超浅埋和不良地质隧道进洞方案

肖晓辉

1 工程概况及隧道进口地质情况

金鸡岭隧道位于福建省龙岩市武平县境内。金鸡岭隧道为分离式隧道，单洞为双车道，隧道洞身位于直线段上。隧道进洞口位于205国道下方，进口段正交穿越205国道以及国道边的灌溉水渠边的长度为:左洞ZK172+627～ZK172+660，长33 m，右洞YK172+635～YK172+680，长45 m。

隧道进口的地质情况如下:1)隧址区地下水主要为下伏基岩裂隙水，受大气降水补给，向河谷排泄，局部具承压性，富水性差。2)地质构造及不良地质现象。本隧道区域上位于北东向明溪—武平坳陷带与北西向上杭云霄大断裂的斜接部位南东侧，隧址区断裂发育较差，见二小断裂构造。左右线进口段，围岩主要为素填土、坡残积黏性土、强风化花岗岩、破裂花岗岩，岩石呈土夹石状。3)隧道穿越205国道地段的围岩为素填土，地下水丰富，围岩含水饱和，土质差;且在国道侧有一条当地的灌溉水渠，该水渠穿越隧道拱顶，灌溉水渠过水断面尺寸为200 cm×150 cm，常年流水，渗漏严重。隧道拱顶覆盖层薄，进口地段各控制点的拱顶覆盖层厚度为:左洞6.375 m～2.319 m，右洞5.048 m～3.317 m。从现场实测以及设计图纸提供的数据显示，金鸡岭隧道进口洞顶覆盖层厚度为超浅埋。4)隧道进口左洞套拱位置处为205国道的路肩挡墙，该挡墙砌筑质量较差，对洞口的施工影响很大，且原设计在勘察设计时未考虑到该挡墙的影响，也未对该挡墙进行加固处理。

综上工程地质及水文地质说明:隧道穿越205国道至灌溉水渠的围岩类别，设计为Ⅴ级围岩，而实际围岩为素填土及堆积的当地生活垃圾，地下水丰富，灌溉水渠又渗水严重，围岩含水饱和，其内聚力 C和内摩擦角φ急剧下降，加之洞顶覆盖层厚为超浅埋，实际围岩类别应为Ⅴ级。在这种围岩状况下，洞身开挖不能形成承载拱，土质差，极易坍塌，故开挖难度大，施工安全威胁大，也对该隧道的洞口段进洞的施工造成很大的困难。

2 进口浅埋段施工方案与措施

2.1 施工准备

在洞口开挖施工前必须对国道下方洞口段的松散土层进行加固处理后方能进行洞口段的施工，且在隧道洞口的清表过程中发现，表层土和杂物清除后左右洞洞口均存在大量渗水。同时根据现场测量的结果显示，隧道洞口上方的水渠底部距左线隧道开挖顶约2.6 m，距右线隧道开挖顶约3.3 m。根据设计图纸在管棚施作到水渠位置时(按3°倾角计算)，左线管棚距水渠底约1.6 m，右线管棚距水渠底部只有84 cm，所以在洞口管棚进行施工时将会对洞顶上方的水渠造成一定的影响，且水渠底部的渗水给洞口段本来就很破碎的松软土层造成很大的影响，进而对洞口段的开挖施工也会造成很大的安全隐患，且要首先解决水渠渗漏水问题之后方能进行洞口的施工。

2.2 洞口段的处理与施工

1)根据实际地质情况分析，金鸡岭隧道进口洞口段的边墙基底和侧墙位置以及仰拱底部均为松软素土，地基承载力较小，在施工过程中将会造成边墙和仰拱的不均匀沉降，进而对整个洞口段的稳定性造成很大的安全隐患，同时对洞顶上方的205国道也会造成严重的影响。经与设计院以及业主和监理等四方代表的现场察看研究，决定对边墙顶以下部位以及仰拱底部的软弱素土进行导管注浆和加固处理，确保了仰拱基底的稳定。

2)对于右洞仰坡的施工，采用长度为15 m的φ 76 cm的中导管进行加固处理，根据现场量测，中导管的深度已进入了国道中心线位置，对国道下方的土体进行了有效的加固，也保证了洞口的顺利施工。

3)因受地质条件差以及国道的影响，避免套拱施工时开挖深度过深造成边仰坡以及左洞挡墙的开裂下滑，经过与设计部门的详细研究，对套拱采用半套拱的方案进行施工，具体见图1。

