宝天高速公路三座小净距隧道设计与施工(好).doc

肅芆蒁蝿羁芅薄羄袇莄蚆螇膆莃莆薀肂莂蒈螅羈莁蚀薈羄莁莀袄袀莀蒂蚆膈荿薅袂肄莈蚇蚅羀蒇莇袀袆蒆葿蚃膅蒅薁袈膁蒅螄蚁肇蒄蒃羇羃肀薅螀衿聿蚈羅膇聿莇螈肃肈蒀羃罿膇薂螆袅膆蚄蕿芄膅蒄螄膀膄薆蚇肆膃虿袃羂膃莈蚆袈膂蒁袁膇芁薃蚄肃芀蚅衿羈艿莅蚂袄芈薇袈袀芇蚀螀腿芇荿羆肅芆蒁蝿羁芅薄羄袇莄蚆螇膆莃莆薀肂莂蒈螅羈莁蚀薈羄莁莀袄袀莀蒂蚆膈荿薅袂肄莈蚇蚅羀蒇莇袀袆蒆葿蚃膅蒅薁袈膁蒅螄蚁肇蒄蒃羇羃肀薅螀衿聿蚈羅膇聿莇螈肃肈蒀羃罿膇薂螆袅膆蚄蕿芄膅蒄螄膀膄薆蚇肆膃虿袃羂膃莈蚆袈膂蒁袁膇芁薃蚄肃芀蚅衿羈艿莅蚂袄芈薇袈袀芇蚀螀腿芇荿羆肅芆蒁蝿羁芅薄羄袇莄蚆螇膆莃莆薀肂莂蒈螅羈莁蚀薈羄莁莀袄袀莀蒂蚆膈荿薅袂肄莈蚇蚅羀蒇莇袀袆蒆葿蚃膅蒅薁袈膁蒅螄蚁肇蒄蒃羇羃肀薅螀衿聿蚈羅膇聿莇螈肃肈蒀羃罿膇薂螆袅膆蚄蕿芄膅蒄螄膀膄薆蚇肆膃虿袃羂膃莈蚆袈膂蒁袁膇芁薃蚄肃芀蚅衿羈艿莅蚂袄芈薇袈袀芇蚀螀腿芇荿羆肅芆蒁蝿羁芅薄羄袇莄蚆螇膆莃莆薀肂莂蒈螅羈莁蚀薈羄莁莀袄袀莀蒂蚆膈荿薅袂肄莈蚇蚅羀蒇莇袀袆蒆葿蚃膅蒅薁袈膁蒅螄蚁肇蒄蒃羇羃肀薅螀衿 宝天高速公路三座小净距隧道设计与施工（甘肃省交通规划勘察设计院有限责任公司 李华 刘泾堂）摘要：甘肃省宝（鸡）天（水）高速公路上有三座隧道是典型的双线双洞、小净距公路隧道，其双洞轴线间距为20.522.9m，本文以这三座隧道为例，介绍小净距隧道设计支护的特点、中夹岩柱加固的方法和施工技术的要点，为同类隧道设计与施工积累一些经验。关键词：小净距隧道 设计与施工 中夹岩加固1 前言随着我国高等级公路建设的发展，隧道的修筑技术越来越受到建设单位、设计单位的重视，特别是山区高速公路路线选线时上、下行隧道往往受地形限制，使得两相邻隧道的最小净距不能满足设计规范的要求。如目前在山区高等级公路建设中遇到大量的中、短隧道建设问题，它的长度一般在500m 以下。以往在设计中如果遇到短隧道时一般要同高边坡方案进行比选，可近些年来公路建设中强调环境保护，再加上修筑高边坡本身也存在投资不见得节约，在运营中维护工作量大等问题，所以目前设计中尽可能减少高边坡工程。如果修筑连拱隧道，虽然中隔墙只有2.0m 左右，但是这种结构形式存在下列问题：（1）对地质条件要求苛刻、级以上围岩很难修建；（2）施工难度高，建设周期长；（3）造价是普通分离式双洞隧道建设成本的1.6倍以上；（4）由于该结构形式和施工技术存在难以克服的困难，所以隧道建成后很难保证结构不开裂、不渗漏水。在这种情况下，双洞小净距隧道正好克服了上述不足，并且工程造价提高不多，小净距隧道被设计者广泛采用。2 工程概况宝天高速公路这三座隧道为双向四车道，设计车速为80Km/h，双洞轴线间距为20.522.9m，隧道开挖宽度约12.5m，中夹岩柱净宽为810.4m；地质钻探资料揭示，隧址区地层为第四系全新统残坡积（Q4）亚粘土、亚砂土、角砾土和下伏震旦奥陶纪葫芦河群第一岩段（Z-O2）H1石英云母片岩及华力西早期龙王沟单元（DLw）花岗岩脉组成；隧址区地下水可分为第四系松散堆积层孔隙潜水和基岩风化裂隙水，水文地质也不复杂。隧道进出口围岩以、级为主，洞身围岩以级为主。