康超

（中國(guó)港灣工程有限責(zé)任公司，北京100027）

1 工程概況

哥倫比亞Mar2 公路項(xiàng)目是哥倫比亞政府“4G 路網(wǎng)項(xiàng)目”之一，位于哥倫比亞安提奧基亞省，項(xiàng)目起點(diǎn)靠近省會(huì)Medellin（麥德林）市，終點(diǎn)連接該省北部唯一出海口Necoclí（尼可可里）市。中國(guó)港灣作為EPC 承包商負(fù)責(zé)其中的5 個(gè)標(biāo)段，項(xiàng)目總長(zhǎng)110.9km，其中新建段落17.7km，改擴(kuò)建93.2km，共有橋梁42 座3 430m，隧道9 座共7 480m（包含1座逃生隧道2 180m、擴(kuò)建隧道1 座446m）, 隧道工程為本項(xiàng)目重、難點(diǎn)工程。

本項(xiàng)目隧道設(shè)計(jì)為雙向兩車(chē)道，每側(cè)行車(chē)道寬4m，硬路肩寬0.5m，消防、電纜溝各寬1m，隧道開(kāi)挖寬度12.34～13.8m，開(kāi)挖斷面約100m2（根據(jù)圍巖不同略有變化），復(fù)合式襯砌，直墻式洞門(mén)，路面形式為25㎝厚水泥混凝土，30㎝厚級(jí)配碎石基層。其中，1 號(hào)隧道全長(zhǎng)2 180m，隧道內(nèi)左右側(cè)間隔900m 分別設(shè)置緊急停車(chē)加寬段2 處，雙側(cè)每150m 設(shè)置避人臺(tái)，隧道左側(cè)平行30m 修建1 座2 180m 逃生隧道，每450m 設(shè)1 處連接橫洞與主隧道相接。

2 Mar2 項(xiàng)目隧道特點(diǎn)

Mar2 項(xiàng)目隧道的特點(diǎn)為：地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、傍山隧道、斷層多。

3 哥倫比亞隧道施工特點(diǎn)及與國(guó)內(nèi)的差異

3.1 隧道洞口

3.1.1 哥倫比亞常規(guī)做法

哥倫比亞常規(guī)做法為：

1）洞口設(shè)計(jì)理念與國(guó)內(nèi)差異較大，當(dāng)?shù)囟嗖扇　按箝_(kāi)挖、強(qiáng)支護(hù)”，在挖除洞口不穩(wěn)定區(qū)域，后以主動(dòng)錨索、被動(dòng)錨桿及掛網(wǎng)噴混支護(hù)作為邊坡永久防護(hù)。

2）邊仰坡防護(hù)完成后直接進(jìn)行管棚施工，無(wú)導(dǎo)向墻控制管棚施工角度。

3）哥倫比亞隧道設(shè)計(jì)洞口多斜交（二襯也為斜交），洞口二襯無(wú)端墻設(shè)計(jì)，對(duì)偏壓隧道洞口無(wú)特殊處理設(shè)計(jì)，導(dǎo)致隧道在交工后，存在洞口斜交部分受力不對(duì)稱而產(chǎn)生破壞，且隧道邊仰坡上部異物掉落，對(duì)運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生安全風(fēng)險(xiǎn)。

3.1.2 國(guó)內(nèi)常規(guī)做法

我國(guó)的常規(guī)做法為：

1）國(guó)內(nèi)隧道洞口本著“早進(jìn)晚出”的理念進(jìn)行設(shè)計(jì)，盡可能減少洞口開(kāi)挖，注重與自然環(huán)境相協(xié)調(diào)，減少對(duì)原地貌的擾動(dòng)，以保證洞口安全。

