明洞结构处理滑坡地段灾害分析★

覃 健 黄 杰

(四川交通职业技术学院，四川 成都 611130)

1 项目背景及工程概况

因连续强降雨，2016年6月29日发现川黔线某隧道出口明洞外K119+120处左侧高边坡发生局部溜坍上道；工务部门封锁线路后，进一步检查发现，隧顶裁缝岩山体后缘裂缝宽约40 m～50 m，错台约30 m，堑顶缓坡地段出现大量裂缝、错台，滑体仍在蠕动中，严重影响既有线运营安全。

滑坡主轴与线路大里程交角为52°，隧道与K118+890～K118+960下穿滑坡，隧道埋深40 m，初步判定滑面至隧顶约18 m，对隧道洞身结构影响较小。隧道出口段紧邻滑坡侧缘下方，平距约100 m，垂距约80 m，由于滑坡体靠綦江河谷侧滑体边缘开裂、坍塌，坍塌物一旦顺坡倾泻而下，对隧道出口段铁路运营安全影响极大。

针对川黔线6·28水害，抢险对策为对川黔铁路赶水南至岔滩段K119+097.17～K119+600段既有路基增建明洞工程。设计明洞全长503 m，采用单耳墙明洞，其衬砌净空断面按时速80 km/h单线加宽60 cm，加宽后衬砌内净空为677 cm(高)×586 cm(宽)，拱部衬砌厚度75 cm，靠山侧直边墙厚度100 cm。明洞外侧墙基以下设置桩基，桩基尺寸为200 cm(高)×75 cm(宽)，纵向中心间距500 cm。洞顶回填土厚度为200 cm，回填坡度1∶10，允许塌落体堆积坡度1∶5，明洞一端接隧道出口另一端设置明洞门。

2 测试目的及内容

针对增加的明洞结构，为了解滑坡体对明洞结构受力的影响情况，掌握结构长期受力状况。考虑川黔线已开通运营，开展常规人力监测已不现实(人员安全无法保证、监测实时性无法满足)，采用现场埋设测点，远程数据采集的测试方式，实时掌握结构受力情况，同时能为异常特殊状况提供可靠及时的测试技术资料，供决策参考。

测试内容包括明洞结构受力(钢筋应力、混凝土应力)、围岩压力等监测项目，测点埋设完成后采用远程传输，实现长期自动监测及预警。

3 测试断面及元器件布置

项目断面根据设计内容，分别在明洞Ⅰ型衬砌段(K119+097～K119+137)、明洞Ⅱ型衬砌段(K119+137～K119+250)、明洞Ⅲ型衬砌段(K119+250～K119+600)布设受力测试断面，同时避开外墙不封闭侧洞、下锚段及涵洞位置，断面布置如表1所示，总计4个断面。

表1 新增明洞结构受力测试断面表

单个测试断面元器件布置如图1，表2所示，结构内力分别布置在拱顶、左右边墙的内外侧，围岩压力布置在靠山侧起拱线、拱顶、墙脚位置，主要测试靠山侧围岩对明洞结构的作用外力。其中K119+110断面靠山侧原来存在挡墙，因此墙脚围岩压力尽量靠下布置，压力盒与岩土接触，不予挡墙接触；K119+320基础围岩较好，墙脚压力盒调整至边墙中部位置；K119+450断面内侧围岩为巨厚层～厚层砂岩，墙脚部位不设置土压力盒。

表2 断面元器件配置表

4 测试结果

截止到2018年6月中旬，除K119+200,K119+320和K119+450断面有部分测点损坏外，其余断面均完好。测点损坏情况如表3所示，共计8个测点，测点损坏率为10.9%。

表3 测点损坏情况汇总表

断面测点损坏情况数量损坏时间K119+110无0—K119+200左墙脚压力测点12017.3K119+320左边墙内、左边墙外及拱顶外钢筋测点,左边墙外混凝土测点,左边墙及左拱脚围岩压力测点62016.8施工期K119+450左边墙内侧钢筋测点12018.4

所有断面测试结果如表4～表6所示。

表4 钢筋应力测试结果 MPa

表5 混凝土应力测试结果 MPa

5 测试结果分析

根据目前断面测试结果分析可知：

1)截止到2018年6月中旬，结构整体受力很小，钢筋受力最大值为87.88 MPa(见表4)，混凝土应力最大值为6.09 MPa(见表5)，土压力最大值为26.47 kPa(见表6)。根据设计参数，钢筋设计强度值为360 MPa，混凝土强度标准值为抗压25.75 MPa，土压力设计值为115 kPa，结构受力远小于设计值，结构安全储备很高。

表6 围岩压力测试结果 kPa

2)另外通过时程分析可知，在明洞结构覆土完成后，结构内力随着施工荷载的减少及土体的固结，结构受力逐步趋于稳定，基本上在9月中旬以后处于稳定状态，其中钢筋受力表现最为稳定，混凝土应力有小幅波动迹象，围岩压力受外部土体、雨季排水以及列车振动等因素影响，波动较为明显，但整体规律不受影响。

3)结构在覆土荷载作用下，两侧边墙钢筋表现为外侧受拉内侧受压，表明结构受到偏压作用，与实际情况相符，混凝土应力因受测试方法的限制(与钢筋绑扎在一块)，存在同钢筋的一定协同变形，因此在局部钢筋受拉时，混凝土应力也表现为拉应力，该部位混凝土应力值作为参考。

4)结构的长期安全性，目前来看，结构安全性不存在问题，且结构受力稳定无明显增长趋势，因此以目前趋势判断结构长期安全性具有保障。