營腳隧道工程施工方案和注意事項探析

徐徳志

(貴州省公路工程集團有限公司)

1 營腳隧道設計中的地質條件分析

該隧道位于貴州省西南部，境內地勢總體由西北逐漸向東南傾斜，處于烏蒙山脈至苗嶺山脈中段，山巒疊嶂，溝壑縱橫，峽谷幽深，地形地貌受地層巖性及構造控制明顯，屬于剝蝕～侵蝕中低山地貌。隧道區高程約為1460～1570m，相對高差約110m左右，沿線地形特點為中間高，兩側低，隧道進出口處均位于緩坡處，地形坡角約為15～30°，隧道穿越營腳山，橫坡地形也為中間高，兩側低，地表植被覆蓋率低。測區的地表水系屬珠江水系及其支流打邦河水系。主要支流有鄭家溝、吊蘭河等。它們的一般特點是:豐水期為4～9月，平水期為9～12月，枯水期12月-4月，水位變幅大，徑流量豐沛。隧道區沿線切割強烈，溝谷縱橫，地表水系較發育，水文網切割密度大，且多垂直地層走向，各溝溪地表水以營腳山為分水嶺，作南北分流，分別流入隧道進洞口前緣的鄭家溝和出洞口前緣的吊蘭河。工程區屬中亞熱帶季風濕潤氣候，年均氣溫11.8℃，極端最高31.5℃，極端最低-9.3 ℃，年均總日照 照13.5h，無霜期257.1d。年均降水1150.4mm，多集中在4～9月，占全年的80％，平均相對濕度84％，霧日159.9天，雨淞日數30天。災害性天氣有凝凍、冰雹、倒春寒、伏旱等。根據地表工程地質調繪及鉆探揭露:測區大面積基巖裸露，地層較復雜，主要由侏羅系下統自流井組第四段(J1z4)、三疊系上統須家河組(T3x)、三疊系中統關嶺組(T2g)組成。巖性為砂巖、粉砂巖、泥質粉砂巖、粉砂質泥巖、炭質頁巖、灰巖組成，第四系覆蓋層僅零星分布于斜坡地帶及槽谷內。

2 營腳隧道施工方案和注意事項

2.1 隧道進出口設計

隧道進洞口段為一緩坡地帶，自然邊坡地形坡度16°～20°。左線隧道開挖時，將在洞頂形成人工巖質仰坡，在洞前一帶左右兩側分別形成人工路塹邊坡。邊坡體主要由粉質粘土和全～強風化粉砂質泥巖組成，粉質粘土覆蓋厚度約1.60m。巖層傾向與隧道仰坡坡向一致，為順層邊坡，開挖后隧道仰坡穩定性較差。右線隧道開挖時，將在洞頂形成人工巖質仰坡，在洞前一帶左右兩側分別形成人工路塹邊坡。邊坡體主要全～強風化粉砂質泥巖組成。巖層傾向與隧道仰坡坡向一致，為順層邊坡，開挖后隧道仰坡穩定性較差。洞口段無斷層，巖體完整，構造簡單，無不良地質現象，邊坡天然條件下穩定，無變形跡象。洞口段粉砂巖、灰巖為中厚層狀構造，巖石中硬，強度較大，抗風化能力強，巖體較完整。在施工爆破破壞下，局部地段會產生小規模坍塌和掉塊。左線隧道開挖時，將在洞頂形成人工巖土質仰坡，在洞前一帶左右兩側分別形成高人工路塹邊坡。邊坡體主要由粉質粘土和灰巖組成，粉質粘土覆蓋厚度約5.90m。右線隧道開挖時，將在洞頂形成人工巖土質仰坡，在洞前一帶左右兩側分別形成人工路塹邊坡。邊坡體主要由粉質粘土和灰巖組成，粉質粘土覆蓋厚度約3.60m。

2.2 隧道土建工程設計

隧道位置根據隧址區地形、地質條件、環境、造價、功能等因素綜合確定，在綜合考慮線形指標及工程造價的前提下，通過實地勘察，充分研究了隧道所處地域的地形地質情況，主要考慮隧道進出口地形條件、隧址區工程地質條件、營運管理設施場地等因素擬定隧道方案。隧道襯砌內輪廓不僅要符合《公路隧道設計規范》、《公路工程技術標準》規定的建筑限界的要求，還要考慮照明、通訊、裝飾等其他設施需要的空間，各種設備均不得侵入建筑限界。隧道襯砌內輪廓的形狀和尺寸應考慮圍巖級別、結構受力的特點及便于施工，經過比選，分離式隧道襯砌內輪廓擬定為拱高709.6cm，拱部半徑為543cm的三心圓曲邊墻結構，其凈空面積(含仰拱)76.87m2，周長(含仰拱)31.95m。洞門設計以“早進洞，晚出洞’’為原則，最大限度地降低洞口邊仰坡的開挖高度，以保證山體的穩定，同時減小對洞口自然景觀的破壞。洞門型式主要考慮使用功能和地形的協調美觀;并盡可能節省投資，充分考慮該隧道洞口地形、地貌等因素。隧道明洞段采用明挖法施工，在確保洞口邊坡穩定的條件下，就地全斷面整體模筑鋼筋混凝土。暗洞均采用新奧法施工，主要工序采用機械化作業，隧道出渣采用無軌運輸方式，二次襯砌澆筑采用模板臺車。一般情況下V級圍巖地段可采用環形開挖預留核心土法施工，對洞口軟弱圍巖偏壓地段，可采用CD法施工。隧道初期支護噴射混凝土采用濕噴工藝，二次襯砌采用整體模筑混凝土。環形開挖預留核心土法上部留核心土支擋工作面，有利于及時施作拱部初期支護以加強開挖工作面的穩定性，核心土以及下部開挖在初期支護的保護下進行，環形開挖進尺不宜太長，一般環形開挖進尺0.5～1.0m左右，上臺階長度為洞徑的1.5倍。

2.3 隧道排水系統設計施工

隧道防排水設計一般應遵循“防、排、截、堵結合，因地制宜，綜合治理”的原則，使隧道建成后達到洞內基本干燥的要求，保證結構和設備的正常使用及行車安全;對于地下暗河、管道巖溶水應采取宜疏不宜堵的原則，不改變地下水總的流動趨勢;當隧道建設對地表村莊生活、生產帶來較大影響，甚至引發地質災害，應對隧道防排水采取“以堵為主，限量排放”的對策。

2.4 隧道施工安全管理

嚴格組織機構管理能夠防止因施工方法不當，支護不強，質量不過關而出現問題;同時在施工中要對地質變化有準確的把握，地質變化后，要及時調整支護參數，做到按地質施工，這一點尤其重要。要通過制定相應的隧洞施工安全防護規范，從而進一步細化管理流程，使得各項安全管理工作有章可循。要進一步加強對隧洞施工安全防護工作的監督監察工作，把安全防護工作落實到施工過程中的各個環節，讓施工過程中的每一個人明確安全防護的重要性，并且要使安全防護工作常態化，要定期不定期的對隧洞施工現場進行監督監察，及時發現安全隱患，把危險消除在源頭上，落實責任制度，以確保整個隧洞施工中的安全性。

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