分析滑坡體產(chǎn)生原因，對(duì)滑坡體穩(wěn)定性進(jìn)行受力推演，制定了先回填反壓、再施做抗滑樁支擋、輔以封閉裂縫和截排水的滑坡體綜合治理技術(shù)。通過(guò)系列舉措最終實(shí)現(xiàn)了滑坡體的穩(wěn)定治理，保障了隧道施工及運(yùn)營(yíng)的安全。

隧道；淺埋；滑坡體；綜合治理

1 工程概況

成貴鐵路手爬巖隧道位于四川省宜賓市翠屏區(qū)思坡鄉(xiāng)境內(nèi)，屬于川南紅層丘陵地貌。隧道全長(zhǎng)1 685 m，為雙線隧道，2%坡度下坡。隧道出口段位于山坡緩坡地段，自然坡度30°～50°，出口段最大埋深約30 m，上覆第四系全新統(tǒng)崩坡積塊石土，坡殘積粉質(zhì)黏土，表土及風(fēng)化層厚約10～22 m，洞身基本位于強(qiáng)～全風(fēng)化砂巖夾泥巖地層。宜賓市氣候多雨，大氣降水導(dǎo)致隧道出口洞口段范圍內(nèi)地表水富集，基巖裂隙水主要分布于基巖及強(qiáng)風(fēng)化裂隙中，受孔隙水及大氣水補(bǔ)給，向低洼處排泄。隧區(qū)所有的地質(zhì)鉆孔中均有穩(wěn)定的地下水位，水位埋深1～8 m，且水位隨季節(jié)變化，隧道洞口明暗交界段有明顯地下滲水。

2 滑坡發(fā)現(xiàn)過(guò)程及發(fā)展

該隧道出口設(shè)計(jì)為125 m明洞，施工過(guò)程對(duì)明洞段仰拱以上土體進(jìn)行了開(kāi)挖至明暗交界處，在施做暗洞導(dǎo)向墻及邊仰坡臨時(shí)支護(hù)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)暗洞左側(cè)坡頂約110 m范圍內(nèi)的厚層坡積土層后緣出現(xiàn)拉張裂隙，前緣見(jiàn)鼓張裂隙，滑動(dòng)跡象明顯。坡體出現(xiàn)多處10～30 m長(zhǎng)的縱向裂縫，裂縫可探測(cè)深度最大達(dá)到72 cm，縫寬17 cm，暗洞邊仰坡臨時(shí)噴錨支護(hù)多處開(kāi)裂并有泥水持續(xù)滲出。

現(xiàn)場(chǎng)立即停止施工，并在地表多處埋設(shè)觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)，持續(xù)觀察一周后，裂縫及地表土體無(wú)較大變化。在明洞段仰拱開(kāi)挖過(guò)程中，地表土體產(chǎn)生了滑動(dòng)，坡頂裂縫繼續(xù)下沉，最大裂縫縫寬已擴(kuò)至20 cm，最大錯(cuò)臺(tái)已達(dá)43 cm。同時(shí)，暗洞導(dǎo)向墻右側(cè)拱腰混凝土出現(xiàn)5～10 mm裂縫，掌子面土體有10 cm斷層，這幾處裂縫與斷層方向基本一致，導(dǎo)向墻頂部向線路大里程方向累計(jì)偏移達(dá)26 cm。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)初步分析，滑坡體因施工明洞開(kāi)挖擾動(dòng)，導(dǎo)致左側(cè)上方山體沿滑坡軸線方向蠕動(dòng)下滑，如果不對(duì)滑坡體進(jìn)行力學(xué)分析、徹底治理，后續(xù)施工將存在較大安全隱患。

3 滑坡體穩(wěn)定性分析

3.1 滑坡概念

滑坡是指斜坡上的土體或者巖體，受河流沖刷、地下水活動(dòng)、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影響，在重力作用下，沿著一定的軟弱面或者軟弱帶，整體地或者分散地順坡向下滑動(dòng)的自然現(xiàn)象[1]。滑坡的機(jī)制是某一滑移面上剪應(yīng)力超過(guò)了該面的抗剪強(qiáng)度所致。

