復雜地形現役高速公路隧道明洞接長施工技術研究

張程銳 陳靜

摘要：本文針對跨越沖溝地形條件下的隧道洞口滑坡地質災害，提出了現役高速公路隧道明洞接長施工技術。通過在路線左側邊坡回填區設置抗滑樁，在洞口接長連拱明洞跨越沖溝溝口。洞頂回填后，明洞上方修建排導槽排輸泥石流，最后對洞口邊坡仰坡沖溝進行掛網噴播植草綠化。該技術有效提高了既有隧道洞口處的坡面穩定性，降低了滑坡地質災害風險。

關鍵詞：公路隧道;明洞;滑坡;穩定性

Study on the Construction Technology of Extending the Gallery of the Existing Expressway Tunnel with Complicated Terrain

ZHANG Chengrui? CHEN Jing

（Sichuan Transportation Construction Group Co.， Ltd.， Chengdu， Sichuan Province， 610047 China）

Abstract： In view of the geological disasters of the tunnel entrance landslide under the terrain condition of crossing the gully， this paper puts forward the existing gallery extension construction technology of expressway tunnel is proposed. By setting up anti-slide piles on the left side slope backfill area of the route， connect a long multi-arch gallery across the gully opening at the entrance of the tunnel. After the roof of the cave is backfilled， a drainage channel is constructed above the gallery to discharge the debris flow， and finally the gully on the slope of the gallery entrance is sprayed and planted with grass and greening. This technology effectively improves the slope stability at the entrance of the existing tunnel and reduces the risk of landslide geological disasters.

Key Words： Highway tunnel; Gallery; Landslide; Stability

近年來，我國山區高等級公路的建設逐漸增多，但由于山區地形復雜多變，隧道洞口位置巖性往往較差，易受雨季長時間降雨或地下水等因素的影響，洞口位置易出現滑坡等地質災害，對高速公路造成威脅^[1-3]。部分隧道進口上方仰坡基巖雖然整體穩定，但結構不均，邊坡容易產生掉塊、崩落等現象，在人類活動及外動力作用下邊坡容易產生掉塊、垮塌和沿不利結構面產生滑塌，滑塌后將直接影響下方高速公路的通行安全^[4-5]。若遇見持續高強度降雨，坡表發生大面積滑塌的可能性較大，因此需要及時對遭受地質災害的隧道進行修復處治。

針對隧道洞口邊坡病害，國內外學者已從滑坡成因、變形機理、處治技術等方面開展了系統研究^[6-13]。王國欣等^[7]以浙江省杭千高速公路橫路頭隧道洞口為例，首先從地質因素，水的作用及人為因素3個方面分析了滑坡產生的機制。段翔^[8]采用Geo Studio軟件對邊坡在3種降雨工況下的穩定性變化過程進行數值模擬研究，探究降雨誘發邊坡失穩的原因和內在機理。帥建兵^[11]針對云南高原地區復雜地層洞口施工中常見的滑坡問題，提出采用鋼管樁技術對滑坡范圍進行加固控制，對樁底淤泥積水應用“靜壓注漿+高壓注漿”的方式，有效防止滑坡體擴散危及洞口安全。段鋒^[12]依托隴漳高速烏梁隧道洞口處穿越滑坡體實例，提出了土釘墻代替微型樁加固方案，討論了土釘墻加固隧道洞口滑坡體的適應性。王龍^[13]探討了抗滑樁與鋼管樁聯合支護在洞口滑坡治理中的應用，可有效防范分離式隧道洞口滑坡事故。

依托實際工程案例，為了減小跨越沖溝地形條件下的坡面滑坡風險，本文研發了復雜地形跨越沖溝現役高速公路隧道明洞接長施工技術，以期為今后類似工程提供了參考借鑒。

1? 工程概況

本文依托G5京昆高速（攀田段）K2484+300官壩梁子進口地質災害維修處治工程，該工程在2016年9月攀枝花地區連續發生百年不遇的強降雨中，造成官壩梁子隧道（K2484+300）上方山體發生滑坡形成泥石流，約15 000m³泥石直接涌入官壩梁子大橋及隧道內，致使G5京昆高速大田至平地段交通中段，隧道配電房被損毀。經過24h的連續搶險，及時清除了涌入官壩梁子大橋及隧道內的泥石，泥石清理后，采取在隧道口端墻頂面上方設置混凝土防撞墩、掛防護網的臨時防護方案進行應急搶險工程，但隧道上方坡體滑坡裸露部分以及坡體覆蓋層還存在較大的安全隱患，需對其進行永久加固處治。主要工作量為：抗滑樁408m?，挖土方950m?，挖石方1590m?，洞口建筑440m?，排導槽1242m?，洞口回填7425m?，地基處理830m?，二次襯砌1509m?，側墻744m?，水泥混凝土路面525m?，瀝青混凝土路面525m?，仰拱回填630m?，邊仰坡防護690m?及交安設施。

