隧道淺埋偏壓段蓋挖法施工技術

于成東

（中鐵十七局集團第三工程有限公司 河北 石家莊 050000）

1 工程概況

青松嶺隧道隧道按高速公路雙向四車道標準設計，采用分離式隧道方案，設計速度為100km/h。隧道建筑限界凈寬為10.75m，建筑限界凈高為5.0m。 該隧道左線長955m，右線長1050m。左線進口段LK110+080－LK110+200 原設計為偏壓明洞，長度為120m，考慮到施工安全、施工進度、環(huán)境保護等因素對其進行優(yōu)化，優(yōu)化為蓋挖法施工。

1.1 工程地質情況

左洞進口段地形呈左低右高，右側山體陡峻，左側山體覆蓋層薄，偏壓嚴重且地質條件復雜。 圍巖級別為Ⅴ～Ⅳ級，節(jié)理局部密集發(fā)育，圍巖穩(wěn)定性較差, 易坍塌。 地表為粉質黏土、碎石土、全分化混合巖化片麻巖、變質安山巖；內部巖體為強分化混合巖化片麻巖、變質安山巖和石英巖，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體呈碎塊狀、碎裂－裂隙塊狀結構。 巖體破碎，多風化成碎石狀，局部呈砂礫狀，仰坡開挖時容易產生失穩(wěn)。 且在拱頂易產生小規(guī)模掉快。

1.2 進口段施工優(yōu)化原因

此隧道左線進口段LK110+080－LK110+200 原設計為偏壓明洞，長度為120m。 由于左線明洞右側山勢陡峻，山體偏壓嚴重，自然坡度40°－50°，邊坡開挖高度大多在30－40m，地勢非常陡峭，明洞施工安全風險大。 并且在進場前原地表被私人采礦嚴重破壞，原地貌破壞嚴重，形成高低陡坡，機械施工困難，同時造成基巖破壞。 考慮到大開挖施工左洞時將影響已施工完成的右洞山體及隧道洞體穩(wěn)定及綠色環(huán)保理念減少大開挖對周圍環(huán)境的破壞對原設計明洞方案進行優(yōu)化。

1.3 進口段施工優(yōu)化方案

該段原設計方案為明挖施工，優(yōu)化后的施工處理方案分主要分為三部分：

第一部分為LK110+080－LK110+100， 采用明洞方案，明挖施工；

第二部分為LK110+100－LK110+150，采用側壁增加護拱的半明半暗方案，蓋挖法施工；

第三部分為LK110+150－LK110+200， 拱頂增加護拱方案，蓋挖法施工。

1.4 蓋挖法施工的優(yōu)勢

蓋挖法施工減少了開挖深度和開挖寬度，減少了對右洞的擾動，優(yōu)化后減少了4.2 萬m3土石方的開挖，縮短了施工工期，減少了對環(huán)境的破壞，護拱完成后施工比較安全，明洞暗作后對隧道結構永久性和防水有利。

2 施工方法

2.1 施工工序

2.1.1 對原開挖邊坡進行防護，清理危石，保證下部施工安全；

2.1.2 護拱邊坡開挖并進行防護；

2.1.3 拱部護拱和側壁護拱施工；

2.1.4 護拱完成后待強度達到100%后，進行護拱拱部回填；

2.1.5 進行明洞施工；

2.1.6 在護拱防護下進行暗洞施工。

2.2 施工方法

2.2.1 邊坡防護

邊坡防護采用打設錨桿、掛網、噴射砼防護。 施工前將邊坡上被采礦隊破壞的巖面上的浮石、虛渣等清理干凈。 并在邊坡上按1.5m*1.5m 梅花型布置打設注漿小導管，平均長度采用12m，范圍為拱頂以上10 排，注漿小導管采用φ50 熱軋無縫鋼管，施工中管節(jié)長度為4－6 米，管節(jié)間采用絲扣相連，接頭互相錯開，水泥漿水灰比按1：1 配制，注漿初壓力采用0.5－1.0MPa，終壓力采用1.5－2.5MPa。導管施工完成后打設錨桿進行掛φ6.5 鋼筋網，間距采用20cm*20cm,掛網完成后噴射15cm 厚C20 砼。 待達到強度后施工洞身。

2.2.2 LK110+100－LK110+150 段施工

LK110+100－LK110+150，采用側壁增加護拱的半明半暗方案，蓋挖法施工。

測量放樣完成后對隧道左側覆蓋層較薄的地方按照明洞方法進行開挖，開挖采用微臺階開挖，進尺控制在3m-5m左右,盡量減少爆破震動對巖體的破壞，開挖完成后施作20a工字鋼護拱，拱架縱向間距0.60m，兩榀間采用φ22 連接鋼筋在工字鋼翼緣焊接，并加設交叉連接鋼筋，護拱嵌入臨時開挖邊坡大于50Cm，為加強護拱底部的臨時支撐，在拱角處設置鎖交錨桿，錨桿穿越護拱基礎砼與鋼拱架相連，護拱采用60cmC20 砼模筑，達到強度進行碎石土回填，回填完成后再在護拱內進行暗挖。 下導坑開挖時要確保護拱的穩(wěn)定，并根據護拱沉降情況增加鎖角錨桿和鎖角小導管。

暗洞施工嚴格遵循“管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、勤量測、早封閉”的原則。開挖前在右側拱部輪廓線以外扦打19根長4.5 米按35cm 間距布置的φ50 小導管， 并注入水玻璃漿液以增強圍巖自穩(wěn)能力。 配合小導管加強支護沿隧道右側輪廓線環(huán)向按100cm*50cm 間距布置φ25 中空錨桿對山體進行加固。

2.2.3 LK110+150-LK110+200 段施工

LK110+150-LK110+200，拱頂增加護拱方案，蓋挖法施工。

首先在拱頂部分施作施工平臺，把該段巖體按1：0.3 坡率開挖至起拱線，開挖后兩側巖體用錨噴加固，打設φ25 中空注漿系統錨桿，鋪設φ6.5，20*20cm 鋼筋網，并噴射C25 早強混凝土，待強度達到要求后架立20a 工字鋼拱架護拱，拱架縱向間距0.60m，用長3.5mφ22 鎖腳錨桿將其鎖住，用φ22 連接鋼筋縱向連接。 模筑60Cm 厚C25 護拱砼，待初期支護達到設計強度后，用漿砌片石土回填。 然后按照暗洞施工方法施工。

各部分回填應做好防排水處理，保證排水通暢。 根據實測開挖斷面，各段拱部回填高度各變化段應逐漸變化，不應出現突變，施工時也可根據實際情況進行適當調整。 回填完成后在最左側施工排水溝。

3 結論

在山體偏壓情況下進洞，采用明洞暗做有利于施工安全和環(huán)境保護，有效減小山體的縱橫向推力，有效地減少了對右洞的擾動，大大的加快了施工進度。

［1］JTGF60-2009 公路隧道施工技術規(guī)范[S].

［2］陳少華，劉偉.小凈距隧道的結構受力特點及工程措施[A]//交通部公路司，編.“國際隧道研討會暨公路建設技術交流大會”論文集[C].北京：人民交通出版社，2002.