隧道改路基工程方案分析及管理对策

梅世伦

（贵州省公路工程集团有限公司，贵州 贵阳 550005）

1 工程概况

托苗坳隧道处于浅埋、偏压段、围岩级别差，隧道位于断裂带内，地质条件复杂，地下水发育，隧道开挖后于2009年9月17日洞顶坍塌至连接线上部边坡，导致山体开裂，洞口被掩埋。本次设计主要为路基左侧85m高边坡、右侧45m高边坡加固及分离式天桥设计。

2 地质地貌及地层岩性

2.1 地形地貌

路堑区属侵蚀低山沟谷地貌区，路线以北峰顶标高约930m，谷底标高约780m，自然地形相对高差约150m。 YK76＋905～YK76+200段从托苗坳垭口南侧通过。

2.2 地质构造

路堑区位于北东向托苗坳向斜南东翼，岩层产状为320°∠35～45°左右，岩层走向与路线大角度相交，右边坡为斜交反向陡倾结构。岩层中发育二～三组主要节理。此外，在断层构造岩中发育平行于层面的劈理和片理，分布密集，使岩体极度破碎。区内岩层产状较紊乱，节理裂隙及发育风化强烈，岩石较破碎。

2.3 地层岩性

根据地质调绘、原有钻探、本次物探及当前施工揭露，各层基本特征如下：

a）残坡积含角砾粉质粘土、粘土（Qel+dl）分布于地表，揭露厚度0.60～3.50m；

b）强风化浅变质泥沙岩、强风化断层角砾—糜棱岩、强风化浅变质粉砂质泥岩分别分布在断裂带喉侧上坡方、边坡下部至当前路槽两侧和左边坡上部至当前路槽左侧；

c）弱风化浅变质泥质砂岩、弱风化断层角砾—糜棱岩、弱风化浅变质粉砂质泥岩分别分布于断裂带右侧的强风化带下、于当前路槽两侧及中导洞以及于左边坡的强风化带之下。

3 隧道改路基方案的提出

施工揭露，本段宽度50m左右，沟谷及两岸斜坡地带岩层破碎。断裂带上部岩体呈碎裂散体结构，强风化层呈砂砾、碎石夹泥状，完整性、水稳性极差；下部弱风化层岩石较新鲜，但岩体呈角砾—片理镶嵌状，抗风化能力及嵌合力低，水稳定性较差。导致隧道围岩级别低，并影响人工开挖边坡的长期稳定性。

施工扰动下，在原隧道出口段洞顶多次坍塌，并将右洞门管棚损毁。在YK76+026右27m处见便道开挖造成的坡面碎石土坍塌，ZK75+855左43m至YK75+945左8m出现了明显的地表裂缝，断续延伸约100m，张开约10cm，深度大于0.5m，原先的便道因此不能使用。在YK76+900左50m也可见便道开挖造成的数十立方米的崩塌，在开挖面顶部也出现数条宽12cm的拉张裂隙。于是提出了隧道改路基的施工方案。

4 路基方案设计

4.1 左侧高边坡设计

左边坡主要受岩层层面（C）及断层破碎带联合控制，可能形成强风化岩体内的圆形破坏或者顺层+断层角砾岩溃屈的复合式深层破坏。经研究需采用以下加固措施：

a）第2级连接线外侧设2.5×3.5m抗滑桩，桩长30m，各桩之间采用系梁连接，桩顶设锚索，桩位处的推力为8595.64kN/m，锚拉桩设计推力2500kN/m，剩余的部分推力由坡面锚索承担。抗滑桩锚固段采用D25中空注浆锚杆，长度3.5m，间距1.5m，矩形布置，注浆压力1.5MPa；

b）第3～7级采用锚索框架加固，其中第3～6级锚索为8φ15.2无粘结压力分散型锚索，锚固力为1000kN，第7级锚索为6φ15.2无粘结压力分散型锚索，锚固力为800kN，锚索横向间距为3m，锚固段长度为12m；第8级坡率为1∶1.25，采用12m全粘结锚杆框架植草防护。

