竹嶺隧道西硐口左側(cè)滑坡治理措施

1、礦業(yè)快報(bào)琢總第期年月竹嶺隧道西硐口左側(cè)滑坡治理措施楊永生（中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院）摘要：針對(duì)竹嶺隧道西硐口左側(cè)滑坡形成的原因進(jìn)行調(diào)查分析，通過滑坡體穩(wěn)定性計(jì)算和采用地基反力系數(shù)法進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算的基礎(chǔ)上，選擇了錨索抗滑樁和削坡減載的聯(lián)合加固措施，并應(yīng)用于該段滑坡的治理工程。關(guān)鍵詞：滑坡；治理；內(nèi)力計(jì)算；錨索抗滑樁概況竹嶺隧道為單向雙硐隧道，洞中距，走向約。隧道西進(jìn)口段（）為深挖路塹，左右側(cè)原設(shè)計(jì)最大邊坡高度，為徽杭高速公路沿線主要控制性工程之一。左線路塹挖方接近設(shè)計(jì)標(biāo)高后，即發(fā)現(xiàn)坡體上部產(chǎn)生多條地表裂縫，裂縫距眉線位置約，最大裂縫寬度，下錯(cuò)約，其變形速率約。該滑坡縱長約，前緣橫寬約，根據(jù)滑坡

2、因數(shù)和變形跡象綜合分析，其滑體最大厚度約，主滑方向。竹嶺隧道西硐口滑坡，已經(jīng)嚴(yán)重地威脅著隧道的施工和將來高速公路的安全運(yùn)營，必須采取工程治理措施，進(jìn)行綜合整治?；绿卣骰露蔚刭|(zhì)特征竹嶺隧道西洞口處位于近東西向的山谷之中，隧道自西向東穿越小山梁埡口，左線隧道進(jìn)口里程，設(shè)計(jì)高程。右線進(jìn)口里程，設(shè)計(jì)高程。該路段總體東高西低，為南北向山坡，原自然斜坡坡度約?；露渭捌涓浇牡貙又饕姓鸬┫迪陆y(tǒng)休寧組凝灰質(zhì)粉砂巖、凝灰質(zhì)砂巖夾凝灰?guī)r及粉砂質(zhì)泥巖互層。中厚層狀結(jié)構(gòu)，巖層產(chǎn)狀。么。，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎。分布于右線隧道進(jìn)口外南側(cè)的山坡上。寒武系下統(tǒng)荷塘組中薄層狀結(jié)構(gòu)碳質(zhì)板巖、碳硅質(zhì)板巖，內(nèi)夾泥灰?guī)r透鏡體

3、及硅質(zhì)巖條帶。地層產(chǎn)狀。么。、。么。，分布于左側(cè)邊坡開挖坡腳附近及隧道內(nèi)。第四系沖洪積層：分布于洞口附近及旁側(cè)溝谷內(nèi)，以洪積粘性土混碎（礫）石為主，山坡上局部有坡積層零星分布。區(qū)內(nèi)休寧斷裂是皖南南部的一條深大斷裂，由數(shù)條逆斷層和正斷層組成寬達(dá)幾十米到數(shù)百米的深大斷裂帶，由休寧經(jīng)歙縣南、三陽鎮(zhèn)、竹鋪、竹嶺隧道向東過昱嶺關(guān)到浙江省順溪，其東段即為三陽順溪斷裂。竹嶺隧道位于查坑復(fù)式倒轉(zhuǎn)向斜的北西翼，嶺腳次級(jí)向斜的近核部，向斜的軸線走向北西西，軸面近直立。受斷層及褶皺影響，隧道進(jìn)口段節(jié)理裂隙十分發(fā)育，巖體破碎，主要節(jié)理有。么。、。么、。么。、。么、。么。等，節(jié)理裂隙的切割為滑坡變形體的發(fā)育提供了結(jié)構(gòu)條

