路基深挖方地段高边坡开挖改隧道设计

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1、路基深挖方地段高边坡开挖改隧道设计陈仁芳周志华(江西省交通设计院南昌330002)摘要：针对泰赣线C4标K203+552～K203+760段左线路基深挖方路段高边坡开挖及防护存在的安全隐患做了全面细致的分析，及时提出改隧道通过深挖路段的施工方案,并针对隧道施工中存在的问题，提出详细的解决办法。关键词：隧道工程;深挖方;强支护;隐患;隧道;施工950前言下湾隧道位于泰赣线C4标K203+552～K203+760段,全长198m，是一座单线的独立隧道。1原设计方案泰赣高速公路K203+552～K203+760段左线位于杨公山隧道南侧出口路段，该路段处在平曲线半径R=700m，缓和曲线Ls=10

2、0m的曲线范围，路面横坡超高6%，路线纵坡2%。路线左侧切割山体后形成一处高达80多m的人工开挖边坡。该高边坡原设计为五级，第一级和第二级各10m，设置浆砌片石护面墙，坡率1：0.5；第三、四级高边坡高20m，设置预应力锚索加固坡体防护，坡率为1：0.5；第五级设置满铺式浆砌片石防护，坡率为1：0.75。在施工过程中变更了部分设置，原设计一级和二级护面墙取消，高为10m不变，坡率改为1：0.25，不设防护。2施工情况与存在问题2.1已施工情况2.1.1第五级边坡采用喷砼支护防护已施作完毕，第四级地梁加预应力锚索也已施作完毕，第三级边坡已开挖10m，且地梁与锚索施工接近完毕，仅部分未张拉封锚

3、，但是现开挖平台下距路基设计标高还有30多m，整个坡顶形成了2～3个8～15m不等的平台，平台高差10～17m。详见(图1)2.1.2右线路基开挖已基本达设计标高。2.1.3左线从杨公山高架桥头至K203+550已开挖至设计标高，同时K203+750以南路中线右侧已开挖至设计标高。2.1.4路基设计标高为264～265.4m间。2.2存在的问题从已开挖的上部几级坡面观察，虽未产生整体失稳病害，但从开挖地质断面调查分析，下部未开挖的土体为变质砂岩，岩石虽坚硬，但岩体节理裂隙发育，地下水较发育，设计坡形过陡，如继续往下开挖的话，随着边坡相对高度的增大，岩体应力调整幅度也增大，则不能排除边坡出现

4、失稳的可能。强支护措施也许能解决坡体稳定性问题，但在施工边程中，存在开挖与支护到位的时间差，因此施工过程上又增加了安全隐患的存在。3工程地质特征3.1地形地貌本路段位于低山丘陵区，地形起伏剧烈相对高差达180m，北侧有一条山涧，山体自然边坡西南坡陡，西北坡缓，与岩层倾向一致，是单斜山。线位位于山体的西偏南侧，自然坡度最陡50多度。由于路线位于山体的陡坡上，边坡的坡形设计为1：0.25、1：0.5、1：0.75，过陡，最终开挖形成目前的综合坡率为1：0.62，高达56m的高陡边坡。现在坡体设计的第四级、第三级一半施工了预应力锚索加纵横地梁的强支护体系。3.2地层岩性隧道预设区围岩地层岩性主要

5、为寒武系水石群（∈3）变质岩系，岩性主要有两种：变质硬砂岩层与千枚状板岩两种。3.2.1变质砂岩层：青灰色—灰黑色，厚层状构造，局部夹粉砂质千枚状板岩，硅质砂岩，岩性坚硬致密，饱和单轴抗压强度60～80Mpa，抗风化强，主要分布于K203+520～K203+670。3.2.2千枚状板岩层：以黄绿色斑点板岩、粉砂质斑点板岩为主，偶夹灰黑色变余长石石英砂岩，岩性较软，强度低，抗风化能力差，主要分布于95K203+670以南。3.2.3岩层产状及节理裂隙该高边坡区岩层产状总体较稳定，其产状为55o∠22o其倾向北东，与开挖形成坡面相反，对边坡的稳定性有利。4改隧道设计的基本方案4.1设计要点4.

6、1.1停止第一、二级坡体开挖，第三级未施工的部分锚索（已施工部分保留）取消设置。4.1.2该路段平曲线要素调整为：R=717.79m，LS=85米，超高取5%。但路线纵坡2%不变。4.1.3隧道设置的起讫桩号K203+552～K203+750（左线），为单线独立隧道（取名下湾隧道），长198米，属短隧道，隧道净宽1.35m+8.5m+0.75m=10.60m，净高5m，内轮廊为曲墙半圆拱，拱半径为5.62m。4.1.4从目前开挖到位的地形看，本隧道存在地形偏压；下部岩石横向埋深不一，但岩性较坚硬，因而地质构造偏压虽存在，但不明显。同时，隧道拱顶到已开挖地面仅20多m，属浅埋，因此隧道属浅埋

7、偏压曲线隧道。4.1.5由于本隧道的特殊性，隧道衬彻设计为复合式偏压衬彻，其中K203+555～K203+567（左线）、K203+667～K203+745（左线），为Ⅱ类复合偏压加强衬砌，设置仰拱；K203+567～K203+667（左线）为Ⅳ类复合偏压加强衬彻，不设仰拱。基本以系统锚杆、钢筋网喷砼、Ⅰ16钢支撑作初期支护。4.1.6在K203+552～K203+555设置3m明洞,在K203+745～K203+750