复杂地形现役高速公路隧道明洞接长施工技术研究

张程锐 陈静

摘要：本文针对跨越冲沟地形条件下的隧道洞口滑坡地质灾害，提出了现役高速公路隧道明洞接长施工技术。通过在路线左侧边坡回填区设置抗滑桩，在洞口接长连拱明洞跨越冲沟沟口。洞顶回填后，明洞上方修建排导槽排输泥石流，最后对洞口边坡仰坡沖沟进行挂网喷播植草绿化。该技术有效提高了既有隧道洞口处的坡面稳定性，降低了滑坡地质灾害风险。

关键词：公路隧道;明洞;滑坡;稳定性

Study on the Construction Technology of Extending the Gallery of the Existing Expressway Tunnel with Complicated Terrain

ZHANG Chengrui  CHEN Jing

（Sichuan Transportation Construction Group Co.， Ltd.， Chengdu， Sichuan Province， 610047 China）

Abstract： In view of the geological disasters of the tunnel entrance landslide under the terrain condition of crossing the gully， this paper puts forward the existing gallery extension construction technology of expressway tunnel is proposed. By setting up anti-slide piles on the left side slope backfill area of the route， connect a long multi-arch gallery across the gully opening at the entrance of the tunnel. After the roof of the cave is backfilled， a drainage channel is constructed above the gallery to discharge the debris flow， and finally the gully on the slope of the gallery entrance is sprayed and planted with grass and greening. This technology effectively improves the slope stability at the entrance of the existing tunnel and reduces the risk of landslide geological disasters.

Key Words： Highway tunnel; Gallery; Landslide; Stability

近年来，我国山区高等级公路的建设逐渐增多，但由于山区地形复杂多变，隧道洞口位置岩性往往较差，易受雨季长时间降雨或地下水等因素的影响，洞口位置易出现滑坡等地质灾害，对高速公路造成威胁^[1-3]。部分隧道进口上方仰坡基岩虽然整体稳定，但结构不均，边坡容易产生掉块、崩落等现象，在人类活动及外动力作用下边坡容易产生掉块、垮塌和沿不利结构面产生滑塌，滑塌后将直接影响下方高速公路的通行安全^[4-5]。若遇见持续高强度降雨，坡表发生大面积滑塌的可能性较大，因此需要及时对遭受地质灾害的隧道进行修复处治。

针对隧道洞口边坡病害，国内外学者已从滑坡成因、变形机理、处治技术等方面开展了系统研究^[6-13]。王国欣等^[7]以浙江省杭千高速公路横路头隧道洞口为例，首先从地质因素，水的作用及人为因素3个方面分析了滑坡产生的机制。段翔^[8]采用Geo Studio软件对边坡在3种降雨工况下的稳定性变化过程进行数值模拟研究，探究降雨诱发边坡失稳的原因和内在机理。帅建兵^[11]针对云南高原地区复杂地层洞口施工中常见的滑坡问题，提出采用钢管桩技术对滑坡范围进行加固控制，对桩底淤泥积水应用“静压注浆+高压注浆”的方式，有效防止滑坡体扩散危及洞口安全。段锋^[12]依托陇漳高速乌梁隧道洞口处穿越滑坡体实例，提出了土钉墙代替微型桩加固方案，讨论了土钉墙加固隧道洞口滑坡体的适应性。王龙^[13]探讨了抗滑桩与钢管桩联合支护在洞口滑坡治理中的应用，可有效防范分离式隧道洞口滑坡事故。

依托实际工程案例，为了减小跨越冲沟地形条件下的坡面滑坡风险，本文研发了复杂地形跨越冲沟现役高速公路隧道明洞接长施工技术，以期为今后类似工程提供了参考借鉴。

1  工程概况

本文依托G5京昆高速（攀田段）K2484+300官坝梁子进口地质灾害维修处治工程，该工程在2016年9月攀枝花地区连续发生百年不遇的强降雨中，造成官坝梁子隧道（K2484+300）上方山体发生滑坡形成泥石流，约15 000m³泥石直接涌入官坝梁子大桥及隧道内，致使G5京昆高速大田至平地段交通中段，隧道配电房被损毁。经过24h的连续抢险，及时清除了涌入官坝梁子大桥及隧道内的泥石，泥石清理后，采取在隧道口端墙顶面上方设置混凝土防撞墩、挂防护网的临时防护方案进行应急抢险工程，但隧道上方坡体滑坡裸露部分以及坡体覆盖层还存在较大的安全隐患，需对其进行永久加固处治。主要工作量为：抗滑桩408m?，挖土方950m?，挖石方1590m?，洞口建筑440m?，排导槽1242m?，洞口回填7425m?，地基处理830m?，二次衬砌1509m?，侧墙744m?，水泥混凝土路面525m?，沥青混凝土路面525m?，仰拱回填630m?，边仰坡防护690m?及交安设施。

