營(yíng)腳隧道工程施工方案和注意事項(xiàng)探析

徐徳志

(貴州省公路工程集團(tuán)有限公司)

1 營(yíng)腳隧道設(shè)計(jì)中的地質(zhì)條件分析

該隧道位于貴州省西南部，境內(nèi)地勢(shì)總體由西北逐漸向東南傾斜，處于烏蒙山脈至苗嶺山脈中段，山巒疊嶂，溝壑縱橫，峽谷幽深，地形地貌受地層巖性及構(gòu)造控制明顯，屬于剝蝕～侵蝕中低山地貌。隧道區(qū)高程約為1460～1570m，相對(duì)高差約110m左右，沿線地形特點(diǎn)為中間高，兩側(cè)低，隧道進(jìn)出口處均位于緩坡處，地形坡角約為15～30°，隧道穿越營(yíng)腳山，橫坡地形也為中間高，兩側(cè)低，地表植被覆蓋率低。測(cè)區(qū)的地表水系屬珠江水系及其支流打邦河水系。主要支流有鄭家溝、吊蘭河等。它們的一般特點(diǎn)是:豐水期為4～9月，平水期為9～12月，枯水期12月-4月，水位變幅大，徑流量豐沛。隧道區(qū)沿線切割強(qiáng)烈，溝谷縱橫，地表水系較發(fā)育，水文網(wǎng)切割密度大，且多垂直地層走向，各溝溪地表水以營(yíng)腳山為分水嶺，作南北分流，分別流入隧道進(jìn)洞口前緣的鄭家溝和出洞口前緣的吊蘭河。工程區(qū)屬中亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候，年均氣溫11.8℃，極端最高31.5℃，極端最低-9.3 ℃，年均總?cè)照?照13.5h，無(wú)霜期257.1d。年均降水1150.4mm，多集中在4～9月，占全年的80％，平均相對(duì)濕度84％，霧日159.9天，雨淞日數(shù)30天。災(zāi)害性天氣有凝凍、冰雹、倒春寒、伏旱等。根據(jù)地表工程地質(zhì)調(diào)繪及鉆探揭露:測(cè)區(qū)大面積基巖裸露，地層較復(fù)雜，主要由侏羅系下統(tǒng)自流井組第四段(J1z4)、三疊系上統(tǒng)須家河組(T3x)、三疊系中統(tǒng)關(guān)嶺組(T2g)組成。巖性為砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、炭質(zhì)頁(yè)巖、灰?guī)r組成，第四系覆蓋層僅零星分布于斜坡地帶及槽谷內(nèi)。

2 營(yíng)腳隧道施工方案和注意事項(xiàng)

2.1 隧道進(jìn)出口設(shè)計(jì)

隧道進(jìn)洞口段為一緩坡地帶，自然邊坡地形坡度16°～20°。左線隧道開(kāi)挖時(shí)，將在洞頂形成人工巖質(zhì)仰坡，在洞前一帶左右兩側(cè)分別形成人工路塹邊坡。邊坡體主要由粉質(zhì)粘土和全～強(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖組成，粉質(zhì)粘土覆蓋厚度約1.60m。巖層傾向與隧道仰坡坡向一致，為順層邊坡，開(kāi)挖后隧道仰坡穩(wěn)定性較差。右線隧道開(kāi)挖時(shí)，將在洞頂形成人工巖質(zhì)仰坡，在洞前一帶左右兩側(cè)分別形成人工路塹邊坡。邊坡體主要全～強(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖組成。巖層傾向與隧道仰坡坡向一致，為順層邊坡，開(kāi)挖后隧道仰坡穩(wěn)定性較差。洞口段無(wú)斷層，巖體完整，構(gòu)造簡(jiǎn)單，無(wú)不良地質(zhì)現(xiàn)象，邊坡天然條件下穩(wěn)定，無(wú)變形跡象。洞口段粉砂巖、灰?guī)r為中厚層狀構(gòu)造，巖石中硬，強(qiáng)度較大，抗風(fēng)化能力強(qiáng)，巖體較完整。在施工爆破破壞下，局部地段會(huì)產(chǎn)生小規(guī)模坍塌和掉塊。左線隧道開(kāi)挖時(shí)，將在洞頂形成人工巖土質(zhì)仰坡，在洞前一帶左右兩側(cè)分別形成高人工路塹邊坡。邊坡體主要由粉質(zhì)粘土和灰?guī)r組成，粉質(zhì)粘土覆蓋厚度約5.90m。右線隧道開(kāi)挖時(shí)，將在洞頂形成人工巖土質(zhì)仰坡，在洞前一帶左右兩側(cè)分別形成人工路塹邊坡。邊坡體主要由粉質(zhì)粘土和灰?guī)r組成，粉質(zhì)粘土覆蓋厚度約3.60m。

2.2 隧道土建工程設(shè)計(jì)