4、件。竹嶺隧道西洞口位于昌源河之源頭，地形相對(duì)平緩，加之兩側(cè)均有北東向斷層通過，地形和巖體均具備了地下水貯存的條件，因此，在左側(cè)溝口及隧道進(jìn)洞左側(cè)均有地下水出露，形成泉和濕地?；绿卣髟摶潞缶壩挥趬q頂以上正在開挖的截水溝附近，兩側(cè)界以兩側(cè)自然溝為界，西側(cè)界線路里程，東側(cè)界位于隧道進(jìn)口，路線里程，剪出口位于路基坡腳附近，滑體沿滑動(dòng)方向長約，沿路線方向?qū)捈s，后緣裂縫呈圓弧狀，最大下錯(cuò)約，后緣裂縫總體走向。，結(jié)合側(cè)界裂縫走向及各部位變形形態(tài)，確定主滑方向?yàn)?。滑體平均厚度，其前緣出口根據(jù)坡腳鉆孔資料分析最深在低于坡腳處，主滑帶滑面傾角分析約。，后緣依附傾角。的構(gòu)造面形成?；聨r層傾向北，傾角。左右，滑

5、坡體基本處于三陽順溪斷裂范圍內(nèi)，受斷層影響，巖體十分破碎，傾向臨空的軟弱結(jié)構(gòu)面發(fā)育，相對(duì)富水，易形成切過層面的主滑帶，在開挖卸荷下該帶首先蠕滑，牽引后部形成主拉裂縫，繼而主滑與牽引段推擠前部抗滑段，現(xiàn)抗滑段已受擠開裂，但剪出口尚未形成，故處楊永生：竹嶺隧道西硐口左側(cè)滑坡治理措施年月于蠕動(dòng)擠壓階段，屬破碎巖切層滑坡。隨著進(jìn)一步開挖，或在降雨的進(jìn)一步作用下，滑坡有變形加劇和大滑動(dòng)的可能?；滦纬傻闹饕蛩兀ǎ嗔哑扑閹??；碌囟挝挥谌栱樝獢嗔哑扑閹?，兩者大角度斜交。破碎帶巖體表現(xiàn)為強(qiáng)度低、穩(wěn)定性差的構(gòu)造巖特征，決定了斷裂破碎帶是導(dǎo)致該路段山體滑坡破壞的最主要誘因。（）巖體風(fēng)化與蝕變。場(chǎng)地分布的

6、主要巖性為碳硅質(zhì)板巖和碳質(zhì)板巖，均屬于軟質(zhì)巖石，其抗風(fēng)化能力差，風(fēng)化裂隙發(fā)育，并沿裂隙面和片理面粘土化、高嶺土化強(qiáng)烈，巖石被切割成碎片狀，巖石強(qiáng)度低，穩(wěn)定性差。（）坡體開挖。路基開挖形成的右側(cè)路塹邊坡高達(dá)，導(dǎo)致坡體內(nèi)應(yīng)力重分布，同時(shí)由于切割坡腳，減小了被動(dòng)區(qū)巖土壓力，當(dāng)上部巖土體自重產(chǎn)生的主動(dòng)土壓力（滑坡推力）大于坡腳處被動(dòng)土壓力（抗滑力）時(shí)，造成邊坡失穩(wěn)形成滑坡。（）大氣降水和地下水。山體中地下水的主要補(bǔ)給來源是大氣降水，由于該區(qū)氣候溫?zé)幔昙緯r(shí)間較長，降雨量大，實(shí)際巖體長時(shí)問處于干濕交替狀態(tài)，不僅加速了巖石風(fēng)化的速度，也是地表殘坡積層和強(qiáng)風(fēng)化巖體軟化、粘土化，降低山體的透水性，易造成山體邊

