第２５卷第１期 石家庄铁道大学学报（自然科学版） ｖ。１．２５ Ｎ。．１ ２０１２年３月ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＳＨＩＪＩＡＺＨＵＡＮＧ ＴＩＥＤＡＯ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮＡＴＵＲＡＬ ＳＣＩＥＮＣＥ） Ｍ ａｒ．２０１２ 浅埋偏压、冲沟地质条件下公路隧道进洞方案研究 孙晓迈 （中铁十四局集团第一工程发展有限公司，山东１３照２７６８２６） 摘要：由于山区地形复杂多变，线路展线困难，洞口浅埋偏压、冲沟、降水等不利因素制约着 高速公路隧道进洞施工。隧道进洞施工安全和洞口稳定是隧道安全施工的有利保障。结合株 岭隧道右线进口工程现场地质条件，研究制定了明挖暗进和盖挖施工相结合的施工方案，确保 了隧道安全施工。 关键词：公路隧道；浅埋偏压；进洞方案 中图分类号：Ｕ４５５．４文献标识码：Ａ文章编号：２０９５—０３７３（２０１２）０１＿００７８—０４ 随着高速公路建设的蓬勃发展，隧道在公路工程所占的比例也越来越高，由于山区地形复杂多变，线 路展线较为困难，因此洞口偏压情况就在所难免，结合株岭隧道右线进口设计施工情况，对复杂地形进洞 条件下的隧道进洞方案设计进行简要介绍。 １ 工程概况 株岭隧道右线进口桩号Ｋ３４＋３３０，出口桩号Ｋ３５＋８００，全 １ ５００ ＩＴＩ，Ｖ级浅埋偏压段共计１６３ ｎｌ，洞身段围岩均由泥灰岩、 质岩组成，粒径２～５ Ｏｌ１３，含量６５％左右，曾棱活次棱状，充填 为粉质粘土，强风化泥灰岩：黄褐色，加粉砂质粘岩，岩质软，接 裂隙发育，围岩稳定性差，无自稳能力。隧道口位于较大的山 汇水沟沟底，加之破碎带基岩裸露，风化裂隙比较发育，有利于 水入渗形成基岩裂隙水，给隧道施工造成很大的安全隐患。洞 地表环境如图１所示。 图１洞口地表环境 ２ 施工方案 ２．１传统的进洞方案 传统的进洞方案往往采用明挖方案 ］，即将洞口边仰坡开挖、防护，根据洞口地形情况待洞顶达到一 定覆盖层后再进行暗洞施工，这样就造成边仰坡普遍较高尤其是傍山偏压地段，往往造成山内侧边仰坡 过高，山外侧勉强具备进洞条件的情况，虽然后期可以采用回填绿化等方法加以补救，但过高的边坡很难 回填掩盖，从而形成一个原山体与回填土挂满喷射混凝土的陡坎，既破坏环境又影响美观，再加上防护不 及时降水等因素影响，很可能导致边仰坡坍塌等工程病害，虽然明挖方案造价低但后期潜在的病害处理 对工程的影响远远超过其节省成本的优点，因此在当前浅埋偏压段隧道进洞方案设计中已基本上不再采 用传统的大填大挖方案 。Ｊ。 ２．２株岭隧道Ｋ３４＋３３５一Ｋ３４＋３７５段进洞施工新理念 ２．２．１ Ｋ３４＋３６０～Ｋ３４＋３７５明洞暗进方案 原设计明暗交界处里程桩号为Ｋ３４＋３７５，进现场查看此处山体陡峭，超前管棚无法施工，根据现场 收稿日期：２０１２—０３一Ｏ１ 作者简介：孙晓迈男 １９７４年出生高级工程师 第１期 孙晓迈：浅埋偏压、冲沟地质条件下公路隧道进洞方案研究 ７９ 实际情况将超前管棚位置前移至Ｋ３４＋３６０处（横剖面如图２所示）， ４＋３６０～Ｋ３４＋３７５段先回填碎石 土反压注浆后暗挖进洞，其主要特点是施工工序少，操作简单，安全性高，对山体基本无破坏，且回填土对 山体有反压作用，同时采用地表注浆等措施确保了暗洞开挖过程中的山体稳定，特别是在破碎较强的全、 强风化岩地带效果非常明显。 （１）将原洞顶水沟临时改移，改沟平面位置距离隧隧 道边墙不小于７ ｍ，改沟材料采用４根 ５Ｏ ｃｍ波纹管； Ｋ３４＋４１０处增设片石混凝土截水墙，将原自然水系通过 临时水沟改移保持顺接，保证正常排水。 （２）将线路左侧山体山体进行加固，采用 ２钢管， Ｌ＝４．５ ｍ，间距１．２ ｍ×１．