公路隧道洞口滑坡的机制分析与影响因素研究

发表时间:2020/10/10   来源:《建筑实践》2020年6月16期   作者:宋志永
[导读] 当前,我国交通路网越来越密集,对于公路项目建设质量要求不断提升,

        宋志永
        中国水电建设集团十五工程局有限公司  陕西 西安  710000
        摘要:当前,我国交通路网越来越密集,对于公路项目建设质量要求不断提升,在偏远山区,不仅要克服高差等自然环境因素的影响,同时还要从施工技术及高频率的工程施工病害的预防等方面加强研究。在众多公路隧道施工病害中,洞口滑坡是公路隧道施工中的常见病害类型之一。基于此,本篇文章对公路隧道洞口滑坡的机制分析与影响因素进行研究,以供参考。
        关键词:公路隧道;洞口滑坡;滑坡机理;影响因素;治理方案
引言
        隧道开挖过程中常会遇到一些较为特殊的地质条件,或者浅埋偏压、滑坡等地段。在这些复杂的条件下修建隧道,施工质量和安全的保障面临很大挑战。
1滑坡的形成
        滑坡结构中主要以粉质黏土夹层为主,且为透水层,滑带区域遇到水后易呈现出软化状态,土体结构中的抗剪能力相对较低,导致土体结构呈现出滑动松散的状态。在隧道修建的过程中,该项目隧道遭遇暴雨袭击,且雨量较大,持续时间较长,滑坡的前部边缘均向外部区域进行扩散,形成了以渐进形式为主的牵引式的滑坡体系。
2滑体结构的特征
        在地质勘察的过程中,滑体结构显示较为清晰,且在滑体剪切面结构中,存在局部的划痕,并且部分划痕呈现出一定量的擦痕,以发生滑体边坡结构剥落为主。在滑坡发生以后,滑体产生的最大位移接近8m,且滑体结构可直接作用于明洞上,明洞会受到一定量滑坡体的冲击力作用,导致明洞内侧结构中出现渗水现象和错台现象。
3洞口滑坡成因
        3.1人为因素
        公路隧道设计及施工至关重要,从设计环节进行分析,如果设计中的边坡坡率较陡,再加上此区域地块的地质条件、雨水条件等,都会对土体结构的稳定性产生不利因素,而坡率设计为1∶0.5,对于防止洞口滑坡发生是不科学的。
        3.2地质地形因素
        此滑坡体地质以结构松散、渗水性好、力学性能差为主要特征,因此导致土层结构的抗剪能力较小,遇水后容易软化。由于下层土层结构中主要以细砂岩为主,且呈现出遇水软化的特点,此地质特征对洞口滑坡现象的出现提供了一定的便利条件。
        3.3降雨及地下水扰动
        在长期降雨作用下,雨水短时间内通过松散的表层强风化板岩渗入坡体内,并与地下水一起向洞室方向的汇集,软化顺倾结构面,降低其力学参数,急剧降低了斜坡稳定性,诱发上部坡体产生蠕动变形,引发地表沉降并向河侧蠕动,并最终造成坡体和隧道变形。虽然坡脚处为河流,但由于上流修建了水电站,其河流下切作用并不明显,因此不考虑河流下切作用。
        3.4施工因素
        从施工环节进行分析,在公路隧道施工的环节中,未涉及明洞的回填作业,这样不仅会造成开挖断面结构长期外露,同时也会造成边坡失稳,坡体结构的稳定性及变形量较大,严重影响洞口处边坡结构的稳定性。
4隧道洞口滑坡治理方案
        4.1支挡工程的施工方式及分类较多,主要以挡土墙的设计、抗滑桩的应用为主。

