摘要：呂河隧道位于十天高速旬陽聯(lián)結(jié)線，出口以風(fēng)化千枚巖為主，含少量石英片巖，節(jié)理發(fā)育，洞口右側(cè)存在東西走向斷層，裂隙水豐富，石英巖與千枚巖分層界線容易產(chǎn)生巖層下滑，地形、地層雙作用偏壓，出口段 V級圍巖103m，最淺埋深僅4m，開挖斷面15.1×10.5米,典型的大跨、淺埋、偏壓隧道。在施工中多次出現(xiàn)塌方情況，本文總結(jié)施工中遇見的問題及應(yīng)對方法，通過對地表、山體、洞內(nèi)三方面的加固，總結(jié)出一整套千枚巖地質(zhì)下偏壓大跨隧道的施工方法，為陜南同類型隧道提供了施工指導(dǎo)和借鑒。

　　關(guān)鍵詞：千枚巖  偏壓隧道  地質(zhì)原因  應(yīng)對措施

　　一 工程概況

　　1．1呂河隧道位于十堰-天水高速公路A-CD40標(biāo)陜西省安康市，里程LBK1+456- LBK2+030間，全長574m，出口端位于漢江河畔半山腰，地勢極其陡峭，103米為偏壓段淺埋層，在洞頂右上方有1984年的滑坡痕跡，垂直斷裂帶高約4米。地質(zhì)以風(fēng)化千枚巖為主，含少量石英片巖，節(jié)理發(fā)育層厚小于20cm，較為破碎。巖層自左向右傾35°- 60°（傾向北）與隧道夾角很小，拱墻部容易順層塌方。洞口右側(cè)存在東西走向斷層，裂隙水豐富（初步估計斷層在LBK0+960附近與隧道交匯）。地質(zhì)構(gòu)造存在偏壓，石英巖與千枚巖分層界線容易產(chǎn)生巖層下滑。

　　2011年7月施工至LBK1+888時（距出口142米）初支多處發(fā)生開裂剝落、至9月6日偏壓擋墻沿上導(dǎo)地面水平向出現(xiàn)2-3毫米裂縫，左側(cè)明暗洞結(jié)合處噴射混凝土向外鼓起75毫米，拱頂出現(xiàn)不同程度噴射混凝土開裂、掉塊現(xiàn)象，隧道右側(cè)LBK1+970- LBK1+982段在拱腳部位開始出現(xiàn)縱向裂縫，裂縫處噴射混凝土大量掉塊，外露鋼拱架扭曲，外凸達(dá)20厘米，隨時都有坍塌的危險，連夜進(jìn)行鋼支撐頂撐加固處理；2天后對側(cè)隧道拱腳部位（隧道左側(cè)LBK1+963- LBK1+982）出現(xiàn)混凝土剝落、拱架扭曲外鼓現(xiàn)象。

　　1．2隧道頂山體狀況

　　1．2．1、臨近洞口仰坡頂面處裂縫（距離坡體塌方面5-10m）：洞口仰坡頂面裂縫呈圓弧形分布，裂縫寬度達(dá)到5～25cm不等。

　　1．2．2、在坡頂村民宅基地處(距離塌方面約45m)：院子內(nèi)裂縫寬度達(dá)到1～15cm不等；房屋內(nèi)墻體及地面裂縫達(dá)0～2.5cm不等，上下樓頂?shù)捻艠翘菖c墻體間均已產(chǎn)生裂縫；在宅基地兩側(cè)下方，裂縫寬度以及溜塌距離達(dá)到1～25cm不等；

　　1．2．3、在坡頂耕地內(nèi)(距離塌方面約85m)，裂縫寬度達(dá)到1～50cm不等，土體明顯下滑呈斷裂狀。

　　二  隧道變形地質(zhì)原因分析

　　2．1、斜坡失穩(wěn)的地質(zhì)類型定性：

　　2．1．1、隧道通過的主體巖層為薄層狀千枚巖，巖質(zhì)軟弱，層面極其發(fā)育，揉皺強烈，風(fēng)化深重，在斜坡重力作用下，易沿陡山坡向下蠕變；

　　2．1．2、隧道出口二、三十米地段左側(cè)恰位于地層分界面部位，千枚巖覆蓋于堅硬的中、厚層石英片巖之上，且?guī)r層界面傾向隧道，形成上軟下硬的順層不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)（見圖）。