7、坡失穩(wěn)滑落。（）片理及裂隙。片理及裂隙均屬于強(qiáng)度軟弱的結(jié)構(gòu)面，分布于邊坡的結(jié)構(gòu)面，如果兩者產(chǎn)狀近于一致，則易發(fā)生順坡滑動(dòng)。因此，與山體小角度相交或順坡向的片理及裂隙，也對(duì)山體邊坡的穩(wěn)定性構(gòu)成了相當(dāng)?shù)耐{。綜上所述，該路段位于區(qū)域性大斷裂帶（張性壓扭性），裂隙發(fā)育，巖體破碎，透水性差應(yīng)是滑坡發(fā)生的內(nèi)部物質(zhì)基礎(chǔ)，工程施工開挖坡體，導(dǎo)致構(gòu)造破碎坡體內(nèi)部應(yīng)力重分布是積極的誘發(fā)因素。滑坡穩(wěn)定性分析穩(wěn)定性計(jì)算方法采用公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范（）推薦的傳遞系數(shù)法（推力傳遞法）計(jì)算公式如下：（訓(xùn)）。旁（）一仍一，式中，仍一為傳遞系數(shù)，仇一（）一缸（口）；為條間推力；為單位長度豎直力（條塊自重），；為條塊滑動(dòng)底面的傾角

8、，（。）；為單位長度水平力，；。為抗滑安全系數(shù)；矗為條塊滑動(dòng)底面處巖土的粘聚力，；為條塊滑動(dòng)底面的長度，；，為第一條塊的剩余下滑力，；疋為條塊滑動(dòng)底面處巖土的摩擦系數(shù)，正；為巖土的內(nèi)摩擦角，（。）；為第條塊所在滑面上的傾角，（。）。圖條塊力系計(jì)算中采用的巖土強(qiáng)度指標(biāo)是在巖土力學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，經(jīng)大量的現(xiàn)場(chǎng)勘察工作，計(jì)算機(jī)模擬邊坡巖體的滑坡模式、不連續(xù)面及諸多地質(zhì)因素。根據(jù)典型剖面進(jìn)行反演后得出。選用的強(qiáng)度參數(shù)見表。表巖體力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)堂互魚簽塑墨壟曼竺！塑壁堡壘翌?。海√假|(zhì)板巖碳硅質(zhì)板巖滑坡及邊坡設(shè)計(jì)安全系數(shù)取高速公路規(guī)范低值時(shí)，經(jīng)計(jì)算滑坡推力為：?；轮卫矸桨笧榱丝刂苹录斑吰伦冃?，消除其對(duì)高速

9、公路及其構(gòu)筑物的影響，確保隧道的施工和高速公路運(yùn)營的安全，根據(jù)其工程地質(zhì)條件、滑坡形成原因和穩(wěn)定性分析及邊坡特征，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況和工程實(shí)施的可行性，對(duì)左線滑坡體經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，采用錨索抗滑樁與錨索框架治理方案?？够瑯队?jì)算（）抗滑樁的外力計(jì)算。作用在每根樁上的滑坡推力，樁前滑面上巖土抗力睇，計(jì)算出滑面處剪力，按樁頂設(shè)錨索，錨固力為，則將外力全部移于滑面處，按下式計(jì)算：，等一一；等厶（）抗滑樁的內(nèi)力計(jì)算?？够瑯秲?nèi)力按地基反力系數(shù)法（法）計(jì)算，抗滑樁滑面以上部分所受荷載，見圖（），可以將其對(duì)滑面以下樁段進(jìn)行簡化，簡化后樁的計(jì)算圖式見圖（）。此時(shí)，可根據(jù)樁周總第期礦業(yè)快報(bào)年月土體的性質(zhì)確定彈性抗力

