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摘要：近年来，我国山岭隧道在不断增加，山岭隧道的设计和施工十分复杂，设计人员不仅要考虑设计的合理性，还要考虑施工现场情况，确保施工人员能够安全顺利的完成施工。本文主要就山岭隧道设计时的主要洞门与支护形式进行了介绍和分析，阐述了洞门形状和支护形式的选择方式。
关键词：山岭隧道；洞门形状；支护形式
为了提升我国交通质量，满足日益增加的交通需求，加强各地之间的交流与来往，我国修建了大量的山岭隧道。从地形上来看，我国有许多山岭、丘陵、高原，因此铁路的修建就不免会穿过山岭地区。而修建盘山公路需要很高的施工成本，修建时间也相对较长。挖掘隧道能够缩短行驶距离，也能够降低道路的危险性。从国防角度来看，隧道也具有很强的隐蔽性。所以，近年来我国山岭隧道在不断增加，为铁路和公路的修建提供便利。在山岭隧道修建前，要了解隧道结构，根据隧道结构进行支护设计，确保施工的安全性。其中，洞门的设计与支护尤为重要，在进行洞门与支护形式设计时，不仅要考虑隧道的安全性，还要考虑施工对环境的影响，协调环境与支护结构之间的关系，避免高填深挖。如果施工条件复杂，一定要做好地质勘察工作，确保施工的安全性。
一、山岭隧道的设计计算
山岭隧道的设计十分复杂，分为许多步骤，具体如下：第一步，要对隧道数据进行测量和分析，了解工程的整体情况；第二步，分析隧道周边的地质条件，根据实际施工地的地质情况进行洞门形式的选择，计算洞门结构是否具有足够的稳定性；第三步，计算隧道的衬砌荷载。具体来说，就是计算不同等级围岩所形成的衬砌荷载数据，以及外荷载数据；第四步，选择合理的支护参数。分析衬砌荷载数据，对比不同的支护方案，分析哪一种支护方案更加合理，选择恰当的支护参数进行检验和计算；第五步，计算二次衬砌的钢筋混凝土配筋；第六步，设计和组织施工；第七步，设计隧道检测方案。
从上述步骤可以看出，洞门与支护形式的选择是山岭隧道施工必不可少的重要内容，其对山岭隧道的修建质量和施工安全有很重要的保障作用。
二、山岭隧道的洞门形式
通常，山岭隧道的洞门周边容易出现破碎、失稳等问题，严重时还会出现洞门坍塌。为了确保岩土的稳定性，避免施工安全问题的出现，选择恰当合理的洞门形式十分重要，其不仅能够提高岩土稳定性，还能提升隧道边坡的稳定性。设计洞门墙是洞门设计的主要内容，洞门墙可以提升建筑口部仰坡的稳固性，也可以加固连接边坡的挡土墙。不仅如此，洞门墙还可以将地表水从洞口引出，很大程度上避免了坍塌问题的出现。常见的洞门设计有以下几种：
（一）端墙式洞门
端墙式洞门主要由两个部分组成，一部分是洞口衬砌，另一部分是端墙。这种形式的洞门主要用于仰坡稳定，水平主动压力较小的低下建筑口部。如果岩质稳定性大于Ⅲ级的围岩，洞口与洞内的衬砌要相互连接，形成一个整体，以此来加强整体结构稳定。
（二）翼墙式洞门
翼墙式洞门主要由衬砌、端墙、翼墙三个部分组成。这种形式的洞门适用于岩层差、边坡缺少稳定性、水平主动土压力较大的建筑口部。如果围岩等级小于IV级，且有开挖路垫的需要，那么可以选择翼墙式洞门。翼墙设置在端墙侧面，通过设置翼墙来提升端墙稳定性，加强端墙对洞口边坡的支撑作用，使坡脚更加稳固。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆端墙要与衬砌相互连接，形成一个稳定的结构整体。
（三）柱式洞门
在端墙上添加两个对称立柱即为柱式洞门，这种洞门不仅美观，还能够加强端墙稳定性，进而提升洞门强度。可以用于乡镇、景区附近的山岭隧道。
（四）台阶式洞门
台阶式洞门常用于沿溪傍山的隧道中，采用这种形式的洞门可以适应山坡地形。
（五）环框式洞门
环框式洞门形式简单，常用于地形陡峭、岩层坚硬无风化情况的洞口。采用这种形式的洞口能够提升边坡稳定性，对施工运营没有不良影响。采用混凝土进行环框和衬砌的浇筑，如果洞口堆积成比较松软，要尽可能避免角度较大的边坡或仰坡。环框周围要设置相应的排水沟渠，确保地表水的有效排除。
三、山岭隧道的支护结构参数选择
在山岭隧道支护结构修建的过程中，一定要做好围岩压力和自重应力的计算。如果采用明挖法进行隧道的挖掘，还要对填土压力、结构自重应力进行计算。大部分山岭隧道的修建都会坚持早进晚出的原则，洞口和长明洞连接的边坡高度都不是很大，即使有落石也会以滚滑的形式下落，不会在明洞上砸落。如果落石数量较多、石块较大，那么可以采取有效的回避和加固措施，提升坡面的强度，所以落石冲击力可以不列入考虑范畴之内。如果必须计算落石冲击力，那么只要对洞顶的落石冲击力进行计算即可。目前，这方面的计算并不深入，相关资料也不健全，所以没有明确的规定，具体计算方式可以根据实际施工情况选择。
在山岭隧道设计时，要考虑列车和其他车辆的荷载，要确保隧道结构构件符合相应的荷载要求。衬砌上所承受的荷载可以根据性质进行区分，主要可以分为主动荷载和被动荷载两种。主动荷载也可以分为两种，一种是主要荷载，另一种是附加荷载。要同时考虑两种荷载存在的可能性，进行组合计算，以主要荷载的计算为主，根据情况进行组合，再根据计算结构选择安全系数较高的结构；被动荷载主要是围岩弹性抗力，这种抗力产生于衬砌压缩的结构周边，可以采用工程类比法对被动荷载的分布范围进行假定，进而简化被动荷载的计算和处理方式。
在采用理论知识进行计算时，要考虑多种因素，确保计算结果与实际情况相符合。通常，可以采用简化假设的方法进行计算，或者利用工程资料进行分析和计算，这些方法具有局限性。所以，要根据实际施工情况进行测量和计算，尽可能提升参数的准确性。
结语：
综上所述，在山岭隧道设计时，为了确保山岭隧道的稳定性，做好洞门与支护形式的设计与施工是必不可少的。要根据施工地的环境、地质等条件进行洞门形式的选择，采取有效的支护措施，确保洞门的稳定性和安全性，进而保障山岭隧道的整体质量。
参考文献：
[1]吴家康.山岭隧道设计时的主要洞门与支护形式[J].四川水泥,2017(4).
[2]王学敬.小净距隧道洞口段初期支护变形分析与治理[J].山东建筑大学学报,2015(2).
[3]雷小磊,赵建明.某隧道隧洞Ⅴ级围岩施工及支护技术应用研究[J].中外建筑,2018.
论文作者:陈阳
论文发表刊物:《防护工程》2019年第3期
论文发表时间:2019/5/20
标签：隧道论文; 山岭论文; 荷载论文; 形式论文; 稳定性论文; 洞口论文; 围岩论文; 《防护工程》2019年第3期论文;