淺談公路隧道進(jìn)口淺埋段施工處理措施

張臻

摘要：淺埋公路隧道建設(shè)條件復(fù)雜，進(jìn)口段不確定因素較多，為規(guī)避和控制易發(fā)生的安全風(fēng)險(xiǎn)事件，有必要在設(shè)計(jì)階段對(duì)進(jìn)口段施工風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析判斷。以陜西省內(nèi)幾條高速公路隧道進(jìn)口段設(shè)計(jì)為研究對(duì)象，根據(jù)隧道進(jìn)口段的地形條件、地質(zhì)條件等資料結(jié)合以往經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)，并在此基礎(chǔ)上總結(jié)出有針對(duì)性的風(fēng)險(xiǎn)控制措施。

關(guān)鍵詞：公路隧道進(jìn)口段淺埋段 風(fēng)險(xiǎn)分析 控制措施

中圖分類號(hào)：U455.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）04（a）-0042-02

隨著中國(guó)公路建設(shè)的日益增多，公路隧道的建設(shè)發(fā)展迅速，但由于山嶺隧道地形復(fù)雜、地質(zhì)條件惡劣、自然環(huán)境和技術(shù)水平有限等這些不確定因素較多，易出現(xiàn)影響施工階段的安全風(fēng)險(xiǎn)事件，引發(fā)安全事故，造成災(zāi)難性的經(jīng)濟(jì)損失和惡劣的社會(huì)影響。

該文主要對(duì)公路隧道進(jìn)出口淺埋段在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行安全分析，采用工程類比法，對(duì)指定工程項(xiàng)目進(jìn)行分析，預(yù)測(cè)該項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)。再根據(jù)隧道進(jìn)口段的工程地質(zhì)情況、水文等資料，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)該隧道提出風(fēng)險(xiǎn)控制的措施。常見(jiàn)有以下幾種設(shè)計(jì)方案。

1.明挖法

工程概況及處理措施如下。

雷加坡隧道屬于咸陽(yáng)至旬邑高速公路項(xiàng)目，位于陜西省淳化縣南側(cè)。隧道按左、右線分離式設(shè)計(jì)。長(zhǎng)2 832，7m，屬長(zhǎng)隧道（見(jiàn)圖1）。

隧址區(qū)位于關(guān)中盆地北部的低山地貌區(qū)。隧道進(jìn)口位于黃土邊坡，地形坡度較緩，其巖性表部為馬蘭及離石黃土，一部分為強(qiáng)風(fēng)化的泥巖、砂巖，由于黃土易濕陷，砂巖泥巖強(qiáng)風(fēng)化破碎，進(jìn)口邊坡穩(wěn)定性差，圍巖上覆及黃土古土壤，洞身位于離石黃土中，巖體結(jié)構(gòu)較為致密，圍巖穩(wěn)定性較差。根據(jù)勘察結(jié)果，未發(fā)現(xiàn)地下水，雨季施工地表水易沿裂黃土垂直節(jié)理入滲。

隧道埋深較淺，距拱頂約12m，隧道洞身穿過(guò)黃土區(qū)域，拱頂部分位于Q3黃土和Q2黃土分界處，穩(wěn)定性較差，地表注漿效果不明顯，且淺埋區(qū)長(zhǎng)達(dá)100多米，適當(dāng)延長(zhǎng)明洞并不能降低邊坡開(kāi)挖，如果一味暗挖，施工風(fēng)險(xiǎn)大，工程造價(jià)高。所以綜合比選該隧道采用明挖法施工，既節(jié)約了工程造價(jià)，又降低了施工風(fēng)險(xiǎn)，且邊坡高度不到20 m，是最佳選擇。

2.注漿加固法

工程概況及處理措施如下。

架子山隧道屬于銅川至旬邑高速公路項(xiàng)目，位于陜西省照金鎮(zhèn)孫家山村東側(cè)，穿越架子山，該隧道設(shè)計(jì)為左、右線分離式雙洞隧道，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為雙向四車道。隧道全長(zhǎng)1 220m，為長(zhǎng)隧道（見(jiàn)圖2）。

隧址區(qū)屬于中低山地貌，海拔高度1 324～1 531 m。隧址區(qū)屬中朝準(zhǔn)地臺(tái)陜北臺(tái)凹地貌，構(gòu)造穩(wěn)定，地層平緩。第三紀(jì)以來(lái)，區(qū)內(nèi)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)受華北板塊構(gòu)造總體格局制約，以地塊的振蕩性不均勻升降為主導(dǎo)，無(wú)大型劇烈的褶皺和斷層，長(zhǎng)期以來(lái)是一個(gè)比較穩(wěn)定的地區(qū)。出口段圍巖由強(qiáng)風(fēng)化全風(fēng)化泥巖、砂巖互層（T，y）組成，自然邊坡整體穩(wěn)定性較好，地下水不發(fā)育，多為孔隙水點(diǎn)滴狀滲出。洞口邊坡開(kāi)挖后增加坡腳臨空面，坡體容易失穩(wěn)，為隧道淺埋段。