2）邊仰坡防護(hù)完成后進(jìn)行導(dǎo)向墻施工，采用導(dǎo)向墻的方式進(jìn)行管棚施工進(jìn)洞。

3）一般均對(duì)斜交隧道口進(jìn)行優(yōu)化，二襯采用正交加端墻設(shè)計(jì)理念，確保隧道洞口的運(yùn)營(yíng)安全。

3.2 圍巖判定

3.2.1 哥倫比亞常規(guī)做法

哥倫比亞隧道圍巖判定多采用Bieniawski 巖體分組（RMR）法，RMR 法最初以300 多條隧道的記錄為基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)始主要以非洲的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，此后在世界范圍內(nèi)不斷擴(kuò)充數(shù)據(jù)，目前應(yīng)用的版本是RMR89，采用5 個(gè)巖體特征參數(shù)量化值，即A1巖石強(qiáng)度（集中荷載強(qiáng)度系數(shù)Is、單軸抗壓強(qiáng)度σc）、A2巖石質(zhì)量指標(biāo)（RQD）、A3結(jié)構(gòu)面間距、A4不連續(xù)結(jié)構(gòu)面特征、A5地下水，計(jì)算出巖體分級(jí)基數(shù)（RMRbasic），然后通過(guò)不連續(xù)結(jié)構(gòu)面方向修正系數(shù)（B），綜合計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)RMR（或RMR89）值，RMR 值為在0～100 范圍內(nèi)的數(shù)值。RMR 法是國(guó)際上比較流行的圍巖級(jí)別分級(jí)方法。

國(guó)內(nèi)通常采用BQ 法，該方法采用兩步分級(jí)，是根據(jù)巖石的2 個(gè)基本因素，既巖石堅(jiān)硬程度（單軸飽和抗壓強(qiáng)度σc）和巖體完整程度（巖體完整性系數(shù)Kv），計(jì)算出巖體基本質(zhì)量指標(biāo)（BQ），然后通過(guò)修正因素（地下水影響修正系數(shù)K1、主要軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀影響修正系數(shù)K2、初始應(yīng)力狀態(tài)影響修正系數(shù)K3）修正，綜合計(jì)算出圍巖基本質(zhì)量指標(biāo)修正值[BQ]。

3.3 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)

根據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)圖和哥倫比亞規(guī)范的要求，超前地質(zhì)預(yù)報(bào)為勘探孔（需要時(shí)采用）及導(dǎo)向孔（必做）2 種方式。探孔的施工周期長(zhǎng)，能探測(cè)的內(nèi)容也極為有限，不能全面真實(shí)地反映掌子面前方的圍巖情況。

國(guó)內(nèi)超前地質(zhì)預(yù)測(cè)工作堅(jiān)持“長(zhǎng)短結(jié)合、貫穿全程”的工作原則。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙與建設(shè)指標(biāo)要求，采用以長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)為主短距離為輔，長(zhǎng)短互補(bǔ)的預(yù)報(bào)原則，為設(shè)計(jì)安全支護(hù)提供比較準(zhǔn)確的地質(zhì)信息。超前地質(zhì)預(yù)報(bào)主要采用以下方法實(shí)施：地質(zhì)調(diào)查法、超前地質(zhì)鉆探、紅外探測(cè)法、地質(zhì)雷達(dá)、時(shí)域變電電磁法、地質(zhì)描述、TSP 地震波法和加深炮孔探測(cè)法。通過(guò)對(duì)不同超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法的組合優(yōu)化應(yīng)用，可以互相補(bǔ)充、驗(yàn)證，提高準(zhǔn)確率，規(guī)避了單種方法的局限性。

3.4 開(kāi)挖及支護(hù)

3.4.1 哥倫比亞常規(guī)做法

哥倫比亞的常規(guī)做法為：

1）哥倫比亞隧道施工主要為大機(jī)施工（鑿巖臺(tái)車(chē)、機(jī)械手、升降機(jī)等），隧道設(shè)計(jì)與大機(jī)作業(yè)相匹配，掌子面施工人員少。

2）二襯不參與受力，全靠初期支護(hù)控制圍巖變形，特別重視錨噴支護(hù)系統(tǒng)，徑向錨桿需逐環(huán)跟進(jìn)，同時(shí)需給予初期支護(hù)充分的變形時(shí)間，無(wú)二襯安全步距要求。

