城峰1#，2#，3#隧道小間距段出洞方案

曹 鴿，余朝陽

(1.商丘科技職業學院，河南 商丘 476000;2.向莆鐵路股份有限公司，福州 350013)

1 工程概況

城峰1#，2#，3#隧道均位于福建省福州市永泰縣城峰鎮，在向莆鐵路FJ-10標管段內，進口段均設置一段小間距隧道。城峰1#，2#，3#隧道進口洞門設計為一體，采用“端墻+擋墻+耳墻+立柱”式洞門。

城峰1#隧道起訖里程DK489+975.14—DK490+780，全長804.86m;城峰2#隧道為單洞雙線，起訖里程FDK489+975—FDK490+750，隧道全長 775 m;城峰3#隧道起訖里程 YDK490+203.04—YDK491+110，全長906.96 m。

小間距設置情況:城峰1#隧道小間距段起止里程為 DK489+975.14—DK490+120，共 144.86 m;城峰2#隧道小間距起止里程為 FDK489+975—FDK490+270，共295 m;城峰3#隧道小間距起止里程為YDK490+203.04—YDK490+500，共296.96 m。三座隧道的平面關系如圖1。

圖1 城峰1#，2#，3#隧道平面位置關系示意

隧道地處剝蝕低山，植被發育，線路正穿山峰，山體自然坡度15°～35°，局部為陡坎。表層為粉質黏土，褐黃色，硬塑，含碎石，厚0～4 m;下伏 K1sh1凝灰熔巖、黃褐色、灰褐色、灰黃色，全 ～強風化，厚 2～8 m;其下為弱風化。城峰1#，2#，3#隧道進口200 m范圍的地質情況:石英正長斑巖侵入，肉紅色，全～弱風化，厚0～4 m。地下水不發育，主要是第四系孔隙水、巖石裂隙水。

2 設計情況

城峰 1#，2#，3#隧道進口洞門設計為一體，采用“端墻+擋墻+耳墻+立柱”式洞門。洞門邊仰坡采用錨噴網防護，噴混凝土采用10 cm厚C20網噴混凝土，鋼筋網φ8，網格20 cm×20 cm，錨桿采用φ22砂漿錨桿，長6.0 m，間距1.5 m×1.5 m，梅花形布置。洞口位置均設置管棚，城峰1#，3#隧道設置φ89管棚，管棚長度25 m，管棚環向間距40 cm，城峰2#隧道設置φ108管棚，管棚長度40 m，管棚環向間距40 cm。城峰2#隧道進洞的洞口:Ⅳ級圍巖18 m，Ⅴ級圍巖46 m，明挖法7 m。

3 施工存在的問題

3.1 掘進工作面困難

該隧道出口緊鄰莆田至永泰公路，洞口與公路落差超過30 m，施工條件困難。從出口向進口方向便道修筑條件困難，僅有一條進村莊供人行的道路，水泥路面，寬度3 m，左側緊鄰山坡，右側為一灌溉溝渠。道路彎道急轉，連越野車都無法通行，進去400 m左右還有一個倚山而建的小村莊，道路條件更加緊張。因此，隧道只能采取獨頭掘進。

3.2 工期壓力大

隧道進口端是永泰車站，施工組織安排是城峰隧道修通后作為車站施工的道路，土石方45萬方。

3.3 鄰洞干擾大，安全因素復雜

3個隧道施工干擾和安全因素是隧道施工的關鍵因素，如何從施工組織和工藝工法上克服相互干擾，并控制安全風險是方案確定的主題。

4 總體施工方案部署

根據現場地形、地質、施工便道的情況，總體施工布置采取從設計隧道出口向設計隧道進口方向掘進;三座洞身長度均在1 000 m以下，本著經濟合理的原則，三座隧道均采用獨頭掘進施工方案。小間距段部署如下:

1)為避免三洞室交叉施工干擾，進入小間距段后停止1#，3#隧道施工，2#隧道進入小間距段之后采取上臺階小導洞超前出洞。

2)2#隧道小導洞出洞后，在設計進口端布置臨時水電，清表刷坡，對進口實施大管棚和鎖口施工。

3)從進口端反向開挖2#隧道與出口端開挖面銜接后施作二襯，待2#隧道二襯完成后，1#隧道和3#隧道也從進口段反向交錯施工，完成洞口20 m范圍軟弱圍巖的初期支護，以便與出口端開挖銜接。

4)三座隧道在施工過程中掌子面距離保持50 m以上，即城峰1#隧道掌子面滯后城峰2#隧道掌子面50 m以上，城峰3#隧道掌子面滯后城峰2#隧道掌子面50 m以上，步步為營，穩扎穩打，確保隧道施工安全。

