摘 要：針對(duì)陜西境某高速公路李家溝隧道左、右線小凈距的特點(diǎn)，從設(shè)計(jì)與施工的角度探討了小凈距隧道的開挖方法、中間巖體關(guān)鍵部位的加固等施工方法和技術(shù)措施。

關(guān)鍵詞：小凈距隧道 中間巖體 設(shè)計(jì) 施工技術(shù)

1 工程概述

李家溝隧道位于商州市楊峪河鎮(zhèn)李家溝附近的山梁前緣，進(jìn)口位于山梁北側(cè)，出口位于南側(cè)，隧道穿越安武河河道左岸一突出山體，為曲線型小間距雙線隧道,兩隧道平行，凈距約7m，屬小凈距隧道(依據(jù)下面表1)。該隧道上行線全長204m;下行線全長206m。整座隧道的平面位于直線與緩和曲線(圓曲線R=850m)上。隧址區(qū)屬中山地貌，地面標(biāo)高在1120至1162m間，相對(duì)高差約42m，地形起伏較大。隧道軸線方向約160°，山脊走向約65°，隧道方向與山脊走向近乎正交。安武河在該處呈幾字形拐彎，突出山體呈較寬鼻梁形態(tài)，兩側(cè)斜坡較陡。根據(jù)水文地質(zhì)條件分析和涌水量的調(diào)查顯示，地下水主要源于基巖裂隙水，對(duì)隧道洞室的穩(wěn)定影響不大。隧道進(jìn)出口段節(jié)理裂隙發(fā)育，風(fēng)化較嚴(yán)重，巖體呈散體結(jié)構(gòu)～碎裂結(jié)構(gòu)，隧道開挖容易造成落石、掉塊或崩塌等，雨季施工時(shí)需采取防護(hù)措施。

《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定兩相鄰隧道最小凈距見表1。

兩相鄰隧道最小凈距 表1

 

圍巖級(jí)別	Ⅵ	Ⅴ	Ⅳ	Ⅲ	Ⅱ	Ⅰ
最小凈距（m）	4.0xB	3.5xB	2.5xB	2.0xB	1.5xB	1.0xB

 

注：B～隧道開挖斷面的寬度(m)

2李家溝小凈距隧道的設(shè)計(jì)原則

為了確保隧道施工安全，設(shè)計(jì)考慮在施工中嚴(yán)格遵循“少擾動(dòng)、快加固、勤量測、早封閉”的原則，根據(jù)巖性盡量采用機(jī)械開挖，如要采用爆破開挖時(shí)，應(yīng)采用弱爆破，盡量減少對(duì)中間巖柱的擾動(dòng)，嚴(yán)格控制爆破當(dāng)量;左、右洞施工的掌子面應(yīng)保持一定距離，一般規(guī)定至少為50m，應(yīng)在先行隧道初期支護(hù)變形穩(wěn)定并施做完仰拱的條件下方可進(jìn)行后行隧道的開挖。

由于李家溝隧道屬小凈距隧道，是介于普通分離式隧道和連拱隧道之間的一種隧道結(jié)構(gòu)形式，保留了兩洞室之間原始的巖壁。因此，它綜合了連拱隧道和普通分離式隧道的特點(diǎn)于一身，具有展線、接線難度低，占地面積小，空間利用率高，避免了洞口路基高邊坡或大橋分幅等特點(diǎn)。所以，根據(jù)地質(zhì)情況對(duì)兩洞之間的巖柱進(jìn)行加固施工是設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。

3 李家溝隧道的施工技術(shù)

3.1 隧道洞口段的加固措施

根據(jù)施工組織安排，李家溝隧道開挖是從出口向進(jìn)口方向單向掘進(jìn)，先開挖下行線隧道。遵循早進(jìn)洞、晚出洞的原則，盡量減少對(duì)地表原環(huán)境的破壞。進(jìn)洞時(shí)，按設(shè)計(jì)方案對(duì)洞口加強(qiáng)段采用了20m長的大管棚施工，環(huán)向間距40 cm，外插角度1°~2°;暗洞Ⅴ級(jí)段，采用超前小導(dǎo)管注漿加固拱部圍巖，小導(dǎo)管為Φ50×5㎜熱軋無縫鋼管，單根長4.5m，環(huán)向間距30cm，排間距3m，外插角5°~7°，每循環(huán)搭接1.47m。

3.2 隧道的洞身開挖

李家溝小凈距隧道洞身在開挖過程中采用了預(yù)裂爆破和光面爆破技術(shù)，對(duì)洞身開挖方法、工序及鉆爆施工進(jìn)行嚴(yán)格設(shè)計(jì)和控制。