3）哥倫比亞隧道Ⅴ級(jí)圍巖設(shè)計(jì)均采用φ108mm 管棚，12m長(zhǎng)，搭接3m 進(jìn)行超前支護(hù)，并且，拱架支護(hù)與管棚密切搭接。根據(jù)當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)Ⅴ級(jí)圍巖開(kāi)挖支護(hù)后，會(huì)形成環(huán)向擴(kuò)大三角區(qū)域，在進(jìn)行二襯施工前，需對(duì)該環(huán)形擴(kuò)大三角區(qū)域進(jìn)行噴射混凝土填充至設(shè)計(jì)斷面。

等到人群散去，我才跑過(guò)去調(diào)侃他，說(shuō)：“你現(xiàn)在跟以前完全不一樣了，簡(jiǎn)直是脫胎換骨?？磥?lái)大學(xué)把你改造得挺好??！”

4）初期支護(hù)鎖腳方式不同，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類圍巖設(shè)計(jì)無(wú)鎖腳錨桿，Ⅴ類圍巖采用型鋼斜支撐鎖腳。

3.4.2 國(guó)內(nèi)常規(guī)做法

我國(guó)的常規(guī)做法為：

1）國(guó)內(nèi)通常采用自制開(kāi)挖臺(tái)架，人工鉆孔，臺(tái)階可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況經(jīng)監(jiān)理同意后可靈活調(diào)整。

2）隧道施工有安全步距要求，軟弱圍巖及不良地質(zhì)隧道的二次襯砌應(yīng)及時(shí)施作。

3）國(guó)內(nèi)采用小導(dǎo)管或者超前錨桿，不會(huì)出現(xiàn)管棚施工造成的喇叭口，可大大減少隧道超挖回填的工程量。

4）國(guó)內(nèi)采用鎖腳錨管或錨桿方式，穩(wěn)定性更好，避免了拱腳脫空問(wèn)題。

3.5 監(jiān)控量測(cè)

哥倫比亞隧道洞口設(shè)置監(jiān)控量測(cè)點(diǎn)及測(cè)斜儀，以監(jiān)測(cè)洞口的邊仰坡穩(wěn)定，每條隧道均設(shè)計(jì)有水壓監(jiān)測(cè)，隧道施工過(guò)程中不得降低山體水壓，最深監(jiān)測(cè)的水壓孔深度120m。洞內(nèi)監(jiān)控量測(cè)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)為5 個(gè)點(diǎn)6 條測(cè)線，但無(wú)拱頂下沉監(jiān)測(cè)，且未在設(shè)計(jì)圖及規(guī)范中明確速率值、累計(jì)變形值及充分變形收斂時(shí)間，監(jiān)控量測(cè)缺少了對(duì)拱頂下沉的關(guān)注，是該項(xiàng)目監(jiān)控量測(cè)的一大漏洞，為確保施工安全，過(guò)程中按國(guó)內(nèi)的要求對(duì)拱頂下沉進(jìn)行監(jiān)測(cè)，根據(jù)位移變化速度判別凈空變化。

國(guó)內(nèi)的監(jiān)控量測(cè)主要分為必測(cè)項(xiàng)目和選測(cè)項(xiàng)目，必測(cè)項(xiàng)目主要為洞內(nèi)、外觀察，拱頂下沉、周邊收斂以及地表沉降等4 項(xiàng)工作，選測(cè)項(xiàng)目是為滿足隧道設(shè)計(jì)與施工的特殊要求進(jìn)行的監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目。隧道洞口設(shè)置地表監(jiān)測(cè)點(diǎn)用于監(jiān)測(cè)地表的沉降變化，地表埋設(shè)的沉降斷面與隧道埋設(shè)的監(jiān)控量測(cè)斷面要對(duì)應(yīng)能夠更好地反映隧道施工對(duì)地表的影響[1]。

