隧道洞口边坡组合式支护结构设计及性能探讨

罗艺鑫

（乐山市通达交通勘察设计有限责任公司， 614000）

0 引言

随着经济的快速发展，我国交通运输网络也不断完善，但同时也面临着许多新的问题，主要是会受到地质条件等因素的影响，这也使得许多长且大的隧道工程出现。一般情况下会在浅埋地带设置隧道洞口，这使得隧道洞口大多数情况都处于不良地质条件的地段，而隧道工程能否顺利完成建设，关键就在于隧道洞口的稳定性。而由于洞口覆盖层相对比较薄，且周围岩层较为破碎并含有土层，加之在开挖隧道时会对岩土体产生扰动及自然环境条件等因素的影响，所以在隧道工程中，隧道洞口的稳定性问题一直是设计施工的难点。

针对这岩质隧道洞口开挖施工这一质量控制难点，结合G213 线沐川桂圆树隧道的实际设计和施工情况进行相应的分析和研究，根据现有的研究结果表明，如果是在适宜的工况下进行施工，能够获得良好的施工效果，但是目前洞口边坡支护技术主要是通过注浆锚杆和挂网喷射混凝土相结合的方式进行，所以挂网施工情况和混凝土喷射质量决定了洞口边坡支护的效果。另外，在现有的支护技术中，在环境影响程度、施工效率、施工结果方面还需要许多改进的地方，基于此，对隧道洞口边坡组合式支护结构设计进行分析，希望能够有效改善已有技术中的不足，以此提高隧道洞口边坡施工质量，从而提高隧道工程整体质量。

1 隧道洞口边坡支护技术问题及施工难点

1.1 支护结构的整体性

对于岩质隧道洞口施工而言，由于岩土体较为破碎且含有土层，所以确保其支护结构的整体有效增强始终是隧道工程施工的难点，其不仅会受到坡面锚筋和边坡土体的连接强度影响，而且会对受到坡面锚筋连接情况、坡面砂浆层喷射质量等因素的影响。在现有的施工质量控制技术中，主要是侧重于坡面锚筋打设深度与坡面砂浆层喷射压力和配比的控制上，对于锚筋间连接的整体性与坡面砂浆层抗裂控制方面存在一定不足，以致于常常出现坡面砂浆层开裂的问题。

1.2 挂网布设的质量

在隧道洞口边坡支护施工过程中，往往会出现坡面砂浆层开裂的情况，这也与表面筋网布设质量有关系，主要表现在表面筋网布设时通常是通过人工整体张拉的方式，这样虽然能够给对表面筋网施加一定的张拉力，但是人工张拉时不易掌控其张拉力值，而且由于表面筋网是通过锚钉来与边坡土体相连接，非常难控制器连接强度，以致于挂网布设的质量难以有效提升。

1.3 坡面的防渗性能

洞口边坡支护施工中，还会出现边坡滑坡、溜方等问题，导致这些问题发生的主要原因是土体层中渗入了外界水体，虽然施工时会在边坡表面涂抹一层砂浆层，一定程度上发挥着隔水层的作用，但是砂浆层本身的防渗性并不佳，在外力因素的作用下坡面砂浆还会出现开裂的情况，这样便使得坡面的防渗性能难以有效保障。

2 隧道洞口边坡支护组合式结构设计

由于隧道洞口段属于浅埋地段，且地质情况复杂多变，所以使得岩土层难以自行成拱，不具备较强的支护能力，这也决定了隧道洞口施工过程中，最重要的是要提高围岩的支护能力，确保后续施工作业的顺利进行。如果考虑不周全，或者结构设计、施工方法不得当，不仅增加施工难度和延长隧道建设周期，而且还会给后续的正常运营留下较大的安全隐患，使得隧道洞口边坡出现滑坡、开裂变形、坍塌等危害，在严重的情况下还会被迫改线，大大增加了隧道工程的维修造价费用。