10、系數(shù)，建立撓曲微分方程式，通過數(shù)學(xué)求解可得滑面以下樁段任一截面的變位和內(nèi)力計(jì)算的一般表達(dá)式。最后根據(jù)樁底邊界條件計(jì)算出滑面處的位移和轉(zhuǎn)角，再計(jì)算出樁身任一深度處的變位和內(nèi)力。圖抗滑樁計(jì)算簡圖樁頂受水平荷載的撓曲微分方程為：，錨，式中，為樁的抗彎剛度；為樁的計(jì)算寬度。上式為四階線性變系數(shù)齊次微分方程，采用冪級(jí)數(shù)的解法，整理后有：。摯。箍。舞。，：十器：舞：，尥甜肼箍即靜。，酬。箍。舞。，。；口刈廣式中，弘，億，地，分別為錨固段樁身任意截面的位移、轉(zhuǎn)角（）、彎矩，和剪力，；，分別為滑面處樁的位移、轉(zhuǎn)角（）、彎矩，和剪力，；，為隨樁的換算深度而變化的法的影響函數(shù)值；為滑面處以下錨固段計(jì)算斷面的深度，

11、。計(jì)算時(shí)必須先求得滑動(dòng)面處的和咖，然后求出樁身任一截面處的位移、轉(zhuǎn)角、彎矩和剪力，地基土對(duì)該截面的側(cè)向應(yīng)力。按樁截面，樁長，樁間距，滑坡推力，地基比例系數(shù)取，代入計(jì)算樁的最大彎矩一，對(duì)應(yīng)剪力一滑坡治理方案（）為減少滑坡推力，三級(jí)邊坡按：坡率進(jìn)行削坡，在其頂部設(shè)寬減重平臺(tái)，三級(jí)坡以上按：削坡，坡高每級(jí)，留寬平臺(tái)，直至后緣裂縫。每級(jí)減載平臺(tái)均設(shè)排水溝，坡面設(shè)拱型骨架護(hù)坡，骨架內(nèi)植草防護(hù)。（）一級(jí)邊坡坡率：，設(shè)漿砌片石護(hù)面墻，在其頂部平臺(tái)上設(shè)預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁一排根，樁長，樁中心距，截面；每根樁頂部設(shè)孔預(yù)應(yīng)力錨索，每孔采用根烈高強(qiáng)度低松弛鋼絞線，錨索長，下傾角。，單孔設(shè)計(jì)拉力。一級(jí)坡設(shè)漿砌片石擋墻長。

12、（）二級(jí)邊坡：，設(shè)漿砌片石護(hù)面墻。（）為有效排除地表水對(duì)滑坡穩(wěn)定性的影響，在滑坡區(qū)設(shè)兩條截排水溝，一條設(shè)在滑坡周界以外處，另一條設(shè)在塹頂以上，均向兩側(cè)排水。截排水溝至隧道頂時(shí)與隧道洞頂截排水溝相接。在一、二級(jí)邊坡平臺(tái)上設(shè)邊坡排水溝。結(jié)語竹嶺隧道西硐口左側(cè)滑坡體經(jīng)過本方案的整治，有效的控制了該段的滑坡病害，保證了高速公路的安全運(yùn)行；工程實(shí)踐表明，錨索抗滑樁加固技術(shù)，在高速公路工程建設(shè)中，具有較好的適用性和可靠性，且較為經(jīng)濟(jì)，便于推廣應(yīng)用于類似的滑坡治理工程。作者簡介：楊永生（一），男，中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院，高級(jí)工程師，安徽省馬鞍山市湖北路號(hào)。 竹嶺隧道西硐口左側(cè)滑坡治理措施作者：楊永生作者單

