滑坡处理专项方案.doc

康临高速公路建设项目隧道进出口滑坡处理专题方案编制： 审核： 康临高速公路KL6协议段项目经理部二八年八月二十二日隧道进出口滑坡处理专题方案一、隧道概况南阳山隧道为上、下分离四车道高速公路专长隧道，隧址在甘肃省临夏回族自治州和政县境内，穿越南阳山。上行线K48970K52260，全长3260m，明洞27m，下行线K48962K52290，全长3290m，明洞24m，隧道出口下穿省道S309线。进、出口处级围岩地段，为提升围岩本身承载能力，提升岩体衬托能力，均设超前大管棚注浆预加固处理后进行暗洞开挖。浅埋段、级围岩采取双侧壁导坑先墙后拱法施工，深埋段级围岩采取超短台阶预留关键土先拱后墙法施工，洞身一、二次衬砌均采取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,存在大量软弱岩层，受地形、结构应力影响,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依据区域地质和综合勘察资料，隧道地处陇西黄土高原和青藏高原过渡带，隧道范围内关键为第四系全新统和更新统地层，隧道下行线K52+140K52+340在滑坡地带，坡面植被发育，自然边坡25左右，洞口段60米范围覆盖层厚6m15m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。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和纵向剪切裂缝发育，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和泥岩层面之间形成软化带,滑体和滑床间抗剪强度大大降低，当土体下滑力超出接触面处抗滑力时,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线中止，先改移S309线；同时填筑洞口冲沟土方，起到反压作用，让滑坡体无深入滑动临空面及空间；明洞边仰坡采取3.5m锚杆挂钢筋网锚喷临时支护，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，尽可能缩短边仰坡暴露时间，有利于滑坡稳定；在明暗交接处套拱和长管棚对围岩进行预加固和棚架作用下，采取双侧壁先墙后拱预留关键土法进洞，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，雨季施工轻易诱发古滑坡体活动，存在安全隐患；先明洞后暗洞施工次序，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、施工单位提议进洞方案依据原设计隧道地质、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，滑坡体存在临空面前提下，应遵照“早进洞，晚出洞”标准，做到少开挖或零开挖，减小滑坡临空面，同时降低公路建设对自然地貌、植被等环境破坏。提议降低开挖，缩短明洞，封闭S309线，改移交通，依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，恢复运行时存在安全隐患，将S309线下20m一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，混凝土强度达成要求后恢复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，同时节省S309线开挖、恢复成本；降低地貌、植被、环境破坏，使公路和自然景观愈加协调，提升隧道设计理念。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，所以采取原设计方案。四、首次滑移情况及处理方法1、滑坡情况隧道上行线进口按原设计方案，在完成暗洞口XK52+266-276段10m明洞一衬后，8月20开始暗洞开挖，隧道左侧壁于8月25日开挖至XK52+263掘进3m时，下行线仰坡拱顶诱发滑坡体滑移，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。在隧道洞口仰坡截水沟及其滑坡体上部署了一系列地表沉降、位移观察点,观察结果表明,地表沉降一直在增加,尤其是于8月24、25日两天强降雨后，降雨前后，滑坡位移量达24cm，地表下沉两达9.2cm,且滑移速率呈加紧趋势；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、滑坡处理方法滑坡滑移后,果断于8月25日停止隧道侧壁掘进,依据滑坡圆弧法分析理论，滑坡力矩（L滑动面总长度，f 摩阻系数，c 黏聚力，Gi 第i块总量）在其它条件不变情况下，只要减小滑坡体总量G，其滑动力矩就会减小。所以，确定治理方案为地表土体卸载，同时深入完善滑坡范围防排水；该方法简单易行，工期短，见效快，于8月25日晚立即实施，关键工作以下：（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，采取有三七灰土夯填，略高于原地面,预防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，深入预防地表水下渗，沿滑坡外缘做截水沟，XK52+215处S309线做拦水带将路面排水截至边沟，预防路面排水流入滑坡范围内。（4）加强对滑坡体监控量测工作，以四小时为间隔监控量测。（5）加强早期支护为了克服前段施工时早期支护变形严重,模筑混凝土开裂等情况,采取加强早期支护方法,早期支护I20工字钢加密,同时S309线下20m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做法,一是能够协同早期支护共同承载;二是能够避免因早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变形;三是能够起到稳定滑坡体效果。（7）缩小每循环进尺，鉴于隧道围岩为泥岩、滑坡堆积体,有遇水软化特征,围岩自稳性较差,为了避免造成大开挖面,采取短进尺,多循环施工方法, 减小围岩变形。（8）探明地质情况依据施工图地质汇报探明地质情况,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,符合滑动面基础条件。下表选择含有代表性地表观察点监控量测统计，反应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点监控量测统计表时间项目.8.23.8.24.8.25.8.26.8.27.8.28地表累计下沉(cm)1.2 2.9 9.1 9.19.2 9.2 地表累计下沉(cm)0.6 4.6 23.9 24.3 24.4 24.4备注降雨前强降雨卸 载 后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，取得了很好效果，暗洞施工恢复掘进。五、二次滑移情况及处理方法1、滑坡情况当隧道上台阶掘进至XK52+215, 10月21日晚大雨后，再次诱发洞顶大面积滑坡，此次滑坡包含范围很大，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；直接造成距暗洞口50mS309线路面多处开裂右半幅不一样程度下沉；暗洞XK52+220-240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XK52+220-240段洞顶下沉最大为13.4cm（以前考虑到围岩情况及滑坡影响，预留变性量为25cm）,相对收敛4.9cm，滑坡体积约2 m3以上。2、滑坡处理方法面对严重洞体变形及猛烈山体滑坡，项目部相关技术人员相互商讨，共同制订治理方案，具体方案为：（1）抑制洞体变形 XK52+220-240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-45o，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；最终施工仰拱，使一次衬砌立即形成受力环，根本抑制洞体变形。（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，确保回填土方不沿坡面外溜，回填同时挡墙一起施工。（3）完善防排水，处理地表裂缝（4）加强监控量测工作合适加密地表布点及洞内布点，以四小时为间隔监控量测，确保各方法在确保安全基础上实施，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，下表选择含有代表性地表观察点X2-3、洞内拱顶A50、洞内相对收敛E5-D5观察断面监控量测统计，较为详实反应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察统计表项目点号观察名称(日期)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伴随洞门墙砌筑和反压回填不停进行,地表观察点监测结果表明,回填反压、临时浆砌洞门墙在阻止滑坡体滑动上效果显著，山体滑移及洞体变形在逐步得到遏制，这些方法有效地减缓了滑坡体滑移，取得了很好效果。六、总结施工单在8月22日立即逐步实施既定方案，实践证实,为预防滑坡体在施工过程中滑动,确保安全顺利进行施工所采取方法和施工方法是成功,到现在为止这些方法确实起到了阻止滑坡体滑动作用。经过后期对滑坡体和隧道围岩变形监控量测,能够得出以下几点结论: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是否至关关键，应尽可能符合“早进洞、晚出洞”隧道施工标准,有效减小滑坡机率,同时降低开挖,有利于环境保护。3、在已诱发滑坡活动情况下，处理方案、处理方法选择是否合理，应急方法立即是否也相当关键，在对滑坡处理同时，应稳抢隧道施工。