刘宏
中冶轨道交通有限公司 河北 廊坊 065201
摘 要：隧道工程是在山区高速公路建设中的关键工程，隧道洞口施工又是整个隧道施工中的控制性工程。本文以某隧道右线出口施工过程中出现的边仰坡开裂为例，分析隧道洞口边仰坡开裂原因，并提出处理方案，为同类隧道洞口仰坡开裂处理提供参考。
关键词：隧道；仰坡；开裂
1 工程概况
1.1 地质构造
某隧道设计为分离式隧道，洞室净空14.75×5.0m，长6010m;最大埋深约808m，属特长深埋隧道，出口端山坡坡度陡，自然坡度一般35°～40°;该隧道，地处褶皱段，地质构造复杂。
1.2 出口稳定性评价
出口位于南东向斜坡上，上覆残坡积粉质粘土层厚3.60 ～7.90m，强风化层厚8.80～17.10m，斜坡自然坡度35°～40°，洞口斜坡临与路线走向近似垂直相交。岩层产状321°∠58°。洞口岩石裂隙发育，岩体较破碎，完整性差，围岩分级为V级，成洞条件差，围岩易坍塌，处理不当可能出现大体积坍塌及冒顶，边坡为逆向坡;仰坡为逆层坡，坡度较陡。
1.3 隧址区水文地质条件
由于隧道洞身较长，穿越地层时代较多，各岩性差异风化较明显，且由于隧址区褶皱较发育，不同类型的结构面发育，具较强的透水性，地表水顺各结构面渗入地下，成为丰富的地下水水源，使得隧道区地下水较为发育，丰富的地下水将影响隧道的施工，施工时要注意排水、预防涌水。
2 设计情况
洞门形式为削竹式，明洞开挖临时仰坡后采用锚、网、喷防护，支护参数：C20喷射混凝土10cm，φ8钢筋网间距20×20cm，Φ22砂浆锚杆，长3.50m，间距120×120cm。后期洞顶外露仰坡采用三维网植草进行绿化。
3 右线出口仰坡开裂情况及原因分析
3.1 仰坡开裂情况
隧道右线出口开始边仰坡开挖3日后，长管棚开始施工，7日后采取三台阶开挖方法进洞;掌子面累计进尺91m时发现仰坡有横向裂缝3条，呈平行状，裂缝宽度10mm、12mm、13mm，洞顶位移沉降观测点沉降15mm并向大里程侧位移10mm;测量人员每2小时观测1次，12小时后累计沉降20mm，向大里程侧累计位移23mm;测量裂缝宽度为22mm、23mm、26mm。
3.2 原因分析
仰坡开裂的原因为：洞顶临时排水沟施作不及时致使地表水下渗造成地表土失稳;开挖后未及时支护;地表水下渗至岩面致使岩面同地表土之间形成滑动面;仰坡存在偏压。下面逐个分析造成本次开裂的原因。
（1）为加快工程进度，边仰坡开挖完成后长管棚跟洞顶临时排水沟同时施工，施工期为旱季，天沟施作完成时仰坡未开裂。但天沟入水侧局部高于原地面，致使雨水不能顺利流入天沟而沿沟壁外侧渗入地下。天沟施作及时性对仰坡无影响，而天沟缺陷问题对仰坡稳定性有影响，但影响较小。
（2）出口段设计V级围岩120m，拱架间距50cm，正常情况下每循环进尺50cm，掌子面超挖严重时进尺1m。至仰坡开裂时掌子面进尺1m共20次，进尺1m时需安装2榀拱架，开挖后暴露时间增加，存在未及时支护情况。对仰坡开裂有一定影响。
（3）该隧道右线出口仰坡最高处埋深26m，表层为粉质粘土，角砾，松散结构;下部结构为强～中风化砂岩夹泥质页岩。上下结构分层明显，岩层顶端至洞口段倾角较大，可达65°。当有地表水下渗至岩层面后形成滑动面，上部松散粉质粘土经地表水下渗后失去原有稳定性，沿滑动面滑动造成仰坡开裂。仰坡开裂时间段广东地区雨水多，常为小雨，地表水下渗较多。
