某高速公路隧道垭口处理方案比选

XX隧道垭口处理方案比选1工程概况XX隧道位于XX高速公路XX连接线上，是一座双线双洞分离式隧道，右洞全长726m，起点桩号YK11+209，终点桩号YK11+935。在YK10+837.5~YK10+856.5段的山体处有一垭口，侵入设计隧道净空（见图1），侵入设计隧道净空最大尺寸达4m。此垭口段地质为强风化砂岩，碎石状压碎结构，比较松散。垭口顶有一高压电塔，垭口段山体陡峭，且正好位于山体冲沟内，并存在严重的偏压。

图1YK11+846典型断面图建设单位、设计单位、施工单位经过多次现场水文、地质、气候和实际地形勘查后，发现如按原设计方案施工，不能保证施工的安全。经过多次专家专题讨论，对于此垭口如何处理，共提出三种施工方案：回填法、暗洞明挖法、横向管棚配合模筑套拱开挖法。下面分别从方案可行性、经济合理性、施工安全性几方面对三种方案的优缺点进行综合比选，确定最终施工方案。2方案优缺点比较2.1回填法此种方案是首先采用3%水泥稳定土回填垭口，而后按S2-1型的施工方法开挖支护洞身（见图2）。S2-1型支护采用的支护参数：20#喷射钢纤维砼、φ25中空注浆锚杆、U25型钢支撑、25#防水砼二衬；辅助施工措施：采用φ50mm超前小导管支护。此种方案有如下优缺点：图2YK11+846典型断面图（1）优点。①工程总体造价较低，施工机械简单，施工工序少。②3%水泥稳定土回填后，能够较好解决隧道的偏压问题。

（2）缺点。①由于此垭口段山体陡峭，施工作业面狭窄，压实机械不易施工作业，稳定土压实施工难度大，水稳压实度达不到要求，在进行上导坑开挖时，易于掉拱。②由于山体陡峭，稳定土不密实，同山体原土体结合不紧密，在各种外因作用下，容易发生水稳土体整体滑移，存在不安全因素。胖③这魂由于此垭口段稿岩体破碎，风尖化严重，所施虚工的水泥稳定坏土体不能同原律土体很好的结第合成一个整体白，无形中在垭猴口上另外增加毛了一些额外荷倚载而起反作用废，进行垭口段绩隧道开挖时，繁山体覆盖层较桶薄的部位极易备发生坍塌，严杰重威胁施工人争员及机械的安隐全。怖④怨受由于原垭口处收存在严重的偏状压，侧向变形肚较大，虽经回宜填压实处理，瞒但在二衬施工搁前，仍难以保嘴证初衬的稳定嫩。巷⑤兆立采野用矮3韵%液水泥稳定土处撞理您，狸φ蒙50mm滥超前小导管等寇辅助施工方法似实施困难。以2.2摘企暗洞明作法波此种方案是先区对垭口段土体祥进行开挖，在序开挖的同时，未将开挖坡面进悟行锚喷支护。田锚喷支护采用检的支护参数：箩15cm毁厚接20匪#戏素喷赤砼典+男φ盾6mm啊20cm睡×两20cm拿钢筋胀网穴+亡长刷500cm本φ虏2圆2熟普通锚杆（梅管花状布置），治锚杆间距迷100cm杨×好100cm咬。而后分别进袋洞（见冷图项3蚕和观图集4户），在垭口段连洞身施工完成首后，回填素土痛并压实。此种牌方案有如下优壤缺点：鸡级美图随3YK11挽+83是7掉典型断面图隶图筒4YK11饱+84算6蛇典型断面图僻（苹1晋）练鼓优点。课①灌返施工方法比较忠简单，不需要切大型机械设备熔。占②轰尖施工工序少，上进度快，在进梅行垭口处理的闻同时，可同时肝进行隧道其它三部分洞身的施前工，总体工期窝受影响较小。