馮明偉

（中交一公局廈門工程有限公司，福建 廈門 361021）

1 工程概況

本文以二廣高速公路懷集至三水段石川坑小凈距隧道為例，該隧道地處廣寧與懷集兩縣交界位置，地處山嶺重丘區(qū)。左線隧道長512.47m，右線隧道長503.89m。石川坑隧道左線懷集端位于R=1350m 的圓曲線上，右線懷集端位于R=1444.97m 的圓曲線上。設(shè)計速度：80km/h，隧道內(nèi)輪廓凈高：7.83m，內(nèi)輪廓凈寬：14.66m。山體植被茂密，主要生長竹林、松樹和雜草，隧址地面標(biāo)高170.0-314.0m,最大相對高差144.0m,最大埋深約128 m。該隧道通過的圍巖級別為II 級到V 級，圍巖較為復(fù)雜多變。

2 工程及工藝特點(diǎn)

小凈距隧道指上下行雙洞隧道凈距較小，不能滿足分離式獨(dú)立雙洞間的最小凈距，不能按獨(dú)立雙洞考慮的隧道結(jié)構(gòu)。石川坑隧道左、右線分離布設(shè)，最小凈距18米，小于1.5 倍隧道開挖斷面的寬度，屬于小凈距隧道，雙洞的中間巖柱寬度介于連拱隧道和分離隧道之間。由于雙洞間凈距較小，施工相互影響大，對于長、特長隧道不宜采用。同時該隧址區(qū)為山嶺重丘區(qū)，受地形的限制路線分幅展線十分困難，在這種情況下，小凈距隧道顯示出了優(yōu)勢，與分離式隧道型式相比 ，隧道兩端接線的長度大大縮短，與雙連拱隧道相比，簡化了施工工序，節(jié)約了工程工期和造價。

石川坑隧道針對小凈距施工特點(diǎn)，重點(diǎn)考慮中間巖柱的保護(hù)和加固，采用水平錨桿加固措施。對于隧道IV、V 級軟弱圍巖、淺埋偏壓地段及斷層破碎帶地段，設(shè)計中采用了以下技術(shù)措施予以加強(qiáng)：

2.1 增設(shè)仰拱。

2.2 增設(shè)格柵鋼架或工字鋼。

2.3 超前支護(hù)采用長管棚、雙層短管棚、小導(dǎo)管注漿或鋼插管。

2.4 開挖過程中進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報，提前掌握掌子面前方的地質(zhì)、水文條件，及時采取相應(yīng)的支護(hù)技術(shù)措施。

2.5 左、右線隧道開挖拉開距離，掌子面間距根據(jù)圍巖條件大于2D（D 為隧道開挖寬度），施工中按大于45米控制。開挖前隧道初次支護(hù)完成并達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度，后開挖隧道方能進(jìn)行開挖。

2.6 為了防止由于左右線隧道間距小，隧道開挖時先開挖的隧道初期支護(hù)受后開挖隧道爆破影響而引起開裂以及破壞隧道中間巖柱的穩(wěn)定，開挖隧道對先行開挖隧道初期支護(hù)爆破震動速度限制為15m/s，相鄰爆破分段起爆間隔時間宜不小于100ms。

3 進(jìn)洞總體規(guī)劃

由于該隧道地處山嶺重丘區(qū)，考慮進(jìn)口修筑便道的距離較長，將給施工隊(duì)伍、機(jī)械進(jìn)場造成時間上的延誤，結(jié)合懷集端路基可利用隧道出渣等特點(diǎn)，計劃從出口方向開始施工，從進(jìn)洞口 (廣寧端)施工出洞的方式進(jìn)行施工作業(yè)，根據(jù)“早進(jìn)洞、晚出洞”、“短進(jìn)尺、弱爆破或無爆破、強(qiáng)支護(hù)、早閉合”的原則進(jìn)行施工。

4 主要施工方法

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際調(diào)查情況和施工總體安排規(guī)劃,采取從出洞口(懷集端)進(jìn)洞施工,左洞先開挖進(jìn)洞，左右洞不同步進(jìn)洞，根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，左右洞錯開的間隔距離控制在45米以上，實(shí)際施工根據(jù)監(jiān)測的圍巖變形情況適時調(diào)整。隧道洞身采用新奧法施工。出渣采用無軌運(yùn)輸，裝載機(jī)裝渣，自卸汽車運(yùn)輸。