3 隧道设计3.1 洞口设计隧道进出口按“早进洞，晚出洞”的原则布设。这三座隧道洞口开挖边仰坡高度最高为14m，最小为0m，洞口段侧坡及仰坡均应避免大挖大刷，维护好原有的生态地貌，也保证了山体的稳定。在地质、地形条件优越时优先选择削竹式洞门；当地形陡峭，一般不宜切削原山坡，山体稳定的情况下且与地形等高线正交，无落石或坍塌时可贴壁进洞；当与地形等高线斜交且可能存在自然落石优先选择端墙式洞门。洞门应与洞口的地形、地貌结合良好，并与周围地形、景观协调一致。 3.2 结构设计 根据最近一些小净距隧道研究成果表明：（1）由于小净距隧道中夹岩的厚度远小于普通分离式双洞隧道的中夹岩厚度，隧道施工中该处二次应力场在此叠加，出现应力集中，设计中应重点对该处进行加固；（2）除中夹岩处以外的围岩同时由于左、右洞二次应力的叠加，它的受力也比同样围岩条件下普通分离式双洞隧道更为严峻一些，是结构需要加固的次重要部位。 结构设计中对于、级围岩，采用下列措施进行加固：（1）中夹岩处深层围岩加固主要采用系统加长锚杆（比普通隧道加长0.51m），施作范围从左洞右侧拱腰到右侧墙脚处，对应于右洞应从左侧拱腰到左侧墙脚处（见图1所示）；（2）预注浆，注浆范围对于左洞应从左拱脚到右侧墙脚处，对于右洞应从右拱脚到左侧墙脚处，采用长4.5m42小导管沿水平斜向前方450注浆，环向间距40cm,纵向排间距300cm，扩散半径按1.5m控制（见图2所示）；（3）中夹岩处初期支护的喷砼、钢支撑设计参数略比普通双洞隧道的参数略有加强；（4）对中夹岩以外的围岩加固同普通双洞隧道的相同部位，设计参数略有加强。 结构设计中对于、级围岩，笔者认为中夹岩柱不需要再进行特殊加固，只需将初期支护和二次衬砌设计参数略比普通双洞隧道的参数略有加强即可。具体见表1。 小净距隧道复合式衬砌支护参数表 表1衬砌类型围岩级别初期支护二次衬砌辅助施工锚杆钢筋网混凝土钢拱架XS级D25注浆锚杆L=44.5m(纵)75X75(环)6钢筋网20X20cmC20喷射砼厚25cm18工字钢间距75cm拱部、仰拱50cm(钢筋)超前小导管XS级D25注浆锚杆L=3.54.5m(纵)100X100(环)6钢筋网20X20cmC20喷射砼厚22cm格栅钢架间距100cm拱部、仰拱45cm(钢筋)超前小导管XS级D25注浆锚杆L=34m(纵)100X100(环)6钢筋网20X20cmC20喷射砼厚15cm拱部、仰拱40cmXS级22砂浆锚杆L=2.53m(纵)120X120(环)6钢筋网20X20cm拱部C20喷射砼厚10cm拱部35cm图1 图2 3.3 防排水设计 隧道防排水设计遵循“防、排、截、堵相结合，因地制宜，综合治理的原则”执行，使洞内外形成一个完整畅通的防排水系统，达到排水畅通，防水可靠，经济合理，不留后患的目的，保证使用期内设备正常使用及行车安全。 由于隧道长度都在250m以下，地下水量不大，可不设中心水沟，隧道行车路面下两侧各设一道116双壁波纹排水管，用于排除围岩渗水；在路面低的一侧设置20cm圆形路缘边沟，排除路面污水。