可见，能否设计出合理的隧道洞口边坡支护施工方案，对于隧道洞口施工安全及避免坍塌等病害出现具有重要的意义。综合上述的相关研究及施工中的难点，立足于隧道洞口边坡支护施工的实际情况，提出了隧道洞口边坡支护组合式结构设计，以此对现场施工结果进行优化。

（1）在边坡土体表层结构设计方面，通过在边坡土体外表层布设一层表面的排水层，然后在表面排水层的间隙内沿着坡面进行坡面压梁的布设，同时设置坡面锚筋在坡面压梁与边坡土体之间，在设置压梁连接筋，使得相邻的坡面压梁能够相互连接；在压梁连接筋中间位置需要使用紧固螺栓，同时在于连接挂板相互连接处需要使用连接端板；设置连接栓钉在坡面压梁的表层，并使连接栓钉与表面筋网紧固连接；需要在表面筋网的外侧、下部空隙中喷射一层坡面砂浆层。

（2）坡面压梁主要是由钢板轧或者钢梁制作而成，需要在坡面压梁周边位置设置连接挂板，这一连接挂板的横断面为“L”型，主要是由连接挡板和连接底板组成，在连接挡板上需要设置一个连接槽孔。

（3）采用钢管或者螺纹钢筋制成压梁连接筋，将其与紧固螺丝连接，连接方式为螺纹连接，然后再通过紧固螺栓施加压梁连接筋一定的张拉力。

（4）采用塑料板排水板或排水沟作为表面排水层。

（5）在完成边坡支护结构施工后，需要对边坡进行绿化，确保洞口边坡支护结构优化之后与周围的环境相互协调。

3 隧道洞口边坡支护结构的性能分析

（1）在隧道洞口边坡支护结构优化中，采用了坡面压梁将原来的坡面锚筋的锚垫板进行替换，以此提升边坡坡面的受压面积，避免锚垫板变形问题的发生。同时，通过在表面排水层间隙内布设坡面压梁，一定程度上能够增强坡面支护梁的支护效果，从而有效提升边坡岩土体的整体横向性。

（2）在上述结构设计方案中，通过在坡面压梁之间设置压梁连接筋和紧固螺栓，不仅能够有效提升坡面压梁的整体性，而且可以提升坡面压梁之间的连接强度。同时，还在坡面压梁与表面筋网之间设置了连接栓钉，这样能够有效减少表面筋网的面积，从而有效解决以往边坡支护结构中存在的表面筋网张拉困难、边坡土体连接强度较低的问题，大大增强了隧道洞口边坡支护效果。

（3）在隧道洞口边坡支护结构设计方案中，还在边坡土体的外侧设置了一层表面排水层，其起到了非常大的作用，能够在边坡土体的外部形成一个排水网络，这样当水体渗入坡面砂浆层时可以顺着边坡土体的表面流出并排除，能够有效避免由于外界水土渗入边坡土体中而使得边坡结构稳定性受到影响，从而有效提高隧道洞口边坡施工质量，保障隧道工程建设顺利进行。

4 结语：

由于隧道工程施工中会受到许多方面的因素影响，使得隧道洞口边坡出的支护结构的施工质量及整体性能受到一定的影响，并成为了隧道工程施工质量控制的难点。针对于此，本文就隧道洞口边坡组合式支护结构施工难点进行了两个技术的分析，得出了这几个方面的结论：

（1）根据相关的资料表明，洞口边坡支护施工中面临的难点和技术问题主要体现在支护结构的整体性、挂网布设的质量及坡面防渗性能能否有效提升这三个方面。

（2）考虑到施工难点及技术问题，对边坡施工技术进行创新，提出了隧道洞口边坡组合式支护结构设计，以此对边坡结构进行加固，然后对这种组合式支护结构的组成及技术特点进行了分析，验证了这一施工技术能够有效解决隧道洞口边坡支护施工中面临的施工难点及技术问题，提升了边坡岩体的稳定性及强度，进而保障隧道工程顺利完成建设。