13、位：中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院相似文獻(xiàn)(10條1.期刊論文 孫沖 錨索抗滑樁在水毀滑坡中的施工技術(shù)應(yīng)用 -城市建設(shè)2010(2水毀工程滑坡位于匯水豐富地帶,地質(zhì)條件復(fù)雜,不僅錨索鉆進(jìn)成孔困難,樁身開挖時(shí)也經(jīng)常坍塌,極易出現(xiàn)壁后脫空,給施工帶來很大困難,文章結(jié)合工程施工實(shí)際,總結(jié)出一套較為有效的錨索抗滑樁施工方法,希望對(duì)類似工程有所借鑒.2.期刊論文 孫沖 錨索抗滑樁在水毀滑坡中的施工技術(shù)應(yīng)用 -城市建設(shè)2009(34水毀工程滑坡位于匯水豐富地帶,地質(zhì)條件復(fù)雜,不僅錨索鉆進(jìn)成孔困難,樁身開挖時(shí)也經(jīng)常坍塌,極易出現(xiàn)壁后脫空,給施工帶來很大困難,文章結(jié)合工程施工實(shí)際,總結(jié)出一套較為有效的錨索抗滑樁施工

14、方法,希望對(duì)類似工程有所借鑒.3.學(xué)位論文 楊蘅 林家崖號(hào)滑坡治理方案及其抗滑樁結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì) 20034.會(huì)議論文 梅仕然. 馬新. 吳凱峰 錨索抗滑樁處治滑坡實(shí)例 2005本文介紹了寧臺(tái)溫高速公路瑞安龍頭至蒼南分水關(guān)段第10合同段第16號(hào)工點(diǎn)的處理設(shè)計(jì)概況.在該處工點(diǎn)設(shè)計(jì)中采用了錨索抗滑樁為主體,并結(jié)合地表排水、地下排水、山坡錨索、邊坡錨索等綜合措施進(jìn)行處治,達(dá)到了安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)的目的.5.會(huì)議論文 劉英樸. 張春發(fā) 淺談錨索抗滑樁在滑坡治理中的應(yīng)用-以延安寶塔山1號(hào)滑坡治理工程為例 2004延安寶塔山1號(hào)滑坡治理工程中采用錨索抗滑樁和懸臂抗滑樁兩種比較方案,在計(jì)算樁錨的內(nèi)力時(shí)考慮了樁與錨

15、之間的變形協(xié)調(diào)條件,得到了比較符合實(shí)際的計(jì)算結(jié)果.通過對(duì)兩種方案從內(nèi)力、工程量和工程造價(jià)等方面的比較,得出了錨索抗滑樁方案比懸臂抗滑樁方案有較好經(jīng)濟(jì)效益的結(jié)論.6.學(xué)位論文 張雪東 呷爬滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)與治理方案設(shè)計(jì) 2004本文是在國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)巖體力學(xué)研究”(No.49872089和“裂隙巖體隧道施工地質(zhì)災(zāi)害三維信息化超前預(yù)報(bào)研究”(No.40272117以及教育部資助優(yōu)秀年輕教師基金項(xiàng)目(No.120413133的研究基礎(chǔ)上，結(jié)合能源部成都勘察院委托項(xiàng)目“雅礱江錦屏級(jí)水電站壩區(qū)及近庫岸(含壩前高邊坡穩(wěn)定性研究”這一實(shí)際課題，采用“地質(zhì)災(zāi)害過程模擬與過程控制”的研究思路，

16、對(duì)錦屏級(jí)水電站近壩庫岸呷爬滑坡進(jìn)行工程地質(zhì)研究，并結(jié)合作者所學(xué)及查閱的相關(guān)資料對(duì)滑坡的治理方案設(shè)計(jì)進(jìn)行了初步探討。論文以“地質(zhì)過程機(jī)制分析與定量評(píng)價(jià)”這一學(xué)術(shù)思想為指導(dǎo)，構(gòu)建了呷爬滑坡地質(zhì)體的三維實(shí)體可視化模型，對(duì)滑坡的演化形成進(jìn)行了模擬，對(duì)地質(zhì)體在不同條件下的穩(wěn)定性進(jìn)行了充分、系統(tǒng)的研究，同時(shí)在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究了呷爬滑坡的治理方案設(shè)計(jì)。在研究中得到以下一些認(rèn)識(shí)： 1、呷爬滑坡的變形機(jī)制為彎曲拉裂變形所致。2、呷爬滑坡的3D-Sigma模擬與FLAC-3D模擬結(jié)果表明，天然狀況下，滑坡整體是穩(wěn)定的，只存在局部破壞現(xiàn)象。這與對(duì)呷爬滑坡的實(shí)地考察和地質(zhì)分析是一致的。3、3D-Sigma與FLA

