关键词：危岩落石 桥隧结合 隧道出口
1 工程概况
1.1隧道出口简介
隧道出口位于茂县渭门乡核桃沟内。洞门紧邻核桃沟左、右线大桥，洞门距离桥台台尾左线为2.37m，右线为0.8m;茂县榴桐寨隧道群救援站深入茂县出口端180m;采用单压式明洞，左线明洞长度为10m,右线明洞长度为7m。本隧道出口不开辟工作面，由洞内向外反向施工。
1.2工程地质及水文地质
隧道出口地表上覆盖第四系坡崩积碎石土层，厚度0~3m,下伏基岩为志留系茂县群第一组炭质千枚岩夹砂岩、灰岩。隧道出口大部分基岩出露，隧道边坡目前处于自然稳定状态。高位有危岩落石发育，坡面有厚度不等碎石土堆岩，横坡陡峻，岩体易风化脱落。
2 实际情况
茂县隧道出口边坡为质软破碎风化强烈的茂县群千枚岩地层，2008年“5.12”汶川地震及其后的多次余震导致山体边坡松动松弛，隧道出口表层残坡积物由于坡体前缘村级公路的修建，造成坡体形态的改变，易形成前缘的局部失稳，导致边坡出现蠕滑拉裂破坏，为潜在滑坡体。在洞口上方部位存在大范围的风华卸荷碎裂岩体荷碎裂松弛岩体，成为危岩落石。
2013年“7.9”洪灾之时茂县普降大雨，引发多处山坡滑坡及山体开裂变形，施工单位进场后于2014年发现茂县隧道出口边坡出现溜塌变形，斜坡地表出现裂缝及错台。
坡面随近年剥落垮塌的累积效应，逐步形成临空面，加剧岩层剥落垮塌的作用。左线洞口部位位于小型新生岩堆体内，洞口上方危岩落石发育，局部坡面自稳性差，崩塌剥落有逐年累积恶化发展的趋势，危及洞口施工安全及运营安全。
3 隧道出口危岩落石桥隧结合形式洞口施工的难点及对策
3.1 洞口位置松散区
为了对茂县隧道洞口松散围岩区的空间位置进行有效的预判，以便于施工过程中及时采取相应的工程措施，减小或者避免类似工程地质灾害的影响，勘察设计单位及施工单位进行地质现场测绘，经研究分析洞口边坡对施工及运营的安全风险主要为以下几点：
1.右线洞口范围滑坡（溜坍）体，目前已处于不稳定的蠕变滑动状态。
2.坡面分布的危岩落石，4#危岩区对施工及运营安全影响较大，1#、2#、3#危岩区对施工及运营安全有一定的影响。如图1所示。
图1 危岩落石分布区
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3.自然坡面局部陡峻，不利于岩体结构面，在风化、荷载等外力作用下易发生局部失稳破坏。
3.2 主要的工程措施
根据出口边坡地质、地形特点及其对施工、运营安全风险，本次施工设计采取的主要工程措施如下：
1.清除右线洞口下方新生滑坡（溜坍）体
该滑坡体为近两年自然坡面基岩经风化、剥落堆积而成，滑坡体物质主要为碎石土，碎石土见填充粉质粘土，成分间处于松散无胶结状态，该滑坡后缘出现拉裂缝，目前滑坡处于不稳定的蠕变滑动状态。为防止滑坡位移对自然边坡的牵引作用，影响坡面的整体稳定，对该滑坡进行清除，清除后基岩面采用锚网喷封闭。
2.危岩落石处理
（1）对工程影响较大的4#危岩区内的危岩进行清除平整，危岩清除后采用锚网喷进行防护。对仰坡高处的1#、2#、3#号危岩区内松动危岩进行清除，其余危岩以水泥砂浆支顶为主。
（2） 设置3道被动防护网：第1道防护网总体沿1730m等高线布设，并在靠近天沟处设置在天沟约2m,长约105m;第2道防护网沿1766.5m等高线布设，长约150米，对仰坡高处无法探明的小型危岩落石及运营期间局部风化作用产生的新生危岩落石，在1807m等高线布设第3道防护网长约135m。被动防护网高6m。
3.坡面防护
洞口上方坡面节理裂隙发育，在节理裂隙的切割下形成大小不等的块体，呈现碎裂~块状结构。受坡高和陡倾裂隙的影响，坡体强卸荷的深度在2~6m,坡体强风化深度2~8m。为防止节理裂隙的发展、防止经年累月的分风化剥落作用，对洞口上方4#危岩区内自然坡面采用锚网喷（局部锚索）封闭。
（1）普通锚网喷封闭区域：喷砼厚12cm， 8钢筋网，间距25cm×25cm；锚杆采用大小锚杆交错布置，大小锚杆间距为4m×4m.其中，小锚杆采用22砂浆锚杆，长5m。大锚杆采用双根25HRB400螺纹钢制作，长度均为12m。锚孔直径为110mm，注浆材料采用M35水泥砂浆或者水泥浆，水泥采用P.O 42.5普通硅酸盐水泥，注浆压力 不小于0.2MPa.