脉③匀仅开挖后，坡面辨的锚喷支护和隙洞身的回填压社实，可根本解堪决隧道垭口段慧山体的偏压问赞题。厉（砍2鄙）名冻缺点。钞①嗓奋由于垭口处山鸦体陡峭，岩体吹破碎，最大挖需深达门30m惠以上，在进行旗岩体开挖时，美如坡体采用较克陡的坡率，采盗用锚喷支护，铺难以保证坡面掀岩体的稳定，吐如采用较缓的谈坡率，岩体开浆挖土石方工作奋量大，且受垭闪口顶高压电塔招位置限制，无追法进行大面积佛开挖。种②盘隆垭口开挖处从纯小里程桩号及臂大里程桩号分蝴别进洞，进洞台次数多，增加冈施工的危险性傅。伶③曾泊因施工期正处银雨季，如施工跌组织不合理或福施工进度计划乖不紧凑，很难乡快速完成坡体万的开挖和锚喷貌防护，可能会玉拖延工期，造额成更大危害。议2.3南值横向管棚配合给模筑套拱开挖箱法楼此种方案的施壳工方法：先砌买筑垭口外侧挡淋墙，并在地面柴凹处预留扫20cm担×替20cm简的泄水孔；垂骨直隧道洞身轴集线方向打港设除φ吃108mm妄管棚；根据现浙场地形浇是筑雨20瑞#皇钢筋砼顶棚；次浇筑时交错预墓留荐80cm最×递80cm层孔洞三个，以拾备回填隧道洞分背与挡墙及顶功棚间的空隙，泥洞内施酸作业φ茅50mm芬小导管，架痕立撒U2耗5振钢拱架，并喷购射位10cm仍厚锤20俊#俘砼，每次掘进星长度小于摇1.0m劫；立模浇乏筑漂25谜#茫砼套拱，每一弓循环长度拳1.0m搭；铺设防水板膀浇筑二次模桌筑全25趋#纹钢筋砼，最后箭回填隧道洞背朋与挡墙及顶棚呢间的空隙，并瓶用股20瞧#宏砼封闭探80cm葡×迅80cm式预留孔洞（见浅图锻5易）。此种方案竿有如下优缺点役：币图册5YK11栽+84驶6虚典型断面图驰（僚1啊）腥据优点。册①无怖不需要对山体突开挖，确保山虚坡土体的整体瓶性，有利于山风体自身的稳定域。送②织伯挡墙及顶棚盖追板可以先行施预工，不影响隧样道的整体掘进绿，总体施工进聚度加快。瓣③芹础垭口处隧道洞叠背与挡墙及顶睁棚的空隙回填押后，可有效地猪解决隧道偏压陈问题。坚④帮灰由于先施工垂拿直于隧道轴向航的横向管棚及语顺着隧道轴线牢走向的超前小艘导管，在隧道参开挖过程中，园洞顶覆盖层薄冶弱地方的围岩世安全系数得以思提高。树⑤完拳在开挖过程中损，跟进套拱施铜工，确保开挖惹后围岩的稳定幻。袜（鸡2鲜）木亩缺点。志①灶价施工工序多，受工序较复杂，亮工期较长。显②壳递管棚及套拱施脾工需要比较多代的机械设备及灵模板。尝③横冤施工采用管棚葱及套拱，造价协相对比较高。扫3跟丹各方案经济性仇比较绢根据远XX尘隧道投标单价材，如按原设计谅回羊填文3默%豆水泥稳定土处糠理，垭口段处事理只膨需量1恶0陆万元左右（不窝包括隧道洞身础施工）；如按秧暗洞明挖法施凶工，需另外增披加费单用作3再2晋万元左右（不摔包括隧道洞身莫施工）；如按赠横向管棚配合迈模筑套拱开挖荣法施工，需另悠外增加费超用迟5你2再万元左右（不铁包括隧道洞身霉施工）。详见旱表弟1躁。遮表订1雄见三种方案的经斥济性比较递从郑表梅1贪可知，采用横帅向管棚配合模既筑套拱开挖法烛施工增加费用椅最卧多刮,屠扣除原成洞费奸用，其相对费传用增加较少，茄建设单位比较喜容易接受。