大跨淺埋偏壓軟弱圍巖公路隧道進洞工藝

陳成仕

（寧德沈海復線寧連高速公路有限公司，福建 寧德 352100）

1 工程概況

油車嶺隧道位于福建省寧德市與福州市交界，是沈海復線寧德漳灣至連江浦口高速公路上的特長隧道之一。隧道左右洞平均長5740m，起訖樁號為左洞ZK28+457～ZK34+211，右洞YK28+439～YK34+165。設計行車速度100km/h，采用分離式雙洞布置，單洞三車道。開挖跨度大，開挖跨度16.7m，開挖高度12m；開挖斷面面積大，洞口段開挖斷面面積達180m2。左洞進口為端墻式洞門，ZK28+457～461為明洞，臨時成洞面位于ZK28+461處。左洞進口等高線與洞軸線成20。斜交，洞口段埋深2～9m，上覆層開挖后無法形成"自然拱"，屬于典型的淺埋偏壓軟弱圍巖條件。

2 地形地貌、工程地質及水文地質

隧址區屬剝蝕高丘陵、低山緩坡地形。地形呈波狀起伏，進洞口自然山坡坡度約20～25。。地表植被發育，多為山林地。隧址場區表層為第四系素填土層；第四系殘坡積土，下伏燕山早期侵入二長花崗巖、侏羅系南園組晶屑凝灰熔巖及其風化層。進口段為坡積粉質粘土，全、強風化晶屑凝灰熔巖，圍巖為Ⅴ級。隧址區地下水主要為基巖裂隙水及構造裂隙水；基巖裂隙水，水量較貧乏。左洞進口左側為河溝，溝內常年有水流動，水量較大；流向與左洞中線斜交。

3 進洞方案

ZK28+457～461為洞口明洞段，采用明挖法施工；ZK28+461～510為淺埋偏壓段，采用零開挖暗洞法施工。首先，對左洞口河溝進行改溝，修筑洞頂截水溝，接至兩側改溝；其次，對ZK28+457～461預留核心土，拉槽開挖臨時成洞面邊仰坡及套拱基礎，邊仰坡防護；再次，施作斜交套拱和斜交大管棚，并反壓回填；最后，按雙側壁導坑法開挖進洞。

4 施工順序及施工工藝

4.1 改溝和天溝施工

(1)首先按照設計施工改溝，沿左側按3×5m 斷面修筑，溝坡比 1：0.5，結構采用C15片石混凝土，厚度140cm；右洞右側的河溝方向與隧道軸線平行，修筑改溝外移也同時進行。

(2)洞口地表地勢較平緩，又處于溝谷邊，進洞前施作天溝，以截除地表水，以防止地表雨水流向洞口沖刷淺覆蓋層和邊仰坡。在洞口上方按設計位置順著天然地形施工天溝，截水溝兩端接到兩側改溝，截水溝斷面為 40×40cm，溝坡比 1：0.5，結構采用M10漿砌片石，厚度30cm。

4.2 洞口開挖及防護

(1)開挖。對ZK28+457～461明洞段預留核心土開挖；對ZK28+461～471斜切延伸段上半斷面開挖至明暗分界線；拉槽開挖套拱基礎；臨時成洞面仰坡開挖高度在進洞開挖界外0.8m（即套拱厚度），避免大開大挖；仰坡上方至天溝間不清表，保持天然狀態,體現"零開挖"理念；預留核心土作為施工平臺，同時對臨時成洞面和邊仰坡具有穩固作用。

(2)邊仰坡防護。對臨時邊仰坡進行噴錨支護，洞身開挖輪廓范圍以外采用Φ25mm砂漿錨桿，錨桿長度6m，間距1m，梅花形布置，濕噴C20混凝土、鋼筋網組成，噴混凝土厚10cm，分二次噴射，首先初噴4cm，再施作錨桿，然后掛20cm×20cmΦ8mm鋼筋網，最后復噴6cm混凝土。

4.3 斜交套供施工

在ZK28+461～471斜切延伸段，短邊2m，長邊10，厚度80cm，沿進洞開挖輪廓外施工C25鋼筋混凝土斜交套拱。首先澆筑C15片石混凝土套拱基礎，套拱拱腳深挖至巖層，并將基礎擴大，套拱基底承載力大于250kpa；再架立型鋼鋼架，在導向墻范圍內架設；然后安裝底模、鋼筋、Φ127mm孔口導向管，關內外模板及堵頭板，并對支撐予以加固，最后澆注C25混凝土。

