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1、特長隧道洞口淺埋段施工技術(shù)張英（中鐵十二局集團第一工程有限公司西安）摘要:福州京臺高速公路天龍山隧道出口為薄層殘坡積粘土層及較厚層強風(fēng)化花崗閃長圍巖段，選用合適的進洞方案對保證隧道施工安全和快速進洞有重要意義，文章就該條件下隧道洞口段進洞施工方案進行介紹。關(guān)鍵詞：特長隧道淺埋洞口1.概述天龍山隧道位于京臺高速公路段，設(shè)計為雙洞分離式隧道，隧道間距19.8m；左線長6521m，右線長6551m，隧道開挖斷面較大。隧道出口位于福州市閩侯縣荊溪鎮(zhèn)關(guān)西村，洞口為薄層殘坡積粘土層及較厚層強風(fēng)化花崗閃長圍巖段，洞口段埋
2、深約為2～25m；隧道區(qū)位于侵蝕剝蝕高丘陵-中低山區(qū)，地質(zhì)構(gòu)造存在5條巖性接觸帶、2條節(jié)理裂隙帶及2條斷層；洞口表層為全風(fēng)化-強風(fēng)化帶，圍巖為全風(fēng)化花崗閃長巖，巖體較破碎，呈鑲嵌碎裂結(jié)構(gòu)。以左線為例，詳見圖1圖12.施工難度天龍山隧道開挖跨度較大；洞口為薄層殘坡積粘性土層，花崗閃長巖風(fēng)化嚴(yán)重，巖體較破碎，自穩(wěn)能力差，易坍塌，開挖不當(dāng)會出現(xiàn)大坍塌，隧道工期比較緊張，洞口段要求要安全快速展開施工。選擇合理的進洞方案，防止坍方，安全快速進洞就成為承建天龍山隧道的首要課題。3.施工方案比選洞口段施工應(yīng)在確保安全的前
3、提下穩(wěn)步推進。經(jīng)過幾種可實施性方案的比較，確定了洞口段的施工方案如下:總體上維持設(shè)計方案；明洞段采用拱部明挖，墻部暗挖施工方案；加強地表排水和邊仰坡防護；洞口段設(shè)套拱、鋼支撐及40m超前大管棚注漿；進洞后改為超前小導(dǎo)管注漿；洞身開挖采用CD法開挖，拱墻仰拱格柵鋼架封閉成環(huán)支護，間距0.5m/榀；邊墻設(shè)系統(tǒng)錨桿，鋼筋網(wǎng)噴砼支護，厚度0.24m；防水和襯砌采用原設(shè)計。此方案得到了業(yè)主監(jiān)理組織的專家論證組的認(rèn)可，幾種方案的比選情況如下。3.1明洞開挖方案比選明洞開挖有拱部拱墻明挖法和拱部明挖，墻部暗挖兩種方法。拱
4、墻明挖法有影響范圍寬、9邊仰坡刷方及支護面積大、開挖數(shù)量大、邊仰坡易坍方等弱點，因此本隧道洞口明洞采用拱部明挖、墻部暗挖施工方法。3.2超前支護方案比選目前隧道超前支護主要有超前大管棚注漿支護、超前小導(dǎo)管注漿支護、超前錨桿支護3種形式，對比如表1。表1超前支護形式對比表支護形式超前大管棚超前小導(dǎo)管超前錨桿工法安全性很安全較安全安全地質(zhì)適應(yīng)性較強強不強機械適應(yīng)性專門機械普通機械普通機械支護時效性好較好一般圍巖控制較差較好好施工工序多較多較多進度造價進度慢、造價高進度較快、造價較高進度較快、造價較低適用范圍洞口
5、段，圍巖差，安全度要求高圍巖稍好，安全度要求高圍巖較好，安全度要求較高為安全保險起見，本隧道洞口段采用套拱及40m大管棚注漿超前支護，平穩(wěn)進洞；洞內(nèi)軟弱圍巖段采用施工較為方便的小管棚注漿超前支護。大管棚采用φ108壁厚6mm的熱軋無縫鋼管，管棚環(huán)向間距中至中為0.5m；小管棚采用φ50的超前小導(dǎo)管，小導(dǎo)管長3.5m，環(huán)向間距0.5m，縱向間距2.8m。3.3洞身開挖方案比選該隧道洞口段開挖寬度13m左右，開挖高度10m左右，開挖后應(yīng)力分布變差，底腳處應(yīng)力過度集中，拱頂承壓很大，加上開挖形成較大的松弛地壓，使
6、洞身很不穩(wěn)定。根據(jù)目前的施工技術(shù)水平，適合大跨度隧道施工的方法主要有:臺階法、CD法和雙側(cè)壁導(dǎo)坑法等。這3種工法比較如表2。開挖方法臺階法CD法雙側(cè)壁導(dǎo)坑法工法安全性不夠安全較安全安全地質(zhì)適應(yīng)性較強強不強機械適應(yīng)性大、中型中、小型小型支護時效性好較好好掌子面穩(wěn)定差較好好圍巖控制較差較好好地表沉陷較大較小小工程造價較高較高高9適用圍巖Ⅲ、Ⅳ級Ⅳ、Ⅴ級Ⅳ、Ⅴ級表23種特大隧道洞身開挖方法比較表考慮到隧道洞口段已采用大管棚和超前小導(dǎo)管注漿支護，支護效果較好，因而開挖采用進度快、地質(zhì)適應(yīng)性強且工程造價不是很高的CD
7、法開挖。3.4邊仰坡防護方案比選本隧道出口采用削竹式洞門，出口右洞成洞面為減少邊仰坡開挖，洞口成洞面均采用正交進洞，仰坡采用噴射砼、水泥砂漿錨桿及掛網(wǎng)加固設(shè)計；隧道出口仰坡和邊坡兩側(cè)采用液壓客土植灌草進行植物防護，其防護形式是根據(jù)邊坡坡率和圬工防護形式等具體確定的。4施工方法、工藝及要求4.1洞口段施工工序流程框圖（見圖3）防水與二襯施工安裝邊墻仰拱鋼架明洞開挖與支護地表排水與加固邊墻仰拱開挖開挖核心土復(fù)噴支護安裝拱部鋼架監(jiān)控量測噴錨支護中槽開挖掛網(wǎng)噴砼環(huán)向開挖超前支護圖3洞口段施工工序框圖4.2地表排水和
8、邊仰坡防護施工工藝及要求4.2.1地表排水由于地質(zhì)松散，圍巖裂隙，巖體極破碎，遇水后圍巖的強度和穩(wěn)定性必然降低，故必須采取有力的排水系統(tǒng)，在洞頂仰坡以外及邊坡兩側(cè)設(shè)置底寬50cm，深度60cm，厚度20cm的C20混凝土截水溝和急流槽，并且溝底抹漿，防止大自然降水沖刷隧道邊仰坡及地表水滲入地層。4.2.2邊仰坡防護對仰坡進行錨噴網(wǎng)加固,見圖4。9圖4邊仰坡加固示意圖仰坡加固參數(shù)如下：錨桿：采用Φ22水泥砂漿錨桿，
