浅埋偏压隧道洞口段稳定性研究

(重庆交通大学河海学院 重庆 400074)

一、引言

近年来，国家大力发展基础设施建设，高速公路建设迅猛发展，随着公路建设的发展,我国公路隧道在数量和规模上有了很大的发展，施工技术也有了很大的提高。隧道“进洞难，出洞难”，隧道洞口段岩土体风化破碎软弱，层间粘结力较差，且往往埋深浅，在进行隧道开挖后，上覆岩土难以成拱容易产生坍塌冒顶[1-3]。有时由于地形限制，不得不在边坡中开挖隧道，如此一来在隧道周围会产生偏压效应，使得隧道衬砌开裂；另一方面边坡坡体一部分被掏空，导致边坡的抗滑力下降，产生失稳，蠕动的边坡与变形的隧道相互作用，进一步促使工程事故发生，因此对隧道洞口段的施工技术和监控量测的研究具有重要的工程意义[4～8]。

二、工程概述

田家坪隧道位于遵绥高速延伸线温泉镇，隧道全长860米，为上下行分离的双洞四车道，场区位于贵州中北部黔北部山地高原地带，地貌类型属溶蚀-侵蚀型低山地貌，场区部分基岩出露，地表植被较发育，场区覆盖层为残坡积层(Qel+dl)粉质粘土、碎石土，下伏基岩为志留系中山统韩家店群(S2-3hn)泥质粉砂岩夹泥岩、中统石牛栏群(S2sh)灰岩、下统龙马溪群(S1ln)泥质粉砂岩夹泥岩；奥陶系中、上统(O2-3)灰岩、下统湄潭组(O1m)粉砂质泥岩。隧道右幅进口地段存在300左右的仰坡地段，切向坡，覆盖层厚度为3～6米，隧道开挖后极易发生滑坡失稳。下图1为田家坪隧道右洞出口全貌图，表1为隧道洞口段初期支护参数表。

图1 田家坪隧道右洞出口全貌图

表1 隧道洞口段初期支护参数表

三、变形破坏其因及原因分析

隧道于2016年10月份开始进洞，设计图纸对隧道洞口的右侧有设置抗滑桩和挡土墙，原本施工方计划先施工抗滑桩，抗滑桩施工完成后再进行隧道开挖，但是在施工了一段时间后，施工单位为赶工期，抗滑桩只施做了一部分就开始进洞，在隧道进尺十几米后，隧道拱顶出现数条裂缝，洞顶截水天沟出现横向拉张裂缝，洞顶原有的水泥层面也出现大致平行于隧道轴线的裂缝；随着隧道的掘进，隧道右侧山坡上乡村公路也出现了裂缝。

图2 洞顶截水天沟图

隧道初支出现裂缝以及仰坡变形是多种因素综合作用而成，通常是不恰当的开挖方式、一次进尺过长以及支护时间滞后的原因造成的：

在施做抗滑桩时，需要对部分边坡坡底进行开挖，边坡的抗滑力减少，同时施工单位急功近利，也进行了隧道的开挖，导致隧道左侧支挡部分的受力环境进一步恶化，在右侧后覆土的挤压下边坡产生滑移，隧道受力不对称，出现裂缝。

隧道本身就浅埋，上覆岩体极其风化破碎，岩体自稳能力差，隧道开挖后无法形成受力拱，在没有足够的预支护条件下，容易出现冒顶坍塌。

四、结论

隧道洞口段地形往往很复杂，埋深小，拱顶表层岩体风化破碎，存在不同角度的边仰坡，贸然对边仰坡进行大刷大挖极易造成边坡失稳，边坡失稳蠕动会对隧道拱顶部分产生挤压和剪切力，又由于浅埋，难以形成受力拱。所以在进行洞口开挖前切忌大刷大挖，并且要做好足够的预支护体系，遵守管超前、短进尺、弱爆破、强支护和勤量测。

【参考文献】

[1]高海宏.寺则河隧道黄土段快速掘进[J].现代隧道技术，2002，39(3)，51-56.

[2]王梦恕.21世纪山岭隧道修建的趋势[J].隧道/地下工程.2004，(9):38-40.

[3]中华人民共和国行业推荐性标准.JTG/TF60-2009公路隧道施工技术细则[S]

[4]周建富.软弱围岩隧道施工技术[硕士学位论文][D].四川成都：西南交通大学，2005.

[5]董永.公路隧道边仰坡稳定性分析：[同济大学硕士学位论文][D].上海，2008.3.

[6]刘坤鹏，管泽英.沪杭铁路下浅埋公路隧道施工技术[J].国防交通工程与技术，2006(2):50-53.

[7]张庆飞.黄土地区隧道洞口段边坡稳定性研究.[西南交通大学硕士学位论文][D].2005.

[8]徐明毅，汪卫明，陈胜宏.三维刚体极限平衡法中荷载的计算方法及工程应用[J].岩土力学，2004，25(5)，755-758.