２ ｍ，挂中８钢筋网１５ ｃｍ×１５ ｃｍ，喷射Ｃ２０早强混凝土１０ ｃｍ；同时Ｋ３４＋３６０套拱左侧 前后１０ ｍ横向打设三排西８９管棚对左侧山体进行加固， 图２ Ｋ３４—３６０里程横剖面 防止管棚施工中对山体扰动引起塌方，管棚长度为１０ ｍ，间距１．２ ＩＴＩ×１．２ ｍ，梅花形布置。 （３）Ｋ３４＋３６０一Ｋ３４＋４１０段反压回填碎石土至高于拱顶设计标高４．０ ｍ，由于该段要进行管棚钻孑Ｌ 施工，难免出现塌孔现象，管棚成孑Ｌ长度达不到设计长度；暗洞开挖时覆盖层出现失稳滑坡的可能性很 大，无法保证进洞安全。为了提高管棚成孔率和保证施工中山体的稳定性，对隧道上部回填部分进行注 浆和对上部回填表面增加５０ ｃｍ粘土隔水层和４０ ｅｍ Ｃ１５片石混凝土，防护处理。注浆范围为中线至线 路左侧１１ ｍ、右侧６ ｍ范围内竖向打入０４２花管注浆加固，注浆浆液采用１：１水泥浆，初始压力０．５～１ ＭＰａ，终压１．５～２．０ ＭＰａ，注浆顺序为：先两侧后中间。管壁厚４ ｍｍ、间距８０ ｃｍ Ｘ ８０ ｃｍ，梅花形布置，管底 以拱顶外缘和不得低于隧道边墙基底标高控制。 （４）在Ｋ３４＋３６０处施做套拱，打设中８９管堋，Ｌ＝３２ ｍ，间距４０ ｅｍ进行超前支护。地表加固处理方 案如图３所示。 石边沟 Ｋ３４＋３６０ 图３地表加固处理方案 ２．２．２ Ｋ３４＋３３５一Ｋ３４＋３６０采用盖挖方案 Ｋ３４＋３３５～Ｋ３４＋３６０段横坡相对比较平缓，地基承载力较高。因此施工中采用盖挖方案，盖挖方案 是指在主洞开挖前在覆盖层厚度不满足进洞要求的顶部先施做混凝土护拱，护拱内部设Ｉ２０ａ工字钢拱 架，当混凝土护拱达到设计强度后，在其上部结合原地面顺坡回填碎石土，表层种草绿化，上部回填结束 后洞身采用暗挖通过，其主要特点是对山体破坏小，植被易于恢复，施工简便风险小，尤其是在自然冲沟 处，能有效解决雨季施工防排水问题，保证隧道施工安全。 （１）开挖Ｋ３４＋３３５～Ｋ３４＋３６０两侧拱脚处至基岩，拱脚处用Ｃ２５混凝土２００ ｃｍ×８０ ｃｍ做扩大基 础，拱架采用Ｉ２０工字钢拱架，间距６０ ｃｍ。为了保证拱脚稳定，拱架加工为“Ｑ”形，脚部基础各回折１．０ ｍ，并在底部加设斜支撑，钢架之问采用 ８９管棚纵向连接，环向间距４０ ｃｍ，与Ｋ３４＋３６０处管棚纵向搭 接２００ ｏｍ。 ８０ 石家庄铁道大学学报（自然科学版） 第２５卷 （２）为了尽快施做反压回填工作，护拱采用喷射混凝土２６ ｅｍ，护拱两侧回填碎石土至拱顶位置，中线 两侧打设 ２小导管注浆加固。 （３）Ｋ３４＋３３５～Ｋ３４＋３６０段由于护拱及盖挖方案具有一定的支撑能力且回填足以抵消山体的侧压 力，开挖方式采用台阶法，Ｋ３４＋３６０～Ｋ３４＋４１０回填部分采用三台阶预留核心土开挖方法，Ｋ３４＋４１０～ Ｋ３４＋４５０浅埋偏压段洞身开挖采用ＣＤ法。 Ｋ３４十３３５～Ｋ３４＋３６０盖挖段拱顶回填方案如图４所示。 图４ Ｋ３４＋３３５一Ｋ３４＋３６０盖挖段拱顶回填 ３ 监控量测 现场监控量测是本隧道信息化施工的核心技术之一，对围岩支护系统的稳定性进行监测，保障施工 安全，为评价和修改初期参数、力学分析及二次衬砌施作时间提供信息依据，是确保施工安全、指导施工 程序、便利施工管理的重要手段。 （１）监控量测项目。株岭隧道以洞内外观察、拱顶下沉、净空收敛、围岩内部位移、浅埋隧道地表下 沉。 （２）量测结果。进口段拱部下沉最大为４９ ｍｍ，地表下沉最大为３７ ｍｍ。洞内净空收敛及围岩内部 位移均在允许范围内。 ４ 结束语 在复杂条件下成｝同应结合各种方法，综合治理，才能确保施工的安全，株岭隧道右线进口浅埋偏压段 处理方案的选择中，结合现场不同的地形地质条件，制定了明挖暗进和盖挖施工相结合的方案，使隧道顺 利地通过了浅埋偏压地段的施工，目前株岭隧道右线已安全掘进７５ ｍ，实践证明，选择的方案是安全可靠 的并且有利于施工的。 参 考 文 献 ［１］中交第一公路工程局有限公司．ＪＴＧ Ｆ６０－－２００９公路隧道施工技术规范［Ｓ］．北京：人民交通出版社，２００９． ［２］工雪霁，尹冬梅．