隧道位置根據(jù)隧址區(qū)地形、地質(zhì)條件、環(huán)境、造價(jià)、功能等因素綜合確定，在綜合考慮線形指標(biāo)及工程造價(jià)的前提下，通過(guò)實(shí)地勘察，充分研究了隧道所處地域的地形地質(zhì)情況，主要考慮隧道進(jìn)出口地形條件、隧址區(qū)工程地質(zhì)條件、營(yíng)運(yùn)管理設(shè)施場(chǎng)地等因素?cái)M定隧道方案。隧道襯砌內(nèi)輪廓不僅要符合《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》、《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的建筑限界的要求，還要考慮照明、通訊、裝飾等其他設(shè)施需要的空間，各種設(shè)備均不得侵入建筑限界。隧道襯砌內(nèi)輪廓的形狀和尺寸應(yīng)考慮圍巖級(jí)別、結(jié)構(gòu)受力的特點(diǎn)及便于施工，經(jīng)過(guò)比選，分離式隧道襯砌內(nèi)輪廓擬定為拱高709.6cm，拱部半徑為543cm的三心圓曲邊墻結(jié)構(gòu)，其凈空面積(含仰拱)76.87m2，周長(zhǎng)(含仰拱)31.95m。洞門設(shè)計(jì)以“早進(jìn)洞，晚出洞’’為原則，最大限度地降低洞口邊仰坡的開(kāi)挖高度，以保證山體的穩(wěn)定，同時(shí)減小對(duì)洞口自然景觀的破壞。洞門型式主要考慮使用功能和地形的協(xié)調(diào)美觀;并盡可能節(jié)省投資，充分考慮該隧道洞口地形、地貌等因素。隧道明洞段采用明挖法施工，在確保洞口邊坡穩(wěn)定的條件下，就地全斷面整體模筑鋼筋混凝土。暗洞均采用新奧法施工，主要工序采用機(jī)械化作業(yè)，隧道出渣采用無(wú)軌運(yùn)輸方式，二次襯砌澆筑采用模板臺(tái)車。一般情況下V級(jí)圍巖地段可采用環(huán)形開(kāi)挖預(yù)留核心土法施工，對(duì)洞口軟弱圍巖偏壓地段，可采用CD法施工。隧道初期支護(hù)噴射混凝土采用濕噴工藝，二次襯砌采用整體模筑混凝土。環(huán)形開(kāi)挖預(yù)留核心土法上部留核心土支擋工作面，有利于及時(shí)施作拱部初期支護(hù)以加強(qiáng)開(kāi)挖工作面的穩(wěn)定性，核心土以及下部開(kāi)挖在初期支護(hù)的保護(hù)下進(jìn)行，環(huán)形開(kāi)挖進(jìn)尺不宜太長(zhǎng)，一般環(huán)形開(kāi)挖進(jìn)尺0.5～1.0m左右，上臺(tái)階長(zhǎng)度為洞徑的1.5倍。

2.3 隧道排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)施工

隧道防排水設(shè)計(jì)一般應(yīng)遵循“防、排、截、堵結(jié)合，因地制宜，綜合治理”的原則，使隧道建成后達(dá)到洞內(nèi)基本干燥的要求，保證結(jié)構(gòu)和設(shè)備的正常使用及行車安全;對(duì)于地下暗河、管道巖溶水應(yīng)采取宜疏不宜堵的原則，不改變地下水總的流動(dòng)趨勢(shì);當(dāng)隧道建設(shè)對(duì)地表村莊生活、生產(chǎn)帶來(lái)較大影響，甚至引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，應(yīng)對(duì)隧道防排水采取“以堵為主，限量排放”的對(duì)策。

2.4 隧道施工安全管理

嚴(yán)格組織機(jī)構(gòu)管理能夠防止因施工方法不當(dāng)，支護(hù)不強(qiáng)，質(zhì)量不過(guò)關(guān)而出現(xiàn)問(wèn)題;同時(shí)在施工中要對(duì)地質(zhì)變化有準(zhǔn)確的把握，地質(zhì)變化后，要及時(shí)調(diào)整支護(hù)參數(shù)，做到按地質(zhì)施工，這一點(diǎn)尤其重要。要通過(guò)制定相應(yīng)的隧洞施工安全防護(hù)規(guī)范，從而進(jìn)一步細(xì)化管理流程，使得各項(xiàng)安全管理工作有章可循。要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)隧洞施工安全防護(hù)工作的監(jiān)督監(jiān)察工作，把安全防護(hù)工作落實(shí)到施工過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，讓施工過(guò)程中的每一個(gè)人明確安全防護(hù)的重要性，并且要使安全防護(hù)工作常態(tài)化，要定期不定期的對(duì)隧洞施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)督監(jiān)察，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患，把危險(xiǎn)消除在源頭上，落實(shí)責(zé)任制度，以確保整個(gè)隧洞施工中的安全性。

[1] 常娟，陳誠(chéng)，吳著明.礦山引水隧洞安全管理預(yù)警系統(tǒng)淺析[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2010，(1):33-35.

[2] 趙良坤.淺談如何在水工隧洞施工中開(kāi)展安全生產(chǎn)工作[J].水利建設(shè)與管理，2010，(4):76-78.

[3] 梁福明，黃德益.淺談隧洞施工安全管理措施[J].企業(yè)科技與發(fā)展，2008，(14):33-35.