白杨坪隧道半明半暗进洞设计探讨

袁文强，何 勇

四川省交通勘察设计研究院有限公司，四川 成都 610017

随着高速公路建设的快速发展，路网不断向西部艰险山区延伸，隧道在高速公路工程中所占的比重也越来越高。由于四川省西、北部山区地形复杂多变，受路线指标及地形影响，隧道洞口偏压难以避免，如何安全、顺利的进洞就成了必须解决的问题。结合广平高速白杨坪隧道平武端洞口设计、施工，对千枚岩地质条件下偏压洞口进洞方案设计。

1 工程概况

广平高速白杨坪隧道处于龙门山、米仓山与四川盆地低山的接合地区，区内地形地貌以构造剥蚀中低山～低中山为主，岭脊崎岖，峰高尖锐，河谷深切，局部形成陡崖，地形起伏陡峭。平武端左右洞分别位于一山脊两侧，斜坡坡度35°～45°，右洞左高右低，基岩裸露的陡坎地形，植被茂密。

隧道穿越的主要岩层为志留系茂县群黄坪组三段绢云千枚岩。绢云千枚岩：银灰色、灰色、灰绿色，矿物成分以绢云母为主，少量石英、绿泥石赤铁矿，鳞片变晶结构，千枚状构造，片理极发育，丝绢光泽明显，脱水易开裂、风化。局部岩体含黄铁矿晶粒；质软，指甲可刻划；层间结合差，锤击易沿片理面破裂。

2 一般进洞方案

对于该地形一般的进洞方案多采用明挖法方案（见图1），根据洞口的地质情况，按一定坡率对边仰坡进行开挖、防护，这样就造成了偏压外侧刚刚具备进洞条件的情况下，仰坡及内侧边坡注浆升高，特别是内侧边仰坡过渡处转角达到开挖的最高点。虽然后期可以通过开挖后施作明洞及明洞回填结合坡面植草绿化的方法加以补救，基于结构影响明洞回填的高度一般有限，过高的边仰坡很难通过回填掩盖，开挖后形成的岩质坡面又很难让植草存活，造成开挖坡面多数仅为喷射混凝土，与回填土之间形成陡坎，破坏了洞口的美观。并且边仰坡的开挖本身就会破坏原山体的平衡状态，加之施工过程中往往明洞最后施工，坡面防护不及时、降水对坡面的影响，很可能导致边仰坡坍塌工程病害。若洞口地质条件差，尤其是千枚岩地层，岩质软，风化快，遇水后快速软化，洞口工程病害问题更加突出。更不符合“零开挖”进洞的原则。

图1 明洞明挖法典型断面

3 半明半暗进洞方案

白杨坪隧道出口右洞地形偏压严重，地形狭小，地质条件差，表层2～3m碎石土，下伏绢云母千枚岩，强风化层5～8m。为更好的保证山体稳定，避免由于坡面开挖过高造成坡顶裂隙、坍塌等病害，尽量做到“零开挖”进洞，结合地形地质情况经研究，设计中采用了半明半暗的方案，本方案的主要特点是开挖少，可有效开挖高度，减少对原地形地貌的破坏。与传统的明洞方案比较工序较多、施工工期长，但更安全、环保。半明半暗方案的主要步骤：

(1)清除坡面植被、松散土、碎石土开挖边坡并施作坡面防护；

(2)按台阶状对坡面进行开挖；

(3)施作外侧初支钢架及外侧护墙；

(4)施作拱部钢架并预留大管棚钢管钻进空间，拱部钢架设置锁脚锚杆；

(5)施作顶部护拱；

(6)施作管棚，选择合适的施工方式暗洞开挖。

图2 半明半暗典型断面

4 实施效果

施工单位施工中按设计进行施工，避免了高陡边仰坡的出现，基本保持的原地貌，地表的植被得到了很好的保护，未出现坡面滑塌等地质灾害，同时在暗挖过程中由于有护墙护拱的保护，监控量测显示该段施工变形量仅在2～3cm。

5 结束语

复杂山区修建高速公路常常会遇到地形偏压，加之洞口地质条件差，受降水等不利条件，往往洞口大范围开挖会对隧道安全进洞产生不利影响。选择合理的进洞方案，重视“安全、经济、合理、环保”的设计原则，确保工程顺利实施。