浅埋偏压隧道边坡体系稳定性分析及加固技术

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1、浅埋偏压隧道边坡体系稳定性分析及加固技术蔡钢尹宇超宁英杰浙江省交通工程建设集团有限公司浙江杭州310003摘要：由于我国地形、地质条件复杂多变，在高速公路施工上常常需要开山建隧道项目，另外对特殊地质情况限制，对综合技术与经济方面的比较后，路线不宜改变时，浅埋偏压隧道围岩与边坡相互影响，任何一方的失稳破坏均会影响另一方的稳定性，因此需将二者作为一个系统进行研宄，学术界与工程界专家普遍认为，利用一种理论，彻底解决各种不同地质条件与不是使用目的的隧道工程难题是不现实的，必要综合利用多种理论研究手段，方可才最终得到最佳成效,木文以某山岭隧道为例，隧道洞身大多处于偏

2、圧状态，分別对围岩及边坡进行加固处理，并经监测及数值仿真，表明了该体系加固技术是有效，可为类似工程提供一定的实践经验。关键词：浅埋偏压隧道；边坡；体系；加固技术；稳定性分析引言随着现代交通趋势的需求不断增长，山丘与和野外深沟山区公路施工中受开挖影响形成了许多的偏压隧道，安全隐患岌岌可危，对工程边坡加固的稳定性分析与优化方案摘取燃眉之急。近先年来，国内一些学者对偏压隧道进行了大量研究探讨。例如杨小礼［1］采用侧壁导坑法对浅埋偏压隧道的施工工序进行了研宄。陈东瑞［2】对隧道边坡治理设计与施工进行了研究，并用常规的施工方法来加固边坡。王祥秋［3］用施工动态监测拱

3、顶位移与有限元模拟来研宄高速公路偏压隧道等等。当前对偏压隧道的研究集中在隧道自身稳定性方面，然而对边坡稳定性却研究的太少了。木文在上述研究的基础上，釆用有限元分析软件ANSYS对某偏压隧道边坡上的公路实例，通过分析加固的优化方案，其成果对以后隧道边坡工程实践与学术研究有一定的参考价值。1、工程简介某公路改建工程于K15+600〜K15+840段，另外为一南北走向的山体，最大高程约为190.6m,中线最大高程约183.0m,设计高程约为131.6〜133.3m，改建公路在此采用隧道形式穿越该山岭，隧道中心里程为K15+720,全长为240m。隧道全部位于直线

4、段上。隧道由进U至出IJ方向为0.7%的下坡，进口的路线设计标高为133.286m，出U设计标高为131.606m，隧道最大埋深约60m。隧道建筑限界参照给定的主要技术标准，即二级公路标准拟定，设计隧道建筑限界按80km/h行车速度拟定。K具体参数为:行车道宽7.5m，左右侧向宽度均为0.75m,两侧设人行道1.0m，故建筑限界净宽为11.0(1.0+0.75+3.75×2+0.75+1.0=11.0m),净高为5.0m。该隧道的衬砌内部轮廓设计为单心圆，最大宽度为11.64m,最大高度为6.82m(从路线设计标高算起)，路拱横坡为1.0%。隧

5、道穿越另外山体，为剥蚀丘陵地貌，山体大体呈南北走向，北高南低，最高高程190.6m;山体较陡峭，陡度约30°〜40°。地表植被发育，山体东侧坡体生长杂木，西侧坡体主要生长楠竹。原S320公路采用绕线方式从山体东坡中低部通行，拟建隧道位与现S320公路下方约20m位置。2、浅埋偏压隧道边坡体系加固2.1偏压隧道加固措施针对偏压隧道的受力特性，采取不均衡支护体系进行加固。在隧道断面受偏压一侧拱部布设025长为6m的中空注浆锚杆，间距为纵向0.8m×环向1.2m，梅花型布置；而另一侧拱部布置022长3.0m砂狼锚杆于拱部45°

6、范围类设置，间距及型式同上。超前锚杆为中25长3.0m的砂浆锚杆，在拱部110°范围设置，间距纵向1.6m×环向0.4m。钢筋网:环向中8×纵向08，拱墙的网格间距为25cm×25cm。钢架：HW175型钢钢架，拱墙设置，间距纵向0.8m×环向0.8m,两侧墙脚钢架设置两根5m长022锁脚锚杆，并预留10cm的变形量。2.2边坡加固措施为防止边坡失稳引发隧道失稳，对边坡进行抗滑桩结构设计，其混凝土：轴心抗压强度设计值=11.9N/mm2,轴心抗拉强度设计值=1.27N/mm2。钢筋HR335(20Mn

7、Si),符号，抗拉强度设计值=300N/mm2,抗压强度设计值=300N/mm2。桩的强度设计安全系数：受弯时K=1.2;斜截面受剪时=1.3。在桩的两侧分别布置6根12的构造钢筋，在桩的受压侧布置10根12的架立钢筋。3、浅埋偏压隧道边坡体系稳定性分析通过现场监测数据分析以掌握浅埋隧道围岩与边坡稳定性状态，并经信息反馈动态设计，以保证其安全稳定。对该隧道二衬段DK15+600断面拱顶、拱腰及拱肩5个测点布设应变计以监测二衬混凝土内应力，设置测桩以监测二衬周边收敛值及拱顶下沉值；对隧道开挖段D15+840断面拱顶、拱腰及拱肩5个测点布设应变计及锚杆轴力计，

8、监测点布设如图1所示。边坡位移分为竖向位移与水平位移，为简化监测方