王 彬
(四川汶馬高速公路有限責(zé)任公司, 四川 成都 610000)
汶川至馬爾康高速公路薛城1號(hào)隧道進(jìn)口段為重力變形體,隧道進(jìn)口仰坡高陡,坡面溝槽發(fā)育,地形凌亂,坡表危巖體發(fā)育,風(fēng)化剝蝕問(wèn)題較為突出,對(duì)隧道進(jìn)口及橋梁構(gòu)成嚴(yán)重安全風(fēng)險(xiǎn)。在建薛城1號(hào)隧道為左、右線分幅隧道,其中左線進(jìn)口樁號(hào)為ZK80+255,右線進(jìn)口樁號(hào)為K80+225。隧道進(jìn)口外接橋梁,橋梁分左右幅,其中左線止點(diǎn)樁號(hào)為ZK80+255.48,右線止點(diǎn)樁號(hào)為K80+205,上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力砼(后張)簡(jiǎn)支T梁,橋面連續(xù);下部結(jié)構(gòu)采用柱式墩,墩臺(tái)采用樁基礎(chǔ)。
邊坡處于總棚子倒轉(zhuǎn)復(fù)背斜東段,由于地層倒轉(zhuǎn),巖層片理產(chǎn)狀單斜,場(chǎng)地基巖片理優(yōu)勢(shì)產(chǎn)狀為355°∠65°。但邊坡區(qū)為重力變形體,片理產(chǎn)狀與正?;鶐r產(chǎn)狀有很大不同。測(cè)區(qū)屬地震活動(dòng)區(qū),根據(jù)GB18306-2015《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》,場(chǎng)地地震動(dòng)峰值加速度為0.15g,地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.40S,場(chǎng)地對(duì)應(yīng)地震基本烈度為Ⅶ度。
根據(jù)地表調(diào)查分析,該邊坡潛在失穩(wěn)區(qū)共劃分為8個(gè)區(qū)域,見(jiàn)圖所示。
圖1 邊坡分區(qū)圖
各潛在失穩(wěn)區(qū)特征見(jiàn)表1。
分區(qū) 位置及特征 失穩(wěn)破壞模式及穩(wěn)定性 ①區(qū) 右洞進(jìn)口正上方,上部為相對(duì)緩坡,下部為近直立邊坡,坡頂距隧道洞口約26m。 陡坡頂部發(fā)育有拉裂變形巖體及孤立懸空巖體,近期失穩(wěn)跡象明顯。主要失穩(wěn)破壞模式為墜落(錯(cuò)斷失穩(wěn)),拉裂巖體厚度約4.6m,高度約13.4m ②區(qū) 右洞進(jìn)口正上方,上部為相對(duì)緩坡,下部為近直立邊坡,坡頂距離隧道洞口約93m。 陡坡面巖體拉裂變形及近期失穩(wěn)跡象明顯,見(jiàn)孤立懸空巖體。主要失穩(wěn)破壞模式為墜落、傾倒。 ③區(qū) 右洞進(jìn)口右上方,上部為相對(duì)緩坡,下部為近直立邊坡,坡頂距離隧道洞口約99m。 陡坡面巖體拉裂變形及近期失穩(wěn)跡象明顯,主要失穩(wěn)破壞模式為墜落、傾倒。 ④區(qū) 左洞左上方,坡面上一孤立凸起,頂部距離隧道洞口高約40m。 臨空側(cè)巖體失穩(wěn)跡象明顯,呈現(xiàn)滑移失穩(wěn)特征,整個(gè)突出巖體周邊可見(jiàn)裂縫,表明該巖體整體穩(wěn)定性不高,在降雨、地震作用下有整體滑移失穩(wěn)趨勢(shì)。
結(jié)合工程實(shí)際情況分析,①號(hào)區(qū)域失穩(wěn)坍塌,搭設(shè)的腳手架被壓塌。除垮塌部分外,①區(qū)塊右洞側(cè)山體也出現(xiàn)較大裂縫,裂縫寬度最大出處約30cm,由①區(qū)塊頂部貫穿至隧道底部,該部分失穩(wěn)山體支撐于已搭設(shè)的腳手架上。同時(shí)在監(jiān)測(cè)、巡查過(guò)程中發(fā)現(xiàn),區(qū)塊⑧下部與區(qū)塊②頂端間存有橫向裂紋,致區(qū)塊②極易發(fā)生崩塌。①、③、④、⑤、⑥、⑦、⑧區(qū)塊通過(guò)巡查并未發(fā)現(xiàn)裂縫,目前相對(duì)穩(wěn)定。
被動(dòng)網(wǎng)共兩處,1處布置于處治區(qū)坡頂中—右側(cè),另1處布置在處治區(qū)坡腳中—左側(cè),處治長(zhǎng)度約131m,共655m2,設(shè)計(jì)型號(hào)為FSS-PD-1500(Ⅰ),結(jié)構(gòu)配置為鋼柱+支撐繩+錨繩+環(huán)形網(wǎng)+卸扣+減壓環(huán),內(nèi)設(shè)雙絞六邊形網(wǎng),適用于攔截1500KJ以內(nèi)的落石沖擊。