隧道防水层由300g/m2无纺土工布和1mm厚EVA/ECB共挤防水板组成，采用无钉工艺铺设。隧道沉降缝采用橡胶止水带止水，施工缝采用带注浆管膨胀止水条止水，注浆管型遇水膨胀止水条止水机理科学，价格低廉，安装方便，在正常条件下依靠止水条自身的膨胀止水，当万一缝隙出现涌漏水时，不必在结构表面开槽钻孔进行堵漏，可直接利用预备注浆管直接注入化学浆液，均匀填充到渗漏水的部位，从而方便快捷地将渗漏水堵住，既节约工期、节约费用，又达到永久止水的目的。 4 施工方法图3宝天路三座小净距隧道、级围岩采用上下台阶法和侧壁导坑组合法施工（如图3），施工时两主洞掌子面要求保持不小于20m的距离，先行隧道衬砌处震动速度控制不大于15cm/s，确保施工安全并减少后行隧道对先行隧道的爆破振动影响，正确安排双洞开挖、支护的间隔和顺序（如流程图4），有效地控制两隧道之间由于净距较小引起的围岩变形，施工中要遵循“少扰动、快加固、勤量测、早封闭”的原则并确保中夹岩的稳定。图45 结束语目前，宝天高速公路三座小净距隧道已全部贯通，施工期间没有出现任何险情，效果良好，由于小净距隧道在甘肃省山岭隧道首次采用，通过它的成功应用，笔者有以下几点心得体会：（1）小净距隧道其造价和施工工艺同普通分离式双洞隧道相比差别很小，同连拱隧道相比它的造价要低得多，同时施工工艺也简单，隧道主洞延米工程造价的比值平均约为：普通分离式隧道：小净距隧道：连拱隧道100：130：170；（2）小净距隧道左、右分幅宽度小，道路线形好，占地少，有利于公路整体线型规划和线型优化；（3）由于小净距隧道的中夹岩的厚度远比普通双洞隧道要小（一般只有5m10m），所以小净距隧道的围岩稳定与支护结构受力要比普通分离式隧道要复杂，同连拱隧道相比它有其自身的特点。为了保证该结构形式成功地应用于公路建设中，需要采取一定工程措施以保证中夹岩柱稳定与支护结构的安全。（4）施工方法对小净距隧道的结构和安全影响较大，施工时必须采取良好的光面爆破和控制爆破，最大限度地减少对原围岩的扰动，确保施工安全和结构稳定。（5）应把中夹岩柱稳定、浅埋地表沉降和爆破振动对相邻洞室的影响作为监控量测的重要内容。参考文献1宝（鸡）天（水）高速公路两阶段施工图文件2005 2中华人民共和国行业标准公路隧道设计规范(JTG D702004)北京：人民文通出版杜，20043中华人民共和国行业标准公路隧道施工技术规范(JTJO4294)，北京：人民交通出版社，1995 4黄成光，于敦荣公路隧道施工北京：人民交通出版杜，2001 5 陈少华,刘伟小净距隧道的结构受力特点及工程措施 ,2002 羃蒁蝿羁羂膁薁羇羁莃袇袃羀蒆蚀蝿羀薈蒃肈罿芈蚈羄羈莀蒁袀肇蒂蚆螆肆膂葿蚁肅芄蚅肀肄蒇蒇羆肄蕿螃袂肃艿薆螈肂莁螁蚄肁蒃薄羃膀膃蝿衿腿芅薂螅膈莇螈蚁膈薀薁聿膇艿蒃羅膆莂虿袁膅蒄蒂螇膄膄蚇蚃芃芆蒀羂节莈蚅袈节蒁蒈袄芁芀螄螀芀莃薇肈艿蒅螂羄芈薇薅袀芇芇螀螆羄荿薃蚂羃蒁蝿羁羂膁薁羇羁莃袇袃羀蒆蚀蝿羀薈蒃肈罿芈蚈羄羈莀蒁袀肇蒂蚆螆肆膂葿蚁肅芄蚅肀肄蒇蒇羆肄蕿螃袂肃艿薆螈肂莁螁蚄肁蒃薄羃膀膃蝿衿腿芅薂螅膈莇螈蚁膈薀薁聿膇艿蒃羅膆莂虿袁膅蒄蒂螇膄膄蚇蚃芃芆蒀羂节莈蚅袈节蒁蒈袄芁芀螄螀芀莃薇肈艿蒅螂