贾快奔球中国公路项目咨询集团有限公司摘要：随着我国旅游资源开发的强烈需求，通往我国重要景区的干线公路建设规模也越来越大。摘要：以四川省通往九寨沟的某公路为依托，结合山区公路复杂的地形和地质条件，主要介绍梅家沟隧道的隧道边坡和仰坡问题，以及相关的工程处理措施。关键词：高速公路；边坡处理；滑坡处理；

项目概述1区梅家沟隧道为长大分离式隧道，左线全长2425m，桩号从ZK66 265至ZK68 690，为47m长的明洞，采用端墙洞门；右线全长2340m，桩号范围K66,320 ~ K68,660，明洞长20m。梅家沟隧道左右洞纵坡为1.6%单向坡，最大埋深246m

图1梅家沟隧道入口平面布置图下载原图

隧道区属北亚热带山地湿润季风气候，气候温和，降水和日照充足，四季分明，特点是云多雾少，阴天多。年平均降水量为866.5毫米，最高值为1161.4毫米，最低值为397.3毫米，工程区存在季节性结冰。季节性结冰现象从11月初开始，平均到4月初结束。从010到31019持续时间较长，并随着海拔的升高而延长。

隧道所经山体为受构造和流水侵蚀的山地地貌，海拔2330 ~ 2554m，最大相对高差约240m，地形起伏较大。隧道洞口覆盖层主要由第四系全新统洪积(Q4dl pl)砾质土组成，浅灰色，厚约10m，土质不均匀，含碎石、砾石，结构松散。隧道岩体主要为千枚岩、板岩、碳质板岩，风化程度中等偏强，全隧道围岩等级为级。

根据文件中四川省地震局《关于灾后恢复重建估算烈度值建议的函》和《极重灾区地震烈度情况表》行政区划，结合修订后的《四川、甘肃、陕西部分地区地震动反应谱特征周期区划图》和《四川、甘肃、陕西部分地区地震动峰值加速度区划图》，将地震动峰值加速度、地震动反应谱特征周期和地震基本烈度分别调整为0.20g、0.40s和度。

2现场介绍梅家沟入口右线于2018年10月8日开始进入隧道。截至目前，隧道上部开挖和支护共完成30m，隧道开挖和支护严格按照设计方法施工。该段属于V2围岩，由Z5a衬砌支撑。初期支护采用I20b钢拱架，间距0.6m，C25喷锚系统，A型辅助工程措施1086mm超前大管棚。施工时采用微台阶法开挖，开挖间距小于0.8m，由于洞身岩体为强风化千枚岩，且围岩含水，地表水十分发育，围岩自身稳定性极差。自施工以来，地表累计沉降达16.8厘米，洞身拱顶累计沉降达16.5厘米。12月25日10时，K66 360拱顶沉降一次性达到10.5cm。从K66 350到K66 360，从左拱腰到隧道边墙底部的拱部整体变形向隧道进口方向倾斜。钢架严重扭曲，初期支护面严重剥落。地表水平贯通裂缝宽度为1 ~ 2 cm，隧道洞口拱部有多条环向裂缝。K66 365开挖支护段拱周向贯穿裂缝达5 mm。

现场发现，仰拱施工段K66 342-K66 352左拱墙第一道支撑混凝土剥落特别严重，剥落部分和拱架变形部分高出拱顶约40厘米。所有初期拱架均向洞口倾斜，拱架纵向连接钢筋断裂。如果拱架没有倒置，可以发现拱架

3上坡土体变形原因分析：梅家沟隧道右线进口K66 345~K66 375段。围岩为强风化千枚岩泥质结构，岩体破碎。入口段覆盖有薄层坡积砾石，松散不稳定。隧道开挖后，由于围岩自拱能力差，初期支护结构为柔性结构。随着围岩变形的增大，初期支护承受的荷载不断增大，结构失稳，顶板沉降突然增大，反映到地表，产生垂直于隧道方向的拉伸裂缝。由于隧道进口处土体约束较小，不稳定变形体向隧道进口处移动，将初期支护向外推，钢拱架向隧道进口处均匀倾斜，拱架纵向连接钢筋断裂。

采用JTG D70 《公路隧道设计规范》附录E浅埋隧道荷载计算方法，对变形范围进行理论计算、分析和验证。

图2 《公路隧道设计规范》浅埋隧道稳定性分析图下载原图

图3洞口坡面裂缝位置分析图下载原图。

根据地表裂缝位置、洞顶最大沉降位置和填土高度，可计算出变形体破裂面角度为34，反分析得到土体内摩擦角为17，与地勘报告中土体破坏失稳后剩余强度的内摩擦角基本一致，理论分析与现场情况基本一致。即土体的失稳范围基本是上图中的虚线，对洞口的推力主要是这部分土体产生的主动土压力。