4.2 右边坡设计

4.2.1 YK75+780～YK75+900段边坡

该段边坡高52m，坡体主要物质为碎裂状强风化断层角砾岩，岩体破碎严重。

对该边坡的治理方案为：第1级坡率1∶0.75，采用方圆形护面墙防护，坡体内设1.8×2.4m抗滑桩，埋入边坡内部，增加坡脚抗滑能力，由于锚固段岩体质量较差，为确保抗滑效果，路面以下长度为15m，路面以上长度为10m；第2级坡率为1∶0.75，锚索框架植草防护；第3～4级坡率为1∶1，锚索框架植草防护，锚索穿过潜在滑面1～2m，锚固力650kN；第5级1∶1.25，锚杆框架植草防护。为防止坡面水冲刷边坡，在各级平台满铺浆砌片石并设拦水埂。

4.2.2 YK75+900～YK76+200段边坡

右侧边坡上部表层少量残坡积碎石土及人工堆积土，坡体物质构成较复杂。据勘测及经验判断，该边坡上部土层及强风化断层角砾岩容易形成圆弧型剪切破坏。

右侧边坡的加固方案为：第1、4级采用12m全粘结锚杆框架植草防护，第2～3级采用6φ15.2无粘结压力分散型锚索，锚固力800kN，锚索横向间距3m，自由端长度20m，锚固段长度10m。

4.3 连接分离式天桥设计

隧道改为路基后，路基右侧九昔通往托苗、曾冲的通村公路被路基隔断，需要增加分离式天桥将新民连接线与通村公路连通，天桥位于YK75+920，高程位于边坡第2级平台。天桥宽6m，结构形式为4×20m空心板，全长81.12m，桥台采用桩基础，墩台为薄壁墩，三个墩柱分别位于左侧边坡、中分带、右侧边坡，其中位于中分带的墩柱设置C20片石砼防撞墩，总高2.5m，露出地面以上1.5m。

5 施工管理要点

边坡病害治理工程较复杂、合理确定项目的施工顺序显的尤为重要，为确保施工和运营过程中路基边坡的稳定，除采用合理的支挡加固措施外，还必须采用科学有效的施工方法、工艺及程序。

5.1 施工准备

要充分做好施工前的准备工作，提前修筑施工临时便道，保证施工队伍进场后能顺利开工建设。包括按工程要求进行备料，选用材料的型号、规格符合设计要求，钢筋等材料应专门建库堆放，并做好防污染和防锈蚀工作，以及人员就位，做好现场准备等。

5.2 做好施工组织

认真做好各项工程施工组织计划，充分考虑当地季节性气候对施工工艺的影响，尽量避免在雨季施工。新开挖边坡未防护前，雨天须对坡面进行遮挡、防止水流对边坡侵蚀。

5.3 强化地质工作，做好技术指导

施工单位必须现场实测断面，按设计坡率放线，放线以路线中心线及路基标高为准。所有支挡及防护工程，均应按设计型式尺寸挂线放样施工，保证施工质量。加强观测、专业技术人员现场指导施工、合理安排工序等是保证边坡稳定的主要因素，各单位及部门应予以足够的重视。

加强施工地质工作，实施动态管理原则。由于勘察手段及勘探数量的局限性，地质资料与实际开挖面可能有一定出入，某些不稳定块体及断裂破碎带位置及分布范围在路堑开挖过程中，应及时通知业主、监理、设计代表，根据实际情况修改完善设计，做到既安全合理又经济实用，达到最满意的施工效果。

6 结语

综上所述，公路工程建设事业飞速发展的今天，由于勘察、施工等因素造成的隧道施工病害屡见不鲜，而在结合实际条件的前提下，因地制宜地将隧道施工改为路基工程并做好变更后的施工管理工作，能够节约成本，并提升工程收益。

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