高速公路傍山連拱式隧道設(shè)計(jì)處理方案

王禮洪（杭新景高速公路（衢州段）工程建設(shè)指揮部，浙江衢州　324002）

?

高速公路傍山連拱式隧道設(shè)計(jì)處理方案

王禮洪
（杭新景高速公路（衢州段）工程建設(shè)指揮部，浙江衢州324002）

【摘 要】傍山連拱隧道不利條件較多，如何正確處理需要根據(jù)各種情況綜合考慮。本文根據(jù)杭新景高速公路（衢州段）魚(yú)鋪口隧道的設(shè)計(jì)概況、地形地質(zhì)等情況，進(jìn)行了方案分析，提出了變更方案技術(shù)參數(shù)，設(shè)計(jì)了變更方案，實(shí)踐結(jié)果表明，工程質(zhì)量和安全生產(chǎn)狀況良好，為高速公路傍山連拱隧道設(shè)計(jì)處理提供了一個(gè)成功案例。

【關(guān)鍵詞】傍山連拱隧道設(shè)計(jì)方案

1　引言

受線位選擇的影響，目前公路隧道或多或少均存在不利布置條件。其中傍山靠河布置隧道具有一定的難度，增加施工難度，對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定也更有挑戰(zhàn)性，尤其是連拱隧道。在這種地形條件下一般是設(shè)置隧道和橋梁相接方式，對(duì)于隧道則以暗洞、偏壓擋墻明洞或棚洞等方式處理。對(duì)于隧道，由于是傍山，存在在洞口段靠山側(cè)采用隧道而遠(yuǎn)山側(cè)采用橋梁方式，在縱向及橫向銜接上需要充分考慮，避免沖突。采用何種形式需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形、地質(zhì)、水文地質(zhì)、施工條件等各種情況綜合考慮。

2　設(shè)計(jì)方案

杭新景高速公路（衢州段）魚(yú)鋪口隧道和木嶺隧道均為連拱隧道，其出口端均為傍山近河狀況。下面以魚(yú)鋪口隧道為例談?wù)勅绾翁幚磉@種特征狀況。

2.1設(shè)計(jì)概況

魚(yú)鋪口隧道平面位置圖1所示。

魚(yú)鋪口隧道右洞出洞口樁號(hào)為YK163+070，緊接魚(yú)鋪口大橋，魚(yú)鋪口大橋右幅0#臺(tái)胸墻樁號(hào)YK163+070。魚(yú)鋪口隧道右洞YK163+060為暗洞口，+060～+070段為半明半暗設(shè)計(jì)（SMC）。左洞出洞口樁號(hào)ZK163+109。ZK163+070～+109設(shè)置半路半隧（SED-A、SED-B）。

魚(yú)鋪口隧道右洞出口端設(shè)計(jì)在K163+070～+109之間施作側(cè)擋墻，側(cè)擋墻基礎(chǔ)寬度為396.6cm（右幅230cm，左幅166.6cm），基礎(chǔ)底標(biāo)高為路面標(biāo)高以下176cm；魚(yú)鋪口大橋右幅0#臺(tái)樁號(hào)K163+070.6，1#墩樁號(hào)K163+100，蓋梁與路線中心線間隔55cm；根據(jù)橋梁和隧道圖形疊加圖，可以明顯看出隧道與橋梁結(jié)構(gòu)物輪廓線沖突，沖突范圍達(dá)230cm。隧道左洞側(cè)擋墻基礎(chǔ)寬度為396.6cm，基礎(chǔ)高110cm，墻身坡比1：0.1，墻身高9.2m，偏壓擋墻坡比已經(jīng)非常陡，利用調(diào)整偏壓擋墻坡比或減薄擋土墻厚度來(lái)避免橋隧沖突的可行性較小，因此按設(shè)計(jì)圖無(wú)法進(jìn)行施工。

2.2地質(zhì)概況

K163+070～K163+109段山體表層為第四系殘坡積含碎石粉質(zhì)土，下伏基巖為含礫粉砂巖，強(qiáng)風(fēng)化層厚度約460cm，節(jié)理較發(fā)育，傾角以55～85°為主，巖體較完整，呈鑲嵌碎裂結(jié)構(gòu)，存在多條平行線路的陡傾節(jié)理，節(jié)理泥質(zhì)物充填。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察分析，得出魚(yú)鋪口隧道出口段采用橋梁+半明半暗隧道并行的結(jié)構(gòu)物型式施工安全風(fēng)險(xiǎn)大，運(yùn)營(yíng)期內(nèi)也存在較大安全風(fēng)險(xiǎn)。