3.2 現(xiàn)狀調(diào)查

根據(jù)對(duì)附近村民調(diào)查得知，1992年隧道出口所在山體范圍曾發(fā)生大面積山體滑坡，隧道出口洞口段地表主要覆蓋塊石土及殘積粉質(zhì)黏土，屬于滑坡遺留的松散堆積體。隧道出口DK129+ 680—710段暗洞拱頂部分位于土層中，下部為泥巖夾砂巖，泥巖比例較高，地下水較發(fā)育，且DK129+695左側(cè)坡面土石界面處有地下水滲出。因斜坡下方明洞開(kāi)挖擾動(dòng)，滲水點(diǎn)上部土體出現(xiàn)滑動(dòng)，前緣最大滑動(dòng)距離約2 m，引起其后部地表開(kāi)裂，地表水進(jìn)一步下滲，富集于土石界面處，致其軟化，后部坡面土石堆積體蠕動(dòng)變形，加之該地區(qū)處于地震活躍區(qū)，由于工程施工、地震等誘發(fā)因素的綜合影響，洞頂土體失衡沿線路方向錯(cuò)動(dòng)，引起牽引式滑坡[1]，從而造成滑坡沿軸線方向蠕動(dòng)發(fā)展。

3.3 穩(wěn)定性分析

隧道設(shè)計(jì)單位采用半精確條分法對(duì)滑坡體受力進(jìn)行分析，滑坡條塊劃分及受力分析見(jiàn)圖1，滑坡條塊劃分及地下水壓力分析見(jiàn)圖2。經(jīng)分析計(jì)算，認(rèn)為該滑坡體存在繼續(xù)下滑的趨勢(shì)，必須立即停止施工，對(duì)滑坡體進(jìn)行綜合治理。

圖1 滑坡條塊劃分及受力分析Fig.1 Slicing of landslide and force analysis

圖2 滑坡條塊劃分及地下水壓力分析Fig.2 Slicing of landslide and groundw ater pressure analysis

圖中：Ei為第i條塊水平推力，kN；Xi為第i條塊垂直推力，kN；Wi為第i條塊滑體重力，kN；Qi為第i條塊地表垂直荷載，kN；Pdi為第i條塊所受的水平地震荷載。kN；Pti為第i條塊所受的人工抗滑力，kN；αi為第i條塊滑面的傾角，（°）；βi為第i條塊所受的人工抗滑力的傾角，（°）；Uti為第i條塊側(cè)面水壓力，kN；Ui為第i條塊滑動(dòng)面的揚(yáng)壓力，kN；Ti為第i條塊滑體切向力，kN；Ni為第i條塊滑動(dòng)面的法向力，kN；Li為第i條塊滑動(dòng)面長(zhǎng)度，m。

4 滑坡體綜合治理

滑坡體綜合治理的方法是在滑坡體的主滑方向上用灌注樁進(jìn)行預(yù)防支擋，同時(shí)對(duì)山體裂縫進(jìn)行封閉并設(shè)置截水溝、排水溝隔阻地表水對(duì)地下水的補(bǔ)充，對(duì)深層地下水設(shè)置滲溝進(jìn)行引流，以防止水在土石分層滑動(dòng)面上的浸泡而導(dǎo)致抗剪強(qiáng)度大幅度下降引起的滑動(dòng)。滑坡體滑動(dòng)面軸線及綜合治理平面布置圖見(jiàn)圖3。

圖3 滑坡體滑動(dòng)面軸線及綜合治理平面圖Fig.3 Landslide slip surface axis and com p rehensive treatmentp lan

4.1 回填反壓及削坡減重

為防止滑坡體繼續(xù)下滑造成進(jìn)一步破壞，對(duì)隧道暗洞左側(cè)的滑坡堆積土進(jìn)行挖除，減小坡體偏壓。同時(shí)進(jìn)行回填反壓，從明暗交界處沿隧道正線大里程方向20 m范圍內(nèi)采用沙袋堆碼進(jìn)行回填反壓，見(jiàn)圖4。

