营脚隧道工程施工方案和注意事项探析

徐徳志

(贵州省公路工程集团有限公司)

1 营脚隧道设计中的地质条件分析

该隧道位于贵州省西南部，境内地势总体由西北逐渐向东南倾斜，处于乌蒙山脉至苗岭山脉中段，山峦叠嶂，沟壑纵横，峡谷幽深，地形地貌受地层岩性及构造控制明显，属于剥蚀～侵蚀中低山地貌。隧道区高程约为1460～1570m，相对高差约110m左右，沿线地形特点为中间高，两侧低，隧道进出口处均位于缓坡处，地形坡角约为15～30°，隧道穿越营脚山，横坡地形也为中间高，两侧低，地表植被覆盖率低。测区的地表水系属珠江水系及其支流打邦河水系。主要支流有郑家沟、吊兰河等。它们的一般特点是:丰水期为4～9月，平水期为9～12月，枯水期12月-4月，水位变幅大，径流量丰沛。隧道区沿线切割强烈，沟谷纵横，地表水系较发育，水文网切割密度大，且多垂直地层走向，各沟溪地表水以营脚山为分水岭，作南北分流，分别流入隧道进洞口前缘的郑家沟和出洞口前缘的吊兰河。工程区属中亚热带季风湿润气候，年均气温11.8℃，极端最高31.5℃，极端最低-9.3 ℃，年均总日照 照13.5h，无霜期257.1d。年均降水1150.4mm，多集中在4～9月，占全年的80％，平均相对湿度84％，雾日159.9天，雨淞日数30天。灾害性天气有凝冻、冰雹、倒春寒、伏旱等。根据地表工程地质调绘及钻探揭露:测区大面积基岩裸露，地层较复杂，主要由侏罗系下统自流井组第四段(J1z4)、三叠系上统须家河组(T3x)、三叠系中统关岭组(T2g)组成。岩性为砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、炭质页岩、灰岩组成，第四系覆盖层仅零星分布于斜坡地带及槽谷内。

2 营脚隧道施工方案和注意事项

2.1 隧道进出口设计

隧道进洞口段为一缓坡地带，自然边坡地形坡度16°～20°。左线隧道开挖时，将在洞顶形成人工岩质仰坡，在洞前一带左右两侧分别形成人工路堑边坡。边坡体主要由粉质粘土和全～强风化粉砂质泥岩组成，粉质粘土覆盖厚度约1.60m。岩层倾向与隧道仰坡坡向一致，为顺层边坡，开挖后隧道仰坡稳定性较差。右线隧道开挖时，将在洞顶形成人工岩质仰坡，在洞前一带左右两侧分别形成人工路堑边坡。边坡体主要全～强风化粉砂质泥岩组成。岩层倾向与隧道仰坡坡向一致，为顺层边坡，开挖后隧道仰坡稳定性较差。洞口段无断层，岩体完整，构造简单，无不良地质现象，边坡天然条件下稳定，无变形迹象。洞口段粉砂岩、灰岩为中厚层状构造，岩石中硬，强度较大，抗风化能力强，岩体较完整。在施工爆破破坏下，局部地段会产生小规模坍塌和掉块。左线隧道开挖时，将在洞顶形成人工岩土质仰坡，在洞前一带左右两侧分别形成高人工路堑边坡。边坡体主要由粉质粘土和灰岩组成，粉质粘土覆盖厚度约5.90m。右线隧道开挖时，将在洞顶形成人工岩土质仰坡，在洞前一带左右两侧分别形成人工路堑边坡。边坡体主要由粉质粘土和灰岩组成，粉质粘土覆盖厚度约3.60m。

2.2 隧道土建工程设计

隧道位置根据隧址区地形、地质条件、环境、造价、功能等因素综合确定，在综合考虑线形指标及工程造价的前提下，通过实地勘察，充分研究了隧道所处地域的地形地质情况，主要考虑隧道进出口地形条件、隧址区工程地质条件、营运管理设施场地等因素拟定隧道方案。隧道衬砌内轮廓不仅要符合《公路隧道设计规范》、《公路工程技术标准》规定的建筑限界的要求，还要考虑照明、通讯、装饰等其他设施需要的空间，各种设备均不得侵入建筑限界。隧道衬砌内轮廓的形状和尺寸应考虑围岩级别、结构受力的特点及便于施工，经过比选，分离式隧道衬砌内轮廓拟定为拱高709.6cm，拱部半径为543cm的三心圆曲边墙结构，其净空面积(含仰拱)76.87m2，周长(含仰拱)31.95m。洞门设计以“早进洞，晚出洞’’为原则，最大限度地降低洞口边仰坡的开挖高度，以保证山体的稳定，同时减小对洞口自然景观的破坏。洞门型式主要考虑使用功能和地形的协调美观;并尽可能节省投资，充分考虑该隧道洞口地形、地貌等因素。隧道明洞段采用明挖法施工，在确保洞口边坡稳定的条件下，就地全断面整体模筑钢筋混凝土。暗洞均采用新奥法施工，主要工序采用机械化作业，隧道出渣采用无轨运输方式，二次衬砌浇筑采用模板台车。一般情况下V级围岩地段可采用环形开挖预留核心土法施工，对洞口软弱围岩偏压地段，可采用CD法施工。隧道初期支护喷射混凝土采用湿喷工艺，二次衬砌采用整体模筑混凝土。环形开挖预留核心土法上部留核心土支挡工作面，有利于及时施作拱部初期支护以加强开挖工作面的稳定性，核心土以及下部开挖在初期支护的保护下进行，环形开挖进尺不宜太长，一般环形开挖进尺0.5～1.0m左右，上台阶长度为洞径的1.5倍。

2.3 隧道排水系统设计施工

隧道防排水设计一般应遵循“防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”的原则，使隧道建成后达到洞内基本干燥的要求，保证结构和设备的正常使用及行车安全;对于地下暗河、管道岩溶水应采取宜疏不宜堵的原则，不改变地下水总的流动趋势;当隧道建设对地表村庄生活、生产带来较大影响，甚至引发地质灾害，应对隧道防排水采取“以堵为主，限量排放”的对策。

2.4 隧道施工安全管理

严格组织机构管理能够防止因施工方法不当，支护不强，质量不过关而出现问题;同时在施工中要对地质变化有准确的把握，地质变化后，要及时调整支护参数，做到按地质施工，这一点尤其重要。要通过制定相应的隧洞施工安全防护规范，从而进一步细化管理流程，使得各项安全管理工作有章可循。要进一步加强对隧洞施工安全防护工作的监督监察工作，把安全防护工作落实到施工过程中的各个环节，让施工过程中的每一个人明确安全防护的重要性，并且要使安全防护工作常态化，要定期不定期的对隧洞施工现场进行监督监察，及时发现安全隐患，把危险消除在源头上，落实责任制度，以确保整个隧洞施工中的安全性。

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