山岭隧道洞口稳定性分析及失稳风险评估.pdf

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1、108低温建筑技术2012年第5期(总第167期)山岭隧道洞口稳定性分析及失稳风险评估陈蔚(上海同岩土木工程科技有限公司。上海200092)【摘要】由于线路的走向及场地的限制，隧道进出口的边、仰坡高陡、地质条件恶劣，特别在集中降雨、地下水等作用下，会造成洞口失稳，对隧道洞口段及相邻的桥梁、线路造成危害。本文基于某公路隧道的地质条件，运用定性定量相结合的方法对洞口边仰坡进行稳定性分析，得到其开挖前与开挖后的安全系数。通过层次分析法对洞口失稳风险源进行辨识与排序，对该隧道出口失稳发生的可能性及风险等级进行分析，并给出

2、了隧道进洞的施工防治措施。【关键词】隧道工程；洞口失稳；风险分析；防治措施【中图分类号】TU753．8【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2012)05—0108—030引言⑥洞口初期支护失稳破坏。比较常见的为剪切挤压在以工程项目正常施工为目标的行动过程中，如破坏和拉裂破坏。果某项活动或客观存在中以导致承险体系统发生直1．2边仰坡稳定性的影响因素接或间接损失的可能性，那么就称该工程存在边坡稳定性受很多因素的影响，主要包括地质构风险。造、岩石性质、水文地质条件、地形地貌，此外还有其与其它岩土工程相比，地

3、下工程是一高风险工他一些因素如地应力、爆破扰动、新构造运动、气候因程，主要原因在于其不确定性因素太多，表现为地质素、植被等都对岩体的力学性状有较大的影响。环境复杂、基础信息不充分、施工技术复杂等方面]。1．3边仰坡稳定性的分析方法由不良地质作用引发的危及人身、财产、工程环境安边仰坡的分析方法有很多，总的来讲有定性分析全的地质灾害屡见不鲜，不良地质作用研究已成为岩和定量分析两种。本文选用定量与定性相结合的分土工程的重点之一，对隧道工程而言尤为突出。析方法，首先用赤平投影法从地质角度对仰坡进行了山岭隧道由于受山区地形

4、的限制，很多隧道进出稳定性分析，然后采用“同济曙光”软件分两种工况对口的边、仰坡高陡，地质条件恶劣，在雨水及地震等自其稳定性进行分析。然灾害的作用下，会出现洞口失稳风险，对隧道及相工况一：未开挖隧道工况下仰坡(考虑地下水作邻的桥梁等结构及线路造成危害，影响运营。因此，用)稳定性分析；工况二：开挖隧道工况下仰坡稳定性研究如何对隧道洞口段工程进行风险评估与管理，保分析。证结构安全及列车正常运行，显得尤为重要。2某隧道工程的洞口边仰坡稳定性分析隧道洞口段边仰坡是位于隧道洞门两侧及后方2．1工程概况的工程，洞门后岩土多为

5、严重风化的堆积体或强风化本隧道区属构造一剥蚀低山地貌，地形起伏较岩石，在地震等自然灾害的影响下更容易产生落石、大，山坡较陡，自然坡度25。一35。，局部达25。～30。，地表开裂，甚至洞口边坡失稳崩塌，造成洞门开裂、倒进口处地面高程410．O0～415．1m，自然坡度20。～塌、落石、崩塌体堵塞洞口。由于隧道洞口段易发25。；出口处地面高程418．8～421．2m，自然坡度25。～生风险事故，因此本文以某公路隧道为例，对其洞口30。。植被较发育，多为杂木。边仰坡稳定性进行分析，并对洞口失稳风险进行评价隧道区上部地

6、下水主要为风化基岩中的裂隙一并提出措施建议。孔隙水，进出洞口地下水位较高。隧道左右洞口边坡1隧道洞口失稳主要为残坡积土及强风化岩，结构较松散。1．1隧道洞口边仰坡失稳的基本模式2．2隧道洞口稳定性分析由于隧道洞口岩体往往破碎、风化严重，且易受隧道出口侧坡度较进口侧陡，进出口地质条件相大气降水等的影响，在隧道施工的扰动下，坡体易产似，初步判断出口稳定性略低于进口，左右线情况基生失稳。隧道工程中，边坡的破坏模式在表现上可以本相同，故本文以左线出口为例进行分析。总结为以下六种：①边仰坡喷层剥落破坏；②张拉破隧道出口侧洞

7、口围岩为坡积粉质粘土、全一强风坏；③剪切破坏；④局部塌陷破坏；⑤雨水冲刷破坏；化粉砂岩。隧道出口开挖后成边坡高约16m，坡体由陈蔚：山岭隧道洞口稳定性分析及失稳风险评估1o9坡积粉质粘土、碎块状强风化岩组成。减小。(1)赤平投影分析。隧道出口段，围岩为坡积综上所述，洞口仰坡在自然工况下安全系数为粘性土及强风化灰岩、粉砂岩。岩体极破碎，呈散体1．98，安全储备较高，但随着隧道开挖扰动以及坡脚处一碎裂状结构，岩溶发育，地下水主要为基岩风化层的卸载，使得开挖后仰坡的安全系数下降明显，最低孔隙裂隙水，岩溶水，多呈淋雨状，

8、管涌状出水，自稳为1．24，在强降雨等工况下可能造成坡体的滑动，应能力差，有偏压，洞口仰坡不稳定。加强施工控制、监测反馈等措施。根据洞口仰坡、岩层及节理裂隙的产状，利用赤3隧道洞口失稳的风险分析平投影理论绘制赤平投影图如图1。从赤平投影图上3．1隧道风险分析的层次分析法可以看出，隧道出口地质状况比较复杂。但是由于各隧道风险分析的方法有多种，本次分析采取层次产状间未形成块体