淺談公路隧道進口淺埋段施工處理措施

張臻

摘要：淺埋公路隧道建設條件復雜，進口段不確定因素較多，為規避和控制易發生的安全風險事件，有必要在設計階段對進口段施工風險進行分析判斷。以陜西省內幾條高速公路隧道進口段設計為研究對象，根據隧道進口段的地形條件、地質條件等資料結合以往經驗進行風險辨識，并在此基礎上總結出有針對性的風險控制措施。

關鍵詞：公路隧道進口段淺埋段 風險分析 控制措施

中圖分類號：U455.4 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）04（a）-0042-02

隨著中國公路建設的日益增多，公路隧道的建設發展迅速，但由于山嶺隧道地形復雜、地質條件惡劣、自然環境和技術水平有限等這些不確定因素較多，易出現影響施工階段的安全風險事件，引發安全事故，造成災難性的經濟損失和惡劣的社會影響。

該文主要對公路隧道進出口淺埋段在設計階段進行安全分析，采用工程類比法，對指定工程項目進行分析，預測該項目風險。再根據隧道進口段的工程地質情況、水文等資料，進行風險辨識。在此基礎上，針對該隧道提出風險控制的措施。常見有以下幾種設計方案。

1.明挖法

工程概況及處理措施如下。

雷加坡隧道屬于咸陽至旬邑高速公路項目，位于陜西省淳化縣南側。隧道按左、右線分離式設計。長2 832，7m，屬長隧道（見圖1）。

隧址區位于關中盆地北部的低山地貌區。隧道進口位于黃土邊坡，地形坡度較緩，其巖性表部為馬蘭及離石黃土，一部分為強風化的泥巖、砂巖，由于黃土易濕陷，砂巖泥巖強風化破碎，進口邊坡穩定性差，圍巖上覆及黃土古土壤，洞身位于離石黃土中，巖體結構較為致密，圍巖穩定性較差。根據勘察結果，未發現地下水，雨季施工地表水易沿裂黃土垂直節理入滲。

隧道埋深較淺，距拱頂約12m，隧道洞身穿過黃土區域，拱頂部分位于Q3黃土和Q2黃土分界處，穩定性較差，地表注漿效果不明顯，且淺埋區長達100多米，適當延長明洞并不能降低邊坡開挖，如果一味暗挖，施工風險大，工程造價高。所以綜合比選該隧道采用明挖法施工，既節約了工程造價，又降低了施工風險，且邊坡高度不到20 m，是最佳選擇。

2.注漿加固法

工程概況及處理措施如下。

架子山隧道屬于銅川至旬邑高速公路項目，位于陜西省照金鎮孫家山村東側，穿越架子山，該隧道設計為左、右線分離式雙洞隧道，技術標準為雙向四車道。隧道全長1 220m，為長隧道（見圖2）。

隧址區屬于中低山地貌，海拔高度1 324～1 531 m。隧址區屬中朝準地臺陜北臺凹地貌，構造穩定，地層平緩。第三紀以來，區內新構造運動受華北板塊構造總體格局制約，以地塊的振蕩性不均勻升降為主導，無大型劇烈的褶皺和斷層，長期以來是一個比較穩定的地區。出口段圍巖由強風化全風化泥巖、砂巖互層（T，y）組成，自然邊坡整體穩定性較好，地下水不發育，多為孔隙水點滴狀滲出。洞口邊坡開挖后增加坡腳臨空面，坡體容易失穩，為隧道淺埋段。

由于隧道右線出口段上覆殘坡積粉質粘土和全～強風化泥巖，覆蓋層較薄，但到YKl98+895處，隧道已基本進入中分化砂巖段落，而且隧道出口位于溝谷陡岸山體斜坡處，地形坡度較陡，坡角30°～40°，不宜大開大挖，破壞原始地貌，所以設計對YK198+895-YKl98+935采用φ50×4無縫熱軋鋼管，間距2mx2m進行深管注漿，采用YKl98+935-YKl98+960長25m明洞，既保證洞室安全，又完全順應了原地形地貌。

3.蓋挖法

工程概況及處理措施如下。

府村川隧道屬于黃陵至延安高速公路項目，位于陜西省富縣東溝鄉府村川村，設計為分離式隧道，技術標準為雙向六車道。隧道全長1 628 m，為長隧道（見圖3）。

隧址區屬于黃土梁峁溝壑地貌，海拔高度1079～1 259m，塬頂寬約20-65 m，為殘塬梁峁，緣邊溝壑林立，刺槐、灌木等植被發育；隧道近南北走向，沿隧道軸向山梁體呈不規則圓頂形粱峁，地形渾圓，兩側低，中部高；隧道進口段處于黃土梁峁兩側沖溝溝谷底部狹窄，受水流沖刷侵蝕，形成“v”型葉脈狀溝谷。

隧道右線進口剛好位于“V”型葉脈狀溝谷，如果正常進洞，那么兩側路基邊坡開挖就會過高，在50m以上，難以治理，將留有隱患，對后期養護造成困難。設計時比選諸多方案，最后采用蓋挖法度過，明洞長度105 m，既保證了施工安全，又避免了對原有山體的大砍大削，保護了原有地貌，清除了隱患，為后期的運營管理奠定了基礎。

4.設計方案與結論

4.1設計方案

（1）明挖法：結合雷家坡隧道工程實例，可以看出該方法適用于進口淺埋段較長，地面線相對平緩，且地質較差的隧道進口段。如果提前進洞會增加開挖風險，延長明洞邊坡高度沒有明顯降低，既增加成本，又增加施工風險，所以在這種情況下采用明挖法優勢非常明顯。

（2）地表注漿法：結合架子山隧道工程實例，可以看出該方法適用干淺埋段較短，坡度較陡，圍巖較破碎的石質隧道，注漿效果明顯，由于隧道很快能進入到中風化圍巖，所以在施工造價不會過高的情況下，維持了原地貌，降低了邊坡，使得隧道能順應地形合理進洞，符合現在的環保理念。

（3）蓋挖法：該法適用于進口段處于“V”型地貌，且兩側邊坡較高的隧道。使用該法能有效避免兩側的路基高邊坡，避免了對原有山體的大砍大削，符合現在的環保理念。

4.2結論

公路隧道的位置選定，一般要遵從于路線的總體考慮，所以進洞位置有難有易，在選線階段選好隧址是最佳方案。隧道進口段淺埋的風險辨識、設計方案要根據具體隧道的巖體情況、地形地貌去分析判斷，所以一定要做好前期的地質勘探工作，對隧道尤其洞口段的調研就顯得尤為重要。在設計階段一定要結合安全、經濟、環保以及本條線路的特點等諸多因素綜合比選，比較以往工程實例，具體問題具體分析，最后選定最優設計方案。