安 榮

(1.中國(guó)中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司貴陽(yáng)公司;2.貴州三勇工程設(shè)計(jì)咨詢有限公司)

1 工程概況

官井隧道復(fù)線(互通立交)工程為新建城市道路工程，道路總長(zhǎng)5 869.432 m，其中橋梁5 座－283.746 m，隧道2座－1 062 m，采用互通立交形式;項(xiàng)目總投資49 449.21 萬元;項(xiàng)目建設(shè)期為24 個(gè)月。遵義市官井隧道復(fù)線(互通立交)工程銀河西路～溫州路左幅1 號(hào)、2 號(hào)隧道(以下簡(jiǎn)稱1號(hào)、2 號(hào)隧道)位于遵義市老城區(qū)西北部城郊，擬建1 號(hào)、2 號(hào)隧道右側(cè)分別有已建官井南隧道、官井北隧道與之并行。1號(hào)、2 號(hào)隧道概況如表1。

表1 隧道概況表

2 隧道開挖方法

2.1 全斷面開挖法

所謂全斷面法主要指的是以設(shè)計(jì)輪廓為依據(jù)進(jìn)行一次爆破成型，接著對(duì)襯砌進(jìn)行修建的施工方法。該方法的主要優(yōu)勢(shì)是具有較大的作業(yè)空間，并且產(chǎn)生的干擾也比較小，能夠?qū)C(jī)械進(jìn)行充分的利用從而減少人力，最主要的特點(diǎn)就是能夠減少的圍巖的擾動(dòng)，保證圍巖的穩(wěn)定性。

2.2 臺(tái)階法

臺(tái)階法就是將圍巖分成兩個(gè)部分進(jìn)行開挖，也就是首先對(duì)上半斷面進(jìn)行開挖，開挖到設(shè)計(jì)要求的長(zhǎng)度之后再對(duì)下半斷面進(jìn)行開挖，之后將兩個(gè)斷面同時(shí)進(jìn)行開挖的方法，根據(jù)臺(tái)階的長(zhǎng)短可以將臺(tái)階法分成三種，集短臺(tái)階、長(zhǎng)臺(tái)階以及超短臺(tái)階。近年來，隨著隧道開挖技術(shù)的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了多臺(tái)階開挖方法。

2.3 中隔壁法(CD 法)

中隔壁法簡(jiǎn)單成為CD 法，主要是在在軟弱圍巖并且跨度比較大的隧道中，先對(duì)隧道的一側(cè)進(jìn)行開挖，并施作中隔壁，然后再開挖另一側(cè)的施工方法，主要應(yīng)用于雙線隧道Ⅳ級(jí)圍巖深埋硬質(zhì)巖地段以及老黃土隧道(Ⅳ級(jí)圍巖)地段。

2.4 交叉中隔壁法(CRD 法)

交叉中隔壁法簡(jiǎn)單成為CRD 法，主要是在在大跨度并且軟弱圍巖的隧道中，先對(duì)隧道的一側(cè)或者是一部分進(jìn)行開挖，施作部分中隔壁和橫隔板，再開挖隧道另一側(cè)的一或二部分，完成橫隔板施工;然后再開挖最先施工一側(cè)的最后部分，并延長(zhǎng)中隔壁，最后開挖剩余部分的施工方法。

2.5 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法

雙側(cè)壁導(dǎo)坑法通常就是將開挖斷面分成四分，即左、右側(cè)壁導(dǎo)坑、上部核心土和下臺(tái)階。其原理是利用兩個(gè)中隔壁把整個(gè)隧道大斷面分成左中右3 個(gè)小斷面施工，左、右導(dǎo)洞先行，中間斷面緊跟其后;初期支護(hù)仰拱成環(huán)后，拆除兩側(cè)導(dǎo)洞臨時(shí)支撐，形成全斷面。兩側(cè)導(dǎo)洞皆為倒鵝蛋形，有利于控制拱頂下沉。該方法主要適用于粘性土層、砂層、砂卵層等地層。

3 開挖方法的選擇

在進(jìn)行開挖方法的選擇過程中，必須要以開挖斷面的形狀、大小、圍巖的工程地質(zhì)條件以及支護(hù)條件、埋置深度、施工條件、環(huán)境條件、施工安全性、機(jī)械配備能力以及工程量的大小進(jìn)行詳細(xì)的分析，從而選擇最為合理的隧道開挖方法，特別是要與支護(hù)條件相符。通過上文所述，隧道開挖方法主要有全斷面法、臺(tái)階法、中隔壁法、交叉中隔壁法和雙側(cè)壁導(dǎo)坑法。通常情況下，如果從整個(gè)工程的造價(jià)以及施工速度來看，應(yīng)該按照以下順序進(jìn)行開挖方法的選擇:全斷面法→臺(tái)階法→中隔墻法→交叉中隔墻法→雙側(cè)壁導(dǎo)坑法。但是如果從開挖施工的安全角度來看，那么需要按照以下順序進(jìn)行開挖方法的選擇:雙側(cè)壁導(dǎo)坑法→交叉中隔墻法→中隔墻法→臺(tái)階法→全斷面法→。但是如果選擇合理的開挖方法還需要根據(jù)工程具體情況進(jìn)行確定。通常來說，根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，目前隧道開挖施工中采用最多的施工方法是臺(tái)階法，其次是全斷面開挖法。在大斷面隧道開挖施工中，采用比較多的是單側(cè)壁導(dǎo)坑和雙側(cè)壁導(dǎo)坑。隨著施工機(jī)械的不斷發(fā)展以及輔助施工技術(shù)的不斷增多，在今后的開挖施工中逐漸呈現(xiàn)出全斷面法與超短臺(tái)階法結(jié)合的發(fā)展趨勢(shì)。

