摘要： 隧道洞口施工經常會出現滑坡、崩塌、偏壓、泥石流和雪崩等地質災害，滑坡是其中最常見地質災害，因此，做好隧道洞口邊坡穩定性分析及治理是隧道建設中的關鍵課題之一。論文主要探討了影響隧道洞口邊坡穩定性的因素和隧道洞口邊坡破壞模式。最后探討了隧道洞口邊坡滑治理措施，僅供參考。

　　關鍵詞：隧道,邊坡穩定性,治理措施

　　引 言

　　影響隧道洞口邊坡穩定性的因素和公路隧道的圍巖穩定性研究是公路工程中一項重要的研究課題。而在工程設計中應用較少。而我國相關施工規范對隧道洞口邊坡的內容只作概述性的規定，如《公路隧道施工技術規范》對洞口隧道邊坡進行了原則性的規定，對于復雜地質條件和復雜洞口型式下的隧道洞口邊坡施工設計未做相應規定。在設計階段，對隧道洞口的處理相對隨意。而在施工過程中，施工方對隧道洞口可能出現的險情未引起足夠的重視，造成洞口滑坡或坍塌，影響工程整體進度甚至出現人員傷亡。因此，研究分析影響邊坡穩定性的因素，特別是研究影響邊坡變形破壞的主要因素和穩定性分析以及隧道邊仰坡滑坡治理是一項重要任務。

　　1影響隧道洞口邊坡穩定性的因素

　　(1)地層與巖性。地層與巖性是決定邊坡工程地質特征的基本因素，也是研究邊坡穩定性的重要依據，因此，地層巖性的差異往往是影響邊坡穩定的重要因素。

　　(2)巖體結構。近年來，在巖體強度及其穩定性的研究中，證實了巖體中的斷層、層理、節理和片理是邊坡穩定性的控制因素。所以，結構面被認為是特別重要的影響因素，結構面強度比巖石本身強度低很多，根據巖塊強度計算穩定的巖體邊坡可以高達數百米，然而巖體內含有不利方位的結構面時，高度不大的邊坡也可能發生破壞。

　　(3)工程施工的影響，相關工程實踐表明：當隧道兩洞間距為 8m 時，左洞先開挖對邊坡穩定性的影響略大于右洞先開挖對邊坡穩定性的影響。邊坡坡度是影響邊坡穩定性的一個重要因素;當邊坡坡度小于 35°時，邊坡坡度變化對邊坡穩定性影響不大;當邊坡坡度在 35°到 55°區間時，邊坡坡度變化對邊坡穩定性的影響急劇增加。隧道埋深這一因素對隧道上方邊坡在隧道開挖后的穩定性影響巨大;當隧道埋深小于 15m 時，由于隧道開挖為隧道左側巖體形成了臨空面，導致這一區域巖體滑動，從而塌方或山體滑動;當隧道埋深大于 15m 時，隧道埋深變化對這一類邊坡穩定性影響不大。

　　(4)水的作用。水對邊坡巖體穩定性的影響不僅是多方面的，而且是非常活躍的。大量事實證明，大多數邊坡巖體的破壞和滑動都與水的作用有關。處于水下的透水邊坡巖體將承受水的浮托力，而不透水的邊坡巖體坡面將承受靜水壓力，充水的張裂隙將承受裂隙水靜水壓力的作用;地下水的滲透流動將對邊坡巖體產生動水壓力。另外，水對邊坡巖體將產生軟化、侵蝕等物理化學作用。而水流的沖刷也直接對邊坡產生破壞。

　　(5)其它因素。除上述因素外，氣候條件、風化作用、植被生長都可能影響邊坡的穩定狀況。

　　2隧道洞口邊坡破壞模式

　　在隧道工程中，隧道洞口邊仰坡開挖使邊仰坡巖體平衡狀態遭到破壞，于是邊坡巖體在次生應力和各種外界應力的作用下發生破壞。按破壞機理可將邊坡的破壞模式分為崩塌、傾倒和滑坡三種，其中滑坡按滑動面形態不同又可分為平面滑動、楔體滑動和圓弧形滑動三類。但是隧道工程有其特殊性，隧道洞口開挖對洞口段巖土擾動比較大，結合其邊坡破壞外在表現，隧道洞口邊坡破壞模式還應包括局部塌陷破壞和堆塌破壞。

