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滑坡处理专项实施方案

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滑坡处理专项实施方案

康临高速公路建设项目

隧道进出口滑坡处理专项方案

编制: 审核:

康临高速公路KL6合同段项目经理部

二〇〇八年八月二十二日

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滑坡处理专项实施方案

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+970~K52+260,全长3260m,明洞27m,下行线K48+962~K52+290,全长3290m,明洞24m,隧道出口下穿省道S309线。进、出口处Ⅵ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、Ⅵ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K52+140~K52+340位于滑坡地带,坡面植被发育,自然边坡25℃左右,洞口段60米范围覆盖层厚6m~15m的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5~10m,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。

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滑坡处理专项实施方案

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一次衬砌中钢筋更换为工字钢,增

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滑坡处理专项实施方案

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XK52+266-276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XK52+263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

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论,滑坡力矩

Ms?f?Gicosai?cLi?1n(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,XK52+215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

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