韓忠磊，李騰飛

（大連市市政設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，遼寧 大連 116000）

1 工程概況

南部濱海大道東端橋隧建設(shè)工程起點(diǎn)為星海灣跨海大橋東引橋終點(diǎn)處，向北至白云雁水水庫(kù)處隧道分叉：一支向北至勝利路，終于東北路與勝利路交叉處，連接?xùn)|北路高架橋；一支向東至長(zhǎng)春路，遠(yuǎn)期與長(zhǎng)春路、規(guī)劃南部通道相接。工程主線(xiàn)全長(zhǎng)3.88km，其中隧道段長(zhǎng)3.0km，為雙洞分離式三車(chē)道隧道。

2 隧道出洞設(shè)計(jì)方案

2.1 隧道洞口概況

南部濱海大道東端橋隧建設(shè)工程隧道南洞口位于西大山南麓，向北地面起伏較大，地形由緩漸陡，現(xiàn)狀山體陡峭，隧道洞口里程為WK0+057。

隧道洞口位置見(jiàn)圖1。

圖1 隧道洞口位置

2.2 隧道地質(zhì)概況

（1）氣象

隧址區(qū)屬溫帶季風(fēng)氣候，并具有受海洋影響的特點(diǎn)。其主要特征是冬夏風(fēng)向明顯交替，影響整個(gè)氣候的變化。冬季主要受蒙古及西伯利亞冷高壓的控制，多為偏北季風(fēng)，氣溫較低，降水少。夏季受太平洋副熱帶高壓的控制，盛行東南季風(fēng)，氣溫較高，降雨多。春、秋兩季則為過(guò)渡性變化氣候。在季風(fēng)氣候的基礎(chǔ)上并受海洋影響的情況下，本區(qū)氣候總的特點(diǎn)是氣候溫和、四季分明，空氣濕潤(rùn)，降水集中，風(fēng)力較大。

（2）地質(zhì)構(gòu)造

隧址區(qū)洞口段巖性主要為中風(fēng)化板巖，節(jié)理較發(fā)育，巖體結(jié)構(gòu)面結(jié)合程度相對(duì)較好，板巖呈灰色，板狀構(gòu)造。巖體表面干燥，無(wú)裂隙水，巖層傾向與線(xiàn)路方向平行，自穩(wěn)較好。隧道出口段埋深在13.40～21.41m。

（3）場(chǎng)地的地震效應(yīng)

隧址區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.10g；設(shè)計(jì)地震分組為第二組；特征周期值為0.30s，場(chǎng)地類(lèi)別屬Ⅰ類(lèi)場(chǎng)地。場(chǎng)地屬抗震有利地段。

2.3 隧道出洞設(shè)計(jì)方案

2.3.1 隧道洞身段設(shè)計(jì)方案

隧道洞口處于懸崖上，山體陡峭，隧道拱頂埋深約13.66m。與隧道洞口相接的隧道洞身段采用CRD 法施工，上右側(cè)導(dǎo)洞施工寬度為10.14m。

2.3.2 隧道洞口段設(shè)計(jì)方案

（1）隧道施工至WK0+080 里程處停止上右導(dǎo)洞開(kāi)挖，變?yōu)樾?dǎo)洞施工，小導(dǎo)洞尺寸為4.5×5m。小導(dǎo)洞支護(hù)形式采用直墻臨時(shí)鋼架支撐，最后一環(huán)超前小導(dǎo)管長(zhǎng)度根據(jù)鋼架間距調(diào)整為5.5m，后續(xù)在2.5m 位置增設(shè)一環(huán)長(zhǎng)3m的超前小導(dǎo)管，待導(dǎo)洞貫通。

（2）出渣采用挖機(jī)出渣，小導(dǎo)洞開(kāi)挖主要依靠人工手持風(fēng)鎬開(kāi)挖或YT-28 風(fēng)鉆鉆眼，局部松動(dòng)爆破配合裝載機(jī)開(kāi)挖，機(jī)械裝渣運(yùn)輸。

3 隧道出洞施工方案

隧道設(shè)計(jì)按照新奧法原理，襯砌采用動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，施工過(guò)程中結(jié)合初期支護(hù)的變形與穩(wěn)定監(jiān)測(cè)，并依據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)合理確定二次襯砌的施作時(shí)間，及時(shí)調(diào)整支護(hù)強(qiáng)度，盡可能發(fā)揮圍巖和初期支護(hù)的承載能力。