（2） 对局部自然坡较陡、及不利节理面、节理裂隙较发育区域，将锚网喷中小锚杆替换为锚索，采用锚索加固，锚索矩形布置，节点间距0.4m，按于水平面成15°下倾角施作，每孔锚索采用4束钢绞线制作，锚索钻孔采用130mm；锚索长20m，其中自然段长12m，锚固段长8m。锚索锚头以锚索板作为支承面固定在边坡上。锚索节点间采用大锚杆加固。
（3）为防止洞口下方坡面风化剥落，影响上部稳定，洞口下方坡面设置混凝土护墙，护墙高10m，厚1m.
4.明洞工程
该洞口仰坡自然坡面高、陡，自然坡面自然坡度35~75度，仰坡坡面与洞口最大高程差750m。坡面受“5.12”汶川地震及其后的多次余震导致山体边坡松动松弛，危岩落石发育，为确保运营安全，出口明洞接长。
结合成兰线科研课题“复杂地形地质条件隧道洞口稳定性及合理桥隧结合形式研究”的前期研究成果，茂县隧道出口落石对洞口影响范围为18m，本次设计明洞长度按不小于18m设计。茂县隧道出口明洞长度及类型见下表。
茂县隧道出口明洞对比表
动态设计
单压式明洞 双耳墙式明洞 合计
左线 12.37m 9.63m 22m
右线 7.8m 12.2m 20m
（1）左线隧道明暗分界里程D8K135+153，D8K135+153~165.372段12.372m为单压式明洞，D8K135+165.372~175段9.628m为双耳墙式明洞，接长明洞共22m。
（2）右线隧道明暗分界里程YD8K135+128，YD8K135+128~135.798段7.798m为单压式明洞，YD8K135+135.798~148段12.202m为双耳墙式明洞，接长明洞共20m。
（3）明暗分界直立开挖面采用锚网喷防护，喷C25砼厚12cm，8钢筋网25cm×25cm,开挖轮廓外采用6m长25砂浆锚杆，间距1m×1m；开挖轮廓内采用采用5m长25复合纤维锚杆，间距1m×1m，左右线单压式明洞靠山侧各设置两根锚索桩加固
图2 茂县隧道出口边坡支护
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（4）核桃沟左、右线大桥成都端桥台均深入隧道，对左线D8K135+160~175，右线YD8K135+135~148明洞基础悬空段设置桩基托梁，明洞基础置于托梁上。
（5）桩基托梁采用钻孔桩，同时兼做桥台开挖靠山侧的加固桩。如图3
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图3 桩基托梁
4 施工注意事项
（1）洞口段暗洞施工时，应采用控制爆破，松动爆破，避免开挖对危岩落石及坍塌体的扰动，加强隧道洞口坡面爆破开挖振动监测。
（2）洞口施工时，应采用控制爆破开挖，松动爆破，避免石块飞溅过高，影响洞门下方桥梁施工和既有道路的安全，加强隧道洞口坡面爆破开挖振动监测。
（3） 减弱振动避免松动洞口上方岩体而形成新的危岩落石。
（4） 在实际爆破开挖的监测过程中根据实际监测值和坡面的稳定状况而加以调整。
（5） 加强隧道洞口坡面爆破开挖振动监测的频率，如有异常，人员立即撤离现场。
（6） 根据现场地质条件的不断变化采取动态施工。
5 结束语
隧道出口危岩落石桥隧结合形式作为特殊的工程实例，将桥台承载结构置于隧道内部或设在明洞结构中，一方面明洞可保护桥梁防止危岩落石破坏线路，另一方面梁部荷载可由桩基础传递到深层承载力较强的岩体上，可有效控制梁部路基沉降量。
参考文献
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论文作者:段军军
论文发表刊物:《建筑实践》2019年38卷第21期
论文发表时间:2020/3/14
标签：洞口论文; 隧道论文; 茂县论文; 落石论文; 滑坡论文; 节理论文; 自然论文; 《建筑实践》2019年38卷第21期论文;