4.1 洞口V 級圍巖加強(qiáng)襯砌段采用左、右側(cè)壁導(dǎo)坑、上下臺階法開挖施工。長管棚、小導(dǎo)管、鋼插管超前支護(hù)，初期支護(hù)采用Φ25 中空注漿錨桿（主體）、Φ22 藥卷錨桿（側(cè)導(dǎo)坑與鎖腳）、φ8 鋼筋網(wǎng)、工字鋼拱架及噴射混凝土與圍巖共同組成支護(hù)體系，最后進(jìn)行全斷面模筑二襯砼施工。

4.2 洞身IV 級圍巖襯砌段采用上下臺階開挖留核心土法施工。鋼插管超前支護(hù)，初期支護(hù)采用Φ25 中空注漿錨桿（主體）、Φ22 藥卷錨桿（側(cè)導(dǎo)坑與鎖腳）、φ8 鋼筋網(wǎng)、工字鋼拱架及噴射混凝土與圍巖共同組成支護(hù)體系，最后進(jìn)行全斷面模筑二襯砼施工。

4.3 洞身III 級圍巖地段采用半斷面法開挖施工。初期支護(hù)采用Φ22 藥卷錨桿、φ6.5 鋼筋網(wǎng)、鋼格柵拱架及噴射混凝土與圍巖共同組成支護(hù)體系，最后進(jìn)行全斷面模筑二襯砼施工。

4.4 洞身II 級圍巖地段采用半斷面法開挖施工。初期支護(hù)采用Φ22 藥卷錨桿、φ6.5 鋼筋網(wǎng)、及噴射混凝土與圍巖共同組成支護(hù)體系，最后進(jìn)行全斷面模筑二襯砼施工。

4.5 IV、III、II 級圍巖開挖采用光面爆破，以減輕對圍巖的擾動和控制超欠挖。鋼筋網(wǎng)在洞外預(yù)制焊成網(wǎng)片后安設(shè)，現(xiàn)場焊接，節(jié)省掛網(wǎng)時間。

4.6 二次襯砌采用全斷面液壓混凝土襯砌臺車。洞口設(shè)混凝土攪拌站，混凝土輸送泵泵送灌注混凝土。復(fù)合式襯砌的防水板從拱頂中央向兩側(cè)對稱進(jìn)行，重點(diǎn)做好接頭處理，強(qiáng)制使用爬焊機(jī)焊接。

4.7 隧道施工中采用“少擾動、早噴錨、勤量測、緊封閉”等技術(shù)措施，建立一套圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的監(jiān)控量測系統(tǒng)，進(jìn)行信息化施工管理，隨時掌握施工過程中的動態(tài)變化，并根據(jù)監(jiān)控量測的反饋信息及時調(diào)整開挖方法、支護(hù)參數(shù)和施工工藝，合理安排施工，以保證安全和節(jié)約成本。對于軟弱圍巖，按“管超前、短進(jìn)尺、弱爆破、快封閉、強(qiáng)支護(hù)、勤測量、緊襯砌”等技術(shù)措施實(shí)施。

5 施工注意要點(diǎn)

5.1 明洞洞口地段開挖至明暗分界處后，先測量該處橫斷面，核實(shí)地面線高程，當(dāng)發(fā)現(xiàn)與設(shè)計出入較大時應(yīng)提出變更設(shè)計。若無需變更時，必須先施工掌子面、開挖邊坡施作錨噴防護(hù)工程、施作長管棚或小導(dǎo)管超前支護(hù)后再進(jìn)洞施工。施工過程中在防護(hù)前如發(fā)現(xiàn)邊坡不穩(wěn)，立即采取臨時防護(hù)措施。

5.2 為了探明隧道中可能出現(xiàn)的斷層破碎帶、突然涌水等不良地質(zhì)現(xiàn)象，提前掌握掌子面前方的地質(zhì)及水文地質(zhì)情況，采取相應(yīng)的技術(shù)措施。在施工過程中，進(jìn)洞30m 左右時，采用TSP 超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)，預(yù)報長度約100-200m，以探明隧道圍巖的整體概況。當(dāng)施工中發(fā)現(xiàn)掌子面與設(shè)計不符時，經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理及業(yè)主同意后，通知第三方采用地質(zhì)雷達(dá)作詳細(xì)地質(zhì)超前預(yù)報，預(yù)報長度30m 左右，并由第三方作掌子面的素描，確定掌子面的圍巖類別，作為圍巖變更的依據(jù)。

5.3 淺埋偏壓及斷層破碎帶地段開挖時采用短進(jìn)尺、弱爆破、多循環(huán)，初期支護(hù)緊跟掌子面原則進(jìn)行施工?？拷纯诔瑴\埋地段采用人工開挖，施工中加強(qiáng)圍巖的監(jiān)控量測工作，當(dāng)發(fā)現(xiàn)圍巖變形不收斂或其它異常情況時采取加強(qiáng)措施，確保施工安全。

