滑坡处理专项方案

康临高速公路建设项目隧道进出口滑坡处理专项方案康临高速公路KL6合同段项目经理部二00八年八月二十二日隧道进出口滑坡处理专项方案一、隧道概况南阳山隧道为上、下分离的四车道高速公路特长隧道，隧址位于甘肃省临夏回族自治州和政县境内，穿越南阳山。上行线K48 970K52 260,全长3260m明洞27m,下行线K48 962K52 290,全长3290m明洞24m,隧道出口下穿省道 S309线。进、出口处切级围岩地段，为提高围岩自身承载能力，提高岩体衬托能力，均设超前大管棚注浆预加固处理后进行暗洞开挖。浅埋段V、切级围岩采用双侧壁导坑先墙后拱法施工，深埋段V级围岩采用超短台阶预留核心土先拱后墙法施工，洞身一、二次衬砌均采用模筑砼共同组成永久性承载结构。隧道进出口地处古滑坡地带，地质条件复杂,存在大量的软弱岩层，受地形、构造应力的影响，隧道开挖后出现滑坡、坍塌、大变形 等问题,给隧道正常施工带来极大困难二、下行线进口滑坡体地质概况根据区域地质和综合勘察资料，隧道地处陇西黄土高原与青藏高原的过渡带，隧道范围内主要为第四系全新统和更新统地层，隧道下行线K5214CK52340位于滑坡地带，坡面植被发育，自然边坡25E左右，洞口段60米范围覆盖层厚6m15询勺坡积亚粘土及亚砂土层，下伏上第三系临夏组泥岩，围岩软弱，土质松散，含水量大，顺坡 面向沟道内极易产生围岩失稳坍塌，影响隧道西端进、出口安全。2007年 10月中下旬出现蠕滑变形，S309公路、乡间便道均被错开，滑坡体表部横向拉张裂隙与纵向剪切裂缝发育，滑坡体前缘冲沟沟底宽度仅510m滑坡前缘空间狭小。该段原滑坡堆积 亚粘土体吸水饱和与泥岩层面之间形成软化带，滑体与滑床间的抗剪强度大大降低，当 土体的下滑力超过接触面处的抗滑力时，产生滑移三、进洞方案1、设计进洞方案原设计考虑明洞开挖造成省道 S309线中断，先改移S309线；同时填筑洞口冲沟土方，起到反压作用，让滑坡体无进一步滑动的临空面及空间；明洞边仰坡采用3.5m锚杆挂钢筋网锚喷的临时支护，锚杆间距1.5m，按梅花状布设；在暗洞开挖前，明洞一次衬砌和仰拱施作完成，立即进行回填反压，尽量缩短边仰坡暴露时间，有利于滑坡的稳定；在明暗交接处的套拱与长管棚对围岩进行预加固和棚架作用下，采用双侧 壁先墙后拱预留核心土法进洞，台车就位后立即进行二次衬砌施工，确保明洞段边仰 坡稳定和结构安全。待洞口工程完成后恢复 S309省道通车。优点常规施工法，工艺简单，造价低，明洞回填完成后，恢复S309线上跨明洞,有效减小了 S309线下沉及位移;缺点明洞大开挖后，原山体力学平衡受到破坏，边仰坡临空面大，雨季施工容 易诱发古滑坡体活动，存在安全隐患；先明洞后暗洞施工顺序，增加暗洞施工工期; 同时增加恢复S309线相关工程量，造成一定资源浪费。2、施工单位建议进洞方案根据原设计隧道地质、地貌分析，结合洞口段滑坡实际情况，在洞口沟内起反压、抑制滑坡滑动土方未填筑完成，滑坡体存在临空面的前提下，应遵循“早进洞，晚出洞”的原则，做到少开挖或零开挖，减小滑坡临空面，同时减少公路建设对自然地貌、植被等环境的破坏。建议减少开挖，缩短明洞，封闭S309线，改移交通，根据地形暗挖进洞施工方案。将明洞变短为6m,加强超前支护为两排大管棚，在管棚严注浆预加固和棚架作用下，采取双侧壁导坑进洞，同时考虑暗洞施工时洞顶S309线有可能下沉及位移，恢复运营时存在安全隐患，将 S309线下20m次衬砌中钢筋更换为工字钢，增加衬砌强度、刚度，待二衬施作完成，混凝土强度达到要求后恢复S309线通车。优点避免明洞大开挖，减小滑坡临空面，有效降低滑坡活动机率，同时节约S309 线开挖、恢复成本；减少地貌、植被、环境破坏，使公路与自然景观更加协调，提高 隧道设计理念。缺点隧道工程造价增大，初步估算明洞部分隧道每延米增加3.5万元。