　　2．1．3、巖層從左向右傾向隧道，傾角40～45度，是最容易形成臨空面、產(chǎn)生向下滑移的角度。

　　2．1．4、隧道左側(cè)為沖溝岸坡，順層滑動具備臨空的陡坡地形條件。

　　2．1．5、在千枚巖體中發(fā)育一小斷層揉皺破碎帶，在LBK1+920通過隧道，有7m寬破碎帶，有泉水流出，說明千枚巖體中含水。

　　上述巖性、界面、產(chǎn)狀、地形以及地下水等5方面不利組合，使隧道出口段成為極有利于產(chǎn)生順層滑動的不穩(wěn)定山體地段，尤其在雨季地表水大量下滲的條件下，極易產(chǎn)生向下滑移變形。地表存在的陡坎表明，可能在未開挖隧道之前，就發(fā)生過滑移變形。隧道內(nèi)的變形和地表產(chǎn)生多條裂縫，表明2011年由于隧道開挖的擾動和雨水下滲，斜坡產(chǎn)生了較為明顯下滑蠕動變形，致使隧道結(jié)構(gòu)承受地層錯動的作用而變形、開裂。

　　因此可以定性為：破碎軟弱的千枚巖層，沿軟硬巖層界面產(chǎn)生蠕動下滑變形。

　　2．2、可能產(chǎn)生的危害

　　由于目前造成所處山體斜坡不穩(wěn)定的5方面地質(zhì)因素及不利組合仍然存在，單純在隧道內(nèi)采取措施無法消除和對抗，存在發(fā)生更大范圍或更大幅度下滑的可能，尤其是在雨季滲水使千枚巖軟化、增重的條件下可能發(fā)生整體滑動，造成重大滑坡地質(zhì)災(zāi)害，其后果是公路斷道而無法補救，即使施工時未出現(xiàn)大災(zāi)害，在今后運營中也是長期隱患，對其產(chǎn)生后果應(yīng)有充分估計，盡快采取根治措施。

　　三 處理隧道變形的原則

　　3．1、處理措施的基本原則

　　隧道施工時，嚴(yán)格遵循以下基本原則，以確保工程質(zhì)量及施工安全。

　　1、先外后內(nèi)，在先整治斜坡，確保山坡整體穩(wěn)定的條件下，再繼續(xù)隧道拱底施工。

　　2、隧道大里程方向右側(cè)外山坡增設(shè)抗滑樁，確保斜坡坡腳和下部穩(wěn)定。

　　3、盡快完成抗滑主體工程和地表防、排水和封閉工程。

　　4、根據(jù)中上部穩(wěn)定和檢算情況，研究確定中上部加固的措施。

　　5、洞內(nèi)開挖施工，要研究和實施不誘發(fā)變形發(fā)展的施工程序和精細(xì)工藝。

　　6、隧道內(nèi)主體工程施工時，要抓好施工工序細(xì)節(jié)，目的是為了初支早成環(huán)、二襯早封閉，從而確保施工質(zhì)量和安全。要做到：步步為營、步步到位；

　　7、先加固后施工，邊施工邊加固，不安全不施工。施工主體時是在工程安全、施工人員安全的前提下進(jìn)行的；

　　8、施工主體時，先易后難。比如：初期支護(hù)開裂嚴(yán)重地段先加固好，但不要開挖下部，因為不安全。安全地段、容易施工段要先施工、快施工；

　　9、隧道內(nèi)主體施工時，還要遵守"二襯緊跟鋪底、鋪底緊跟支護(hù)、支護(hù)緊跟開挖"，實現(xiàn)"初支早成環(huán)、二襯早封閉"才能保證施工安全優(yōu)質(zhì)。

　　10、洞外地表開裂錯落、蠕動等及洞內(nèi)支護(hù)開裂、變形等，應(yīng)做好監(jiān)測、觀察標(biāo)記和資料記錄及分析資料等形象工作。

　　四 處理隧道變形的措施

　　4．1、洞外：采用"抗、拉、注"三結(jié)合的措施進(jìn)行呂河隧道綜合治理。

　　4．1．1、"抗"：即在隧道出口明暗交界處與偏壓墻頂平齊位置，沿山體圓弧狀設(shè)置抗滑樁；同時在偏壓拱墻外側(cè)設(shè)置砼擋墻。

　　①、抗滑樁設(shè)置：沿山體圓弧狀設(shè)置，高度與偏壓墻頂平齊，結(jié)構(gòu)尺寸2m×3m，抗滑樁截面長方向沿山體走向布設(shè)，共10根。樁與樁之間及頂部用坡腳擋墻和樁間擋墻連接，防止山體流滑、覆蓋土流失。