5.4 開挖時嚴(yán)格控制超欠挖：對于II 級圍巖，超挖回填采用同級砼回填，對于III 級、IV級、V 級圍巖，超挖回填采用C20 噴射砼回填。

5.5 本隧道各類圍巖地段所設(shè)置的格柵鋼架（含工字鋼拱架），在拱腳處，鋼架的前后各設(shè)置2 根鎖腳錨桿。隧道洞內(nèi)采用中空注漿錨桿及藥卷式錨桿，設(shè)計中的V 級圍巖的中空注漿錨桿，抗拔力應(yīng)不小于8t/根；IV 級圍巖的中空注漿錨桿，抗拔力應(yīng)不小于10t/根；II-III 級圍巖的藥卷式錨桿，錨桿設(shè)計抗拔力應(yīng)不小于12t/根；隧道洞外采用砂漿錨桿，抗拔力應(yīng)不小于8t/根。施工中按照隧道施工規(guī)范要求進(jìn)行拉拔試驗(yàn)，不合格的錨桿重打。洞內(nèi)外露的錨桿鋼筋頭以噴砼覆蓋，以免刺破防水板。

5.6 鋼筋砼襯砌地段，綁扎或焊接鋼筋時事先制定有效措施，以免刺破或灼傷防水板。隧道襯砌灌注砼前，檢查隧道內(nèi)各種預(yù)留洞室、預(yù)埋管線等預(yù)埋件是否就位，檢查無誤后再施工。

5.7 二次襯砌采用防水砼，施工時進(jìn)行砼不同配合比的抗?jié)B試驗(yàn)，確定施工配合比，抗?jié)B標(biāo)號不小于S8。隧道襯砌背后防水板的施工，對于襯砌斷面變化處如預(yù)留預(yù)埋洞室等處，為防水板施工的薄弱環(huán)節(jié)，施工前預(yù)先做好安排，鋪設(shè)防水板后設(shè)專人檢查，并做好記錄，嚴(yán)防漏鋪、漏焊、假焊等質(zhì)量問題的發(fā)生。

5.8 邊、仰坡刷坡前先修建坡頂?shù)慕厮疁?，洞口路塹開挖至設(shè)計高程時，應(yīng)迅速修建洞口路塹臨時排水設(shè)施，將地面水及時排離洞口。

5.9 側(cè)壁導(dǎo)坑施工時，臨時支護(hù)一次拆除的縱向長度不得大于6m。

5.10 為確保安全，二次襯砌到掌子面距離按一下設(shè)置：

I-II 級圍巖二襯距離掌子面按200m 左右；III 級圍巖二襯距離掌子面按90-120m 左右；IV 級及以上圍巖二襯距離掌子面按70m左右；

5.11 二次初砌的施作條件

5.11.1 二次襯砌時間的要求：各量測項(xiàng)目位移速度明顯減緩并基本穩(wěn)定；水平收斂（拱腳附近）速度小于0.2mm/d；拱頂下沉速度小于0.15mm/d；初期支護(hù)表面裂縫不再繼續(xù)發(fā)展。

5.11.2 二次襯砌前初支經(jīng)監(jiān)理、業(yè)主驗(yàn)收合格后方可施工：

斷面儀對隧道初支后斷面進(jìn)行復(fù)測；采用地質(zhì)雷達(dá)對初支的厚度、空洞、鋼支撐間距進(jìn)行檢查；按支護(hù)參數(shù)對初支進(jìn)行現(xiàn)場鉆芯取樣，檢驗(yàn)成品砼強(qiáng)度，合格后方可施工二襯。

6 結(jié)語

小凈距雙洞隧道施工的難點(diǎn)、重點(diǎn)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、爆破震動等不利因素。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，為確保開挖過程中圍巖的穩(wěn)定性，滿足小凈距隧道中夾巖特有的加固要求，相對于分離式隧道，小凈距隧道施工對工序控制更加嚴(yán)格，必須正確安排雙洞的開挖、支護(hù)的間隔和順序，但施工工藝相對連拱隧道要簡單得多，投資也大大節(jié)約，具有很好的推廣前景。

[1]公路隧道施工技術(shù)規(guī)范（JTJ042-94），北京：人民交通出版社1995。

[2]公路隧道設(shè)計規(guī)范（JTG D70-2004），北京：人民交通出版社2004。

[3]隧道工程試驗(yàn)檢測技術(shù)，北京：人民交通出版社2004.11。