圖4 削坡減重和回填反壓示意圖Fig.4 Cutting slope weight loss and backfilling back pressure

4.2 封閉裂縫

全面排查滑坡體范圍內(nèi)所有裂隙，并采用黏土夯填裂縫，再用砂漿封閉，隔斷地表水滲入。

4.3 增設(shè)抗滑樁

4.3.1 抗滑樁的作用

抗滑樁是借助樁與周圍巖土共同作用，用以抵抗滑坡體推力的結(jié)構(gòu)，在滑坡體上挖孔設(shè)抗滑樁，不會(huì)受施工影響破壞其整體穩(wěn)定，具有抗滑力強(qiáng)、樁位靈活、施工簡(jiǎn)便安全等優(yōu)點(diǎn)，是整治滑坡比較有效的措施。作用于抗滑樁上的力系主要有兩大部分：作用于樁上部的滑坡推力和樁周地層對(duì)樁的反力。設(shè)計(jì)荷載取滑坡推力和土壓力荷載效應(yīng)的大值，對(duì)抗滑樁的受力分析進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果見(jiàn)表1[2]，抗滑樁受力示意圖見(jiàn)圖5。4.3.2 抗滑樁布置與施工

表1 各斷面滑坡推力演算結(jié)果表Table 1 The landslide th rust calculation results of each section kN

圖5 抗滑樁受力示意圖Fig.5 The stress diagram of the an ti-slide p ile

根據(jù)分析計(jì)算，在潛在滑坡體主滑方向設(shè)置10根抗滑樁消除下滑趨勢(shì)，平行于正線線路方向設(shè)置10根抗滑樁確保隧道暗洞洞身開(kāi)挖不受滑動(dòng)影響，抗滑樁平面布置圖見(jiàn)圖3。抗滑樁采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，矩形截面，Z1～Z10樁（Z代表主滑方向）截面尺寸1.5 m×2.5 m及1.75 m×2.75 m兩種，樁間距6 m，樁長(zhǎng)16～25 m；P1～P10樁（P代表平行線路方向）截面尺寸2 m×3 m，樁間距5 m，樁長(zhǎng)22 m～28 m?？够瑯妒┕げ捎萌斯ね诳?，隔孔開(kāi)挖，堅(jiān)硬巖層采用淺眼爆破。施工過(guò)程在鎖口、護(hù)壁上埋設(shè)測(cè)量觀測(cè)標(biāo)，定期進(jìn)行觀測(cè)，以提前預(yù)判因滑坡造成挖孔過(guò)程中的安全隱患。

4.4 綜合排水措施

根據(jù)綜合排水原則[3-6]，區(qū)內(nèi)水盡快匯集、排出；區(qū)外水應(yīng)攔截、旁引。現(xiàn)場(chǎng)采用了地表排水和地下排水的綜合排水措施。1）地表排水措施：在潛在滑坡體外沿設(shè)置1條截水溝用來(lái)截排來(lái)自滑坡體外的坡面徑流；在已滑坡體裂縫上沿設(shè)置1條排水明溝用以匯集坡面徑流引導(dǎo)出滑坡體外。截水溝和排水溝均采用鋼筋混凝土梯形溝，并引入滑坡體外地方水系。2）地下排水措施：在隧道出口導(dǎo)向墻上方約20 m處設(shè)置1條管式滲溝降低地下水位和攔截地下水。

4.5 治理效果

對(duì)潛在滑坡體進(jìn)行綜合治理后，經(jīng)過(guò)持續(xù)7 d的監(jiān)測(cè)觀察，隧道暗洞導(dǎo)向墻無(wú)明顯變化，開(kāi)挖隧道暗洞洞身位移沉降數(shù)據(jù)無(wú)明顯變化，潛在滑坡體處于穩(wěn)定狀態(tài)。隧道后續(xù)施工中，將持續(xù)不間斷監(jiān)測(cè)觀察，為治理效果獲取更有說(shuō)服力的數(shù)據(jù)證明。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)隧道洞口淺埋段山體滑坡的發(fā)生原因分析，結(jié)合滑坡體穩(wěn)定性計(jì)算，以抗滑樁進(jìn)行預(yù)防支擋，以綜合排水提高滑坡體土層自身穩(wěn)定性。歸納起來(lái)，綜合治理的方針為“強(qiáng)支護(hù)、嚴(yán)防水”，實(shí)現(xiàn)了滑坡體的徹底治理，保證了隧道的施工安全質(zhì)量，為類似工程施工提供參考幫助。

