隧道洞口邊坡組合式支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及性能探討

羅藝鑫

（樂山市通達(dá)交通勘察設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司， 614000）

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)也不斷完善，但同時(shí)也面臨著許多新的問題，主要是會(huì)受到地質(zhì)條件等因素的影響，這也使得許多長(zhǎng)且大的隧道工程出現(xiàn)。一般情況下會(huì)在淺埋地帶設(shè)置隧道洞口，這使得隧道洞口大多數(shù)情況都處于不良地質(zhì)條件的地段，而隧道工程能否順利完成建設(shè)，關(guān)鍵就在于隧道洞口的穩(wěn)定性。而由于洞口覆蓋層相對(duì)比較薄，且周圍巖層較為破碎并含有土層，加之在開挖隧道時(shí)會(huì)對(duì)巖土體產(chǎn)生擾動(dòng)及自然環(huán)境條件等因素的影響，所以在隧道工程中，隧道洞口的穩(wěn)定性問題一直是設(shè)計(jì)施工的難點(diǎn)。

針對(duì)這巖質(zhì)隧道洞口開挖施工這一質(zhì)量控制難點(diǎn)，結(jié)合G213 線沐川桂圓樹隧道的實(shí)際設(shè)計(jì)和施工情況進(jìn)行相應(yīng)的分析和研究，根據(jù)現(xiàn)有的研究結(jié)果表明，如果是在適宜的工況下進(jìn)行施工，能夠獲得良好的施工效果，但是目前洞口邊坡支護(hù)技術(shù)主要是通過注漿錨桿和掛網(wǎng)噴射混凝土相結(jié)合的方式進(jìn)行，所以掛網(wǎng)施工情況和混凝土噴射質(zhì)量決定了洞口邊坡支護(hù)的效果。另外，在現(xiàn)有的支護(hù)技術(shù)中，在環(huán)境影響程度、施工效率、施工結(jié)果方面還需要許多改進(jìn)的地方，基于此，對(duì)隧道洞口邊坡組合式支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，希望能夠有效改善已有技術(shù)中的不足，以此提高隧道洞口邊坡施工質(zhì)量，從而提高隧道工程整體質(zhì)量。

1 隧道洞口邊坡支護(hù)技術(shù)問題及施工難點(diǎn)

1.1 支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體性

對(duì)于巖質(zhì)隧道洞口施工而言，由于巖土體較為破碎且含有土層，所以確保其支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體有效增強(qiáng)始終是隧道工程施工的難點(diǎn)，其不僅會(huì)受到坡面錨筋和邊坡土體的連接強(qiáng)度影響，而且會(huì)對(duì)受到坡面錨筋連接情況、坡面砂漿層噴射質(zhì)量等因素的影響。在現(xiàn)有的施工質(zhì)量控制技術(shù)中，主要是側(cè)重于坡面錨筋打設(shè)深度與坡面砂漿層噴射壓力和配比的控制上，對(duì)于錨筋間連接的整體性與坡面砂漿層抗裂控制方面存在一定不足，以致于常常出現(xiàn)坡面砂漿層開裂的問題。

1.2 掛網(wǎng)布設(shè)的質(zhì)量

在隧道洞口邊坡支護(hù)施工過程中，往往會(huì)出現(xiàn)坡面砂漿層開裂的情況，這也與表面筋網(wǎng)布設(shè)質(zhì)量有關(guān)系，主要表現(xiàn)在表面筋網(wǎng)布設(shè)時(shí)通常是通過人工整體張拉的方式，這樣雖然能夠給對(duì)表面筋網(wǎng)施加一定的張拉力，但是人工張拉時(shí)不易掌控其張拉力值，而且由于表面筋網(wǎng)是通過錨釘來與邊坡土體相連接，非常難控制器連接強(qiáng)度，以致于掛網(wǎng)布設(shè)的質(zhì)量難以有效提升。

1.3 坡面的防滲性能

洞口邊坡支護(hù)施工中，還會(huì)出現(xiàn)邊坡滑坡、溜方等問題，導(dǎo)致這些問題發(fā)生的主要原因是土體層中滲入了外界水體，雖然施工時(shí)會(huì)在邊坡表面涂抹一層砂漿層，一定程度上發(fā)揮著隔水層的作用，但是砂漿層本身的防滲性并不佳，在外力因素的作用下坡面砂漿還會(huì)出現(xiàn)開裂的情況，這樣便使得坡面的防滲性能難以有效保障。

2 隧道洞口邊坡支護(hù)組合式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

由于隧道洞口段屬于淺埋地段，且地質(zhì)情況復(fù)雜多變，所以使得巖土層難以自行成拱，不具備較強(qiáng)的支護(hù)能力，這也決定了隧道洞口施工過程中，最重要的是要提高圍巖的支護(hù)能力，確保后續(xù)施工作業(yè)的順利進(jìn)行。如果考慮不周全，或者結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工方法不得當(dāng)，不僅增加施工難度和延長(zhǎng)隧道建設(shè)周期，而且還會(huì)給后續(xù)的正常運(yùn)營(yíng)留下較大的安全隱患，使得隧道洞口邊坡出現(xiàn)滑坡、開裂變形、坍塌等危害，在嚴(yán)重的情況下還會(huì)被迫改線，大大增加了隧道工程的維修造價(jià)費(fèi)用。

