探析隧道进口边仰坡的护理办法

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一、工程概况

某隧道所处地貌为侵蚀、剥蚀山地，相对高差112.60m。拟建隧道横穿山岭，高程在1,302.84~1,396.00m，相对高差43.16m。隧道进口和出口均位于坡体内，其中进口段地表坡度陡，自然坡度角40°~55°，路基开挖边坡最高52.90m，出口段坡度相对较缓，自然坡度角25°~40°，开挖边坡最高49.72m。隧道进口段紧接沟谷，出口段外面为槽形地，坡体上植被较好，基岩多有裸露。隧道区地表水主要来源为大气降水补给，受季节影响大。区内无常年地表径流。洞口段节理裂隙发育，由于煤矿的开采，使地面沉陷，地表出现很多裂缝，因此降水可严重影响到隧道洞口坡体的稳定性。进口岩层产状：95°∠80°，出口岩层产状：295°∠60°。隧道地处狗场背斜轴部，受其影响，主要发育以下四组节理裂隙：节理裂隙长1.00~5.00m，宽0.01~0.40m，可见深0.20~0.50m，密度1~5条/m。另外受煤矿采空区的影响，隧道进、出口段地表有多处裂缝，裂缝长度从几m到几百米不等，裂缝宽度大，可见深度在一般在1m以下。

二、进口稳定性分析

进口边坡稳定性分析进口K4+124~K4+150段位于煤矿采空区范围内，坡体稳定性受其影响可能会失稳。轴线最大挖高38.95m，左边坡最大开挖高度52.90m，右边坡最大开挖高度18.50m。岩层主要为堆填土和全、强风化泥质粉砂岩、泥岩、砂岩、硅质岩和煤层构成。节理裂隙发育，岩体较破碎。从进口典型横断面图上可以看出，开挖之后形成的边坡，道路左侧为切向坡，岩层倾向于坡内；右侧为顺向坡，岩层倾向于坡外。右侧边坡受煤矿采空区影响较大。开挖后，左边坡坡率在1：1.25~1：2之间，右边坡坡率1：1.25~1：1.5。对隧道进口边坡产生影响的裂缝主要为1#裂缝，2#裂缝，3#裂缝，4#裂缝。因这几条裂缝走向与道路轴线走线大角度相交，均位于道路右侧，右侧边坡开挖高度较小，故认为进口段裂缝对边坡影响不大。但是雨水可沿裂缝渗入坡体之内，给坡体稳定性带来一定影响，因此边坡开挖之前应对裂缝采取封堵措施。从隧道进口边坡稳定性赤平投影图上可以看出，各优势节理与坡面的组合均不能形成楔形体，故边坡不会发生楔形体的破坏。利用同济曙光边坡稳定性分析软件，选取K4+145断面，对其开挖支护后的边坡稳定性进行分析。为便于计算，对地层做了一定的简化处理。计算可得左边坡安全系数为1.51，右边坡安全系数为1.35.从计算结果图上可以看出，其潜在的圆弧滑动范围很小，故可认为边坡在支护方案下是稳定的。进口仰坡稳定性分析隧道进口仰坡最大开挖高度达48m，开挖后形成的仰坡破率为1：1，分5级开挖，其中3、4级仰坡采用锚索支护，自由段长度22m，锚固段10m。分析隧道进口仰坡赤平投影图，节理面的与仰坡的组合不能产生楔形体，故仰坡不会发生此种形式的破坏。利用同济曙光边坡稳定性分析软件对其稳定性进行分析，计算得到安全系数F=1.21，但是计算未考虑隧道开挖对仰坡稳定的影响，故综合分析隧道进口仰坡稳定性安全储备小，在隧道开挖及其它因素影响下，仰坡有失稳的可能，但从计算结果图上可以看出，仰坡的不稳定区域不大，不会产生深层的滑动。

三、结语与建议

隧道出口端大都为采空区，岩层产状对出口段左侧边坡而言为顺向坡，右边坡为逆向坡。仰坡的开挖卸荷回弹可能会引起采空区的变形甚至坍塌，同时引发裂缝深度的进一步扩展，对仰坡稳定性影响较为严重。因此，洞口段整体稳定性较差，容易发生边坡失稳、滑坡等地质灾害。根据隧道进口边仰坡的特点，在考虑现有设计控制措施的基础上，提出如下控制洞口风险的建议措施：坡体开挖之前应对坡体附近的地表裂缝采取封堵措施；采取合理的开挖方式，减少对坡体的扰动；加强监测。

作者：林超宏 单位：龙岩市漳永高速公路有限责任公司