隧道口“剝山皮式”邊坡設計優化

張孝武

中鐵十七局集團第五工程有限公司 山西太原 030032

1 工程概況

侯馬市某廠102#洞庫工程位于侯馬市南部，紫金山北部山區V字形深切內，山勢陡峻，溝谷狹窄，山體匯水面積大，V字形溝走向基本南北向，相對高差超過100m，溝東、西、南三側為高山，V字形溝一直向北延展至開闊地。本洞庫位于V字形溝的東山內，洞庫總長311.3m，設計為U形洞庫，兩洞口距離47.54m，該山體主要由斜長片麻巖及鉀長片麻巖構成，節理裂隙發育，坡體無地下水。

2 設計措施

本洞庫邊坡工程為暫估價工程，設計僅有坡面加固措施：設計邊坡坡率為1：0.75，每級邊坡高度不大于8m，邊坡平臺寬度2m，邊坡采用錨桿掛網噴漿防護，錨桿采用C25螺紋鋼制作，長度3.5m，錨桿方向垂直于坡面，間距2m*2m梅花形布置，鋼筋網采用A8@20cm雙向布置，支護從上往下分段分片噴射不小于10cm厚的C20砼，坡頂設置截水溝，凈空尺寸0.4*0.5m，距坡頂線不小于5m，具體邊坡分級由施工單位現場實測后，根據上述措施進行設計，經現場原地面測量，邊坡放坡最高高度80m，按設計放坡原則為9級邊坡，開挖方量3.8萬方。

3 存在問題

由于本工程合同工期僅6個月，根據施工組織規劃，洞庫本體施工即需要4個月，如按9級邊坡施工，開挖施工需要4-5個月，且需爆破作業，施工難度大，對邊坡擾動較大，安全性差，因邊坡開挖時隧道不能同時施工，按此設計施工易造成工期嚴重滯后。

4 方案分析及優化

根據設計要求及上述存在問題，對該邊坡進行深入調查，結合地勘報告及現場實際情況，對此設計方案進行優化。

4.1 方案分析

（1）從斷面圖中看，原設計存在“剝山皮”的不合理設置情況，造成邊坡開挖過高而暴露面過大，工程防護規模和土石方壓力較大，環境不友好。

（2）該坡體過大暴露面不利于邊坡在外界因素影響的穩定性。故依據高邊坡的加固理念，宜采用收坡強加固的原則進行邊坡設計。

4.2 方案優化

根據地質勘查報告結合現場實際情況，為保證在合同工期內本工程能夠順利交工，且保證邊坡安全，對本邊坡進行收坡優化，以降低高度，減少土石方壓力，加長錨桿長度，有效提高邊坡的整體穩定性，邊坡坡率由1:0.75優化為1:0.5，高度由80m優化為56m，錨桿長度由設計3.5m優化為6m，能夠大幅減少開挖方量及支護工程，在保證使用功能及安全的前提下達到最優效果。

5 效果評價

通過對優化前邊坡及優化后邊坡工程量及造價進行比較，優化后的土方開挖工程量為1.8萬方，與原設計比較降低了53%，相應開挖造價降低53%，總體工程造價減少了5%。支護面積大幅減少，后期維護費用相應減少，錨桿增長加固，山體穩定性增加，實際工期2個月，為實現總工期目標創造了良好的條件。

6 結語

通過對邊坡進行收坡優化，能夠大幅減少防護工程及挖方規模，并能夠減少后期防護與養護成本，減少對坡面原貌破壞，增加其山體穩定。