抗滑挡土墙一般设计为重力式挡土墙,滑体产生后会呈现出前移的状态;抗滑桩结构从整体的受力特征上看,主要呈现出普适性,同时由于滑坡体结构的稳定性及对地质环境干扰性较小等特点,可实现多桩施工,以保证实现地质勘察设计科学性、合理性。
        4.2洞口滑体治理方案布局首先对滑坡体后缘结构进行削方处理,然后再对洞口上部的覆盖层进行清理。
        4.3地表排水主要会造成土体自重加大、下滑力增强、滑带土的抗剪力增大,同时导致地下水资源中的动力压力增强。在地表排水体系中,主要以改善洞口滑体结构的稳定性为主,不仅能够改善土体结构的地质环境,同时能够作为一种滑体治理的预防措施,因此在施工的过程中,必须结合其他工程类型对相关工程措施进行综合利用。
5隧道控制技术研究
        5.1构建排水体系
大多数边坡与水的影响有关。因此,及时排除边坡体内部的地表水并防止其侵入很重要。由于隧道区属于亚洲热带地区的温暖、潮湿和潮湿地区,气候温和、多年,年均降水量800-1100毫米,土壤水量丰富,因此修建下水道和清除滑移内的地表水是必不可少的。结合客户场地中的实际曲面,将在边坡边界内创建排水沟,主要有两种水平引道,用于将坡型曲面分割为多个汇流区,将边坡内的曲面水量集中到垂直排水沟的中心排除项中,从而有效地控制土壤水分渗透;对于单个不稳定的土体而言,刷子是一种真正的硅喷雾,它包围着土体,并通过设计的排水系统帮助稳定边坡脚。
5.2施工资料
将渠道支撑卸载空间放置在坡道正面,形成一个通过降低下降地面高度降低推力的压板,以达到稳定坡道的目标。在上述方案中,在坡道前的垂直主轴区域内设置了压板(8 m x 30 m x 9 m),一段时间后连续下雨。通过对斜坡的观测表明,几乎没有下降趋势,背压平台防止滑坡,为隧道施工设施提供了安全保障。
5.3地质改良
由于结构钢较长,既能节省时间,又能避免过早切入,同时又能确保开孔边坡的稳定性,因此开口段的构造块在开洞前用φ75的钢柱加固,在孔中心线两侧固定10米,长度20m,隧道回采轮廓外对钢柱的要求为床深≥2m,空化,压力损失钢管施工现场采用隔离器、隔板、填缝质量和水力压力比为1:0.5的形式高压锅炉与钢铁主体周围的土之间的空隙,通过孔、间隔器填补,使填缝质量更好地渗透到土的空隙中,提高了地质意图。由于钢管桩加固表土的方法较快,开孔段得到有效控制,使隧道尽早有时间。
6滑坡整体治理方案
        隧道出口处中型滑坡体的具体治理措施:抗滑措施主要采用锚索抗滑桩,针对复合型滑坡发育特征,在滑体中上部并垂直于主滑方向设置一排拱形锚索抗滑桩,保护坡顶已建房屋建筑,减小滑坡推力;考虑到隧道施工,结合隧道洞门端墙,在紧贴洞门后壁(滑体下部)处布置锚索抗滑桩,为洞门施工开挖桩前土提供支挡力的同时,贴合隧道洞门端墙,保护拟建隧道洞门结构;在拟建隧道左洞轴线外设置一排平行于轴线方向的抗滑桩,并与前后两排抗滑桩相连形成“工字型”结构整体;在抗滑桩结构达到设计要求强度后,对前后排桩之间的滑坡体进行卸载,减小滑体自身重力,并保护表层坡体稳定;修筑排截水边沟,防治地表水下渗。抗滑桩桩径1.8m,桩长平均27m,根据实际地层,以穿过滑动面1/3桩长控制。
结束语
        综上所述,公路隧道洞口滑坡现象的产生原因较多,主要包含设计施工环节、地质条件及水因素等,治理措施的选择需要结合滑坡稳定性,土层地质条件等综合分析。因此滑坡结构的动态发生过程及演变过程就显得尤为重要,尤其是在滑坡过程中的数据动态分析中,以突出稳定系数的计算为主,以为后续类似工程滑坡防治措施的制定奠定坚实基础。
参考文献
[1]王伟,高耸.山区高速公路隧道洞口施工滑坡防治措施[J].中国水运(下半月),2018,18(07):201-202.
[2]张鹏元.公路隧道洞口滑坡分析与综合治理[J].中外公路,2018,38(01):43-46.
[3]吴二林,陈寿堂.公路隧道洞口滑坡稳定性分析与治理方案研究[J].山西建筑,2018,44(01):170-171+214.
[4]王伟,高耸.山区高速公路隧道洞口施工滑坡防治措施[J].中国水运(下半月),2018,18(07):201-202.
[5]余浩,于德安.隧道洞口段穿越古滑坡体稳定性评价及工程处治设计[J].华东公路,2018(01):36-38.
       
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: