山嶺隧道淺埋暗挖法結合明挖法綜合治理技術

王 慧 夏友軍

(1.湖北交通職業技術學院，湖北 武漢 430079； 2.湖北省交通投資集團有限公司，湖北 武漢 430074)

山嶺隧道淺埋暗挖法結合明挖法綜合治理技術

王 慧1夏友軍2

(1.湖北交通職業技術學院，湖北 武漢 430079； 2.湖北省交通投資集團有限公司，湖北 武漢 430074)

結合歐家山隧道大冶端左線洞口埋深淺、地層多為雜填土和腐殖土、土質較松散、滲透性強、穩定性差等復雜地形地質條件，重點介紹了淺埋暗挖法與明挖法在復雜地質條件下的綜合應用。實踐證明，綜合處置措施安全可行，質量可控，同時縮短了工期，應用成功。

淺埋暗挖法，明挖法，綜合治理，技術可行，經濟合理

1 工程概況

1.1隧道概況

歐家山隧道進口位于大冶市金湖鎮角田村，出口位于大冶市金湖鎮平原村。隧道由東向西展布，走向近275°，隧道右幅起止樁號YK35+070～YK36+450，全長1 380 m；左幅起止樁號ZK35+072～ZK36+457，全長1 385 m，洞室凈空均為10.75 m×5.0 m，隧道最大埋深約168 m，洞門型式進出口端擬采用削竹式，隧道為分離式長隧道。歐家山隧道出口平面圖，如圖1所示。

1.2地形地貌

歐家山隧道區屬構造一溶蝕低山地貌區，穿越區微地貌形態有山峰、山脊、分水嶺、沖溝，穿越段地面標高在68 m～240 m之間。山高谷深，山系連綿，山脊線明顯，溝谷深切多呈“V”型，溝谷曲折，峽谷蜿蜒。山體呈渾圓狀，自然一般坡角30°～35°，局部較陡。山脈總體呈北西—南東向，山頂呈圓狀，多發育樹枝狀沖溝，其中在隧道洞身處沖溝內分布1條季節性流水溪溝，平時流量較小，雨季可能略大。隧道地表植被較發育，進、出口分別有鄉村公路、縣道X008通達，交通較便利。

1.3水文地質

隧道穿越山嶺，隧道洞身上方沖溝內分布1條季節性小溪溝，平時流量較小，水量因季節變化而變化，隧道標高低于水位標高，對隧道有一定影響。雨季會出現短暫地面滲流，流量較小，對隧道施工影響較小。但施工時，應注意雨季地表面流對洞口的沖刷破壞作用，宜采取截流、疏排措施。

1.4外部環境

歐家山隧道大冶端左線洞口段位于采石施工場地內，目前已停止開采，洞口淺埋段下穿采石區，地表覆蓋物為雜填土、腐殖土，土質較松散，滲透性強，穩定性差。

2 不良地質

根據設計地面線縱斷面圖(如圖2所示)，左線明暗分界線里程ZK36+427，淺埋段ZK36+351～ZK36+427，長度76 m，埋深約2.1 m～9.0 m；經測量復測，歐家山隧道大冶端洞口淺埋段實際地面線與設計地面線基本相同。在確保施工安全，掌握實際地質情況，項目部聘請專業鉆探隊對左線中心線位置ZK36+391,ZK36+400進行補勘。ZK36+391地表鉆探深度20 m，結果顯示，地表0 m～4.3 m為雜填土(松散，主要以灰巖碎塊及粘性土為主)，4.3 m～20.3 m為中風化灰巖，通過計算，該里程處埋深7.5 m，拱頂埋深中風化灰巖3.2 m。ZK36+400地表鉆探深度21 m，結果顯示，地表0 m～5.3 m為雜填土(松散，主要以灰巖碎塊及粘性土為主)，5.3 m～7.0 m為粉質粘土，7.0 m～21.0 m為中風化灰巖，通過計算，該里程處埋深7.3 m，拱頂埋深中風化灰巖0.3 m。

3 方案優化

針對歐家山隧道大冶端左線洞口淺埋段實際情況，并結合地勘資料，縮短淺埋段長度，以降低洞口淺埋段施工安全風險，方案優化如下：

根據地勘資料顯示隧道左線洞口淺埋段ZK36+391～ZK36+427拱頂埋深7.5 m，其中中風化灰巖層走向由洞內向大冶端埋深厚度3.2 m～0.3 m逐漸減小，考慮暗洞施工安全風險高，擬將左線明暗分界線由原設計ZK36+427調整至ZK36+391，管棚長度不變，暗洞ZK36+351～ZK36+391采用單側壁導坑法進行施工。

鑒于洞口段地形地質條件及左線ZK36+391～ZK36+427開挖后邊坡高度等參數，具備明挖條件，即采取“暗洞明挖”的施工工藝，擬將左線ZK36+391～ZK36+427由原設計S5-1復合式襯砌支護類型調整為S0明洞襯砌支護類型，洞門型式采用削竹式洞門。