3.2.1 洞口Ⅴ級(jí)深埋段開挖工序

洞口Ⅴ級(jí)深埋圍巖段施工遵循“弱爆破、短進(jìn)尺”的原則，確保洞口的安全與穩(wěn)定。施工采用上、下臺(tái)階法施工。開挖前打入超前小導(dǎo)管注漿加固拱部圍巖，洞身開挖每循環(huán)進(jìn)尺為1m，與I20型鋼拱架間距相同，開挖后及時(shí)施作初期支護(hù)。

為了減小開挖對(duì)周邊巖體的不良影響，下行一側(cè)隧道先行進(jìn)入，采用上、下臺(tái)階，保留核心土開挖方式。當(dāng)開挖距離大于50米時(shí)，開始進(jìn)行上行隧道側(cè)壁導(dǎo)坑上、下臺(tái)階掘進(jìn)，及時(shí)架設(shè)鋼支撐，施作錨桿、鋼筋網(wǎng)、噴混凝土等初期支護(hù)，進(jìn)行雙洞對(duì)拉錨桿連接、施加預(yù)應(yīng)力加固中間巖柱。之后，再進(jìn)行上行隧道上、下臺(tái)階開挖和支護(hù)。開挖工工序詳見下圖1。

圖1 洞口Ⅴ級(jí)隧道開挖工序安排

開挖順序說明：圖中希臘字母表示開挖順序，阿拉伯字母表示襯砌支護(hù)順序;

3.2.2 Ⅳ級(jí)圍巖深埋段開挖工序

Ⅳ級(jí)段落開挖工序與支護(hù)方式基本與Ⅴ級(jí)的基本相同，只是Φ25中空注漿系統(tǒng)錨桿布置由@1.0x0.75m調(diào)整為 @1.0x1.0m。

3.2.3 Ⅲ級(jí)圍巖開挖工序

Ⅲ級(jí)圍巖段開挖時(shí)，考慮了兩種施工方案。第一種是圍巖比較完整、強(qiáng)度較好的情況時(shí)，兩洞前后拉開都采用上、下臺(tái)階開挖，無側(cè)壁導(dǎo)坑;第二種是圍巖破碎時(shí)，采取超前導(dǎo)坑開挖，導(dǎo)坑位置在后進(jìn)隧道的中下部位，這樣既可加大初次爆破點(diǎn)至中間巖柱的距離，盡量減少爆破對(duì)中間巖柱的震動(dòng)影響，又能增加剩余大斷面開挖的臨空面，由全斷面一次爆破的拋擲式爆破改變?yōu)楸澜馐奖�破，大大減少**用量，提高爆破效率，導(dǎo)坑開挖深度一般控制在4～5米。

Ⅲ級(jí)段僅在巖石破碎帶局部設(shè)置預(yù)應(yīng)力對(duì)拉錨桿，對(duì)中間巖柱進(jìn)行加固。施工工序詳見圖2。

圖2 洞口Ⅲ級(jí)段隧道開挖工序安排

開挖順序說明：圖中希臘字母表示開挖順序，阿拉伯字母表示襯砌支護(hù)順序;

4 中間巖柱關(guān)鍵部位的加固

設(shè)計(jì)中對(duì)Ⅴ級(jí)深埋、Ⅳ級(jí)圍巖段全部加固中間巖柱，對(duì)Ⅲ級(jí)圍巖段在巖石破碎段局部進(jìn)行加固。在先行的主洞與另一洞側(cè)壁導(dǎo)洞開挖支護(hù)后再對(duì)巖柱進(jìn)行注漿和錨桿加固。

4.1 巖柱加固注漿

洞口刷坡時(shí)，暫時(shí)保留兩隧道中間巖柱洞口處原地表體，以支擋坡面。洞口臨時(shí)防護(hù)完成后，挖除中間巖柱坡面土體，立即沿隧道軸向?qū)χ虚g巖柱正面打入5m長Φ50×5㎜小導(dǎo)管，注漿加固中間巖柱體。當(dāng)注漿達(dá)到強(qiáng)度后進(jìn)行上行隧洞開挖，向前掘進(jìn)5米后對(duì)中間巖柱改為水平斜向前方45°小導(dǎo)管注漿，小導(dǎo)管規(guī)格Φ50×5㎜，長度5m，排距3m。注漿初壓0.5MPa，終壓1.5Mpa，注水泥漿：1：1。