4)对于左洞洞口的施工，在施工过程中首先对挡墙采取了小导管注浆的方案进行了加固处理，确保挡墙背后国道填土以及挡墙自身的稳定性。

5)对于水渠渗漏水情况，根据现场勘察，采取改渠的方案因受地形条件的限制已基本上不成立，因此采取了在原水渠中埋设φ 100 cm EVA橡胶管，使水流从橡胶管中通过的方案进行处理，避免了水渠的渗漏水。

2.3 洞口段的开挖施工

因洞口段下穿国道，且地质条件极差，洞口段设计采用双层支护，即初期支护一(Ⅰ20b工字钢，喷射混凝土25 cm)，初期支护二(格栅拱架，喷射混凝土20 cm)，二衬紧跟掌子面。双侧壁导坑开挖法主要是用于软弱围岩地段的大断面洞室开挖。大断面洞室的断面形状扁平，当遇到围岩承载能力不足时，为争取围岩稳定时间，进一步分隔洞室，用两道纵向分隔墙，在横向把洞室分成三部分，两边的洞室纵向用横隔墙或临时仰拱，再分隔成两部分。在Ⅴ级围岩洞段，采用40 m φ 108×6 mm超前大管棚支护，选用双侧壁导坑法施工。其开挖顺序是先开挖左侧导坑上半断面，施作初期支护;第二步开挖左侧导坑下半断面，施作初期支护;第三步开挖右侧导坑上半断面，施作初期支护;第四步开挖右侧导坑下半断面，施作初期支护;第五步开挖拱部部分，施作初期支护;第六步开挖仰拱部分，施作初期支护，最后挖出中段的剩余岩土，施作完全部初期支护一，拆除纵隔墙，每拆除1 m，立即施作初期支护二，二衬需紧跟。

2.4 监控量测

监控量测工作是隧道超前地质预报的一项重要工作，也是收集原始数据以便更好的进行变形监测和变更设计的前提，特别是不良地质和浅埋隧道洞口的施工，监控量测工作尤为重要，它是施工的必要前提，监控数据的及时有效和准确性对施工的安全性起着重要的作用，在施工中应引起高度的重视，所以在本合同段未进行洞口段施工前，项目经理部立即在国道周围布设沉降位移观测点，并将国道靠洞口侧单向封闭。在边、仰坡继续开挖时，通过沉降位移观测点对国道进行监控，及时整理数据，绘制沉降位移曲线图，并及时反馈给施工现场，指导现场施工。

3 施工组织管理

对于不良地质和浅埋隧道进洞口的施工，除了要有完整、可靠的施工方案和措施外，现场各个工序的衔接施工以及人员的密切配合和科学有效管理是安全进洞施工的前提保障，因此，在施工中必须协调组织好现场的施工管理工作。在金鸡岭隧道进口段施工过程中，首先做到了早排水，开挖后及时支护封闭、早成环，以减少拱顶下沉及围岩变形等工作，确保通过205国道地段的安全施工。同时对隧道进口段洞顶上方的通行车辆进行科学、合理的交通组织管理，尽量减少重型车辆通行对隧道施工造成的扰动和影响，确保了洞口段的安全顺利开挖以及上方205国道的正常通行。

4 心得体会

1)对不良地质和浅埋隧道进洞口的施工，在施工前必须设计出一套完整、可行的施工方案和措施，并且在施工时要严格按照设计图纸和施工方案进行组织施工，严把质量关，确保万无一失;2)隧道进洞口施工前一定要一次性做好洞口的临时或永久性排水系统，以免留下后患;3)细节决定成败，施工中要注重好细节的管理;4)向管理要效益。目前，很多地方对隧道的施工质量开始进入严格管理的模式，隧道的施工质量控制也越来越受到重视，各项检测也越来越严格和先进，严格按照设计图纸及规范施工已成为潜在的趋势，所以，一定要做好过程管理控制。

总之，对于不良地质、浅埋隧道进洞口的施工，一定要严格按照完整、可行的施工方案进行施工，加强规范施工、强化质量管理，确保隧道安全顺利进洞，为整个隧道后续工程的顺利实施做好充分保障。

[1] 叶 忠.城市地下浅埋隧道施工技术探讨[J].山西建筑，2008，34(31):301-302.