4 施工順序

測量放線→洞頂截水溝→開挖邊仰坡→邊仰坡防護→導向墻及長管棚支護→單側壁導坑法施工→導洞上臺階出洞→導向墻及長管棚支護→反向正洞貫通→洞口段明挖法施工→邊仰坡防護→明洞施工→回填恢復原地貌。

5 施工工藝

5.1單側壁導坑法施工工藝

以導洞先行出洞后反向施工正洞洞內貫通為原則，導洞采用上下臺階法進行施工，正洞采用上下臺階預留核心土法施工。導洞上臺階打設超前小導管支護，開挖導洞上臺階，高5 m，底寬6.3 m(滿足一臺機械操作空間)，下臺階高3.3 m，底寬6.5 m，期間所有工作面逐級跟進，當正洞掌子面施工至明暗分界線ZK36+391約20 m距離時，為減小擾動，停止所有掌子面施工，待導洞上臺階出洞后，作為動力輸送通道，施作出口端超前大管棚后，反向開挖洞內貫通。正洞上、下臺階間距控制在10 m～15 m，左、右側邊墻交錯開挖，及時進行施工接長鋼拱架、打設鎖腳錨桿，復噴混凝土至設計厚度，拆除中壁鋼架。

分部開挖順序如圖3所示：①開挖內側導坑上臺階；②施作導坑上臺階初期支護；③開挖內側導坑下臺階；④施作導坑下臺階初期支護；⑤開挖正洞上臺階；⑥施作正洞上臺階初期支護；⑦開挖正洞下臺階；⑧施作正洞下臺階初期支護；⑨拆除中壁鋼架。

5.2暗洞明挖法施工工藝

明挖法施工邊坡開挖順序依次由上至下分層下挖，淺埋段覆蓋層多為松散雜填土，為減少邊坡大挖、大刷造成土體擾動，增加暗洞施工風險，在洞口段導向墻及長管棚支護后，暫停ZK36+391～ZK36+427段明挖施工，待洞內貫通穩定后恢復明挖段施工。邊坡坡度一級邊坡1∶0.75、二級邊坡1∶1，仰坡坡度1∶1.25，邊坡共分2級，每級邊坡高度約8 m，最大開挖邊坡高15.4 m，之間設1 m寬護坡道。橫斷面圖如圖4所示。邊仰坡防護參數：φ22砂漿錨桿，間距1.4 m×1.4 m，呈梅花形布置，錨桿長度為3.0 m；φ6鋼筋網片，網格尺寸為20 cm×20 cm；C25噴射混凝土厚度10 cm。及時施作明洞襯砌，待混凝土達到設計強度100%后，洞頂回填恢復原地貌。

6 結語

根據大量隧道工程的施工資料顯示，上部覆蓋層不足隧道洞跨2倍的隧道、或區段屬于淺埋式隧道以及淺埋段工程加強段的開挖施工，都應根據地質條件、地表深陷對地面建筑物的影響及保障施工安全等因素，來選擇合適的開挖方法和支護方式。歐家山隧道大冶端左線淺埋段經過設計施工方案的優化調整，順利通過了該淺埋段，施工中安全質量可控，同時縮短了工期。施工方案的成功充分說明：針對隧道淺埋段的施工，必須做好地質補勘工作，認真分析覆蓋層地質巖層狀況，根據具體情況采取靈活調整明暗分界線里程，縮短淺埋段長度等有效的設計施工措施，才會取得良好的效果和最佳的效益。

[1] 王夢恕.地下工程淺埋暗挖技術通論[M].合肥：安徽教育出版社，2004.

[2] 施仲衡.淺埋暗挖法設計理論論述[J].現代隧道技術，2005(2)：40-42.

[3] 彭 偉，劉勁華.淺析隧道洞口不良地質段的施工技術[J].鐵道工程學報，2007(8):186-187.

[4] 王夢恩.中國隧道及地下工程修建技術[M].北京：人民交通出版社，2010.

Comprehensiveconstructiontechnologyofshallowburiedexcavationmethodcombinedwithopenexcavationmethodformountaintunnel

WangHui1XiaYoujun2

(1.HubeiCommunicationsTechnicalCollege,Wuhan430079,China；2.HubeiProvincialCommunicationsInvestmentGroupCo.,Ltd,Wuhan430074,China)

Combining with complex topography and geology conditions of Daye terminal of the European home mountain tunnel, which including buried depth of left line entrance, stratum composed of miscellaneous soil and humus, and loose soil with strong permeability and poor stability, this paper focuses on comprehensive application of shallow buried excavation method combined with open excavation method under complex geological conditions. The practice has proved that the comprehensive disposal measures are safe and feasible, and the quality can be controlled. Meanwhile, the construction period is shortened and the application is successful.

shallow buried excavation method, open excavation method, comprehensive treatment, technical feasibility, economical rational

1009-6825(2017)30-0173-03

2017-08-12

王 慧(1985- )，女，工程碩士，講師； 夏友軍(1985- )，男，工程師

U455.4

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