2.3方案分析

魚(yú)鋪口出口段橋隧結(jié)構(gòu)物相沖突問(wèn)題提出后，處理方法上主要形成二種方案，一種意見(jiàn)是將魚(yú)鋪口大橋右幅向前縮一跨橋改隧，同時(shí)對(duì)魚(yú)鋪口隧道左洞上方陡峭山坡進(jìn)行加固，確保結(jié)構(gòu)安全；另一種意見(jiàn)是右幅縮一跨橋改隧基礎(chǔ)上，對(duì)左幅k163+070～k163+109邊坡實(shí)施大開(kāi)挖，將該段隧道由半明半暗改為全明洞。二種方案對(duì)右幅的處理意見(jiàn)是一致的，爭(zhēng)論焦點(diǎn)在于左幅是開(kāi)展邊坡加固施工還是實(shí)施大開(kāi)挖。

2.3.1實(shí)施邊坡加固方案

優(yōu)點(diǎn)：不需要補(bǔ)充征地，無(wú)需大爆破作業(yè)，可隨時(shí)實(shí)施不影響工期，環(huán)境破壞程度較小。缺點(diǎn)：出洞口有數(shù)條近似垂直的節(jié)理，隧道半護(hù)拱內(nèi)洞身開(kāi)挖后，洞頂以上的巖體失去支撐易沿節(jié)理面滑落，承壓在隧道上方，影響隧道結(jié)構(gòu)安全，安全風(fēng)險(xiǎn)較大。

2.3.2實(shí)施大開(kāi)挖方案

（1）政策處理：實(shí)施大開(kāi)挖方案，預(yù)計(jì)需補(bǔ)征地，能否順利征用是個(gè)問(wèn)題。（2）施工安全：邊坡大開(kāi)挖必須實(shí)施潛孔鉆爆破，根據(jù)實(shí)測(cè)邊坡距離村道32m，距離房屋55m，爆破對(duì)周?chē)穹繉a(chǎn)生重大影響，爆破產(chǎn)生飛石與沖擊波可能損壞民房，將引起房屋賠償糾紛。開(kāi)挖坡頂距離坡底高度有40m以上，現(xiàn)場(chǎng)情況不便于施工便道修建，開(kāi)挖機(jī)械和爆破出渣主要靠人工搬運(yùn)，人員在40m的高坡施工，安全風(fēng)險(xiǎn)較大。（3）結(jié)構(gòu)安全方面。隧道明洞基礎(chǔ)、側(cè)擋墻、橋梁樁基立柱、梁體挖方處錨桿框架防護(hù)等進(jìn)行交叉作業(yè)，30m以上邊坡爆破開(kāi)挖很難控制飛石的拋擲方向，易將各種混凝土結(jié)構(gòu)物砸損造成結(jié)構(gòu)安全問(wèn)題。變更設(shè)計(jì)一級(jí)坡高達(dá)37m，坡比1：0.2，傾角達(dá)到79°，開(kāi)挖過(guò)程與開(kāi)挖后邊坡安全穩(wěn)定性難以預(yù)測(cè)。（4）施工技術(shù)方面。根據(jù)有關(guān)規(guī)定：隧道洞口開(kāi)挖前，施工單位應(yīng)編制隧道進(jìn)洞專(zhuān)項(xiàng)施工方案，嚴(yán)禁大開(kāi)大挖，監(jiān)理工程師應(yīng)組織設(shè)計(jì)、施工單位進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)審查。新變更圖

············

紙中隧道高邊坡采用噴射混凝土防護(hù)，較大面積未采取綠化措施，對(duì)高速公路景觀性產(chǎn)生一定影響。采用邊坡加固方案的優(yōu)點(diǎn)顯而易見(jiàn)，實(shí)施邊坡大開(kāi)挖方案雖然有多種問(wèn)題，但是它有一個(gè)最大優(yōu)勢(shì)，就是能保證結(jié)構(gòu)安全。