4边坡坍塌原因分析入口边坡位于本工程1号滑坡范围内。边坡坍塌的主要原因是边坡开挖过高，边坡无防护，在下雨等不利工况下发生局部坍塌失稳。

滑坡位于山脚的缓坡上。从地貌学上讲，滑坡是圈椅，而且是土质滑坡。滑坡体岩性主要为卵石，下伏基岩为板岩，零星出露于滑坡体左前缘及冲沟内，产状85 ~ 110 20 ~ 40。滑坡发育在山前斜坡上，中间有三条无水冲沟。冲沟切割深度5.0~30m，滑坡中部为缓坡。线路经过滑坡前缘，地形整体坡度相似(冲沟除外)。边坡倾角235，原坡度约35，滑坡长约200m，宽约300m，厚约20.0m。滑坡主滑方向约235，路线走向约145，滑坡与路线相交约80，与路线走向近垂直。

图4 1滑坡体周长与梅家沟隧道平面关系简图。

滑坡主要为第四系更新统冲洪积(Q3al pl)卵石和第四系全新统崩积(Q4c dl)含砾粉质粘土。由于人工开挖等因素，开挖边坡的边坡稳定性降低，开挖边坡的坡度大于材料本身的自然休止角，造成部分土质滑坡。但这部分的开挖并不会导致旧滑坡的复活，而只是表层土体的失稳。为防止老滑坡复活，本次结合隧道边坡进行综合治理。

5工程处理方案通过对边坡现场条件的分析，建议先对边坡进行处理，待边坡稳定后再进洞。整个边坡处理方案充分考虑了左侧明挖隧道施工及回填土方对滑坡稳定性的抗力，以及右侧明挖隧道施工及回填对边坡的抗力。工程处理的布置如下：

图5隧道边坡治理工程平面布置图下载原图

鉴于右隧道入口处的变形体

A1标段：起止桩号为K66 265~K66 320，该标段长度为55m。抗滑桩(A-1 # ~ A-10 #)共10根，位于正线隧道明洞内，平行于路线方向布置。采用抗滑桩，桩径2m2.5m，平均桩长20m，间距5m。抗滑桩深入中风化层约11m。

A2标段：起止桩号为K66 320 ~ K66 370，该标段长度为50m。抗滑桩(A-11 # ~ A-19 #)共9根，位于主线隧道暗洞内，平行于路线方向布置。抗滑桩采用桩径2.5m3.5m，平均桩长35m，间距5m。抗滑桩深入中风化层约9.3m。

6方案的计算分析6.1计算方法根据《建筑边坡工程技术规范》 (GB 50330-2013)附录A中的公式，隐式求解采用传递系数法，分为正常工况(自然工况)、暴雨工况和地震工况，对典型断面分别进行计算分析。

图6-线性滑动面斜率传递系数法的倍数简化计算图。

6.2计算参数滑坡岩土力学参数根据《公路桥涵地基与基础设计规范》、《公路路基设计规范》、《建筑边坡工程技术规范》室内外试验值综合确定。各参数的推荐值见表1。

表1下载岩土层设计参数原图

6.3计算结果滑坡推力计算方法采用传递系数法(隐式解法)，岩体参数计算选用上表数据，指定滑动面采用GEO5-2019软件计算。正常情况下设计安全系数为1.20，暴雨情况下为1.10，地震情况下为1.15(地震动峰值加速度为0.20g)。滑坡推力计算结果汇总见表2。

表2滑坡推力计算表下载原图

图7 A-A '截面计算图下载原图

图8 C-C '截面计算图下载原图

结论以梅家沟隧道为例，简要阐述了复杂地质条件下隧道进口引起的边坡失稳。在此类计算中，应充分考虑明洞、回填土和偏心挡土墙的施工对边坡稳定性的有利影响。原设计没有考虑这部分抗力，整个边坡设置了大规模的抗滑桩。设计优化后，对桩径、桩长和桩布置进行了调整，节约了工程成本，降低了施工难度。可为类似工程的边坡治理提供参考。

参考文献[1]《公路路基设计规范》。人民交通出版社，中交第二公路勘察设计研究有限公司主编，2015。[2]《建筑边坡工程技术规范》。中国建筑工业出版社，重庆市城乡建设委员会主编，2013。[3]《公路桥涵基础设计规范》。人民交通出版社，中交公路规划设计院有限公司总工等。 2007.[4]

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