待處治高邊坡山體因受歷次地震及次生災(zāi)害影響,山體發(fā)育有拉裂變形巖體和孤立懸空巖體,存在大量不穩(wěn)定的危石,有很大安全隱患。為保證下步施工安全,在對(duì)坡面防護(hù)加固之前先對(duì)危石進(jìn)行清理,并做好高邊坡危石隱患排查、排除工作及相關(guān)安全防范工作。危石清理應(yīng)結(jié)合坡面素噴砼,由坡頂向坡腳分級(jí)施作完成,即:上級(jí)邊坡危石清理→上級(jí)邊坡坡面素噴砼→下級(jí)邊坡危石清理→下級(jí)邊坡坡面素噴砼,如此循環(huán)直至坡腳。
本工程掛網(wǎng)錨噴砼共計(jì)18200m2,采用φ8mm鋼筋編制網(wǎng)眼間距為20×20cm的鋼筋網(wǎng),并按2×2m間距布置φ18mm加強(qiáng)筋,鋼筋均采用焊接接長(zhǎng)。鋼筋網(wǎng)及加強(qiáng)筋用φ18mm掛網(wǎng)錨桿固定于坡面,錨桿長(zhǎng)3m,間距3×3m。噴射砼總厚16cm,采用C25砼制作。錨噴坡面按10~15m設(shè)置伸縮縫。目前坡面已完成素噴砼,為確保后期錨索(桿)的施工安全,在坡面搭設(shè)腳手架前,采用人工吊繩法先將整個(gè)坡面短錨桿、鋼筋網(wǎng)、噴砼按設(shè)計(jì)要求施作后,再搭設(shè)腳手架進(jìn)行坡面錨索(桿)施工。
由于本工程區(qū)塊1目前已發(fā)生垮塌,且有部分山體已失穩(wěn)正支撐在未垮塌的腳手架上,未保證拆架安全,在拆除損毀腳手架前,必須先采用吊繩法清除掉已失穩(wěn)部分山體后,再拆除損毀部分腳手架。對(duì)于已懸空未支撐到坡面的腳手架,先采用φ14鋼絲繩栓接在坡面打設(shè)5m長(zhǎng)φ25mm砂漿錨桿上的方式提拉架體,鋼絲繩按一步兩縱設(shè)置,繩另一端連接并鎖定于縱桿、立桿鉸接點(diǎn)下方,安裝后用手動(dòng)葫蘆張緊,架體提拉完畢后再?gòu)纳现料轮饘硬鸪_手架架體。對(duì)于變形嚴(yán)重部分架體,拆除非常困難時(shí),架體提拉完畢后采用氣割的方式逐根切割拆除。拆除的鋼管隨拆隨運(yùn)走,不能堆放在腳手架上。
因本工程的特殊性,以及地形、地貌的限制,薛城1號(hào)隧道高邊坡處治工程無(wú)人力、機(jī)械和騾馬運(yùn)輸?shù)缆?,材料運(yùn)輸極其困難,因此只能采用索道運(yùn)輸方案??紤]工期要求和施工方便,擬設(shè)3處斜向架空索道,用于地面向山坡的材料、設(shè)備運(yùn)輸,實(shí)現(xiàn)材料的垂直運(yùn)輸。
本工程腳手架寬度約130m,總高度150m,遠(yuǎn)高于JGJ130規(guī)范規(guī)定的50m常規(guī)搭架高度,須采取特殊措施設(shè)計(jì)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件,采用以下措施設(shè)計(jì)施工:
1)充分利用坡面平臺(tái),盡量實(shí)現(xiàn)上下分段搭設(shè);
2)山下落地腳手架采用雙鋼管立桿,并對(duì)陡立坡面按每不超過(guò)12m一級(jí)用1排鋼絲繩錨繩提拉架體,實(shí)現(xiàn)減載;
3)對(duì)于落腳于山坡的腳手架,考慮減輕其架體重量,采用單根腳手架鋼管作為立桿,并按每不超過(guò)12m一級(jí)用1排鋼絲繩錨繩提拉架體。
4)在處治邊坡最大寬度下游側(cè)A區(qū)域,腳手架搭設(shè)寬度增加約50m,高度約60m,以確保腳手架整體的穩(wěn)定性。
錨索、錨桿在各邊坡分段內(nèi)由上向下逐孔鉆造,跟管干鉆成孔,成孔后鉆機(jī)下移一孔位繼續(xù)施工,已成孔安裝索(桿)并注漿,等強(qiáng)后在坡面依次安裝鋼筋網(wǎng)片(與坡面貼合,便于與錨噴鋼筋網(wǎng)焊接成整體)、錨墩鋼筋,然后支模澆筑錨墩砼,錨墩砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求后張拉、封錨。
導(dǎo)石網(wǎng)布置于處治區(qū)坡頂向右側(cè)山腳,處治面積7402m2。導(dǎo)石網(wǎng)型號(hào)為L(zhǎng)Z-300,按張口式設(shè)計(jì),分為攔截部分和引導(dǎo)部分。結(jié)構(gòu)配置為鋼柱+支撐繩+縱橫向拉繩+環(huán)形網(wǎng)+雙絞六邊形網(wǎng)+卸扣,支撐繩兩側(cè)設(shè)置消能裝置,適用于攔截3000KJ以內(nèi)的落石沖擊。
綜上所述,在多山地區(qū),各種地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育制約和影響著當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,特別是崩塌、危巖體災(zāi)害,嚴(yán)重影響著當(dāng)?shù)嘏c外界溝通的交通樞紐建設(shè)。本文通過(guò)分析該地區(qū)的公路隧道邊坡失穩(wěn)處治施工措施,希望能夠提高公路隧道的運(yùn)行穩(wěn)定性。