[1]鐘東雄.牽引式滑坡處治技術(shù)探討[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2009（23）：81-84. ZHONG Dong-xiong.Pull-type landslide treatment technology[J]. Transport Standardization,2009(23):81-84.

[2]王德軍.成貴鐵路手爬巖隧道變更設(shè)計(jì)圖[R].成都：中國(guó)中鐵二院工程集團(tuán)有限公司，2015. WANG De-jun.The changed design of Shoupayan tunnel as the new railway Chengdu to Guiyang[R].Chengdu:China Railway Eryuan Engineering Group Co.,Ltd.,2015.

[3]王鴻.綜合排水治理公路滑坡[J].路基工程，2006（2）：119-120. WANG Hong.Treatment landslide on highway with comprehensive drianage[J].Subgrade Engineering,2006(2):119-120.

[4] 崔宗培.中國(guó)水利百科全書[M].2版.北京：中國(guó)水利水電出版社，2006. CUI Zong-pei.The encyclopedia of China water conservancy[M]. 2nd ed.Beijing:China Water Power Press,2006.

[5]Q/CR 9604—2015，高速鐵路隧道工程施工技術(shù)規(guī)程[S]. Q/CR 9604—2015,Technical specification for construction ofhigh speed railway tunnelengineering[S].

[6]TZ 331—2009，鐵路隧道防排水施工技術(shù)指南[S]. TZ 331—2009,Construction code for waterproffing and drainage of railway tunnel[S].

國(guó)內(nèi)首艘深層攪拌船下水

10月19日，國(guó)內(nèi)首艘重型雙處理機(jī)深層攪拌船在中交天津博邁科造船基地下水。該船建成后將開(kāi)赴香港，服務(wù)香港機(jī)場(chǎng)海上項(xiàng)目建設(shè)。

這艘攪拌船全長(zhǎng)74 m、寬32 m，是由中交疏浚與中交天和自主研發(fā)設(shè)計(jì)的國(guó)內(nèi)首艘深層攪拌船，集深層土體切削攪拌、水泥漿精準(zhǔn)注入、智能化施工管理等多項(xiàng)技術(shù)于一體，在國(guó)際上首次采用了重型雙處理機(jī)設(shè)置，多項(xiàng)技術(shù)打破國(guó)外壟斷，代表了國(guó)內(nèi)同類船舶最先進(jìn)的制造水平，最大處理深度可達(dá)水下53 m。

中交疏浚投資建造了兩艘相同款型的船舶，第二艘深層攪拌船正在建造中。

（摘自《交通建設(shè)報(bào)》）

Com prehensive treatment technology of shallow creep landslides at shallow-buried portal section of high-speed railway

FENG Xiao-ye,SUN Xiao-qiang,WU Qi
（CCCC Second Harbor Engineering Co.,Ltd.,Wuhan,Hubei430012,China）

The shallow creep landslide appears at shallow-buried portal section of high-speed railway,results in the tunnel cannot be normal into the tunnel construction,and can cause hidden danger to the later operating security.We analyzed the causes of the landslide and made the thrustcalculation for the stability of landslide.The comprehensive treatmentof landslide is established,which is first back filled with back pressure,and then making braced structures of anti-slide pile,and closing fractures and building intercepting drain.Through a series of measures to achieve the stability of the landslide,and ensure construction and operate security of tunnels.

tunnel;shallow-buried;landslide;comprehensive treatment

U418.55

B

2095-7874（2016）11-0064-04

10.7640/zggw js201611015

2016-06-05

2016-08-23

豐逍野（1985— ），男，湖北省黃岡市人，工程師，土木工程專業(yè)。E-mail：379636615@qq.com