可見，能否設(shè)計(jì)出合理的隧道洞口邊坡支護(hù)施工方案，對(duì)于隧道洞口施工安全及避免坍塌等病害出現(xiàn)具有重要的意義。綜合上述的相關(guān)研究及施工中的難點(diǎn)，立足于隧道洞口邊坡支護(hù)施工的實(shí)際情況，提出了隧道洞口邊坡支護(hù)組合式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以此對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化。

（1）在邊坡土體表層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，通過在邊坡土體外表層布設(shè)一層表面的排水層，然后在表面排水層的間隙內(nèi)沿著坡面進(jìn)行坡面壓梁的布設(shè)，同時(shí)設(shè)置坡面錨筋在坡面壓梁與邊坡土體之間，在設(shè)置壓梁連接筋，使得相鄰的坡面壓梁能夠相互連接；在壓梁連接筋中間位置需要使用緊固螺栓，同時(shí)在于連接掛板相互連接處需要使用連接端板；設(shè)置連接栓釘在坡面壓梁的表層，并使連接栓釘與表面筋網(wǎng)緊固連接；需要在表面筋網(wǎng)的外側(cè)、下部空隙中噴射一層坡面砂漿層。

（2）坡面壓梁主要是由鋼板軋或者鋼梁制作而成，需要在坡面壓梁周邊位置設(shè)置連接掛板，這一連接掛板的橫斷面為“L”型，主要是由連接擋板和連接底板組成，在連接擋板上需要設(shè)置一個(gè)連接槽孔。

（3）采用鋼管或者螺紋鋼筋制成壓梁連接筋，將其與緊固螺絲連接，連接方式為螺紋連接，然后再通過緊固螺栓施加壓梁連接筋一定的張拉力。

（4）采用塑料板排水板或排水溝作為表面排水層。

（5）在完成邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)施工后，需要對(duì)邊坡進(jìn)行綠化，確保洞口邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化之后與周圍的環(huán)境相互協(xié)調(diào)。

3 隧道洞口邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)的性能分析

（1）在隧道洞口邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化中，采用了坡面壓梁將原來的坡面錨筋的錨墊板進(jìn)行替換，以此提升邊坡坡面的受壓面積，避免錨墊板變形問題的發(fā)生。同時(shí)，通過在表面排水層間隙內(nèi)布設(shè)坡面壓梁，一定程度上能夠增強(qiáng)坡面支護(hù)梁的支護(hù)效果，從而有效提升邊坡巖土體的整體橫向性。

（2）在上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中，通過在坡面壓梁之間設(shè)置壓梁連接筋和緊固螺栓，不僅能夠有效提升坡面壓梁的整體性，而且可以提升坡面壓梁之間的連接強(qiáng)度。同時(shí)，還在坡面壓梁與表面筋網(wǎng)之間設(shè)置了連接栓釘，這樣能夠有效減少表面筋網(wǎng)的面積，從而有效解決以往邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)中存在的表面筋網(wǎng)張拉困難、邊坡土體連接強(qiáng)度較低的問題，大大增強(qiáng)了隧道洞口邊坡支護(hù)效果。

（3）在隧道洞口邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中，還在邊坡土體的外側(cè)設(shè)置了一層表面排水層，其起到了非常大的作用，能夠在邊坡土體的外部形成一個(gè)排水網(wǎng)絡(luò)，這樣當(dāng)水體滲入坡面砂漿層時(shí)可以順著邊坡土體的表面流出并排除，能夠有效避免由于外界水土滲入邊坡土體中而使得邊坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性受到影響，從而有效提高隧道洞口邊坡施工質(zhì)量，保障隧道工程建設(shè)順利進(jìn)行。

4 結(jié)語：

由于隧道工程施工中會(huì)受到許多方面的因素影響，使得隧道洞口邊坡出的支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量及整體性能受到一定的影響，并成為了隧道工程施工質(zhì)量控制的難點(diǎn)。針對(duì)于此，本文就隧道洞口邊坡組合式支護(hù)結(jié)構(gòu)施工難點(diǎn)進(jìn)行了兩個(gè)技術(shù)的分析，得出了這幾個(gè)方面的結(jié)論：

（1）根據(jù)相關(guān)的資料表明，洞口邊坡支護(hù)施工中面臨的難點(diǎn)和技術(shù)問題主要體現(xiàn)在支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體性、掛網(wǎng)布設(shè)的質(zhì)量及坡面防滲性能能否有效提升這三個(gè)方面。

（2）考慮到施工難點(diǎn)及技術(shù)問題，對(duì)邊坡施工技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，提出了隧道洞口邊坡組合式支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以此對(duì)邊坡結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，然后對(duì)這種組合式支護(hù)結(jié)構(gòu)的組成及技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行了分析，驗(yàn)證了這一施工技術(shù)能夠有效解決隧道洞口邊坡支護(hù)施工中面臨的施工難點(diǎn)及技術(shù)問題，提升了邊坡巖體的穩(wěn)定性及強(qiáng)度，進(jìn)而保障隧道工程順利完成建設(shè)。