（4）隧道右线出口仰坡偏压较严重，在隧道开挖和偏压的双重作用下，由于隧道围岩的应力释放，致使洞口山体产生形变，形变累积后山体产生水平位移，进而出现仰坡开裂现象。偏压对洞口段的影响跟山体自身稳定性有关;由于洞口段覆盖层是以粉质粘土，角砾，松散结构为主的特殊地质，偏压对仰坡的影响更大。
（5）超前均注浆，注浆参数为：φ50热轧无缝钢管，壁厚5mm，长度4m，水灰比1：1，水玻璃浓度35波美度，注浆压力为0.7MPa，终压1.0MPa并持续10min以上，从隧道开挖情况可以看出，注浆饱满，围岩裂隙填充密实，排除该原因。
（6）安全步距超标后，围岩应力释放对初期支护影响较大，初期支护累计沉降收敛增加，致使边仰坡开裂。仰坡发现开裂时掌子面累计进尺91m，中台阶87m，下台阶82m，仰拱60m，二衬24m。已开挖段均为V级围岩，规范要求V级围岩仰拱距掌子面不大于35m，二次衬砌距掌子面不大于70m。仰坡开裂时仰拱距掌子面31m，二次衬砌距掌子面67m，安全步距均符合规范要求，排除该原因。
4 处理方案
（1）立即封闭掌子面施工暂停施工，避免开挖、爆破进一步影响仰坡，造成仰坡滑塌等事故。
（2）对洞顶临时排水沟局部缺陷进行修复，天沟入水侧进行回填并用砂浆抹面，抹面预设2%坡度并顺接原地面，使地表水能顺利流入天沟。
（3）对仰坡山体进行卸载。
1）先采取人工對坡面进行凿孔并隔断原有锚杆，避免挖机在减载过程造成滑塌。
2）卸载过程中要尽量减小新增荷载，先用小松PC60-7小型挖机进行减载，挖除的土堆放至隧道开挖面以外，经二次转运至弃渣场。
3）卸载过程中每小时观测减载里程±20m拱顶沉降及边墙收敛数据，发现异常立即停止减载，围岩应力释放已趋于稳定，整个减载过程未发现异常。本次卸载5631m3，共重10135.8吨，减载后仰坡分三级：一级坡度为1：5，二级为1：1，三级为1：0.75。
（4）对坡面重新防护。
1）采用φ50热轧无缝钢管，壁厚5mm，长度4m代替锚杆，垂直坡面，间距100cm×100cm梅花形布置，并进行注浆使边坡整体固结达到边坡稳定的目的。注浆参数：水灰比 1：1，水玻璃浓度35波美度，注浆压力为0.7MPa，终压? ? ? 1.0MPa并持续10min以上。
2）钢筋网采用φ8钢筋，间距20×20cm，注浆锚管处采用焊接连接牢固，施作C25喷射混凝土10cm厚。最后测量人员重新埋设沉降观测点。
（5）卸载及防护完成后掌子面开始复工，严格控制超挖，保证每循环1榀拱价进尺，开挖完成后及时支护。隧道施工过程中，测量人员未发现有异常沉降位移发生，仰坡无裂缝。青云山隧道右线出口恢复正常施工生产。
5 结语
经过实践证明，该处理方案切实可行。可为类似偏压类隧道洞口仰坡处理提供一定的参考。在隧道工程施工做遇到仰坡开裂不可怕，关键是处理措施要恰当。在偏压隧道施工中应遵循“短开挖、强支护、及时密贴、实回填、严治水、勤量测”的施工原则，并对洞内及仰坡进行定期准确测量，通过对测量数据分析与判断，确保隧道在施工过程中及建成后围岩支护的状态区域稳定。
参考文献：
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