5)各洞口進口段通風采用自然通風，進洞超過50 m后，采取機械通風，在洞口安裝一臺二級55×2軸流式風機，壓入式通風。

5 洞身施工

5.1 城峰2#隧道施工

1)施工至FDK490+036處時開設三臺階施工，上中臺階距離保持在2 m以內，中臺階分左右錯進施工，錯進距離2～3 m。下臺階與中臺階距離保持10 m。分部開挖順次如圖2。

圖2 Ⅳ級圍巖小間距段開挖示意(單位:cm)

拱部一級(上)和二級(中)臺階(寬)1 427 cm×(高)550 cm，二級臺階左右錯進開挖(圖3)。已考慮施工誤差(5 cm)及預留變形量(10 cm)。φ42小導管超前支護，采用I18鋼架支護，間距80 cm，φ22鋼筋進行縱向連接，環向間距100 cm;拱部設置 φ25中空錨桿，邊墻設置φ22砂漿系統錨桿，掛網噴射25 cm厚合成纖維混凝土，開挖循環進尺80～100 cm，以“短進尺、弱爆破、強支護、早封閉、勤量測”的原則進行施工。

圖3 Ⅳ級圍巖小間距段一二臺階開挖示意(單位:cm)

2)在FDK490+00處進入Ⅴ級圍巖施工區域后，采取單側壁導坑法結合臺階法施工，上臺階采取單側壁左右錯進施工，加強底板臨時支護，在上導坑形成環形支撐結構，先行出洞。中下臺階分層施工，及時施工拱架接腿。見圖4。

3)進入 FDK490+000之后，如遇Ⅴ級土質圍巖時，停止爆破作業，采用三臺階七步開挖法施工，預留核心土(圖5)，人工配合機械開挖，核心土長度10 m。

5.2 城峰1#和城峰3#隧道施工方案

為避免爆破施工對2#隧道產生強烈振動影響，甚至對二號隧道造成破壞，對1#，3#隧道開挖時，Ⅱ、Ⅲ級圍巖地段采取臺階法施工，進尺控制在2 m/循環;Ⅳ級采取三臺階法開挖;Ⅴ級圍巖采用三臺階七步開挖法施工。1#，3#隧道施工開挖示意圖如圖6。

圖4 中隔壁結合臺階法施工工法示意(單位:cm)

圖5 Ⅴ級圍巖(土質)三臺階七步開挖法示意(單位:cm)

圖6 1#，3#小間距隧道施工工序示意

6 施工注意事項

1)城峰 2#隧道貫通后，首先對城峰 1#，2#，3#隧道進口洞口進行清表，放樣出各隧道中線、高程及洞門位置，然后施作洞口(明挖)及邊仰坡防護，最后施作各隧道洞口超前支護(管棚)。城峰1#，3#隧道施工到Ⅳ級圍巖時停止掘進，由設計進口進行開挖施工。

2)各洞口超前支護施工完畢后，先施工城峰2#隧道，然后貫通城峰1#隧道，最后貫通城峰3#隧道。

3)為確保洞室安全，必須明確洞室開挖和襯砌的順序和方法:

①2#隧道超前施工，1#隧道和3#隧道在距離2#隧道下臺階50 m時即停止掘進，避免對洞室形成擾動;

②2#隧道出洞后，立即按 3#，2#，1#隧道順序施工邊仰坡防護和超前預支護;

③在洞口防護及超前支護完成后，進行2#隧道下臺階開挖和環形支護，直至Ⅳ級圍巖和Ⅴ級圍巖洞口段二次襯砌完成;

④2#隧道二襯完成后，恢復1#隧道掘進施工，若出口方向圍巖條件尚好，結構穩定，經量測結果證實后，可以從兩頭同時向中間施工，施工至軟弱圍巖處，出口方向停止施工，僅從進口方向施工，直至貫通。1#隧道貫通后立即組織其二襯施工。

⑤3#隧道在1#，2#隧道襯砌混凝土強度達到100%后并不得小于14 d，開始進行掘進施工。

⑥小間距段施工完成，堅持量測，并及時分析量測成果，預測是否可能潛在風險。

7 結語

城峰隧道為典型的三洞小凈距隧道，相互干擾因素復雜。但經周密部署，嚴抓現場工序工法控制關，安全順利通過小間距段，對山體擾動小，相互之間影響因素得到消除或有效降低，既保證了隧道的安全，又保證了工程實體的質量。從工藝工法實施到最后的成績表明，本文所述施工方案切實可行，可做為典型案例供類似工程參考。

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