起鳳山隧道為雙洞三車道連拱隧道。左右幅隧道起訖樁號為K4+915~K5+290,分界段全長375m,隧道最大埋深約48m。起風(fēng)山隧道進口左側(cè)邊坡長約35m,邊坡斜長約28.5m,邊坡高約20m,邊坡坡率為1:1,巖體為全~強風(fēng)化淺黃色砂巖夾泥巖,巖體松散。邊坡分三級臺階開挖,采用錨桿加框格梁加固。在起風(fēng)山隧道左幅進洞口臺階開挖過程中,需要對洞口巖體進行清理和開挖,開挖對邊坡產(chǎn)生了擾動,隧道進口左側(cè)邊坡產(chǎn)生了較大的變形,日均變化速率大于10mm,第三級邊坡中部巖體向臨空面鼓出,產(chǎn)生滑移,第二級邊坡部分巖體向三級邊坡移動,邊坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。受大理海東開發(fā)市政建設(shè)有限公司委托,我公司承擔(dān)了起鳳山隧道左側(cè)邊坡滑動面地質(zhì)情況探測,確定滑動面的范圍和深度,為后期的治理措施提供依據(jù),于2014年3月4日對起鳳山隧道進口左側(cè)邊坡的圍巖情況進行地質(zhì)雷達探測。
2.檢測目的
通過地質(zhì)探測,探測邊坡下方的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)情況,確定滑動面的范圍和深度,為邊坡加固設(shè)計與施工提供可靠有效的地質(zhì)資料,以進一步修正、完善設(shè)計,優(yōu)化原設(shè)計方案。
3.檢測依據(jù)
(1)《公路工程地質(zhì)勘查規(guī)范》JTGC20-2011;
(2)《公路工程物探規(guī)程》JTG/TC22-2009。
4.檢測原理和測線布置
地質(zhì)雷達方法是利用發(fā)射天線向地下介質(zhì)發(fā)射廣譜、高頻電磁波,當(dāng)電磁波遇到電性(介電常數(shù)、電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率)差異界面時將發(fā)生折射和反射現(xiàn)象,同時介質(zhì)對傳播的電磁波也會產(chǎn)生吸收、濾波和散射作用。用接收天線接收來自地下的反射波并做記錄,采用相應(yīng)的雷達信號處理軟件進行數(shù)據(jù)處理,然后根據(jù)處理后的數(shù)據(jù)圖像結(jié)合工程地質(zhì)及地球物理特征進行推斷解釋,對邊坡下方的工程地質(zhì)情況(圍巖性質(zhì)、地質(zhì)結(jié)構(gòu)構(gòu)造、圍巖完整性、地下水和溶洞等情況)做出預(yù)測,工作原理見圖1。
圖1 地質(zhì)雷達工作原理示意圖
邊坡共分3級,每級2條測線,共6條測線,測線長為22.0~31.5m,邊坡探測剖面如圖2所示布置,本次使用設(shè)備為意大利IDS-RIS-K2探地雷達。檢測天線頻率為100MHz,點距0.10m,每道1024采樣點,時窗設(shè)置為550ns。
圖2 地質(zhì)雷達探測剖面布置示意圖
5.邊坡地質(zhì)情況
起風(fēng)山進口左側(cè)邊坡照片如圖3,圍巖為淺黃色砂巖夾泥巖,全~強風(fēng)化,屬軟巖,巖體節(jié)理裂隙發(fā)育,風(fēng)化嚴重,巖體破碎呈松散狀態(tài),遇水易軟化,圍巖完整性差,自穩(wěn)能力弱。
圖3 邊坡巖體照片
6.地質(zhì)雷達探測結(jié)果
地質(zhì)雷達探測的典型波形圖見圖4.1~4.3所示,從圖中可以分析得出邊坡下方20m內(nèi)雷達反射波的基本規(guī)律。
圖4-1 2#測線的雷達探測波形圖
圖4-2 4#測線的雷達探測波形圖
圖4-3 5#測線的雷達探測波形圖
7.結(jié)論及建議
7.1 結(jié)論
綜合地質(zhì)勘察、地質(zhì)調(diào)查和GPR探測情況,起風(fēng)山隧道進口左側(cè)邊坡在隧道開挖過程中確實產(chǎn)生了滑動,滑動面的范圍和深度見圖5~7。
圖5 邊坡滑動面的方向
圖6 邊坡中部剖面滑動面深度示意圖
圖7 邊坡滑動面的范圍、深度示意圖
邊坡為牽引式滑坡,滑動面形狀為圈椅狀,底部長約20m,上部約5m,斜長18m;瑒用娴拿娣e約為280m2,一級邊坡的滑動面深度約為1.5m,二級邊坡約為9~12m,三級邊坡的滑動面深度約為14~15m,該邊坡屬于淺層滑坡。
滑坡產(chǎn)生的原因是由于巖體風(fēng)化強烈,層間結(jié)合力差,受節(jié)理裂隙和風(fēng)化影響,巖體呈松散狀,隧道開挖后,邊坡底部臨空面解除約束,應(yīng)力產(chǎn)生釋放,底部邊坡向臨空面移動,巖體從框格梁中鼓出,引起上部巖體移動,所產(chǎn)生的牽引式滑坡。
7.2 建 議
(1)巖體風(fēng)化程度高、節(jié)理裂隙發(fā)育,結(jié)構(gòu)面呈不利組合,層間結(jié)合力差,遇水易軟化和泥化,圍巖呈松散狀態(tài),巖體的自穩(wěn)能力差,隧道下部開挖和邊坡底部清渣時會導(dǎo)致邊坡的移動和變形,邊坡在未完全處理好和加固完成之前,應(yīng)停止隧道施工開挖。
(2)邊坡局部框格梁和巖土體產(chǎn)生分離,未起到良好的加固效果,反而增加了巖土體的自重,不利于邊坡的穩(wěn)定。應(yīng)采用聯(lián)合的加固措施對邊坡進行加固,邊坡應(yīng)采用大直徑、長距離注漿剛花管進行巖體加固或錨索加框格梁的形式進行加固,加固深度應(yīng)超過滑動面深度3~5m,底部采用抗滑樁或鋼筋混凝土重力式擋墻進行加固。