如何统筹惠兴高速公路纳窑隧道左线出口偏压处理方案

陈 琳，鲁开兴

(贵州高速公路集团有限公司)

1 工程概况

纳窑隧道为一座上、下行分离的四车道高速公路隧道，隧道最大埋深约235 m，隧道起讫桩号左线ZK153 +957 ～ZK155 +975，长2 018 m，其中本标段起讫桩号ZK155 +000 ～ZK155 +975，长975 m;右线ZK153 +955 ～ZK155 +985，长2 030 m，其中本标段起讫桩号为ZK155 +0005 ～ZK155 +985，长985 m，隧道左右线间距，进口约15.5 m，出口约20.8 m，隧道进口和出口均位于曲线半径R=2 000，出口曲线半径R=1 100 m;右线进口曲线半径R =2 000，出口曲线半径R=1 000。隧道左线纵坡为2.5 ﹪的单向坡，隧道右线纵坡为2.5 ﹪的单向坡。

隧道出口段斜坡，属于单面凸坡，地形较陡，坡向250°，自然坡角约35°。洞口岩性主要为强风化泥岩及灰岩溶蚀区，受构造作用较强，溶蚀裂隙极发育，岩层产状231° ＜38°，隧道仰坡方向为263°，坡面与岩层走向同向斜交。出洞口段发育的裂隙产状L1(324° ＜83°)，岩层及结构面产状均不利于坡体稳定，洞口边坡稳定性较差。洞口边坡主要残坡积碎石土及强—中风化灰岩构成，节理裂隙发育，贯通性较好，为V 级围岩，成沿洞条件较差，洞口仰坡易坍塌。岩土体裸露后在雨水等因素的作用将改变其工程性状，强度降低，影响洞口边坡的稳定性。

2 纳窑隧道地质概述

纳窑隧道属于越岭隧道，为穿越纳窑村纳岸－带陡坡山岭地带而建设。隧道进口端位于－北东向冲沟的北西西岸斜坡地带，坡向120°左右，坡度角15° ～25°左右，坡面上分布农田，水土保持较好，自然状态下稳定。坡面下方的冲沟中季节性有水，主要接受大气降水补给，向地势低洼处排泄。隧道出口端位于－南西向凸脊北侧下部位置，坡面坡度角约30°左右，坡面植被稀疏，多为灌木及杂草，隧道出口北侧可见落水洞、漏斗，出口附近可能会存在地下岩溶管道。出口北侧冲沟中的溪流主要向沟谷地带的干阳河排泄。

隧道穿越区属溶蚀构造中山峰丛槽谷地貌区，区内峰丛山顶标高1 300 ～1 450 m，槽谷谷底标高约1 160 m，地形切割强烈，相对高差约300 m。设计隧道沿山峰谷坡中部展线，穿越段自然地面目标高1 171 m。隧道穿越走向峰丛山体的中部，穿越区地形较陡，自然坡角多呈35° ～50°之间，凸脊、凹坡相间展布，凸脊狭长，脊顶地形相对较缓，凹坡宽缓，凹坡、凸脊的过渡地带常发育急陡坡、陡坎等急剧变化地形。

隧址区未见明显断裂构造，新构造运动不强烈，区域稳定性好。

隧址地表水系不发育，主要为大气降水形成的暂时性地表面流，地表水断流量受降雨量控制，主要顺坡向低洼处排泄，部分沿岩溶裂隙下渗补给地下水。

3 纳窑隧道左线出口偏压处理的方案

对于惠兴高速公路隧道出口段斜坡，属于单面凸坡，地形较陡，坡向250°左右，自然坡角约35°。洞口岩性主要为强风化泥岩及灰岩溶蚀区，受构造作用较强，溶蚀裂缝极发育，坡面与岩层走向同向斜交。岩层及结构面产状均不利于坡体稳定，洞口边坡稳定性较差。洞口边坡主要是残坡堆积碎石土及强－中风化灰岩构成，节理裂缝发育，贯通性较好，为V 级围岩。出洞口段左侧拱脚位置揭露灰岩，隧道洞身右侧至部分中岩柱揭露强风化泥岩，部分中岩柱及右洞洞身揭露灰岩。洞口地质单元不利，岩层产状不利，在气候的影响下，易改变其工程性状，强度降低，影响洞口边坡及洞身的稳定性。成洞条件比较差，洞口仰坡易坍塌。为了确保安全进洞及施工安全，应及时采用如下措施分部进行处理:

(1)封闭山体开裂的裂缝，加强变形洞口的初支，左洞已开裂变形的套拱内侧用5 榀型钢拱架进行临时支撑。型钢拱架位于原初支拱架同一位置，并在洞口处进行设置成双拼，拱架底采用水平工字钢横向支撑连接，闭合成环，后用洞碴回填掌子面，确保套拱及洞身安全、稳定。

(2)在出口段左右洞之间采用3 排Φ108 抗滑注浆钢管桩，对山体进行加固，抗滑钢管桩间距2.0 ×2.0 m，呈梅花形布置。钢花管内置3 根φ22 钢筋，钢管桩深度为仰拱以下2 m，以此措施控制滑动层滑移造成的偏压。

(3)在左洞左侧设置C25混凝土偏压耳墙。

(4)在左洞ZK155 +970 ～ZK155 +947 段左、右侧壁分别设置长4.5、8 m 的Φ42 ×4 mm 注浆钢花管，对左洞山体进行注浆加固处理，钢花管环向间距1.2 m。

(5)在左洞ZK155 +970 ～ZK155 +947 段的原设计初支拱架同一位置设置I20b 型钢拱架临时护拱。在型钢拱架量测拱脚设置工字钢纵向托梁，每榀拱架底部用工子钢水平横向支撑闭合成环。

(6)为保证洞口段结构安全，对二衬钢筋进行加强设计。

(7)左洞要待明洞施工完成，抗滑挡墙后的反压土石方施工完成后再进行掌子面掘进施工。在掘进过程中，根据监控量测数据若洞内围岩仍无稳定趋势，则继续采用第一条的临时加固措施。

4 结 论

综上所述，对于惠兴高速公路纳窑隧道中存在左线出口偏压问题的隧道，在特定的地质条件下，隧道仰坡岩层表现为顺层，对倾角较大的岩层而言，长度为4 m 的砂浆锚杆，由于其形成的孔径较小，握裹体质量也比较差，所提供抗拔力就有限。所以，往往难满足保证仰坡的稳定，仰坡的岩层易沿着这些弱结构面进行滑动，仰坡不加处理或者措施不够，隧道开挖时，边仰坡易发生开裂滑坡的现象，就会给仰坡的稳定和隧道的施工带来了不利的影响。惠兴高速公路纳窑隧道所处的地质情况，应相应的进行及时处理，还有施工时应注意施工过程中的不稳定因素，并采取相应的加固来减少惠兴高速公路纳窑隧道中的不利影响。

［1］袁成刚.高速公路隧道交通安全分析与策略［J］.铁道勘测与设计，2013，(3):77－82.

［2］易盛.高速公路隧道浅埋偏压段施工实例分析［J］.建筑知识:学术刊，2013，(10):271－272.

［3］肖钦.隘岭隧道左线出口端变形原因分析及处理措施［J］.山西建筑，2013，(20):153－154.