2? 技術原理

如圖1所示，本工程采用復雜地形跨越沖溝現役高速公路隧道明洞接長結構對隧道上方仰坡治理。該技術的主要原理為：對洞口邊坡仰坡滑塌區坡面松散土體及碎石進行清理，然后采用三維網噴播植草增加坡面穩定性，綠化坡面，同時增加平臺截水溝做好排水。路線左側邊坡回填區設置抗滑樁。洞口接長明洞跨越沖溝溝口，明洞采用連拱形式，單壓結構，洞門亦采用單壓形式洞門。洞頂回填后，設置排導槽。

3? 施工關鍵技術

如圖2所示，為復雜地形現役高速公路隧道明洞接長施工的工藝流程圖，包括抗滑樁施工、明洞結構施工、防排水施工、邊坡防護施工等關鍵技術。

3.1 抗滑樁施工

抗滑樁采用人工挖孔樁，具有施工簡便，無特殊機械設備的要求，主要施工內容為基坑開挖及護壁、鋼筋籠制作安裝、灌注樁體混凝土。開挖過程中實時觀測斜坡是否變形，確保人工開挖安全?？卓谠O圍欄和防止地表水、雨水流入等安全設施。

3.2 明洞結構施工

如圖3和圖4所示，明洞施工先進行仰拱的施工回填，回填采用對稱分層夯填密實。根據施工設計圖紙，對既有混凝土結構進行鑿除，鑿除至鋼筋外露，將外露鋼筋與新安裝鋼筋進行焊接搭接，按照施工圖紙加工制作及安裝鋼筋，箍筋按30cm等間距布置，必須同時箍住環向主筋與縱向鋼筋。環向主筋凈保護層厚度為5cm。

擋墻結構按照施工圖紙，安裝鋼筋并支模進行混凝土澆筑。澆筑完成用麻袋及土工布進行混凝土養護，養護不小于7d。在隧道頂部設置排導槽并澆筑C30混凝土側墻及C30鋼筋混凝土導流板。

在隧道左線部分位于堆積體中，做左線明洞及擋墻下部采用C20混凝土對基礎進行換填，換填高度為2m。換填混凝土強度達到70%后，換填層下部采用Φ76鋼花管鉆孔，在鉆孔時至少鉆至基巖1m，鉆孔布位按1m梅花形布置。鉆孔完成后進行注漿，注入純水泥漿，水灰比為0.6～0.8。

3.3 防排水施工

防排水以防、排、截、堵相結合原則。墻背設Φ50HDPE單壁打孔環向排水管盲溝，隧道左右邊墻背設Φ100HDPE單壁打孔波紋排水軟管，隧道左右邊墻底部橫向每隔10m各設置1道Φ50HDPE單壁無孔波紋泄水支管，使墻背水排入路緣帶下暗埋的Φ200HDPE縱向排水主管內，明洞中墻頂部設1道Φ100HDPE縱向排水管，豎向每隔2.5m設1道Φ80PVC泄水管。襯砌混凝土結構采用防水混凝土澆筑，二次襯砌混凝土抗滲等級應不小于P8。明洞采用“兩布一膜”防水體系（無紡布+EVA防水板+無紡布）。

3.4 邊坡防護施工

首先，人工將坡面補平順，風鉆鉆取深度為142cm深孔，并安放Φ18mm錨筋間隔為300cm，每間隔100cm安裝一個U型釘，用30號砂漿固定錨固鋼筋。根據坡面的干濕情況，用水將坡面澆濕，澆水量以土壤不出浮土和粉塵為宜。

其次，將稻草切成5～10cm長拌合在回填土中，回填中要經過翻曬、晾干、碾壓、過篩成均勻的細粒土，其團粒小于三維網網孔，覆3～5cm厚的土壤于平整好的坡面上，坡面覆土后要求起伏小于5cm/2m。

最后，噴播草籽。

4? 技術效益分析

本技術針對性強，可快速治理隧道進口上方仰坡發生的大面積滑塌，有效增加坡面穩定性。與傳統施工技術相比，其特點主要體現在以下幾點。

（1）采用明洞接長的方式對隧道進口上方仰坡大面積滑塌處進行地質處治施工，接長明洞跨越沖溝溝口，洞頂回填后，設置排導槽，通過維修期間所用費用與明洞接長費用相比，具有良好的經濟效益。

（2）明洞外側路線左側邊坡回填區設置抗滑樁，保證明洞結構穩定，增強了邊坡的整體穩定性，同時盡可能減小對原結構的影響，降低施工和運營期間的不安全因素。

（3）隧道進口上方仰坡大面積滑塌處進行掛三維網噴播植草綠化，在仰坡上部、中部、底部各設置一道截水溝，增加坡面穩定性，同時提高坡面排水性能。

5? 結論

針對跨越復雜沖溝地形的隧道洞口滑坡災害，本文提出了現役高速公路隧道明洞接長施工技術，集成了邊坡回填打設抗滑樁、洞口接長連拱明洞、明洞上建排導槽、仰坡沖溝掛網噴播植化等關鍵技術。應用效果表明，本技術可有效修復隧道洞口邊坡滑塌病害，同時具有一定的生態環保效益。

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