业主及设计单位在两方案对比后，认为前种方案已考虑对山体滑坡稳定，无安全 隐患，后种方案增大工程造价，所以采用原设计方案。四、首次滑移情况及处理措施1、滑坡情况隧道上行线进口按原设计方案，在完成暗洞口XK52266-276段10m明洞一衬后，2008年8月20开始暗洞开挖，隧道左侧壁于2008年8月25日开挖至XK5226掘进3m时，下行线仰坡拱顶诱发滑坡体的滑移，其原因是围岩很差，地表为古滑坡堆积体，大量地表水下渗，使洞顶山体粘聚力下降，土体自重增大，隧道施工影响到滑坡体产生滑移 趋势。在隧道洞口仰坡的截水沟及其滑坡体上布置了一系列地表的沉降、位移观测点，观测结果表明，地表的沉降一直在增加，特别是于8月24、25日两天的强降雨后，降雨前后，滑坡位移量达24cm,地表下沉两达9.2cm,且滑移速率呈加快趋势；地表出线一条环状 裂缝，裂缝最宽为8.5cm,裂缝最远端距仰坡开挖线11.5m,裂缝在仰坡出露处南北距 离31.5 m,仰坡处滑面距地表垂直高9.6m,滑坡体积约3200 m2左右。2、滑坡处理措施滑坡滑移后，果断于2008年8月25日停止隧道侧壁掘进，依照滑坡圆弧法分析理Ms f Gi cosai cL论，滑坡力矩i i（L滑动面总长度，f摩阻系数，c黏聚力，Gi第i块的总量）在其他条件不变的情况下，只要减小滑坡体总量G,其滑动力矩就会减小。

　　因此，确定治理方案为地表土体卸载，同时进一步完善滑坡范围防排水；该方法简单易行，工期短，见效快，于 2008年8月25日晚立即实施，主要工作如下（1）滑坡体平均下挖2.5m,纵向深度平均为10m，宽33m,总体上前端低于后端，有利于排水。（2）深挖地表裂缝50cm左右，采用有三七灰土夯填，略高于原地面，防止地表水 下渗润湿滑面。（3）完善排水系统，将滑坡顶面全部覆盖防水材料，进一步防止地表水下渗，沿 滑坡外缘做截水沟，XK52215处S309线做拦水带将路面排水截至边沟，防止路面排水 流入滑坡范围内。（4）加强对滑坡体的监控量测工作，以四小时为间隔监控量测。（5）加强初期支护为了克服前段施工时初期支护变形严重，模筑混凝土开裂等情 况，采用加强初期支护的方法，初期支护I20工字钢加密，同时S309线下20n范围内二衬 中增加工字钢（设计外）。（6）采取仰拱、二次衬砌紧跟掌子面的做法，一是可以协同初期支护共同承载；二 是可以避免因初期支护暴露时间太长，或因雨水等原因造成强度不足而产生的变形；三 是可以起到稳定滑坡体的效果。（7）缩小每循环进尺，鉴于隧道围岩为泥岩、滑坡堆积体，有遇水软化的特性，围 岩自稳性较差，为了避免造成大的开挖面，采用短进尺，多循环的施工方法，减小围岩 的变形。（8）探明地质情况根据施工图地质报告探明地质情况，确定滑移面。滑坡平面位置图、剖面示意图显示,存在一个中层滑动面,深度约为1215m,滑面为泥岩-古滑坡堆积土体之间的接触面,下覆泥岩是相对隔水层，接触面抗剪强度很小，在饱和状态下抗剪强度极小，符合滑 动面的基本条件。下表选取具有代表性的地表观测点的监控量测记录，反映了滑坡开始活动至卸载 方案完成整个过程滑坡活动情况。地表S1-3点监控量测记录表时间项目2008.8.232008.8.242008.8.252008.8.262008.8.272008.8.28地表累计下沉（cm）1.22.99.19.19.29.2地表累计下沉（cm）0.64.623.924.324.424.4备注降雨前强降雨卸载后地表S1-3点监控量测曲线图降 沉日期（2008年8月）- - 地表累计下沉 地表累计位移3、处理效果监控量测数据和曲线图显示，在实施以上处理方案后，滑坡体滑动得到了有效遏制，滑坡很快趋于稳定，取得了较好的效果，暗洞施工恢复掘进五、二次滑移情况及处理措施1、滑坡情况当隧道上台阶掘进至XK52215,10月21日晚大雨后，再次诱发洞顶大面积滑坡，此次滑坡涉及范围很大，在10月21日至10月30期间，洞顶地表发展出现多条环状 裂缝，最大裂缝缝宽25cm,裂缝错台最大处达45cm直接导致距暗洞口 50m的S309线 路面多处开裂右半幅不同程度下沉；暗洞 XK52220-240段一衬多处开裂。