4.4 大管棚施工

(1)管棚參數。鋼管采用Φ108mm熱軋無縫鋼管，壁厚6mm，節長4m、6m。環向間距中至中拱部為30cm，拱部以下為50cm。管棚入土平均長度30m，鋼管末端應處在同一斷面上。鋼管外插角為軸線與襯砌外緣夾角1～3。。鋼管施工誤差徑向不大于15cm。鋼管接頭采用絲扣連接，絲扣長15cm，隧道縱向同一斷面處的接頭數不大于50%，相鄰鋼管的接頭至少需錯開1m。

(2)鉆孔和鋼管安裝。采用管棚鉆機鉆孔和推進鋼管，采用C25鋼筋混凝土套拱作為導向墻，鋼管的偶數孔采用無縫鋼管，奇數孔采用注漿鋼花管。施工順序為自下而上，先鉆設鋼花管，注漿凝固后再鉆設無縫管。在無孔鋼管的鉆孔過程中應檢查鋼花管的注漿質量，當注漿質量達到要求時，再安裝無孔鋼管，并注漿使管周漿液飽滿；當注漿質量達不到要求時，則安裝鋼花管并進行補充注漿。

(3)注漿。注漿前應進行試驗，注水泥漿液，水灰比0.5：1，添加早強劑；注漿壓力0.5～1.0MPa，達到終壓并繼續注漿15min以上；進漿量一般為20～30L/min以下。

(4)施工中，管棚范圍內的徑向錨桿的布置應根據管棚鋼管位置進行局部調整。

4.5 反壓回填

反壓回填采用C15片石混凝土，在大管棚施作完后，并確保套拱與成洞面連接緊密后進行。與開挖邊坡接觸面挖成臺階，反壓回填高度與拱頂齊平，寬度大于6m；回填面須與周邊原始坡面自然過渡，回填面需進行綠化防護。

4.6 明洞段落底

長管棚施作完后，對ZK28+457～461段明洞進行落底，同時做好明洞明挖段下半斷面落底的臨時排水設施。

4.7 開挖進洞

(1)主洞開挖在反壓回填后進行，采用雙側壁導坑法，嚴格按步驟施工，遵守"短進尺、弱爆破、緊支護、早封閉、勤量測"原則，保證施工質量和安全。

(2)初支參數。拱墻、仰拱工22b鋼架支撐，間距0.5m；采用Φ25mm中空錨桿，錨桿長度4m，間距1m，梅花形布置，濕噴C25混凝土、鋼筋網組成，噴混凝土厚32cm，分二次噴射，首先初噴5cm，再施作錨桿，然后掛20cm×20cmΦ8mm鋼筋網，架設工22b鋼架支撐，最后復噴到位。仰拱、二襯C30混凝土，厚度60cm，仰拱回填C15素混凝土。

(3)應按正交開挖支護，洞口斜交段無巖土部分以鋼筋混凝土套拱作為虛擬巖壁來布設鋼支撐及噴射混凝土初支。

4.8 監控量測

進行了地表下沉、拱頂沉降和周邊收斂的監控量測。從量測結果可以知道地表下沉量最大3cm，拱頂下沉最大值為2mm，周邊收斂最大值1.1mm，變形基本穩定，施工方案基本合理，超前支護、初期支護及時有效。

結語

在諸如油車嶺三車道高速公路隧道左洞進口大跨度淺埋偏壓軟弱圍巖等復雜條件下成洞應結合各種方法，通過采取設置虛擬洞壁、反壓回填、大管棚注漿超前支護、雙側壁導坑法開挖等措施，采用"明洞暗進"工法，實現了"零開挖"理念，保證了隧道順利安全進洞，解決了大跨度淺埋偏壓軟弱圍巖段隧道施工難度大的難題，為類似工程提供參考。

[1]JTGF60-2009，公路隧道施工技術規范.[S].

[2]JTG/TF60-2009，公路隧道施工技術細則[S].

[3]福建省高速公路施工標準化管理指南北京:人民交通出版社,2010.