严重偏压地形下隧道半明半暗进洞技术探讨［Ｊ］．隧道建设，２０１０，３０（３）：２４６—２５０． ［３］徐兵．隧道浅埋段盖挖法的应用与施工技术［Ｊ］．交通科技，２００９（ｓ２）：４４－４６． （下转第８５页） 第１期 温江涛：高速铁路双线隧道进洞段及洞口浅埋段施工方法研究 ８５ 管注浆超前支护，及时封闭仰拱，保障了隧道施工安全和结构稳定。 参 考 文 献 ［１］铁道部工程设计鉴定中心．高速铁路隧道［Ｍ］．北京：中国铁道出版社，２００６． ［２］铁道部工程设计鉴定中心．２００６中国ｉ高速铁路隧道国际技术交流会论文集［Ｃ］．北京：中国铁道出版社，２００６ ［３］王必军．武广客运专线狮公岩二号隧道施工技术研究［Ｊ］．国防交通工程与技术，２０１１（２）：５３—５７． Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｓｈａｌｌｏｗ Ｄｏｕｂｌｅ．ｔｒａｃｋ Ｔｕｎｎｅｌ ｏｆ Ｒａｐｉｄ Ｔｒａｎｓｉｔ Ｒａｉｌｗａｙ Ｗｅｎ Ｊｉａｎｇｔａｏ （Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｃｈｉｎａ Ｒａｉｌｗａｙ Ｆｉｒｓｔ Ｂｕ［ｅａｕ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｘｉ’ａｎ ７１００５４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｃｌａｓｓ Ｖ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｒｏｃｋ ｚｏｎｅ ｏｆ ｓｈａｌｌｏｗ ｄｏｕｂｌｅ—ｔｒａｃｋ ｔｕｎｎｅｌ ｏｆ Ｎａｎｎｉｎｇ—Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ｒａｉｌｗａｙ，ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒ ｃｏｍｐａｒｅｓ ＣＲＤ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｔｈｒｅｅ—ｂｅｎｃｈ ｃｕｔ ｍｅｔｈｏｄ ｕｓｉｎｇ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｅｃｏｎｏｍｙ ｍｅａｎｓ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｔｗｏ ｍｅｔｈｏｄｓ ｃａｎ ｂｏｔｈ ｍｅｅｔ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｍｏｕｎｔａｉｎ ｔｕｎｎｅｌ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ． ＣＲＤ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｐｒｅｆｅｒａｂｌｅ ｔｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｕ？Ｆｆａｃｅ ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ ａｎｄ ｔｕｎｎｅｌ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｔｈｒｅｅ．ｂｅｎｃｈ ｃｕｔ ｍｅｔｈｏｄ ｉＳ ｐｒｅｆ－ ｅｒａｂｌｅ ｆｏｒ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｃｏｓｔ ａｎｄ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ．