超淺埋和不良地質隧道進洞方案

肖曉輝

1 工程概況及隧道進口地質情況

金雞嶺隧道位于福建省龍巖市武平縣境內。金雞嶺隧道為分離式隧道，單洞為雙車道，隧道洞身位于直線段上。隧道進洞口位于205國道下方，進口段正交穿越205國道以及國道邊的灌溉水渠邊的長度為:左洞ZK172+627～ZK172+660，長33 m，右洞YK172+635～YK172+680，長45 m。

隧道進口的地質情況如下:1)隧址區地下水主要為下伏基巖裂隙水，受大氣降水補給，向河谷排泄，局部具承壓性，富水性差。2)地質構造及不良地質現象。本隧道區域上位于北東向明溪—武平坳陷帶與北西向上杭云霄大斷裂的斜接部位南東側，隧址區斷裂發育較差，見二小斷裂構造。左右線進口段，圍巖主要為素填土、坡殘積黏性土、強風化花崗巖、破裂花崗巖，巖石呈土夾石狀。3)隧道穿越205國道地段的圍巖為素填土，地下水豐富，圍巖含水飽和，土質差;且在國道側有一條當地的灌溉水渠，該水渠穿越隧道拱頂，灌溉水渠過水斷面尺寸為200 cm×150 cm，常年流水，滲漏嚴重。隧道拱頂覆蓋層薄，進口地段各控制點的拱頂覆蓋層厚度為:左洞6.375 m～2.319 m，右洞5.048 m～3.317 m。從現場實測以及設計圖紙提供的數據顯示，金雞嶺隧道進口洞頂覆蓋層厚度為超淺埋。4)隧道進口左洞套拱位置處為205國道的路肩擋墻，該擋墻砌筑質量較差，對洞口的施工影響很大，且原設計在勘察設計時未考慮到該擋墻的影響，也未對該擋墻進行加固處理。

綜上工程地質及水文地質說明:隧道穿越205國道至灌溉水渠的圍巖類別，設計為Ⅴ級圍巖，而實際圍巖為素填土及堆積的當地生活垃圾，地下水豐富，灌溉水渠又滲水嚴重，圍巖含水飽和，其內聚力 C和內摩擦角φ急劇下降，加之洞頂覆蓋層厚為超淺埋，實際圍巖類別應為Ⅴ級。在這種圍巖狀況下，洞身開挖不能形成承載拱，土質差，極易坍塌，故開挖難度大，施工安全威脅大，也對該隧道的洞口段進洞的施工造成很大的困難。

2 進口淺埋段施工方案與措施

2.1 施工準備

在洞口開挖施工前必須對國道下方洞口段的松散土層進行加固處理后方能進行洞口段的施工，且在隧道洞口的清表過程中發現，表層土和雜物清除后左右洞洞口均存在大量滲水。同時根據現場測量的結果顯示，隧道洞口上方的水渠底部距左線隧道開挖頂約2.6 m，距右線隧道開挖頂約3.3 m。根據設計圖紙在管棚施作到水渠位置時(按3°傾角計算)，左線管棚距水渠底約1.6 m，右線管棚距水渠底部只有84 cm，所以在洞口管棚進行施工時將會對洞頂上方的水渠造成一定的影響，且水渠底部的滲水給洞口段本來就很破碎的松軟土層造成很大的影響，進而對洞口段的開挖施工也會造成很大的安全隱患，且要首先解決水渠滲漏水問題之后方能進行洞口的施工。

2.2 洞口段的處理與施工

1)根據實際地質情況分析，金雞嶺隧道進口洞口段的邊墻基底和側墻位置以及仰拱底部均為松軟素土，地基承載力較小，在施工過程中將會造成邊墻和仰拱的不均勻沉降，進而對整個洞口段的穩定性造成很大的安全隱患，同時對洞頂上方的205國道也會造成嚴重的影響。經與設計院以及業主和監理等四方代表的現場察看研究，決定對邊墻頂以下部位以及仰拱底部的軟弱素土進行導管注漿和加固處理，確保了仰拱基底的穩定。

2)對于右洞仰坡的施工，采用長度為15 m的φ 76 cm的中導管進行加固處理，根據現場量測，中導管的深度已進入了國道中心線位置，對國道下方的土體進行了有效的加固，也保證了洞口的順利施工。

3)因受地質條件差以及國道的影響，避免套拱施工時開挖深度過深造成邊仰坡以及左洞擋墻的開裂下滑，經過與設計部門的詳細研究，對套拱采用半套拱的方案進行施工，具體見圖1。

