二道沟I号隧道仰坡滑坡成因分析与治理措施

李成强，春军伟，王卫中

（贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司，贵州 贵阳 550081）

1 引言

二道沟I 号隧道为分离式短隧道，左幅全长475m，最大埋深约135m，右幅全长466m，最大埋深约126m。隧道施工从出口往进口单向掘进，右洞于2018年11月贯通。2019年1月进口端仰坡发生滑塌，掩埋左洞洞口，现场对仰坡坡面采用锚网喷方案和注浆钢花管对坡面进行封闭，对坡体注浆加固。2019年3月至5月隧道仰坡处治期间，仰坡滑塌范围加剧。

2 隧道工程地质条件

2.1 地形高差

隧道仰坡区自然坡度42°-55°，地形坡度较陡，滑坡区坡顶高程650.3m，坡底高程514.2m，高差136.1m。

2.2 地层岩性与地质构造

场区构造位置属华南褶皱带，岩层产状为25-30°∠10 -21°，主要节理产状有330°∠74°，30°∠77°两组，大多呈网格状发育，为张型节理，张开度1-3mm，节理间距200 -300mm，泥质充填。隧道仰坡范围覆盖层为含碎石粉质粘土，褐黄色，呈可塑状，厚0-3.8m，基岩为砂质板岩，强风化层岩体极破碎-破碎，厚度约为4.0 -10.0m；中风化层岩体较破碎- 较完整。

3 隧道仰坡滑坡地质特征

3.1 滑坡地貌特征

滑坡区自然坡度42 -55°。滑坡范围内地面裂缝清晰可见，滑坡体上分布不同程度的张拉裂缝，位于YK21+698 处发现裂缝L1，长约25m，最大宽度约0.3m，裂缝清晰可见，连通性较好，呈圆弧形，滑坡体上分布不同程度的张拉裂缝，大部分滑体已滑塌并露出基岩，滑动面为现状地面线。

3.2 滑坡规模及物质组成

滑坡平面尺寸为90m×138m，分布范围为桩号ZK21+529～ZK21+680m（YK21+537m～YK21+698m)段，主滑方向为356°（平行于高速公路路线走向）。滑坡滑体平均厚度6m，滑坡面积为12420m2，滑坡体积为74520m3，属中型浅层牵引式滑坡。

根据现场调查及地质勘察资料，勘察揭露坡体上覆含碎石粉质粘土层厚0 -3.8m，下覆强风化砂质板岩层厚4 -10.5m。滑带主要位于强风化砂质板岩中，以泥质夹碎石为主。滑体性质为浅表层类土质滑坡，故滑动面为现状地面线。

3.3 滑坡体变形情况

为了查明坡体滑动面分布，了解边坡滑动及变形随时间的变化特征，对可能产生的滑坡进行预报以便及时采取应对措施，对仰坡布设3 个钻孔进行了深层位移监测，监测结果见表1深层位移监测统计表。

表1 深层位移监测统计表

根据监测结果如图1所示，坡体有向高速公路路面方向移动的趋势，坡体变形累积深部最大位移约为19.5mm，孔口位置累计位移量最大为26.48mm，监测期间受降雨影响，滑坡体还在进一步变形，须对隧道仰坡滑坡进行处治。

图1 合成方向累计相对位移图

4 隧道仰坡滑坡形成机理分析

隧道仰坡地形陡峭，强风化岩体受节理裂隙切割强烈，大多呈网格状发育，岩体松散破碎，在坡体切脚临空开挖以及降雨等综合作用下，发生了浅层滑塌。在后续雨水长期浸泡、软化作用下易再次发生滑塌，甚至产生大规模更深层滑动。

5 隧道仰坡稳定性分析

5.1 定性分析

隧道仰坡自然坡向约5°，自然坡度为42 -55°，岩层产状为25 -30°∠10 -21°，仰坡为斜顺向边坡，节理为330°∠74°30°∠77°两组。结合图2赤平投影分析，岩层层面与节理组合形成的交线倾向坡外为不利组合结构面，结合岩层顺向产出，且强风化岩体节理裂隙发育，坡体长期暴露临空，在雨水等不利条件下，坡体极易滑塌。

图2 赤平投影分析图

5.2 定量计算

本次根据滑坡现状，以典型计算剖面，在暴雨工况下，取强风化砂质板岩取γ=22.5kN/m3，c=37kPa，φ=28°，计算得I-I’稳定性系数Fs=1.04，II-II`剖面稳定性系数Fs=1.08，均不满足规范安全系数要求，需要治理。

6 隧道仰坡防护处治

隧道仰坡处治设计为沿潜在滑动面附近由上至下逐级刷坡防护，坡体中部设置一级6m 宽平台，防护形式以锚网喷注浆封闭为主，并对坡顶、坡腰、坡脚施作锚索或抗滑桩加强防护。具体处治措施为：

坡面防护型式为全坡面锚网喷+局部框架锚索，锚索采用每孔6 束φ15.24mm 高强度低松弛钢绞线，张拉预应力为750KN，锚固段长度为8m，框架采用C30 砼现浇，锚头采用C30 砼封锚。下部与中部坡体采用注浆钢花管加固；坡体顶部采用小型钢管桩加一排锚索进行防护，小型钢管桩采用3 排竖向φ108 加筋注浆钢花管，钢管桩顶部采用现浇C30 钢筋砼梁进行连接，钢筋砼梁预留锚索孔，隧道拱顶仰坡侧缘边坡坡体表面先采用锚网喷防护，然后在坡面再施作竖向3 排φ89×6 注浆钢花管。在保证施工安全的前提下，按照设计坡比对隧道拱顶仰坡从上到下逐级刷坡，开挖一级防护一级，同时加强施工期及营运期间监测，发现隐患及时处置以确保施工及营运安全；框架锚索防护部位坡面防护先进行锚网喷防护，然后再实施框架锚索。在滑坡体外缘5m 外修筑截水天沟，对坡体外缘雨水进行拦截，每一级平台内侧设置截水沟对坡面进行拦截，在坡面纵向设置一条截水沟，仰坡平台截水沟向中间引入坡面纵向截水沟对地表水进行引排。坡面防护工程施做完毕后，实施客土喷播草灌对坡面进行绿化，客土厚度为20cm。

7 结语

通过隧道仰坡滑坡变形破坏分析，隧道滑坡主要控制的因素为仰坡地形地貌、地质的复杂性及强风化岩体的破碎程度，外在原因为地表水和施工扰动等综合原因，因此对坡顶、坡腰、坡脚施作锚索及抗滑桩、截排水等支挡防护，确保仰坡运营期间安全。