　　(1)崩塌破壞。崩塌是指邊坡上部的巖體在重力的作用下，突然以高速脫離母巖而翻滾墜落的急劇變形破壞的現象，這種破壞是邊坡表層巖體喪失穩定性的結果。

　　(2)傾倒破壞。這種破壞形式是因為在邊坡內部存在一傾角很陡的結構面，將邊坡巖體切割成許多相互平行的塊體，而臨近坡面的陡立塊體緩慢地向坡外彎曲倒塌。傾倒的特點往往是巖塊一般不發生水平或垂直位移，而是以某一點或塊體的某一棱線為轉動軸心，繞其外側臨空面轉動。

　　(3)平面破壞。平面破壞是指邊坡巖體沿某一結構面如層面、節理或斷層面發生滑動，通常滑動面的傾向與邊坡的傾向一致，而滑動面的傾角小于邊坡度但大于其內摩擦角的層狀或有粘土夾層的巖體中，也可能發生在有較厚破碎帶的巖體中。此類破壞是實際工程中發生最多的破壞，一般是由于邊坡巖體結構面的存在以及開挖等施工因素的影響，破壞了原有的平衡，使得巖體沿著軟弱結構面產生平面滑動破壞。最常見的破壞形式有:張拉破壞和剪切破壞。

　　燈草塘隧道是滬昆高速公路貴陽至清鎮段上的一座雙向六車道連拱隧道，全長280m，最大埋深79m，橫向跨度34m，隧道穿越地層為煤系地層，圍巖類別為Ⅴ級、Ⅵ級圍巖，整體穩定性較差，遇到的不良地質災害主要為裂縫、地面塌陷、老窯涌水、瓦斯等。隧道進出口均為深挖方段，進口挖方長155米，軸線最大挖高38.95米，左邊坡開挖高度52.90米;出口挖方長140米，軸線最大挖高31.52米，右邊坡開挖高度49.72米。

　　自2009年底實施邊仰坡監控以來，發生多次險情。2010年1月7日在該邊坡上發現地表裂縫，截止到1月10日上午10時，裂縫延伸最長達30m，裂縫最大寬度103mm，深可見0.3～1米。預應力錨索框架局部脫空。邊坡后緣出現明顯張拉裂縫，并已貫通至邊坡深部。截止2010年7月11日隧道仰坡的第一、第二、第三、第四平臺及平臺截水溝均多次出現規模不等的裂縫(第四平臺最大累計沉降103.80mm，)(L1裂縫長15米，寬1.3厘米;L2裂縫長11米，寬13厘米;L3裂縫長5米，寬2厘米;L4裂縫長20米，寬5-10厘米;L5裂縫長6米，寬2-5厘米;L6裂縫長6米，寬2-3厘米;L7裂縫長7米，寬2-3厘米);第三級仰坡面有三個井字架下部斷裂。經過多次監測，發現降水后沉降增大明顯，降水停止后，沉降變化緩慢。結合錨索應力監測結果，降水后錨索應力增大，尤其是中導洞正上方的錨索應力增大明顯，說明雨水已經下滲到坡體導致坡體變形增大。

　　所有監測結果表明，在施工擾動和降雨的條件下極有可能產生大規模的滑動，是隧道出口施工和運營的安全隱患，給施工帶來極大的危險。

　　3.隧道洞口邊坡破壞治理措施

　　從前面的分析可知，隧道開挖改變了原巖體的應力狀態，即所謂的巖體內部區域卸荷，造成隧道上方區域的邊坡巖體有向下滑動的趨勢，而這一部分巖體向下滑動又對隧道的穩定性造成影響。從這分析可知，減小開挖擾動和加強隧道支護為治理這類邊坡破壞的最佳策略。從對這類邊坡穩定性影響分析來看，在不同的地質條件、隧道參數、開挖條件下其穩定性有所不同。所以應首先詳細分析工程地質條件，根據具體地質條件選取設計參數和確定開挖方案及支護措施。