4)對于左洞洞口的施工，在施工過程中首先對擋墻采取了小導管注漿的方案進行了加固處理，確保擋墻背后國道填土以及擋墻自身的穩定性。

5)對于水渠滲漏水情況，根據現場勘察，采取改渠的方案因受地形條件的限制已基本上不成立，因此采取了在原水渠中埋設φ 100 cm EVA橡膠管，使水流從橡膠管中通過的方案進行處理，避免了水渠的滲漏水。

2.3 洞口段的開挖施工

因洞口段下穿國道，且地質條件極差，洞口段設計采用雙層支護，即初期支護一(Ⅰ20b工字鋼，噴射混凝土25 cm)，初期支護二(格柵拱架，噴射混凝土20 cm)，二襯緊跟掌子面。雙側壁導坑開挖法主要是用于軟弱圍巖地段的大斷面洞室開挖。大斷面洞室的斷面形狀扁平，當遇到圍巖承載能力不足時，為爭取圍巖穩定時間，進一步分隔洞室，用兩道縱向分隔墻，在橫向把洞室分成三部分，兩邊的洞室縱向用橫隔墻或臨時仰拱，再分隔成兩部分。在Ⅴ級圍巖洞段，采用40 m φ 108×6 mm超前大管棚支護，選用雙側壁導坑法施工。其開挖順序是先開挖左側導坑上半斷面，施作初期支護;第二步開挖左側導坑下半斷面，施作初期支護;第三步開挖右側導坑上半斷面，施作初期支護;第四步開挖右側導坑下半斷面，施作初期支護;第五步開挖拱部部分，施作初期支護;第六步開挖仰拱部分，施作初期支護，最后挖出中段的剩余巖土，施作完全部初期支護一，拆除縱隔墻，每拆除1 m，立即施作初期支護二，二襯需緊跟。

2.4 監控量測

監控量測工作是隧道超前地質預報的一項重要工作，也是收集原始數據以便更好的進行變形監測和變更設計的前提，特別是不良地質和淺埋隧道洞口的施工，監控量測工作尤為重要，它是施工的必要前提，監控數據的及時有效和準確性對施工的安全性起著重要的作用，在施工中應引起高度的重視，所以在本合同段未進行洞口段施工前，項目經理部立即在國道周圍布設沉降位移觀測點，并將國道靠洞口側單向封閉。在邊、仰坡繼續開挖時，通過沉降位移觀測點對國道進行監控，及時整理數據，繪制沉降位移曲線圖，并及時反饋給施工現場，指導現場施工。

3 施工組織管理

對于不良地質和淺埋隧道進洞口的施工，除了要有完整、可靠的施工方案和措施外，現場各個工序的銜接施工以及人員的密切配合和科學有效管理是安全進洞施工的前提保障，因此，在施工中必須協調組織好現場的施工管理工作。在金雞嶺隧道進口段施工過程中，首先做到了早排水，開挖后及時支護封閉、早成環，以減少拱頂下沉及圍巖變形等工作，確保通過205國道地段的安全施工。同時對隧道進口段洞頂上方的通行車輛進行科學、合理的交通組織管理，盡量減少重型車輛通行對隧道施工造成的擾動和影響，確保了洞口段的安全順利開挖以及上方205國道的正常通行。

4 心得體會

1)對不良地質和淺埋隧道進洞口的施工，在施工前必須設計出一套完整、可行的施工方案和措施，并且在施工時要嚴格按照設計圖紙和施工方案進行組織施工，嚴把質量關，確保萬無一失;2)隧道進洞口施工前一定要一次性做好洞口的臨時或永久性排水系統，以免留下后患;3)細節決定成敗，施工中要注重好細節的管理;4)向管理要效益。目前，很多地方對隧道的施工質量開始進入嚴格管理的模式，隧道的施工質量控制也越來越受到重視，各項檢測也越來越嚴格和先進，嚴格按照設計圖紙及規范施工已成為潛在的趨勢，所以，一定要做好過程管理控制。

總之，對于不良地質、淺埋隧道進洞口的施工，一定要嚴格按照完整、可行的施工方案進行施工，加強規范施工、強化質量管理，確保隧道安全順利進洞，為整個隧道后續工程的順利實施做好充分保障。

[1] 葉 忠.城市地下淺埋隧道施工技術探討[J].山西建筑，2008，34(31):301-302.