[科普中国]-隧道仰坡

公路隧道仰坡的设计方法

(1) 工程类比法

工程类比设计法有直接对比法和间接对比法两种，直接对比法一般是以岩体的仰坡岩体强度和仰坡岩体完整性、地下水影响程度、隧道埋深、可能受到的地应力、工程的形状与尺寸、施工的方法、施工的质量以及使用要求等方面因素，将设计的工程与上述条件基本相同的已建工程进行对比，由此确定仰坡设计的类型和参数：间接类比法一般是根据现行隧道设计仰坡技术规范，针对不同的围岩类别查表给出仰坡的具体类型与具体尺寸参数。

(2) 理论计算法

理论计算法是在测得围岩力学参数的前提下，根据仰坡岩石力学特征建立数学模型，通过数值计算确定仰坡参数的方法。这种方法基于岩体力学和数值计算方法的发展。其具体的力学模型和计算方法主要根据岩体边坡的力学属性和结构面类型而定。常用的数值分析方法有有限元、边界元、离散元等。由于隧道工程的建设是一个巨大的系统工程，十分复杂，力学模型难以准确建立，计算参数难以给定，所以，这种方法一般只作为设计参考。

(3) 现场监控法

现场监控法是采用现代量测技术，一边施工一边进行各种量测，将量测得到的信息反馈到设计中。由于这种方法可以适应复杂多变的工程地质条件，因而它比工程类比法及理论计算法更为可靠。值得指出的是，公路隧道设计中提到的设计施工信息一体化，但是在实际工程中，有的没有进行量测，有的虽然进行量测，但反馈设计做的并不好。公路隧道仰坡设计必须考虑大量关系错综复杂的、无法精确定量的地质因素、工程因素、施工因素，以及使用功能、建设经费、技术水平、时间制约等要求，寻求最可靠经济的解决方案，做出技术决策，并承担风险。所以，公路隧道设计决策不得不依靠设计人员的综合经验判断能力。由此可见，在相当长的历史时期内，很难根本改变仰坡设计以经验判断为主的现状1。

隧道仰坡稳定性分析通过对隧道洞口仰坡稳定性分析，对桥梁、边坡及隧道之间的位置关系进行科学分析，对建设工程相关特性进行研究，可以对工程中存在的仰坡稳定性及安全隐患进行准确判断。

（1）边坡含有丰富的地下水，具有的坡度较大，当地下水发生位移时，对于坡体中物质会形成明显的渗透腐蚀作用，导致坡体局部发生岩土体结构架空问题，在坡体前缘位置，已经出现了较多地下水渗透问题，这在很大程度上对坡体稳定性造成了严重影响。

（2）在坡脚处有冲沟存在，水流通过冲沟对坡脚长期冲击，使坡脚受到持续的切割侵蚀作用，导致坡体前缘中临空的一面逐渐移向坡内，直至将坡脚掏空后，整个边坡失去基础支撑，很可能会使边坡整体出现失稳变形。

（3）坡体后缘在边界位置已经存在坡体的蠕滑变形，横向上存在的裂缝在整个坡体中延伸，由此可见，在这一段坡体中，坡体本身已经处于临滑状态，一旦受到墩孔施工或洞口开挖的振动作用或者遭遇暴雨影响，很容易会导致失稳发生。针对以上稳定安全隐患，要采取相应的防护措施对边坡稳定性加以防治，具体如下：针对坡体前缘受地下水侵蚀、坡脚处存在冲沟水流对坡脚造成严重侵蚀问题，可以进行护脚工程的实施，对坡脚内的岩土体加以保护，使之不会被流水侵蚀掉。同时，可在隧道上部过于陡峭的坡面上进行截水沟的设置工作或者可以在坡体内部进行支撑盲沟建设，使地下水来源被有效阻断，不仅可以对局部的岩土体发挥稳固作用，还可以使地下水侵蚀作用大幅降低。另外，还可在边坡上进行抗滑桩的合理设置，使坡体抗滑性能得以有效增加，使其稳定性得到提升2。

隧道仰坡防护（1）对这一隧道仰坡稳定性进行综合评价可知，在天然工况中，该结构基本能够维持稳定状态，但是局部处于临滑状态3。

（2）对坡体展开剩余下滑力计算与分析表明，在工程施工中，需要展开有效的加固措施，对坡体展开必要防护，具体可以进行如下处理：在边坡前缘进行护脚工程制作；在坡脚处设置排水洞或者设置仰斜形式的排水孔；在洞口边坡上用抗滑桩进行加固处理；在隧道上部进行截水沟的合理设置或在坡体内部进行支撑盲沟建设。通过这些防治措施，可以对隧道洞口的仰坡展开有效防护，保证坡体的稳定性，为隧道的施工进洞工作开展提供安全保障2。