　　地質條件是影響邊坡穩定性的決定性因素，在工程選線時應對預選方案的地質條件進行詳細調查，盡量避免不良地質情況。對隧道洞口段的地質調查應包括自然地理概況以及工程地質和水文地質：地層、巖性及地質構造變動的性質、類型和規模;斷層、節理、軟弱結構面特征及其與隧道的組合關系;地下水類型及地下水位、含水層的分布范圍及相應的滲透系數、水量和補給關系、水質及其對混凝土的侵蝕性;崩塌、錯落、巖堆、滑坡、巖溶等不良地質和特殊地質現象及其發生、發展的原因、類型、規模和發展趨勢，分析其對隧道洞口穩定的影響程度;主要結構面(特別是軟弱結構面)的類型和等級、產狀、發育程度、延伸程度、閉合程度、風化程度、充填狀況、充水狀況、組合關系、力學屬性和與臨空面的關系;查明危巖分布及產生崩塌的條件、危巖規模、類型、穩定性以及危巖崩塌危害的范圍等，對崩塌危害做出工程建設適宜性的評價，并根據崩塌產生的機制提出防治建議。

　　在選線時應盡量避免邊坡坡度大于35°，隧道埋深小于15m。上述參數是在考慮隧道圍巖為Ⅴ級時得出的結論，在實際工程中應結合具體工程地質情況作更為詳細分析比選。隧道開挖方式對隧道圍巖及邊坡穩定性影響復雜，目前未得出一致結論，從總體上講在施工過程應采取“弱爆破、短進尺、及時支護”相應的措施避免擾動過大。

　　綜合工程地質條件還可以采取的具體工程措施如下：

　　(1)注漿加固隧道仰坡面和平臺，增加松散巖體的自穩能力和抗剪力。由于隧道出口山體巖層很薄,且主要由煤和煤矸石組成,風化嚴重,在深埋側側向壓力推動下易變形滑坡,為了提高仰坡圍巖的自穩能力和抗剪力，對仰坡面和平臺采用深孔注漿鋼花管加固處理，同時增長錨索框架梁的錨索長度，做好邊仰坡防排水措施。

　　(2)及時進行明洞施工和明洞回填反壓。洞口仰坡較陡,必然造成邊坡不平衡推力過大，為了防止邊坡下滑,暫時停止隧道洞身開挖施工,以減少隧道洞身開挖爆破對邊仰坡的擾動。為了提高明洞回填對坡腳形成的反壓力，在明洞上方回填土M7.5漿砌片石和廢渣,對坡面形成反方向作用力,阻止坡體的下滑。延長明洞襯砌長度，以提高明洞回填反壓高度,增加洞門墻的抗剪力，在洞門墻與明洞襯砌結合部采用鋼筋連接。

　　(3)洞內及時施工仰拱,使支護系統及時封閉成環。在任何情況下,使隧道斷面在較短時間內閉合是極為重要的，在巖石隧道中,因圍巖的結構作用,能夠自我封閉成環,而在軟弱圍巖中,必須靠支護措施封閉成環。本隧道工序復雜，開挖擾動圍巖次數多,每次對圍巖的擾動也較大,巖體本身的自穩能力差,在主洞開挖過程中,應及時施工仰拱和二襯,并與邊墻鋼拱架連接成為一體,使其封閉成環,共同承受來自上方仰坡以及側面圍巖的壓力。

　　4結 語

　　總之，在隧道施工過程中，大多數工程事故均出自洞口段，多數又由于洞口邊坡產生破壞而引發洞口段整體失穩。所以，隧道洞口邊坡的穩定性問題已成為隧道施工過程中最為關鍵的步驟。論文重點探討了隧道洞口邊坡的穩定性影響因素及治理對策，希望對實際工程提供理論依據。

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