探析隧道進口邊仰坡的護理辦法

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一、工程概況

某隧道所處地貌為侵蝕、剝蝕山地，相對高差112.60m。擬建隧道橫穿山嶺，高程在1,302.84~1,396.00m，相對高差43.16m。隧道進口和出口均位于坡體內，其中進口段地表坡度陡，自然坡度角40°~55°，路基開挖邊坡最高52.90m，出口段坡度相對較緩，自然坡度角25°~40°，開挖邊坡最高49.72m。隧道進口段緊接溝谷，出口段外面為槽形地，坡體上植被較好，基巖多有裸露。隧道區地表水主要來源為大氣降水補給，受季節影響大。區內無常年地表徑流。洞口段節理裂隙發育，由于煤礦的開采，使地面沉陷，地表出現很多裂縫，因此降水可嚴重影響到隧道洞口坡體的穩定性。進口巖層產狀：95°∠80°，出口巖層產狀：295°∠60°。隧道地處狗場背斜軸部，受其影響，主要發育以下四組節理裂隙：節理裂隙長1.00~5.00m，寬0.01~0.40m，可見深0.20~0.50m，密度1~5條/m。另外受煤礦采空區的影響，隧道進、出口段地表有多處裂縫，裂縫長度從幾m到幾百米不等，裂縫寬度大，可見深度在一般在1m以下。

二、進口穩定性分析

進口邊坡穩定性分析進口K4+124~K4+150段位于煤礦采空區范圍內，坡體穩定性受其影響可能會失穩。軸線最大挖高38.95m，左邊坡最大開挖高度52.90m，右邊坡最大開挖高度18.50m。巖層主要為堆填土和全、強風化泥質粉砂巖、泥巖、砂巖、硅質巖和煤層構成。節理裂隙發育，巖體較破碎。從進口典型橫斷面圖上可以看出，開挖之后形成的邊坡，道路左側為切向坡，巖層傾向于坡內；右側為順向坡，巖層傾向于坡外。右側邊坡受煤礦采空區影響較大。開挖后，左邊坡坡率在1：1.25~1：2之間，右邊坡坡率1：1.25~1：1.5。對隧道進口邊坡產生影響的裂縫主要為1#裂縫，2#裂縫，3#裂縫，4#裂縫。因這幾條裂縫走向與道路軸線走線大角度相交，均位于道路右側，右側邊坡開挖高度較小，故認為進口段裂縫對邊坡影響不大。但是雨水可沿裂縫滲入坡體之內，給坡體穩定性帶來一定影響，因此邊坡開挖之前應對裂縫采取封堵措施。從隧道進口邊坡穩定性赤平投影圖上可以看出，各優勢節理與坡面的組合均不能形成楔形體，故邊坡不會發生楔形體的破壞。利用同濟曙光邊坡穩定性分析軟件，選取K4+145斷面，對其開挖支護后的邊坡穩定性進行分析。為便于計算，對地層做了一定的簡化處理。計算可得左邊坡安全系數為1.51，右邊坡安全系數為1.35.從計算結果圖上可以看出，其潛在的圓弧滑動范圍很小，故可認為邊坡在支護方案下是穩定的。進口仰坡穩定性分析隧道進口仰坡最大開挖高度達48m，開挖后形成的仰坡破率為1：1，分5級開挖，其中3、4級仰坡采用錨索支護，自由段長度22m，錨固段10m。分析隧道進口仰坡赤平投影圖，節理面的與仰坡的組合不能產生楔形體，故仰坡不會發生此種形式的破壞。利用同濟曙光邊坡穩定性分析軟件對其穩定性進行分析，計算得到安全系數F=1.21，但是計算未考慮隧道開挖對仰坡穩定的影響，故綜合分析隧道進口仰坡穩定性安全儲備小，在隧道開挖及其它因素影響下，仰坡有失穩的可能，但從計算結果圖上可以看出，仰坡的不穩定區域不大，不會產生深層的滑動。

三、結語與建議

隧道出口端大都為采空區，巖層產狀對出口段左側邊坡而言為順向坡，右邊坡為逆向坡。仰坡的開挖卸荷回彈可能會引起采空區的變形甚至坍塌，同時引發裂縫深度的進一步擴展，對仰坡穩定性影響較為嚴重。因此，洞口段整體穩定性較差，容易發生邊坡失穩、滑坡等地質災害。根據隧道進口邊仰坡的特點，在考慮現有設計控制措施的基礎上，提出如下控制洞口風險的建議措施：坡體開挖之前應對坡體附近的地表裂縫采取封堵措施；采取合理的開挖方式，減少對坡體的擾動；加強監測。

作者：林超宏 單位：龍巖市漳永高速公路有限責任公司