紅竹山隧道下穿縣道淺埋段施工技術

張裕標

（中交一公局廈門工程有限公司，福建廈門 361021）

1 工程概況

紅竹山隧道位于龍巖市新羅區龍門鎮境內，設計行車速度80 km/h，行車道寬度2×3.75 m，隧道為分離式隧道，長645 m，縱坡-0.570%，洞體圍巖級別以Ⅱ-Ⅳ級為主，進出口處為Ⅴ級，紅竹山隧道進口平面布置如圖1所示。

圖1 紅竹山隧道進洞口平面布置圖

紅竹山隧道的施工難點在于進口段下穿603縣道路基填方段，地質為飽和富水殘坡積粘土，隧道單洞跨度達12.84 m，上覆土層厚右線5.25 m，左線4.41 m，既有603縣道公路縱坡達3%。603縣道交通量大，運煤車超載嚴重，水泥路面沉降要求小，施工期間要求不中斷交通，成為隧道施工的重要制約因素，且隧道跨度大，埋深淺，動載震動大，控制標準高。

2 工程地質條件

2.1 地形地貌及地質概況

隧道區屬構造-剝蝕丘陵地貌，植被發育，自然邊坡較穩定，自然坡度20°～25°，山嶺呈近南北向，山脊（頂）渾圓狀。進口處地面高程378～383 m，出口處地面高程378～381 m，隧道軸線最大海拔標高483 m，進口段自然坡度15°～20°，出口段自然坡度 30°～35°。

2.2 水文地質條件

隧道區位于當地侵蝕基準面之上，隧道洞頂為強-微風化巖，隧道開挖不易發生突水現象，但洞口地下水位較高，影響洞口段圍巖穩定，建議采取降水措施，以保證洞口施工安全。

3 施工方案

3.1 洞口處理

為確保紅竹山隧道進口段的安全進洞及縣道的正常通行，根據實際勘查和隧道進洞口實際地質情況，采取帷幕注漿的方案進行處理，按地表距洞頂高度確定加固處理深度和范圍。具體方案：

（1）將進口段原設計的中空注漿錨桿改為雙排注漿導管，間距為50 cm×50 cm梅花型布置，長度為600 cm；同時根據現場的地質情況，洞口的地基承載力滿足不了設計0.3 MPa的要求，為避免造成邊墻和仰拱的不均勻沉降，確保進口段洞身的整體穩定性，對邊墻頂以下部位以及仰拱底部的軟弱素填土也進行導管注漿進行加固處理，注漿導管間距按50 cm×50 cm梅花型布置，長度為600 cm（見圖 2）。

圖2 進口段邊仰坡加固立面圖

（2）對隧道進口段左右洞洞頂及外側范圍采取Φ22 mm砂漿錨桿處理噴射混凝土掛網進行支護加固，確保縣道的整體穩定性（見圖3a.）。

（3）將原設計C15片石混凝土套拱基礎更改為φ108×6 mm單液注漿熱軋鋼管混凝土基礎，鋼管間距50 cm，深度9 m，并增設外徑7.5 cm平孔洞式塑料排水管坡體排水，在進口處增設井點降水（見圖 3b.）。

圖3 進口段臨時邊仰坡加固處理實景

通過上述注漿導管、Φ22 mm砂漿錨桿和平孔排水處理，使隧道進口段洞口開挖線，以及縣道范圍內的開挖線外周邊破碎土層全部固結，防止大量的滲水和開挖過程中洞頂上方603縣道的滑坡和塌陷，待固結體達到一定的強度后再進行管棚的施工，以及洞口的開挖施工。

3.2 穿越縣道淺埋段施工方案

由于隧道跨度大，圍巖為填方松散體,下坡施工多級泵配合井點降水，開挖采用雙側壁分層分部進行,同時考慮到隧道開挖沉降影響,需對洞頂上公路進行加固。左右線雙洞采用先后施工,即右線隧道先行施工,待穿過公路段并施作二次襯砌后再進行左線隧道的施工。同時鑒于地層以殘坡積粘土層為主的特點,隧道開挖后地層變形主要表現為開挖時產生的瞬時變形,而隧道開挖支護后，由于地層的蠕變產生的后期固結沉降則相對較小,即隧道開挖后如支護剛度足夠大,地層位移會很地快趨于穩定,路面下沉將得以控制。