2  技术原理

如图1所示，本工程采用复杂地形跨越冲沟现役高速公路隧道明洞接长结构对隧道上方仰坡治理。该技术的主要原理为：对洞口边坡仰坡滑塌区坡面松散土体及碎石进行清理，然后采用三维网喷播植草增加坡面稳定性，绿化坡面，同时增加平台截水沟做好排水。路线左侧边坡回填区设置抗滑桩。洞口接长明洞跨越冲沟沟口，明洞采用连拱形式，单压结构，洞门亦采用单压形式洞门。洞顶回填后，设置排导槽。

3  施工关键技术

如图2所示，为复杂地形现役高速公路隧道明洞接长施工的工艺流程图，包括抗滑桩施工、明洞结构施工、防排水施工、边坡防护施工等关键技术。

3.1 抗滑桩施工

抗滑桩采用人工挖孔桩，具有施工简便，无特殊机械设备的要求，主要施工内容为基坑开挖及护壁、钢筋笼制作安装、灌注桩体混凝土。开挖过程中实时观测斜坡是否变形，确保人工开挖安全。孔口设围栏和防止地表水、雨水流入等安全设施。

3.2 明洞结构施工

如图3和图4所示，明洞施工先进行仰拱的施工回填，回填采用对称分层夯填密实。根据施工设计图纸，对既有混凝土结构进行凿除，凿除至钢筋外露，将外露钢筋与新安装钢筋进行焊接搭接，按照施工图纸加工制作及安装钢筋，箍筋按30cm等间距布置，必须同时箍住环向主筋与纵向钢筋。环向主筋净保护层厚度为5cm。

挡墙结构按照施工图纸，安装钢筋并支模进行混凝土浇筑。浇筑完成用麻袋及土工布进行混凝土养护，养护不小于7d。在隧道顶部设置排导槽并浇筑C30混凝土侧墙及C30钢筋混凝土导流板。

在隧道左线部分位于堆积体中，做左线明洞及挡墙下部采用C20混凝土对基础进行换填，换填高度为2m。换填混凝土强度达到70%后，换填层下部采用Φ76钢花管钻孔，在钻孔时至少钻至基岩1m，钻孔布位按1m梅花形布置。钻孔完成后进行注浆，注入纯水泥浆，水灰比为0.6～0.8。

3.3 防排水施工

防排水以防、排、截、堵相结合原则。墙背设Φ50HDPE单壁打孔环向排水管盲沟，隧道左右边墙背设Φ100HDPE单壁打孔波纹排水软管，隧道左右边墙底部横向每隔10m各设置1道Φ50HDPE单壁无孔波纹泄水支管，使墙背水排入路缘带下暗埋的Φ200HDPE纵向排水主管内，明洞中墙顶部设1道Φ100HDPE纵向排水管，竖向每隔2.5m设1道Φ80PVC泄水管。衬砌混凝土结构采用防水混凝土浇筑，二次衬砌混凝土抗渗等级应不小于P8。明洞采用“两布一膜”防水体系（无纺布+EVA防水板+无纺布）。

3.4 边坡防护施工

首先，人工将坡面补平顺，风钻钻取深度为142cm深孔，并安放Φ18mm锚筋间隔为300cm，每间隔100cm安装一个U型钉，用30号砂浆固定锚固钢筋。根据坡面的干湿情况，用水将坡面浇湿，浇水量以土壤不出浮土和粉尘为宜。

其次，将稻草切成5～10cm长拌合在回填土中，回填中要经过翻晒、晾干、碾压、过筛成均匀的细粒土，其团粒小于三维网网孔，覆3～5cm厚的土壤于平整好的坡面上，坡面覆土后要求起伏小于5cm/2m。

最后，喷播草籽。

4  技术效益分析

本技术针对性强，可快速治理隧道进口上方仰坡发生的大面积滑塌，有效增加坡面稳定性。与传统施工技术相比，其特点主要体现在以下几点。

（1）采用明洞接长的方式对隧道进口上方仰坡大面积滑塌处进行地质处治施工，接长明洞跨越冲沟沟口，洞顶回填后，设置排导槽，通过维修期间所用费用与明洞接长费用相比，具有良好的经济效益。

（2）明洞外侧路线左侧边坡回填区设置抗滑桩，保证明洞结构稳定，增强了边坡的整体稳定性，同时尽可能减小对原结构的影响，降低施工和运营期间的不安全因素。

（3）隧道进口上方仰坡大面积滑塌处进行挂三维网喷播植草绿化，在仰坡上部、中部、底部各设置一道截水沟，增加坡面稳定性，同时提高坡面排水性能。

5  结论

针对跨越复杂冲沟地形的隧道洞口滑坡灾害，本文提出了现役高速公路隧道明洞接长施工技术，集成了边坡回填打设抗滑桩、洞口接长连拱明洞、明洞上建排导槽、仰坡冲沟挂网喷播植化等關键技术。应用效果表明，本技术可有效修复隧道洞口边坡滑塌病害，同时具有一定的生态环保效益。

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