黎4弟析各种方案安全厅性比较购根据垭口处水呀文、地质、气宏候与各施工方巷案综合比较，状回填法施工回尊填体与原土体寇结合不好，还蛋额外增加荷载涛，易发生开挖结时拱顶坍塌，兽危及施工人员津及机械安全；弟暗洞明挖法可宁避免这种危险律，但幸因开挖边坡坡故高较大，边坡烛坡率较陡，围醒岩破碎，且边坑坡开挖防护施致工期在雨季，孟易发生开挖过薯程中边坡塌方术，危及施工人害员及机械安全柔，且存在二次每进洞施工的危宋险；横向管棚纳配合模筑套拱株开挖法能有效蜡的防止各种危持险事故的发生掩。作为隧道施截工，施工安全紫最重要，安全四施工是保障施蚁工进度、成本哈和效益的前题葱条件。辫经过对各种施示工方案从可行断性、经济合理哨性和安全可靠堵性三方面综合苦考虑，采用横贝向管棚配合模就筑套拱开挖法番进行此段垭口体的处理，增加或费用不是太多防，但施工的可话行性和安全性裹都有保障，最轧后采用此方案沈进行施工。探5株网采用横向管棚尤配合模筑套拱臣开挖法的施工副横向管棚配合光模筑套拱法施途工顺序为：判挡墙施工围→穗管棚及顶棚的我施工克→化超前小导管施曲工劲→队洞身开挖悉→辜初期支护远→这套拱施工姐→恨防水层及二衬险施工辣→罗回填。错5.110泼鬼浆砌片石挡墙柿施工极先进行挡墙基遮坑的开挖，而案后进行挡墙的理施工，考虑到宰垭口雨天有水轨，在挡墙上预肃留吊20cm裤×职20cm卫的泄水孔，以仓便于排水。您5.2确役管棚及顶棚的计施工楚（通1摔）腹迷管棚的制作：奸管棚采糠用名φ智１址08mm瓶无缝钢管，每金节长度双9m站，壁厚雁6mm百，第一节钢管核前端加工成尖摸锥状，以利导济向插入；在入简土段钢管壁上咳按梅花型布汪设竞φ全12mm炒注浆述孔后6斯排，纵向间距溪20cm撑；钢管连接头酸采用厚壁管箍驼，上满丝扣，穿丝扣长度不应踏小于费15cm痛；钢管接头纵祝向错开，以利变于受力。殖（份2新）璃气管棚的钻孔：性用潜孔钻智钻雷φ岗120mm金孔，钻孔平面捆误差控制在聪15cm完，角度误差控段制冻在抱0.5嘴°兼，孔间距为男0.5m慈，如岩层破碎喜，出现卡钻或桥坍孔时，可先逃注浆而后再钻锻。爬（结3承）遵告管棚的安装：贸用人工配合机等具将钢管逐段糊顶入，逐段接惑长，上紧接头领。钢管接头要死求错开一定间眼距。震（座4俘）号悦顶棚的施工：撞支模、布设钢铅筋，浇筑顶哭棚献20锹#屿砼，浇筑时，汉交错预留望80cm冤×贞80cm舅空洞三个，以黄备回填隧道洞号背与挡墙及顶醋棚间的空隙。凯（裹5卫）伟中管棚注浆：采炸用盼UBA茂7祸注浆机注浆，艰水泥浆标号先为马30庆#圾，水泥浆配合状比可采用：水棒泥效:尺水伟:SC-旱5满早强首剂刑:UE惑A局膨胀士剂亡=1:0.4差5:0.01拘6:0.旱1款，注浆压力要贸求达小到禁1.5MPa施婶后保持压击力晶15mi奇n巨。画5.3却容超前小导管施这工凤（鹰1钟）枝固小导管制作：螺小导管采用授50mm盲无缝钢管，钢响管前端加工成灿尖锥形，以利传插入，距另一泛端照100cm圈的位置开始至盖尖锥端之间按嘴梅花型间距为德20cm暖布设粉6mm钱的孔配眼枪4晃排，以利于浆静液渗入岩体。序（凭2埋）染赛小导管安设：产先馆用袋YT-2裹8莫型风动凿岩机倚钻眼，钻眼时仿要控制好外插宇角的角度，并揭控制好小导管吓的位置，成孔潜后用人工或机峡械推进就位。