施工實施方案確定了公路段雙洞先后施工的原則,隧道開挖前進行加固,洞口采用Φ108大管棚與全斷面小導管進行超前支護及預注漿,結合分層控制降水技術,開挖自上而下分層、分部進行,開挖后，快速支護、及時成環封閉。仰拱采用跳槽開挖,開挖后，及時施作基底初支回填混凝土封閉成環,減小開挖引起的地層蠕變，再結合洞內外監控量測信息反饋及時進行動態優化,確保施工安全穩定。

3.3 雙側壁導坑法施工

穿越縣道段洞身開挖嚴格按設計要求的雙側壁導坑法進行開挖。支護采用Z5-2格柵與工字鋼雙層復合支護。該范圍段施工中嚴格遵循“短進尺、弱爆破、強支護、勤量測、緊襯砌”的工序進行。因開挖斷面大，左、右側壁導坑開挖均采取分部開挖支護的形式；左、右側壁導坑相互錯開15 m，拱部開挖支護滯后側壁導坑5 m，中部核心土在兩側側壁導坑的仰拱混凝土封閉完成后滯后最后一組仰拱混凝土5 m開挖，然后開挖中部下部仰拱，采取每拆4榀臨拱（2m），及時封閉中部仰拱混凝土為一次循環的形式。施工工序見圖4所示。

其具體開挖施工步驟為：（1）開挖左側導坑上部、左側導坑上部初期支護、開挖左側導坑下部、左側導坑下部初期支護、左側導坑仰拱澆筑；（2）開挖右側導坑上部、右側導坑上部初期支護、開挖右側導坑下部、右側導坑下部初期支護、右側導坑仰拱澆筑；（3）核心土上部開挖、拱頂初期支護；（4）核心土下部開挖、核心土初期支護、二次襯砌及仰拱回填。圖5為雙側壁導坑法施工實景。

3.4 監控量測

該隧道因其下穿603縣道的特殊性，為確保縣道的正常交通和運營安全，對洞口段加強組織了監控量測，在洞口淺理段，每5～10 m確定一個斷面，每個斷面分別在洞頂地表、洞內拱頂及兩側邊墻上各埋設一觀測點，并定期進行拱頂下沉和周邊位移的監控量測，由所得數據繪制相應的曲線圖，并把監測結果及時反饋，為隧道開挖及縣道安全提供有效的量測技術參數。根據回歸分析可以看出，洞口淺埋段開挖后開始產生位移，隨時間的推移，周邊位移及拱頂下沉量逐漸增大，并最終趨于穩定。最終數據小于規定數值，表明隧道經設計變更最終確立的開挖、初支施工是合理可行、安全有效的。圖6為洞頂地表沉降量測實景，圖7為測點沉降曲線圖。

3.5 縣道安全及交通組織管理

圖4 施工工序圖

圖5 雙側壁導坑法施工實景

圖6 洞頂地表沉降量測實景

圖7 測點沉降曲線圖

保證下穿縣道施工及交通安全穩定，對隧道進洞時交通安全組織至關重要的，由于交通量大，運煤車超載嚴重，在不能停止縣道交通的情況下，采取搭設鋼棧橋跨過左右洞，長15.0 m，橋面凈寬7.5 m（見圖8）。在距隧道兩側40 m、80 m位置設置減速帶，同時設置標志牌提示單向行駛通行，兩端安裝信號燈，并派專人巡邏指揮車輛交通有序行駛，確保大、中型貨車獨立通過，同時避免車輛在隧道段急速停車及突然啟動，減少隧道洞頂支撐力的突然加劇。在縣道臨空側設防撞護欄。

圖8 鋼便橋示意圖

4 結語

在紅竹山隧道淺埋段暗挖雙側壁導坑法及綜合配套技術施工過程中,積累了豐富的經驗,雙側壁導坑法支護雖然開挖斷面多,擾動大,初次支護全斷面閉合時間長,但每個小斷面都是在開挖后各自閉合的,在施工中間變形不大,以此使施工安全保證大大加強。圍巖量測技能在隧道施工中的熟練應用,使得量測信息及時反饋并準確地引導隧道順利通過下穿既有公路段施工,既保證了安全進洞，又保證了公路運營安全。同時，該開挖方法的成功運用，成為2010年8月在該標段舉辦的全國高速公路建設標準化管理經驗交流會和全國公路建設座談會現場觀摩上的一個亮點。

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[2]李曉升.高速公路雙連拱隧道淺理段施工技術[J].大眾科學，2007.

[3]陳袁兵，崔穎超，周浩文.淺埋大跨雙連拱隧道施工方案及技術要點[J].中外公路,2007.