2.4變更方案

為處理該段存在的問(wèn)題，確定的處理方案為：魚(yú)鋪口大橋右幅縮減一跨（30m）改C20片石砼填筑路基后，魚(yú)鋪口隧道右幅延長(zhǎng)30m。主要變更如下：

（1）原魚(yú)鋪口大橋減少一跨，將原來(lái)的橋臺(tái)改為U臺(tái)接樁基，橋墩采用樁柱式墩。變更后右幅1～5孔橋面寬度由11.45m～12.75m漸變；（2）魚(yú)鋪口隧道出口端左洞洞口里程保持不變，仍為K163+109，右洞由K163+070調(diào)整為K163+100。（3）K163+109～+100左洞設(shè)C20鋼筋混凝土擋墻。左洞兩米全護(hù)拱位置K163+079～+077，K163+077～+073設(shè)半護(hù)拱；右洞6m全護(hù)拱位置K163+079～+073，K163+073～+057設(shè)半護(hù)拱。K163+057往小樁號(hào)方向左右洞均進(jìn)入全暗洞段。

2.5變更方案技術(shù)參數(shù)

2.5.1隧道基礎(chǔ)

（1）本變更主要工程在偏壓擋墻擴(kuò)大基礎(chǔ)問(wèn)題。該偏壓擋墻基礎(chǔ)不僅是為偏壓擋墻而且也是隧道提供基礎(chǔ)，墻基近20m高，寬度超過(guò)10m，且縱向較長(zhǎng)，因此做好墻基也就成功了一半。（2）采用兩層分臺(tái)設(shè)計(jì)，上臺(tái)10m高，下臺(tái)9m。基礎(chǔ)面橫坡設(shè)計(jì)了2~4m寬臺(tái)階，高2m。考慮到大體積混凝土溫控要求較高，對(duì)于混凝土外露面采用了φ 8mm光圓鋼筋網(wǎng)抗裂，網(wǎng)格間距8*8cm。混凝土采用C20片石砼，片石含量不得超過(guò)25%。擋墻基礎(chǔ)面設(shè)置2排2m長(zhǎng)φ25mmRRB335鋼筋，外露0.8m，與偏壓擋墻澆筑在一起，增強(qiáng)擋墻穩(wěn)定性。（3）邊坡面采用6m長(zhǎng)φ25mm中空錨桿加固，外露1.5m與擋墻基礎(chǔ)一并澆筑在一起，增強(qiáng)整體穩(wěn)定性。（4）每級(jí)臺(tái)階山體內(nèi)側(cè)設(shè)置50*50cm泄水盲溝，其縱向坡度應(yīng)大于1%，根據(jù)地形調(diào)整，保證滲水能排出。

2.5.2隧道邊坡

（1）左洞邊坡按照1：0.2刷坡，以清理邊坡松動(dòng)為主，并為隧道結(jié)構(gòu)提供空間。（2）邊坡支護(hù)分回填線上和回填線下分別采用不同的支護(hù)參數(shù)。回填線以上10cm厚C20噴砼+單層φ12@20*20cm鋼筋網(wǎng)+9m長(zhǎng)φ25mm水泥砂漿錨桿，錨桿角度15°，間距1.5*1.5m，梅花形布置。回填線以下10cm厚C20噴砼+單層φ12@20*20cm鋼筋網(wǎng)+6m 長(zhǎng)φ25mm水泥砂漿錨桿，錨桿角度15°，間距1.5*1.5m，梅花形布置。

3　結(jié)語(yǔ)

施工單位根據(jù)設(shè)計(jì)變更方案開(kāi)展施工，經(jīng)過(guò)近一年多時(shí)間努力順利完成了魚(yú)鋪口隧道施工，工程質(zhì)量和安全生產(chǎn)狀況良好，為高速公路傍山連拱隧道設(shè)計(jì)處理提供了一個(gè)成功案例。

作者簡(jiǎn)介：王禮洪（1975—），男，四川永川人，工學(xué)學(xué)士，工程師，一級(jí)建造師，交通部專(zhuān)業(yè)監(jiān)理工程師，主要從事公路、鐵路工程的施工、監(jiān)理及建設(shè)管理工作。E-mail：377288573@qq.com.