淺埋偏壓隧道邊坡體系穩(wěn)定性分析及加固技術(shù)

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1、淺埋偏壓隧道邊坡體系穩(wěn)定性分析及加固技術(shù)蔡鋼尹宇超寧英杰浙江省交通工程建設(shè)集團(tuán)有限公司浙江杭州310003摘要：由于我國地形、地質(zhì)條件復(fù)雜多變，在高速公路施工上常常需要開山建隧道項目，另外對特殊地質(zhì)情況限制，對綜合技術(shù)與經(jīng)濟(jì)方面的比較后，路線不宜改變時，淺埋偏壓隧道圍巖與邊坡相互影響，任何一方的失穩(wěn)破壞均會影響另一方的穩(wěn)定性，因此需將二者作為一個系統(tǒng)進(jìn)行研宄，學(xué)術(shù)界與工程界專家普遍認(rèn)為，利用一種理論，徹底解決各種不同地質(zhì)條件與不是使用目的的隧道工程難題是不現(xiàn)實的，必要綜合利用多種理論研究手段，方可才最終得到最佳成效,木文以某山嶺隧道為例，隧道洞身大多處于偏

2、圧狀態(tài)，分別對圍巖及邊坡進(jìn)行加固處理，并經(jīng)監(jiān)測及數(shù)值仿真，表明了該體系加固技術(shù)是有效，可為類似工程提供一定的實踐經(jīng)驗。關(guān)鍵詞：淺埋偏壓隧道；邊坡；體系；加固技術(shù)；穩(wěn)定性分析引言隨著現(xiàn)代交通趨勢的需求不斷增長，山丘與和野外深溝山區(qū)公路施工中受開挖影響形成了許多的偏壓隧道，安全隱患岌岌可危，對工程邊坡加固的穩(wěn)定性分析與優(yōu)化方案摘取燃眉之急。近先年來，國內(nèi)一些學(xué)者對偏壓隧道進(jìn)行了大量研究探討。例如楊小禮［1］采用側(cè)壁導(dǎo)坑法對淺埋偏壓隧道的施工工序進(jìn)行了研宄。陳東瑞［2】對隧道邊坡治理設(shè)計與施工進(jìn)行了研究，并用常規(guī)的施工方法來加固邊坡。王祥秋［3］用施工動態(tài)監(jiān)測拱

3、頂位移與有限元模擬來研宄高速公路偏壓隧道等等。當(dāng)前對偏壓隧道的研究集中在隧道自身穩(wěn)定性方面，然而對邊坡穩(wěn)定性卻研究的太少了。木文在上述研究的基礎(chǔ)上，釆用有限元分析軟件ANSYS對某偏壓隧道邊坡上的公路實例，通過分析加固的優(yōu)化方案，其成果對以后隧道邊坡工程實踐與學(xué)術(shù)研究有一定的參考價值。1、工程簡介某公路改建工程于K15+600?K15+840段，另外為一南北走向的山體，最大高程約為190.6m,中線最大高程約183.0m,設(shè)計高程約為131.6?133.3m，改建公路在此采用隧道形式穿越該山嶺，隧道中心里程為K15+720,全長為240m。隧道全部位于直線

4、段上。隧道由進(jìn)U至出IJ方向為0.7%的下坡，進(jìn)口的路線設(shè)計標(biāo)高為133.286m，出U設(shè)計標(biāo)高為131.606m，隧道最大埋深約60m。隧道建筑限界參照給定的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，即二級公路標(biāo)準(zhǔn)擬定，設(shè)計隧道建筑限界按80km/h行車速度擬定。K具體參數(shù)為:行車道寬7.5m，左右側(cè)向?qū)挾染鶠?.75m,兩側(cè)設(shè)人行道1.0m，故建筑限界凈寬為11.0(1.0+0.75+3.75×2+0.75+1.0=11.0m),凈高為5.0m。該隧道的襯砌內(nèi)部輪廓設(shè)計為單心圓，最大寬度為11.64m,最大高度為6.82m(從路線設(shè)計標(biāo)高算起)，路拱橫坡為1.0%。隧

5、道穿越另外山體，為剝蝕丘陵地貌，山體大體呈南北走向，北高南低，最高高程190.6m;山體較陡峭，陡度約30°?40°。地表植被發(fā)育，山體東側(cè)坡體生長雜木，西側(cè)坡體主要生長楠竹。原S320公路采用繞線方式從山體東坡中低部通行，擬建隧道位與現(xiàn)S320公路下方約20m位置。2、淺埋偏壓隧道邊坡體系加固2.1偏壓隧道加固措施針對偏壓隧道的受力特性，采取不均衡支護(hù)體系進(jìn)行加固。在隧道斷面受偏壓一側(cè)拱部布設(shè)025長為6m的中空注漿錨桿，間距為縱向0.8m×環(huán)向1.2m，梅花型布置；而另一側(cè)拱部布置022長3.0m砂狼錨桿于拱部45°

6、范圍類設(shè)置，間距及型式同上。超前錨桿為中25長3.0m的砂漿錨桿，在拱部110°范圍設(shè)置，間距縱向1.6m×環(huán)向0.4m。鋼筋網(wǎng):環(huán)向中8×縱向08，拱墻的網(wǎng)格間距為25cm×25cm。鋼架：HW175型鋼鋼架，拱墻設(shè)置，間距縱向0.8m×環(huán)向0.8m,兩側(cè)墻腳鋼架設(shè)置兩根5m長022鎖腳錨桿，并預(yù)留10cm的變形量。2.2邊坡加固措施為防止邊坡失穩(wěn)引發(fā)隧道失穩(wěn)，對邊坡進(jìn)行抗滑樁結(jié)構(gòu)設(shè)計，其混凝土：軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值=11.9N/mm2,軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計值=1.27N/mm2。鋼筋HR335(20Mn

7、Si),符號，抗拉強(qiáng)度設(shè)計值=300N/mm2,抗壓強(qiáng)度設(shè)計值=300N/mm2。樁的強(qiáng)度設(shè)計安全系數(shù)：受彎時K=1.2;斜截面受剪時=1.3。在樁的兩側(cè)分別布置6根12的構(gòu)造鋼筋，在樁的受壓側(cè)布置10根12的架立鋼筋。3、淺埋偏壓隧道邊坡體系穩(wěn)定性分析通過現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)分析以掌握淺埋隧道圍巖與邊坡穩(wěn)定性狀態(tài)，并經(jīng)信息反饋動態(tài)設(shè)計，以保證其安全穩(wěn)定。對該隧道二襯段DK15+600斷面拱頂、拱腰及拱肩5個測點(diǎn)布設(shè)應(yīng)變計以監(jiān)測二襯混凝土內(nèi)應(yīng)力，設(shè)置測樁以監(jiān)測二襯周邊收斂值及拱頂下沉值；對隧道開挖段D15+840斷面拱頂、拱腰及拱肩5個測點(diǎn)布設(shè)應(yīng)變計及錨桿軸力計，

8、監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)如圖1所示。邊坡位移分為豎向位移與水平位移，為簡化監(jiān)測方