由于隧道右線出口段上覆殘坡積粉質(zhì)粘土和全～強(qiáng)風(fēng)化泥巖，覆蓋層較薄，但到Y(jié)Kl98+895處，隧道已基本進(jìn)入中分化砂巖段落，而且隧道出口位于溝谷陡岸山體斜坡處，地形坡度較陡，坡角30°～40°，不宜大開(kāi)大挖，破壞原始地貌，所以設(shè)計(jì)對(duì)YK198+895-YKl98+935采用φ50×4無(wú)縫熱軋鋼管，間距2mx2m進(jìn)行深管注漿，采用YKl98+935-YKl98+960長(zhǎng)25m明洞，既保證洞室安全，又完全順應(yīng)了原地形地貌。

3.蓋挖法

工程概況及處理措施如下。

府村川隧道屬于黃陵至延安高速公路項(xiàng)目，位于陜西省富縣東溝鄉(xiāng)府村川村，設(shè)計(jì)為分離式隧道，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為雙向六車道。隧道全長(zhǎng)1 628 m，為長(zhǎng)隧道（見(jiàn)圖3）。

隧址區(qū)屬于黃土梁峁溝壑地貌，海拔高度1079～1 259m，塬頂寬約20-65 m，為殘塬梁峁，緣邊溝壑林立，刺槐、灌木等植被發(fā)育；隧道近南北走向，沿隧道軸向山梁體呈不規(guī)則圓頂形粱峁，地形渾圓，兩側(cè)低，中部高；隧道進(jìn)口段處于黃土梁峁兩側(cè)沖溝溝谷底部狹窄，受水流沖刷侵蝕，形成“v”型葉脈狀溝谷。

隧道右線進(jìn)口剛好位于“V”型葉脈狀溝谷，如果正常進(jìn)洞，那么兩側(cè)路基邊坡開(kāi)挖就會(huì)過(guò)高，在50m以上，難以治理，將留有隱患，對(duì)后期養(yǎng)護(hù)造成困難。設(shè)計(jì)時(shí)比選諸多方案，最后采用蓋挖法度過(guò)，明洞長(zhǎng)度105 m，既保證了施工安全，又避免了對(duì)原有山體的大砍大削，保護(hù)了原有地貌，清除了隱患，為后期的運(yùn)營(yíng)管理奠定了基礎(chǔ)。

4.設(shè)計(jì)方案與結(jié)論

4.1設(shè)計(jì)方案

（1）明挖法：結(jié)合雷家坡隧道工程實(shí)例，可以看出該方法適用于進(jìn)口淺埋段較長(zhǎng)，地面線相對(duì)平緩，且地質(zhì)較差的隧道進(jìn)口段。如果提前進(jìn)洞會(huì)增加開(kāi)挖風(fēng)險(xiǎn)，延長(zhǎng)明洞邊坡高度沒(méi)有明顯降低，既增加成本，又增加施工風(fēng)險(xiǎn)，所以在這種情況下采用明挖法優(yōu)勢(shì)非常明顯。

（2）地表注漿法：結(jié)合架子山隧道工程實(shí)例，可以看出該方法適用干淺埋段較短，坡度較陡，圍巖較破碎的石質(zhì)隧道，注漿效果明顯，由于隧道很快能進(jìn)入到中風(fēng)化圍巖，所以在施工造價(jià)不會(huì)過(guò)高的情況下，維持了原地貌，降低了邊坡，使得隧道能順應(yīng)地形合理進(jìn)洞，符合現(xiàn)在的環(huán)保理念。

（3）蓋挖法：該法適用于進(jìn)口段處于“V”型地貌，且兩側(cè)邊坡較高的隧道。使用該法能有效避免兩側(cè)的路基高邊坡，避免了對(duì)原有山體的大砍大削，符合現(xiàn)在的環(huán)保理念。

4.2結(jié)論

公路隧道的位置選定，一般要遵從于路線的總體考慮，所以進(jìn)洞位置有難有易，在選線階段選好隧址是最佳方案。隧道進(jìn)口段淺埋的風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)、設(shè)計(jì)方案要根據(jù)具體隧道的巖體情況、地形地貌去分析判斷，所以一定要做好前期的地質(zhì)勘探工作，對(duì)隧道尤其洞口段的調(diào)研就顯得尤為重要。在設(shè)計(jì)階段一定要結(jié)合安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保以及本條線路的特點(diǎn)等諸多因素綜合比選，比較以往工程實(shí)例，具體問(wèn)題具體分析，最后選定最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。