量测数据表 明，此段时间内，滑坡位移量达194.0cm，地表下沉量达77.7cm； S309线路面左侧最 大下沉量42.6cm；暗洞XK52220-240段洞顶下沉最大为13.4cm （此前考虑到围岩状 况及滑坡影响，预留变性量为 25cm）,相对收敛4.9cm，滑坡体积约22000 m3以上。2、滑坡处理措施面对严重的洞体变形及剧烈的山体滑坡，项目部相关技术人员相互商讨，共同制 定治理方案，具体方案为（1）抑制洞体变形XK52220-240段上台阶一衬两侧拱脚以50cm间距施设3.5m长锁脚小导管，角度 控制于30o-450，抑制上台阶下沉；然后拉中槽跳马口开挖下台阶，半幅单次开挖长度 控制在3m以内，避免两脚同时悬空；下台阶每拱架增加3.5m长锁脚小导管两根，施设角度同上台阶；最后施工仰拱，使一次衬砌尽快形成受力环，彻底抑制洞体变形。（2）控制山体滑移明洞已经完成，立即实施明洞洞顶土方回填，对隧道仰坡滑坡体进行反压。在短 期内端墙无法完成的情况下，在明洞口衬砌两侧增加3.5m厚，高8.5m浆砌片石挡墙，起挡土作用，保证回填土方不沿坡面外溜，回填同步挡墙一起施工。（3）完善防排水，处理地表裂缝（4）加强监控量测工作适当加密地表布点及洞内布点，以四小时为间隔监控量测，保证各措施在确保安全的基础上实施，同时掌握一手资料，指导施工。3、处理效果在方案实施过程中，全过程监控量测，下表选取具有代表性的地表观测点X2-3、洞内拱顶A。、洞内相对收敛E5-D5观测断面的监控量测记录，较为详实的反映了方案实 施过程山体滑移及洞体变形情况。山体滑移及洞体变形观测记录表项目上口 点号观测名称（日期）2008年10月2021222324252627282930地表X2-3累计下沉（mm）07.521.944.556.165.475.877.077.377.677.6累计位移（mm）020.456.895.8130.8164.0184.3190.5193.5194194洞内A50拱顶累计下沉（mm）02.44.87.19.410.512.613.113.213.213.4E5-D5相对累计收敛（mm）00.71.52.23.13.74.04.34.54.84.9山体滑移及洞体变形观测曲线图he 敛收、移位、沉下计累80切他20冗80606020O日20日24日27日30日期（2008年10月）地表X2-3点累计下沉地表X2-3点累计位移 洞内A50拱顶累计下沉f 洞内E5-D5相对累计收敛随着洞门墙的砌筑和反压回填不断进行，地表观测点的监测结果表明，回填反压、临时浆砌洞门墙在阻止滑坡体滑动上效果明显，山体滑移及洞体变形在逐步得到遏制,这些措施有效地减缓了滑坡体的滑移，取得了很好的效果六、总结施工单位于2008年8月22日立即逐步实施既定方案，实践证明，为防止滑坡体在施工过程中滑动，保证安全顺利的进行施工所采取的措施和施工方法是成功的，到目前为止这些措施确实起到了阻止滑坡体滑动的作用。通过后期对滑坡体和隧道围岩变形 的监控量测，可以得出以下几点结论1在滑坡体滑动方向和隧道中线小角度相交条件下，浆砌重力式洞门挡土墙、明洞顶回填土体反压，在阻止滑坡体滑动上起到了直接作用。2、在隧道进、出口地处古滑坡段条件下，隧道进洞方案选择合理与否至关重要，应 尽量符合“早进洞、晚出洞”的隧道施工原则，有效的减小滑坡机率，同时减少开挖，有 利于环境保护。3、在已诱发滑坡活动的情况下，处理方案、处理措施选择是否合理，应急措施及时 与否也相当重要，在对滑坡处理的同时，应稳抢隧道施工。