投（道3宋）郑野小导管注浆：雾采旧用积UBA奶7概注浆机注浆，突水泥浆标号汉为陕30赶#撕，水泥浆配合压比可采用水托泥程:期水头:SC-皇5疲早强头剂汪:UE铁A录膨胀与剂碌=1:0.4能5:0.01虑6:0.颜1甚，压力达毫到露1.5MP渗a流后保持压骑力套15mi植n轻。粒5.4见虫洞身开挖胸采用短台阶法省进行洞身开挖颠。由于垭口段菊围岩比较破碎冰，为减少围岩歇的扰动，确保瘦洞身的安全，组爆破时采用微流药量爆破，周捐边眼控制在纳30cm银以内，每次掘刊进长度不得超群过乡1.0m收。哲5.5庆崖初期支护中（扒1味）话卵初喷：开挖后颤为缩短围岩的弄暴露时间，防敏止围岩进一步达风化，必须先雄喷幻3罚～闪5cm嫁砼封闭裸露围翁岩。谈（刃2乐）柏拖安粪设券U2刮5固钢拱架悟：记U2疮5饺钢拱架严格按乒设计尺寸压制家成弧形，按设钓计间距架立，烈架立时要求钢挽拱架与路线方岛向垂直，垂直裕度控制济在甩±2滑°泻，中线及高程捏控制仇在寺±宰5cm裹，在拱脚处要康加设支撑，并冰在每榀拱脚两滨侧打着2m交长驻φ躲2浇5台普通砂浆锚杆鹊，每锤侧芬2立根，以保证钢秧拱架的稳定。顽（度3她）悔棉喷射砼：喷射的砼采用湿喷技先术，要求严格范掌握好速凝剂言掺量，并按喷避射工艺操作，稿喷射时应注意微将钢拱架与岩抱面之间的间隙妨喷射饱满。弃5.6钳肢套拱施工奉初期支护完成召后，立即立模衔浇筑套拱砼，宋浇筑套拱砼每伶一循环长度不绝得超过货1.0m疫，待套拱砼强辉度达投到袜70系%苍后，方可拆模后，进行下一循差环的开挖。迹5.7劳降防水层及二衬傲施工头（凉1变）辈裹防水层铺设：端采气用壳EV弓A帽复合防水板，遍防水板搭接要栋求采用热合，茶搭接长度不小鹿于死10cm寸，两侧焊缝不披小于仗2cm乘，防水层与套债拱砼要平顺密肢贴。角（滚2卡）聚袍二次衬砌施工抗：先绑扎钢筋雾，而后衬砌台松车就位并调整仪好，采用泵送肺防奋水恳25润#楼砼，当混凝土丙强度达笨到钻2.5MP挠a匆，即可拆模。5.8回填围将隧道洞背及绪顶棚间的空隙洽用玉10画#贱片石砼回填，总振捣密实。交5.9推扔监控量测寸在用横向管棚争配合模筑套拱怀开挖法进行此怕段垭口的处理翅过程中，为保切证施工安全，艺还让专人进行受了监控量测。至秃佩地表下沉观测肺在垭口段尚未养开挖前，分别防在扔YK11+8燥3旷8先、辽YK11+8锯4本6萍、悠YK11+8萄5崭4吓三个断面坡面都上布设了地表狡沉防观测点，欧地表沉降观测线点沿隧道纵向建布设，每断面豪布跌设测3最个点，量测频胃率为在开挖面境距量测断夸面炸<2伍B驳时巧，处1评次棚/镰天；开挖面距极量测断详面介<5厌B瓶时辆，墙1牲次膏/标2情天；开挖面距巴量测断咏面僵>5牲B融时喷，蛮1瞎次厉/欣周随（倡B加为隧道开挖宽扣度）。量测数腥据及量测曲线搬体现，在管棚井施工完成后进侄行洞身开挖时工，地表下沉量吊最大达牵2.5cm惕，套拱施工后术，地表下沉总让量达未3.6cm咬。象宵沈周边位移量测派套拱施工时，欢在车YK11+8暗4存6守拱顶、拱脚及屑边墙处各预埋牙一观测点，进拼行拱顶下沉和扁水平收敛量测罚，待套拱砼拆铜模后，立即进旱行观测。量测