3.6 仰拱填充及二襯

3.6.1 哥倫比亞常規(guī)做法

哥倫比亞的常規(guī)做法為：

1）隧道設(shè)計(jì)重視初支的強(qiáng)度和成環(huán)，Ⅴ級(jí)圍巖初支封閉成環(huán)，二襯的設(shè)計(jì)中地梁作為承載二襯重量的結(jié)構(gòu)，未進(jìn)行封閉成環(huán)。

2）Ⅲ、Ⅳ級(jí)圍巖初支不封閉成環(huán)，二襯的設(shè)計(jì)中地梁作為承載二襯重量的結(jié)構(gòu)，也未進(jìn)行封閉成環(huán)。

3）仰拱填充采用經(jīng)篩選的洞渣回填、夯實(shí)，與國(guó)內(nèi)一般采用混凝土回填不同。

4）二襯施工無(wú)安全步距要求，二襯基本不受力。

5）根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙隧道埋深小于25m 時(shí)安裝φ7.5mm 雙層鋼筋網(wǎng)片，采用掛鉤穿透防水板工藝固定，穿透防水板的掛鉤處理質(zhì)量對(duì)防水質(zhì)量影響很大。

3.6.2 國(guó)內(nèi)常規(guī)做法

我國(guó)的常規(guī)做法為：

1）國(guó)內(nèi)隧道設(shè)計(jì)中隧道的V 級(jí)圍巖是初支和二襯均成環(huán)設(shè)計(jì)，通過(guò)調(diào)整襯砌厚度、混凝土強(qiáng)度以及鋼筋等進(jìn)行設(shè)置。

2）國(guó)內(nèi)Ⅲ、Ⅳ級(jí)圍巖初支不封閉成環(huán)，但二襯封閉成環(huán)。

3）仰拱填充均采用較低標(biāo)號(hào)的混凝土進(jìn)行回填。

4）二襯施工與開(kāi)挖掌子面有安全步距要求。

5）國(guó)內(nèi)采用鋼筋綁扎作為鋼筋混凝土骨架。

3.7 滲水管理

哥倫比亞環(huán)境要求嚴(yán)格，施工過(guò)程中的廢水及巖體滲水必須經(jīng)過(guò)三級(jí)沉淀處理后才可排至指定排污點(diǎn)。為了減少隧道施工時(shí)對(duì)山體水系的影響，當(dāng)?shù)貙?duì)隧道內(nèi)施工期間的允許滲水量有嚴(yán)格的規(guī)定，嚴(yán)禁施工期排水量超出環(huán)評(píng)允許滲水量，當(dāng)隧道滲水量超標(biāo)時(shí)，當(dāng)?shù)囟嗖捎妙A(yù)注漿及后注漿方案進(jìn)行止水，若不及時(shí)對(duì)滲水進(jìn)行處理，將面臨停工、經(jīng)濟(jì)處罰等風(fēng)險(xiǎn)。與國(guó)內(nèi)以排為主，防、截、堵相結(jié)合的原則大不相同。

允許滲水量是堵水方案的重要的控制指標(biāo)，隧道開(kāi)挖過(guò)程中安全有效的堵水方案是施工安全控制的重要內(nèi)容。

4 結(jié)語(yǔ)

整體而言，國(guó)內(nèi)外隧道雖結(jié)構(gòu)大體相同，但各個(gè)國(guó)家均有其不同的設(shè)計(jì)施工理念與特點(diǎn)，國(guó)內(nèi)企業(yè)只有充分了解其設(shè)計(jì)意圖，仔細(xì)研讀圖紙及規(guī)范，通過(guò)不斷地解釋與溝通，取其精華,去其糟粕，各個(gè)方面齊抓共管，以安全質(zhì)量保進(jìn)度，從而避免工程進(jìn)度的延誤以及成本的增加，以項(xiàng)目保市場(chǎng)，從而為企業(yè)自身創(chuàng)造更大的發(fā)展空間。