偏压隧道洞口滑坡稳定性分析
摘要：隧道工程作为交通基建领域的一项重要内容，其在公路、铁路建设中占有很重要的位置。但隧道工程一般跨度大、施工工艺复杂，尤其是隧道洞口段围岩埋深浅、稳定性差、地质构造条件复杂，且又极易受偏压地形以及潜在的滑坡、剥落、崩塌等边坡变形破坏问题的威胁，因此，对隧道洞口边坡稳定性进行分析显得十分重要。本文通过对湖北某高速公路某隧道偏压洞口滑坡稳定性计算分析，为隧道顺利施工提供了科学依据，并可为日后类似工程施工及研究提供有益的借鉴与参考。
关键词：隧道洞口；偏压；滑坡；稳定性分析
1 工程背景概述
湖北某高速公路位于我国西南武陵山地区，多隧道。其中一座隧道总长约1500m，上、下行分离布置，各两车道。
该隧道出口处于山体东南侧山坡上，呈山脊斜坡冲沟地貌，坡体自然坡度22～26°。出口段地质为较坚硬的中风化粉砂岩和稍密状的崩坡积性碎石土和粘性土，属较软、较碎、中层夹
薄层状结构围岩和散体结构围岩，上层松散覆盖层一般8～25m。
坡体范围内冲沟地表水水量随季节变化明显，雨季流量大。地下水主要为山坡覆盖层中的孔隙水，较发育，分布于山间冲沟及残坡积、残坡积土层中，富水性变化较大，主要由大气降水补给，受大气降水影响较大。
2 洞口滑坡形成过程
隧道施工进行洞口外土体开挖时（尚未开挖洞口边仰坡），山体上方出现5～10cm宽、约30cm深的裂缝（见图2-1），遂停止开挖，此时正逢雨季，山体裂缝急剧发展，裂缝两侧产生错台，最大错台达75cm（见图2-2）。经测量，滑坡体在平面上呈不规则扇形，滑坡主滑方向163°（倾向南），与隧道呈7°交角，滑坡体宽约120m，纵向长约70m，滑坡体体积约62700m3，属于中型浅层滑坡。
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图2-1 洞顶裂缝宽度测量 | 图 2-2 洞顶错台整体示意图 |
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雨停后，为防止山坡土体进一步，山体裂缝采用粘土填充封闭，修复发生错台的截水沟，同时在裂缝外围20m增设截水沟、排水沟。对山体状态连续观测一周后，山体基本处于稳定状态，遂继续进行隧道明洞施工。
明洞施工过程中山体状态稳定，随后开始正洞开挖施工，同时连续观测山体状态变化，一直处于稳定状态。正洞开挖至22m时，在套拱延长段顶部出现一条纵向朝左洞侧45°的裂缝，裂缝朝洞身方向延伸，在距掌子面后方9m～13m处，拱脚到拱腰处初支混凝土发生掉落现象，钢拱架出现扭曲变形，并且测量数据显示右侧初支有继续向左前方移动迹象，该段右侧出现初支侵限。
于是立即停止隧道施工，在暂停施工后立即采取封闭裂缝、洞内初支加固、弃土泄压、回填反压的措施防止滑坡体下滑危害隧道。经测量观察，滑坡体、隧道洞身处于稳定状态，套拱及初期支护裂缝未继续发展。
3 滑坡稳定性计算分析
经初步分析，滑坡体有进一步发展趋势，且可能存在更大潜在滑坡体，给隧道施工带来较
大安全风险，必须对山体滑坡、潜在滑坡体进行仔细分析、彻底治理，方能保证隧道安全、顺利施工。
3.1滑坡体稳定性计算
考虑到滑坡与水的作用密切相关，确定两种计算工况：自然状态，饱水状态。
3.1.1计算剖面的确定
根据8个钻孔（ZK1～ZK8）钻探资料共选取3个剖面（1-1′、2-2′、3-3′）进行稳定计算（图3-1、图3-2）。
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图3-1 滑坡体稳定性计算剖面及探孔位置平面图 | 图3-2 滑坡体代表性剖面图 |
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3.1.2参数选取
滑坡稳定性计算参数的选取：
根据极限平衡反算法，参考试验值以及临近的边坡，计算饱和抗剪指标为C=13.85KPa、φ=12.68°。
3.1.3稳定性计算
根据滑坡体成分为碎石粉质粘土和碎石土以及滑坡面形状，采用简化Bishop法计算：
稳定系数 （3.1 -1）
式中：Wi—第i土条重力；
αi—第i土条底滑面的倾角；
Qi—第i土条垂直方向外力；
Ki-系数，由土条弧所在位置计算。
剖面1-1′、2-2′、3-3′稳定性分析计算结果和剩余下滑力计算结果见表3-1。
表3-1滑坡体稳定系数和剩余下滑力