隧道施工應(yīng)采用“弱爆破，少擾動(dòng)，早噴錨，勤量測(cè)，緊封閉”等技術(shù)措施，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)圍巖量測(cè)結(jié)果及超前地質(zhì)預(yù)報(bào)及時(shí)調(diào)整開(kāi)挖方法和支護(hù)參數(shù)，以保證安全。

3.1 隧道洞身段開(kāi)挖方案

隧道洞身段開(kāi)挖采用CRD 法，開(kāi)挖寬度為10.14m，高度為5.93m，鋼架間距為0.5m，開(kāi)挖至WK0+080 停止上右導(dǎo)洞開(kāi)挖，變?yōu)橹虚g小導(dǎo)洞開(kāi)挖出洞。

隧道洞身開(kāi)挖斷面見(jiàn)圖2，隧道洞身實(shí)際開(kāi)挖斷面見(jiàn)圖3。

圖2 隧道洞身開(kāi)挖斷面

圖3 隧道洞身實(shí)際開(kāi)挖斷面

3.2 隧道洞口段洞身開(kāi)挖方案

待上右導(dǎo)洞開(kāi)挖至WK0+080 時(shí)，停止開(kāi)挖，轉(zhuǎn)換為上中導(dǎo)洞開(kāi)挖。中導(dǎo)洞開(kāi)挖寬度為4.5m，高度為5m。拱頂支護(hù)形式采用超前小導(dǎo)管，環(huán)向間距為40cm，鋼架間距為50cm，打設(shè)系統(tǒng)錨桿。接近懸崖邊時(shí)，每次開(kāi)挖采用5m 鉆桿打設(shè)探孔，以便準(zhǔn)確了解距離出洞長(zhǎng)度。導(dǎo)洞兩側(cè)采用豎向臨時(shí)鋼支撐，支護(hù)形式采用超前導(dǎo)洞法臨時(shí)支護(hù)形式。導(dǎo)洞開(kāi)挖進(jìn)尺控制在0.8m，鋼架間距嚴(yán)格控制在0.5m。開(kāi)挖后及時(shí)支護(hù)拱頂。

隧道洞口段開(kāi)挖斷面見(jiàn)圖4，隧道洞口段實(shí)際開(kāi)挖斷面見(jiàn)圖5。

圖4 隧道洞口段開(kāi)挖斷面

圖5 隧道洞口段實(shí)際開(kāi)挖斷面

3.3 隧道洞口段支護(hù)形式

隧道初期支護(hù)是主要的承載結(jié)構(gòu)，采用噴射混凝土、中空錨桿、鋼筋網(wǎng)、型鋼鋼架、小導(dǎo)管等相結(jié)合的形式形成共同受力的支撐體系。初期支護(hù)緊跟開(kāi)挖面及時(shí)施作，以減少?lài)鷰r暴露時(shí)間，限制圍巖變位，防止圍巖在短期內(nèi)松動(dòng)剝落。

3.3.1 小導(dǎo)管支護(hù)形式

初期支護(hù)采用I25a 工字鋼鋼架，間距為0.5m，拱部中空錨桿采用?25mm@1.0×0.50m（環(huán)×縱）；拱部超前小導(dǎo)管采用?42mm@0.40m（環(huán)向），長(zhǎng)度為5m；鋼筋網(wǎng)采用?6.5mm@20×20cm（雙層）；噴射C25混凝土，厚度為31cm。最后一環(huán)小導(dǎo)管加長(zhǎng)至5.5m，再在2.5m位置增加一環(huán)長(zhǎng)3.0m的小導(dǎo)管。

隧道洞口段支護(hù)形式見(jiàn)圖6。

3.3.2 臨時(shí)支護(hù)

中隔壁支護(hù)采用I20b 工字鋼鋼架，間距0.5m，中空錨桿?25mm@1.0×0.5m（環(huán)×縱），長(zhǎng)度為1.5m，超前中空錨桿長(zhǎng)3m；鋼筋網(wǎng)采用?6.5mm@20×20cm （雙層）；噴射C25混凝土，厚度為24cm。