Ｔｈｉｓ ｐｒｏｊｅｃｔ ｕｓｅｓ ｔｈｒｅｅ—ｂｅｎｃｈ ｃｕｔ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｓａｆｅｔｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｒａｐｉｄ ｔｒａｎｓｉｔ ｒａｉｌｗａｙ；ｓｈａｌｌｏｗ ｔｕｎｎｅｌ；ＣＲＤ ｍｅｔｈｏｄ；ｔｈｒｅｅ—ｂｅｎｃｈ ｃｕｔ ｍｅｔｈｏｄ；ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ （责任编辑 刘宪福） ： 全：舍：舍！ 合 金 合 金 合 ，： 仓 ！合 仓 信 金 ，； 疗 金 后 金 ／： 合 金 后 舍：金 金 ／； ／： ：舍：舍：今！ （上接第８０页） Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｈｉｇｈｗａｙ Ｓｈａｌｌｏｗ Ｔｕｎｎｅｌ Ｅｎｔｒａｎｃｅ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ Ｕｎｓｙｍｍｅｔｒｉ ｃａｌ ａｎｄ Ｇｕｌｌｙ Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ Ｓｕｎ Ｘｉａｏｍａｉ （１ ｓｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｃｈｉｎａ Ｒａｉｌｗａｙ １４ｔｈ Ｂｕｒｅａｕ Ｇｒｏｕｐ，Ｒｉｚｈａｏ ２７６８２６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ ｏｆ ｍｏｕｎｔａｉｎｏｕｓ ｌａｎｄｆｏｒｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｉｆｉｆｃｕｌｔｙ ｉｎ ｒｏｕｔｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ，ｔｕｎｎｅｌ ｅｎｔｒａｎｃｅ ｃｏｎｓｔｕｒｃｔｉｏｎ ｉｓ ｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄ ｂｙ ｓｈａｌｌｏｗ ｄｅｐｔｈ，ｕｎｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌ ｌｏａｄｉｎｇ，ｇｕｌｌｙ ａｎｄ ｒａｉｎｆａｌｌ，ｅｔｃ．Ｔｈｅ ｔｕｎｎｅｌ ｅｎｔｒａｎｃｅ ｃｏｎｓｔｕｒｃｔｉｏｎ ｉｓ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｔｏ ｔｕｎｎｅｌ ｓａｆｅｔ） ａｎｄ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ＺｈｕＬｉｎｇ ｔｕｎｎｅｌ，ｔｈｅ ａｕ。 ｔｈｏｒ ｓｔｕｄｉｅｓ ａｎｄ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｓ ｔｈｅ ｔｕｎｎｅｌ ｅｎｔｒａｎｃｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｏｐｅｎ ｃｕｔｔｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｖｅｒｅｄ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈｗａｙ ｔｕｎｎｅｌ；ｓｈａｌｌｔ３Ｗ ｄｅｐｔｈ ａｎｄ ｕｎｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌ ｌｏａｄｉｎｇ；ｅｎｔｒａｎｃｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ （责任编辑刘宪福）
