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1巖堆體形成

巖堆體的形成條件是多樣的，形成途徑主要有兩個，一是由千枚巖、泥質頁巖以及各種板巖、片巖等軟弱且易風化的巖層所組成的大坡度山坡;二是在構造帶的交接部位，經多次地殼運動，因巖層遭遇強烈破壞，巖石風化剝落在山腳而形成的巖堆。巖堆的形成發展過程可分為三大階段:①母巖崩解;②風化產物的搬運;③風化物的堆積。與此相適應，巖堆的形成過程可劃分為與上述三個階段相對應的三個區域，分別是:A－供給區;B－搬運區;C－堆積區。通過查閱云南省昭通地區高速公路沿線巖堆的踏勘和地質資料，該地區巖堆形成過程如下:①在地殼板塊運動過程中，地層受構造擠壓作用而隆起抬升，形成陡峭山峰;②在逆層邊坡側，巖層斷裂出露，形成軟弱泥巖與堅硬巖層(砂巖或灰巖)的交替結構;③由于軟弱泥巖易于風化，碎裂塊體沿邊坡滾落逐漸在坡腳或突出坡臺堆積;④懸空硬巖在外力和風化作用下斷裂，沿邊坡滾落與軟巖風化物混合形成堆積體;⑤隨上部堆積體的增加，在降雨等因素作用下，巖堆體逐漸密實，并可能形成向下的滑動趨勢;⑥巖堆體趨于穩定。

2巖堆體特征

2.1外部特征

巖堆體主要分布在山嶺區的陡坡上或山麓下，巖堆體深度變化很大，上部較疏松，中下部較密實，深度一般在10～45m，甚至更深。其縱斷面一般呈各種形狀的三角形，主要由巖堆基底傍依區和巖堆坡面所圍成的三角形區域組成。1～3分別表示為巖堆基準面(基底)，支承(傍依)區和巖堆坡面。受地下水影響，巖堆體底部與基巖接觸面處一般有可塑狀低液限黏土夾碎石軟層。一般而言，上下陡中間緩型巖堆的穩定性最好，其次是單面坡型，上陡下緩型巖堆穩定性最差。巖堆體坡面形狀，即平面形態。巖堆體大小和范圍極不一致，其面積少則幾十平方米，大則幾平方公里。其平面形態主要有楔形、三角形、舌形、半圓形、梨形、梯形等類型。圓形巖堆相對最穩定，而舌形巖堆和梨形巖堆穩定性最差。

2.2內部特征

巖堆體上部覆蓋層為黏土夾碎石，下部為塊石土夾黏土，巖堆主要由千枚巖、泥巖、頁巖、板巖和片巖的風化產物與砂巖、石灰巖和花崗巖等的巖塊堆積而成。碎屑巖類巖堆由砂巖質塊(碎)石和玄武巖塊(碎)石組成，塊石含量70%～80%。碳酸鹽巖類巖堆由灰巖質、白云巖巖質塊(碎)石組成，塊石含量80%～90%。

3巖堆體力學參數

盡管巖堆體的力學性質研究十分困難，但是研究者依然取得了一些有價值的成果，vallejo等對砂石～黏土混合材料的孔隙度與抗剪強度進行了研究，得出混合材料的抗剪強度與砂石、土的比例有關，當砂石的重量比小于40%時，材料抗剪強度主要由黏土的抗剪強度控制;當砂石的重量比介于40%～75%之間，材料抗剪強度由砂石的摩擦阻力和黏土的抗剪強度共同控制;當砂石的重量比超過75%時，材料抗剪強度主要由砂石的摩擦阻力控制;混合體抗剪強度隨含石率增加而增加。可以根據現場巖堆體的坡度來初步判斷巖堆體的摩擦角。巖堆的含石率較高，巖堆表面坡度一般也較大;相反，坡度相應變小;隨著巖堆的增加以及雨水的作用，將逐漸密實，因此對早期的巖堆，其穩定性高。巖堆體整體松散，其粘聚力低，巖堆體的粘聚力為大約8～20kPa。

4巖堆體對隧道施工的影響

在穿越巖堆體隧道的施工中，導致進洞困難的根本原因有兩個方面:一是水患，二是圍巖松散軟弱。施工中的困難具體表現為:卡鉆與孔塌現象，嚴重影響噴錨支護的施工速度，增加施工成本;錨固力不足、坍塌現象、邊坡失穩、涌水現象、流砂現象。

5巖堆體隧道施工控制措施

針對以上問題，在巖堆體隧道施工過程中，采取的防治措施主要有兩大原則。一是，隧道防排水設計原則:“以排為主，堵、截、防、排相結合”;二是，隧道開挖原則:“減少對圍巖的擾動、先護后挖、密閉支撐、邊挖邊封閉”。具體措施包括:

1)對于施工過程中的成孔困難。采用錨桿鉆機跟管鉆進的方法、套管跟進取代管棚，此外還可采用小導管徑向注漿取代中空錨桿徑向注漿的方法;

2)針對錨固力不足的問題。采用管錨與注漿聯合支護技術，全面調動了圍巖自身承載能力，是目前解決巖堆體支護問題的最有效手段;

3)對于邊仰坡失穩及圍巖軟弱問題。主要是進行小導管注漿、網噴支護處理邊坡;

4)對洞內流沙。開挖時應準備草束或麻袋，隨時堵塞縫隙，以免漏砂引起坍塌;

5)針對失穩，偏壓問題。在巖堆體中隧道施工，采取大管棚注漿超前支護，短進尺，弱爆破，及時施作加強型的初期支護，鎖腳錨桿，盡早成環，形成封閉結構。

6結束語

1)現有的成果主要是針對具體實際巖堆邊坡的綜合治理進行研究，對于巖堆的形成條件、機理、幾何特征及變形規律，以及巖堆的破壞模式和破壞機理方面的研究較少，在機理分析的基礎上提出標準化施工方案及其基本施工措施的研究更少，有待深入研究;

2)巖堆體作為山區的一種不良地質，必須根據其特殊性查明其固有性質，同時還須查明周圍環境條件對巖堆穩定性的影響;

3)在巖堆體隧道施工時，施工時間應該盡量選在非雨季階段，施工前必須對邊、仰坡進行注漿加固，做好排水工作。施工時采用超前支護，短進尺，弱爆破，先探后挖，及時調整施工，及時施作初期支護，鎖腳錨桿，盡早成環。

作者：蔣向陽 單位：中國鐵建投資公司