圖6 隧道洞口段支護(hù)形式

3.3.3 小導(dǎo)管相關(guān)參數(shù)

（1）小導(dǎo)管外插角為10～15°，鋼管上按梅花形間距10cm鉆8mm的壓漿孔。

（2）注漿采用425 號(hào)普通硅酸鹽水泥，水泥漿水灰比為0.75∶1。

（3）注漿壓力擬采用0.5～1.0MPa。

3.4 隧道洞口段監(jiān)控量測(cè)布置

監(jiān)控量測(cè)是隧道設(shè)計(jì)、施工的重要組成部分，是隧道施工管理中不可缺少的重要環(huán)節(jié)。監(jiān)控量測(cè)應(yīng)起到指導(dǎo)施工、確保工程安全的作用，并為調(diào)整支護(hù)參數(shù)、合理變更和完善設(shè)計(jì)、有效控制投資服務(wù)。施工中應(yīng)根據(jù)施工監(jiān)控量測(cè)結(jié)果對(duì)隧道各級(jí)圍巖預(yù)留變形量設(shè)計(jì)值進(jìn)行調(diào)整（增大或減?。?，確保二次襯砌厚度及減少回填量。

根據(jù)本隧道圍巖組成特點(diǎn)，隧道出洞小導(dǎo)洞監(jiān)控量測(cè)主要為導(dǎo)洞周邊收斂監(jiān)測(cè)、隧道拱頂下沉監(jiān)測(cè)。

拱頂下沉及周邊位移量測(cè)主要在小導(dǎo)洞拱頂每3m布置一個(gè)監(jiān)控點(diǎn)，兩側(cè)在臨時(shí)支護(hù)拱角上2.5m 處左右兩側(cè)各布置周邊位移量測(cè)點(diǎn)，間距每3m 一處，每天進(jìn)行兩次監(jiān)控，開(kāi)挖后一次，下次開(kāi)挖前一次，及時(shí)反映監(jiān)測(cè)情況。

隧道洞口段監(jiān)控量測(cè)見(jiàn)圖7。

3.5 安全措施

（1）嚴(yán)格遵循“注漿管超前、短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、勤量測(cè)、早成環(huán)、二襯緊跟”的原則，嚴(yán)格控制進(jìn)尺長(zhǎng)度。出洞時(shí)盡可能采用人工配合小挖機(jī)開(kāi)挖，局部采用小炮松動(dòng)爆破。

（2）建立并施行安全責(zé)任制度，安排專(zhuān)人負(fù)責(zé)。

（3）導(dǎo)洞開(kāi)挖后及時(shí)進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，減少拱頂巖層暴露時(shí)間，縮短作業(yè)循環(huán)時(shí)間。

（4）出洞后及時(shí)封閉洞口，確保施工人員及設(shè)備安全。

（5）開(kāi)挖時(shí)采用3 班輪流作業(yè)，配備領(lǐng)導(dǎo)干部、安全員、技術(shù)員24h跟班管理，詳細(xì)做好交接班記錄。

圖7 隧道洞口段監(jiān)控量測(cè)圖

（6）型鋼鋼架、錨桿、小導(dǎo)管、噴射混凝土必須按施工圖紙及方案施工到位。開(kāi)挖進(jìn)尺必須控制在0.5m范圍內(nèi)。

（7）每次導(dǎo)洞出洞開(kāi)挖時(shí)，需提前聯(lián)系鄰近大橋施工隊(duì)伍及山頂上觀(guān)景人員，疏散人群，控制在爆破點(diǎn)200m 范圍內(nèi)無(wú)閑雜人員，必要時(shí)對(duì)山頂觀(guān)景區(qū)上山道路進(jìn)行封堵；洞內(nèi)50m范圍嚴(yán)禁人員進(jìn)入，張貼安全警示牌。

4 結(jié)語(yǔ)

南部濱海大道東端橋隧建設(shè)工程隧道南洞口出洞采用超前小導(dǎo)管+小導(dǎo)洞設(shè)計(jì)方案，能有效解決陡峭山體隧道洞口施工的安全穩(wěn)定問(wèn)題，降低了隧道洞口施工難度，減少了洞口施工對(duì)周邊結(jié)構(gòu)物的影響。采用本方案最終安全高效地完成了出洞施工，應(yīng)用效果良好，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。