　　②、砼擋墻：偏壓拱墻外側(cè)，明暗洞交界處向呂河大橋方向，設(shè)置寬度為5.0m的C25砼擋墻。墻基并采取如下抗滑措施：

　　基底：擋墻基底置于基巖內(nèi)1.0m，同時在擋墻基底基巖內(nèi)打入長4.0m、間距為1.5m×1.5m的R25錨桿(基巖下2.5m，基巖上留置于擋墻內(nèi)1.5m)。

　　明暗洞交界處坡體段范圍內(nèi)：打入長度為4.5m、間距為1.5m×1.5m的R25錨桿(打入巖體3m，外留置于擋墻內(nèi)1.5m)。

　　4．1．2、"拉"，即在抗滑樁頂以及仰坡面，設(shè)置預(yù)應(yīng)力抗拉錨索。

　　⑴、樁頂錨索：在抗滑樁頂2米處預(yù)埋錨索孔道，斜下方25度角布置，長度60米，穿過隧道底3米以下，錨固在左側(cè)堅硬的片狀石英巖中，消除抗滑樁頂面自由撓度變形。

　　⑵、邊仰坡：采用C25砼護(hù)面墻（厚度40cm），護(hù)面墻內(nèi)設(shè)置鋼筋骨架，參照格子梁設(shè)置；并設(shè)置間距為4m×4m的錨索，錨索長度35米m，邊坡垂直于坡面布設(shè)，仰坡與隧道軸線呈45度布設(shè)，錨索型號為6φs15.2mm。

　　4．1．3、"注"，即注漿。

　　由于山體表層3-5米為泥質(zhì)千枚巖，在自重力的作用下會產(chǎn)生蠕動下滑，極不穩(wěn)定，尤其是千枚巖遇水融化的土質(zhì)特性，在暴雨季節(jié)表現(xiàn)為線狀泥石流，進(jìn)而發(fā)展為次第牽引式滑坡，極易誘發(fā)隧道山體變形。應(yīng)對現(xiàn)正處于蠕動的山體表層進(jìn)行注漿，起到固結(jié)、防水作用，以從根源上穩(wěn)固山體，以確保通車后的隧道安全。

　　4．2洞內(nèi)：

　　4．2．1、對LBK1+963- LBK1+982段初支扭曲侵限部位繼續(xù)用雙20b工字鋼立柱支撐，防止變形進(jìn)一步加劇。

　　4．2．2、對LBK1+955- LBK2+023段左側(cè)拱腰施做 2排￠108注漿無縫大導(dǎo)管，長度9-12米，間距1.2米,加強左側(cè)山體的整體性和抗下滑力，為下導(dǎo)開挖提供安全保證。

　　4．2．3、在初支開裂嚴(yán)重段拱腰設(shè)置2排預(yù)應(yīng)力錨索，排間距為2.5m，縱向間距為4.0m，長度不小于25m(具體長度根據(jù)現(xiàn)場鉆芯樣圍巖情況再定)，對山體進(jìn)行再加固。

　　4．2．4、對30米長的侵限段進(jìn)行換拱處理，鋼拱架型號由20b提高到22b，間距由60厘米加密為30厘米，強支撐抵抗地應(yīng)力變形。

　　4．2．5、LBK1+955- LBK2+023二襯混凝土標(biāo)號由C25提高到C30，二襯鋼筋由￠22提高到￠25，間距由20厘米加密到15厘米。

　　由于采用了以上措施及嚴(yán)格遵守施工規(guī)范，呂河隧道初支變形再沒有繼續(xù)發(fā)展，于2011年12月2日順利完成全部二襯施工，比計劃工期提前了18天。

　　五  幾點體會

　　千枚巖偏壓隧道施工要點重在對地形的準(zhǔn)確地質(zhì)分析，通過穩(wěn)山體、固地表、強支護(hù)的措施，首先保證山體的穩(wěn)定，在隧道施工時才可能不因開挖的擾動而局部失穩(wěn)，才能用常規(guī)的開挖方法確保施工安全。