根據(jù)本工程的圍巖級(jí)別，主要是以IV、V 級(jí)圍巖為主，本工程隧道主要分成2 號(hào)隧道和1 號(hào)隧道。1 號(hào)隧道Ⅳ級(jí)圍巖地段采用臺(tái)階法開挖，V 級(jí)圍巖地段采用中隔璧法開挖。2 號(hào)隧道Ⅳ級(jí)圍巖地段采用中隔壁法開挖;進(jìn)口25 m、出口60 mV 級(jí)圍巖淺埋偏壓地段采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖，洞身其余V 級(jí)圍巖地段采用中隔璧法開挖。

4 隧道開挖方案的確定

4.1 1號(hào)隧道

Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)圍巖地段采用臺(tái)階法開挖;Ⅴ級(jí)圍巖地段采用中隔璧法開挖。因?yàn)楸舅淼肋M(jìn)出口均屬淺埋且出口位于砂巖地段，出口仰坡順層。進(jìn)、出口均設(shè)置1 環(huán)φ108 大管棚超前預(yù)支護(hù)，在大管棚的保護(hù)下進(jìn)行洞內(nèi)開挖。

4.2 2號(hào)隧道

Ⅳ級(jí)圍巖地段采用中隔壁法開挖;進(jìn)口25 m、出口60 mⅤ級(jí)圍巖淺埋偏壓地段采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖，洞身其余Ⅴ級(jí)圍巖地段采用中隔璧法開挖。采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖時(shí)，雙側(cè)壁導(dǎo)坑超前的距離相等或不等。為了保證工作面的穩(wěn)定性，在開挖施工中，應(yīng)該加強(qiáng)與一些超前注漿支護(hù)技術(shù)的配合使用。通常采用的開挖方法是人工與機(jī)械進(jìn)行混合開挖，人工與機(jī)械進(jìn)行混合出渣的方法。施工時(shí)，應(yīng)先開挖兩側(cè)的側(cè)壁導(dǎo)洞，在導(dǎo)洞內(nèi)施工完支護(hù)后再開挖上臺(tái)階，當(dāng)隧道跨度大而地層條件較差時(shí)，上臺(tái)階也可采用中隔墻法或環(huán)形留核心土法開挖后并及時(shí)施工初期支護(hù)結(jié)構(gòu)，在拱、墻的保護(hù)下，逐層開挖下臺(tái)階至基底，并施工仰拱或底板。施工過程中，左右側(cè)壁導(dǎo)洞錯(cuò)開不小于15 m，這是基于在開挖中引起導(dǎo)洞周邊圍巖應(yīng)力重新分布不影響已成導(dǎo)洞而確定的。上、下臺(tái)階之間的距離，視具體情況，按臺(tái)階法確定。

隧道進(jìn)口附近有ES 匝道匯入主線，為降低行車干擾，擴(kuò)大主線與匝道行車視線范圍，將隧道進(jìn)口位置酌情向洞身推移，從而在洞口形成約18 m 高的仰坡。本次初步設(shè)計(jì)擬設(shè)置1 環(huán)30 m 長(zhǎng)φ108 大管棚超前預(yù)支護(hù)進(jìn)洞，在大管棚的保護(hù)下進(jìn)行洞內(nèi)開挖，以確保施工安全，規(guī)避施工坍方風(fēng)險(xiǎn)。隧道洞身ZK1 +200～+260 段淺埋且下穿天池山莊魚塘，擬采用以保護(hù)水環(huán)境為目的的超前帷幕注漿堵水措施，先治水，后開挖。隧道出口ZK1 +424～+456 為堆積體，厚2～6 m，洞身淺埋且偏壓，為避免洞門開挖擾動(dòng)堆積體，誘發(fā)坍滑事故，擬在堆積體前沿設(shè)置樁板墻并回填水泥土反壓，然后采用1 環(huán)40m 長(zhǎng)φ108 大管棚超前預(yù)支護(hù)進(jìn)洞，在大管棚的保護(hù)下進(jìn)行洞內(nèi)開挖，以確保施工安全和堆積體穩(wěn)定。Ⅳ級(jí)圍巖地段、進(jìn)口端Ⅴ級(jí)圍巖地段采用中隔璧法開挖;出口端隧道洞身淺埋且下穿水塘及滑坡體，采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖。

5 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，在隧道開挖施工中，隧道開挖方法是非常多的，種類也是比較復(fù)雜的。在隧道開挖中，首先就是要選擇合理的隧道開挖方法，在進(jìn)行開挖斷面開挖方法的選擇過程中，必須要根據(jù)實(shí)際情況選擇最為合理的開挖方法。在官井隧道復(fù)線(互通立交)隧道工程施工中，經(jīng)過分析，最后確定1 號(hào)隧道Ⅳ級(jí)圍巖地段采用臺(tái)階法開挖，V 級(jí)圍巖地段采用中隔璧法開挖。2 號(hào)隧道Ⅳ級(jí)圍巖地段采用中隔壁法開挖;進(jìn)口25 m、出口60 mV 級(jí)圍巖淺埋偏壓地段采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖，洞身其余V 級(jí)圍巖地段采用中隔璧法開挖。

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