17、C-3D的模擬結(jié)果相互印證，表明呷爬滑坡的計(jì)算模型、參數(shù)取值是合理的，同時(shí)也證明，應(yīng)用FLAC-3D可以有效評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)蓄水條件下的滑坡穩(wěn)定性。4、蓄水條件下的FLAC-3D模擬表明，呷爬滑坡在蓄水情況下，不同蓄水高程下，滑坡的穩(wěn)定狀況不同，失穩(wěn)破壞的范圍不同。5、呷爬滑坡穩(wěn)定性的極限平衡分析結(jié)果表明，在天然情況下，呷爬滑坡處于相對(duì)較穩(wěn)定的狀態(tài)，但其安全相對(duì)較低；在地震或地震迭加蓄水的情況下，呷爬滑坡處于失穩(wěn)的狀態(tài)；在天然蓄水的情況下，滑坡體處于局部失穩(wěn)的狀態(tài)。若其發(fā)生局部失穩(wěn)，也會(huì)沿次級(jí)滑面發(fā)生。6、呷爬滑坡的防治工程研究結(jié)果表明，以現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)技術(shù)手段無法達(dá)到根治的目的，但從其涌浪預(yù)測(cè)研究的結(jié)

18、果分析，實(shí)施減載反壓工程后的呷爬滑坡失穩(wěn)下滑所產(chǎn)生的涌浪對(duì)下游壩址的影響，較實(shí)施減載反壓工程前的呷爬滑坡失穩(wěn)影響，大大降低。因此，減載反壓工程實(shí)施是必要的。7、結(jié)合滑坡防治工程方案設(shè)計(jì)研究和涌浪預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)，本文作者針對(duì)呷爬滑坡提出了以“排水工程+減載反壓工程”治理的有效方案設(shè)計(jì)。該方案的實(shí)施，雖不能達(dá)到根治滑坡的目的，但卻大大將低了滑坡失穩(wěn)造成的災(zāi)害影響，這對(duì)大壩的設(shè)計(jì)及建成是有利的。7.期刊論文 林金舜 壓力分散型錨索抗滑樁等工程措施在公路滑坡治理中的應(yīng)用 -華東公路2004(1通過工程實(shí)例,闡述了在山區(qū)公路的滑坡治理過程中,根據(jù)滑坡產(chǎn)生的水文地質(zhì)條件、變形特征等,進(jìn)行成因分析,靈活選用合理、有效的預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁等工程措施,對(duì)滑坡進(jìn)行綜合治理.8.期刊論文 徐勝林. 賈義斌. XU Sheng-lin. JIA Yi-bin 錨索抗滑樁加錨索地梁在灘坪特大型復(fù)雜滑坡治理工程中的應(yīng)用 -探礦工程-巖土鉆掘工程2005,32(10錨索抗滑樁、錨索地梁因其既能主動(dòng)提供較大的抗滑力,又可有效改善樁體的受力狀態(tài)而較適用于治理特大型復(fù)雜滑坡.總結(jié)了三峽庫區(qū)巴東縣灘坪特大型滑坡治理工程中具有代表性的錨索抗滑樁加錨索地梁的設(shè)計(jì)方法及成功經(jīng)驗(yàn).9.學(xué)位論文 丁玉琴 錨索抗滑樁共同作用的工程研究 2005錨索抗滑樁是近年來廣泛應(yīng)用于滑坡工程的支擋結(jié)構(gòu)，在實(shí)際工