公路黃土隧道地表變形病害成因分析與防治措施

《公路黃土隧道地表變形病害成因分析與防治措施》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、公路黃土隧道地表變形病害成因分析與防治措施王騎虎（甘肅省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院，蘭州??730020）[摘要]??通過對(duì)甘肅省6座公路黃土隧道地表變形病害的調(diào)查研究，黃土區(qū)隧道穿越區(qū)地表變形主要有裂縫、塌陷和陷穴，其中裂縫變形以縱向裂縫變形為主。并在此基礎(chǔ)上，分析了隧道地表病害的分布規(guī)律、形成原因和危害性，并提出了綜合防治措施。[關(guān)鍵詞]??公路黃土隧道；地表變形病害；成因分析；防治措施0問題的提出2007年3月至7月，作者先后對(duì)已建的巉柳高速公路新莊嶺隧道和在建的平定高速公路靜寧隧道共6座隧道地表變形病害進(jìn)行

2、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)靜寧等5座隧道在施工過程，在黃土淺埋段出現(xiàn)大量裂縫，致使洞頂居民宅院開裂和塌方，造成j較大的財(cái)產(chǎn)損失；運(yùn)營(yíng)中的新莊嶺隧道因耕地灌溉和降雨，地表出現(xiàn)大量裂縫和陷穴，隧道襯砌發(fā)生變形破壞。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在甘肅省內(nèi)已建和在建的黃土公路隧道近20座，地表病害成為黃土隧道重要的工程地質(zhì)問題之一。作者認(rèn)為，地表病害可分為兩類，即原生病害和次生變形病害，前者指由于黃土本身的結(jié)構(gòu)和濕陷性而引起的，如地表分布的陷穴、落水洞、黃土橋及黃土沖溝等；后者指隧道開挖后，地表水入滲引起的地表變形病害，如地表裂縫、地表塌陷等。隨

3、著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，黃土地區(qū)的隧道建設(shè)越來越多，有必要對(duì)已有的黃土隧道病害的發(fā)育類型、分布及其成因進(jìn)行深入研究，為類似工程的設(shè)計(jì)施工提供參考依據(jù)。1黃土隧道工程地質(zhì)條件本次調(diào)查的6座隧道均處隴西黃土高原黃土梁地區(qū)，隧道穿越南北向延伸的丘陵，地貌上屬侵蝕-剝蝕、堆積黃土梁區(qū)。以分水嶺為界，中間高兩側(cè)低，沖溝切割較淺，高差120～340.0m，山坡自然坡度20～30°。黃土隧道地層結(jié)構(gòu)可分細(xì)為三種情況：①風(fēng)積一般新黃土-沖積飽和黃土-沖洪積老黃土-泥巖，如靜寧隧道；②風(fēng)積一般新黃土-沖積飽和黃土-泥巖，如臥龍

4、隧道、老君隧道以及太平隧道；③風(fēng)積一般新黃土-沖積飽和黃土-老黃土，如青嵐隧道和新莊嶺隧道。據(jù)巖土工程地質(zhì)特性，可劃分為三層：①表部濕陷層：披掛式覆蓋于黃土梁表層的風(fēng)積一般新黃土（Q3eol），土質(zhì)均勻，結(jié)構(gòu)疏松～稍密，大孔隙發(fā)育，具垂直節(jié)理，層厚11.0～48.8m。隧道淺埋段屬于自重濕陷性場(chǎng)地，地基濕陷等級(jí)為Ⅳ級(jí)，濕陷性黃土厚度為18.00～45.50m。②核部軟巖層：黃土梁核部或?yàn)槔宵S土（Q2al+pl）或?yàn)槟鄮r（E）。老黃土呈硬塑～軟塑，土質(zhì)較均勻，大孔隙發(fā)育，具微斜層理，局部微帶紅色，含亞粘土團(tuán)塊

5、，呈團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，層厚3.05～44.0m；泥巖系碎屑沉積，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，層理不清楚，成巖性差，濕水易軟化，縮水干裂，節(jié)理較發(fā)育，巖體呈厚層狀，巖質(zhì)較均勻，粉砂質(zhì)含量高，局部見砂巖呈透鏡狀?yuàn)A層，其抗壓強(qiáng)度小于5MPa，屬極軟巖。③中間飽和層：黃土梁兩側(cè)山坡段，在表層黃土和底部軟巖之間分布沖積飽和黃土（Q3al），呈飽和軟塑，局部硬塑，土質(zhì)不均勻，結(jié)構(gòu)較密實(shí)，具水平層理。層厚3.05～44.0m。除新莊嶺隧道外，其余隧隧道段陷穴等黃土不良地質(zhì)現(xiàn)象不發(fā)育。特殊性巖土有濕陷性黃土和飽和黃土。2黃土隧道地表變形分

6、布規(guī)律根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，隧道穿越區(qū)出現(xiàn)的地表變形主要有裂縫、塌陷、陷穴。2.1地表裂縫發(fā)育規(guī)模據(jù)調(diào)查，黃土隧道在施工過程和運(yùn)營(yíng)階段，出現(xiàn)大量的裂縫，見表1。由表可見，黃土隧道地表裂縫以縱向裂縫為主。表1部分隧道裂縫統(tǒng)計(jì)表序號(hào)????隧道名稱????縱向裂縫（條/總長(zhǎng)）????橫向裂縫（條/總長(zhǎng)）????環(huán)向裂縫（條/總長(zhǎng)）????備注1????靜寧隧道????15/3560????2/46????3/51????2????臥龍隧道????11/1296????4/126????3/52????3????新莊嶺隧

7、道????30/4420????0/0????0/0????2.2地表裂縫發(fā)育分布規(guī)律（1）縱向裂縫在建的平定高速公路5座隧道地表的裂縫主要分布在隧道兩端黃土淺埋段拱頂，黃土埋深20~120m。裂縫多呈近東西向展布，與隧道軸線基本平行，屬于張性縱向裂縫。平行隧道軸線最少4條，最多11條，一般有4~7條?？v向裂縫大多呈鋸齒狀延伸，一般寬1～3cm，最大15～50cm，可見深度3～6cm，最大深度60～120cm，在未開耕的地表明顯，在地坎上有明顯的拉裂縫。另外，在新莊嶺隧道施工過程中，曾在K60+900～K6

8、1+250的隧道兩側(cè)發(fā)生兩條貫通性裂縫，裂縫長(zhǎng)約250～400m，地表揭露不明顯。運(yùn)營(yíng)的新莊嶺隧道地表發(fā)現(xiàn)近30條裂縫，其中連續(xù)貫通裂縫27條，分布面積約400×260m2，裂縫總長(zhǎng)約4420m。裂縫主要出現(xiàn)在SK61+150～SK61+450右80m、XK61+200～XK61+600左110m的區(qū)域內(nèi)，多呈近東西向方向展布（與隧道軸線平行），局部有個(gè)別裂縫近南北向發(fā)展，地表可見寬度在0.1～2.5m之間，深度