4.2 中間巖柱對(duì)拉錨桿的施工

中間巖柱錨桿加固方法有：

1)貫穿式預(yù)應(yīng)力對(duì)拉錨桿：即先行洞開挖施作錨桿后，待錨桿鉆孔內(nèi)水泥砂漿達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，通過扭力扳手對(duì)錨桿進(jìn)行初次張拉，后行洞開挖暴露錨桿端部后，拆除預(yù)安裝的絲扣保護(hù)包裝，實(shí)行二次張拉。

2)非貫穿式預(yù)應(yīng)力錨桿：只采用一次張拉工藝，洞室開挖施作錨桿后，待錨桿鉆孔內(nèi)水泥砂漿達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，通過扭力扳手對(duì)錨桿張拉至設(shè)計(jì)值。

3)局部長錨桿：在中夾巖部位設(shè)置區(qū)別于隧道其它部位的加長錨桿，局部長錨桿與其他錨桿相比，布置間距和布置形式等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)都相同，只是針對(duì)中夾巖，在有效的范圍內(nèi)設(shè)置的錨桿長度有所增加。

4.3中間巖柱加固施工注意事項(xiàng)：

本項(xiàng)目李家溝隧道小凈距段根據(jù)圍巖情況分別采用了4.2中1)、3)種錨桿加固方式。在預(yù)應(yīng)力錨桿加固時(shí)，應(yīng)注意以下施工事項(xiàng)：

1)對(duì)拉錨桿采用φ25螺紋鋼筋，張拉設(shè)備采用穿心式單作用千斤頂。錨桿預(yù)張拉應(yīng)力為50KN，一端固定，另一端張拉。錨桿固定端和張拉端沿縱向間隔一排布置，在同一截面上間隔進(jìn)行張拉，以避免產(chǎn)生局部壓應(yīng)力集中現(xiàn)象。螺紋鋼筋的錨固在油泵開動(dòng)、壓力表指針穩(wěn)定時(shí)進(jìn)行。千斤頂施加預(yù)拉力時(shí)采取邊張拉、邊擰緊錨具的方法，施加初始預(yù)加力的相應(yīng)油壓值一般為設(shè)計(jì)油壓的10%，以此做為丈量鋼筋伸長量的起算點(diǎn)。預(yù)拉力錨桿的張拉一律采用雙控法，油壓值的誤差不得超過±2%，伸長量的誤差不得超過±5%。

2)施工中千斤頂端部及非張拉端鋼筋端部嚴(yán)禁站人，并加設(shè)防護(hù)措施。張拉后的鋼筋在未灌漿前嚴(yán)禁碰擊、踩踢。灌漿工作必須避開鋼筋端部，以防預(yù)應(yīng)力鋼筋突然斷裂彈出傷人。在有油壓情況下，嚴(yán)禁拆卸油壓系統(tǒng)中任何零件。

5 結(jié)語

通過對(duì)李家溝隧道小凈距隧道的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)探討，我們總結(jié)出了以下幾點(diǎn)：

5.1 小凈距隧道的施工難度、工期和造價(jià)介于普通雙線獨(dú)立隧道和連拱雙線隧道之間。在選線中，若地形條件受制約而地質(zhì)條件良好時(shí)，小凈距隧道不失為一種好的結(jié)構(gòu)形式;

5.2小凈距雙洞隧道施工的關(guān)鍵是中間巖柱的加固和穩(wěn)定，由于圍巖自穩(wěn)性和支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力較一般隧道復(fù)雜，必須充分利用隧道圍巖的自承、自穩(wěn)能力，通過圍巖加固措施使隧道修建達(dá)到經(jīng)濟(jì)、合理的目的;

5.3小凈距雙洞隧道施工的重點(diǎn)之一是控制爆破作業(yè)，必須確保隧道開挖過程圍巖的穩(wěn)定，減小兩隧道之間由于凈距較小引起的圍巖變形、爆破震動(dòng)等不利因素;

5.4 在小凈距隧道施工過程中，要加強(qiáng)隧道施工的監(jiān)控量測工作，根據(jù)量測及時(shí)反饋信息，以利于隧道動(dòng)態(tài)施工控制;

參考文獻(xiàn)

[1] 中華人民共和國交通部. 公路隧道施工技術(shù)規(guī)范(JTJ042—94).北京：人民交通出版社，2009.

[2] 王新平等 連拱隧道建設(shè)的若干關(guān)鍵技術(shù)[A] 現(xiàn)代隧道技術(shù)(增刊)[C] 中鐵西南科學(xué)研究院出版 2002.10

[3] 何川等 連拱隧道的主要修建技術(shù)問題及對(duì)策[A] 現(xiàn)代隧道技術(shù)(增刊)[C] 中鐵西南科學(xué)研究院出版 2002.10

[4] 黃成光主編 公路隧道施工[M] 人民交通出版社2002

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