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。③由于此垭口段岩体破碎，风化严重，所施工的水泥稳定土体不能同原土体很好的结合成一个整体，无形中在垭口上另外增加了一些额外荷载而起反作用，进行垭口段隧道开挖时，山体覆盖层较薄的部位极易发生坍塌，严重威胁施工人员及机械的安全。班④旬殊由于原垭大口处存在欣严重的偏明压，侧向筑变形较大烘，虽经回韵填压实处挠理，但在沈二衬施工奉前，仍难环以保证初革衬的稳定兰。卡⑤汤弯采艺用亚3据%俱水泥稳定建土处理决，捷φ晒50m此m征超前小导私管等辅助志施工方法普实施困难弃。穷2.2扯扩暗洞明作捐法信此种方案携是先对垭由口段土体议进行开挖兽，在开挖浮的同时，姜将开挖坡唯面进行锚冈喷支护。岛锚喷支护受采用的支贿护参数忌：裳15c慨m截厚祖20护#铜素喷疤砼发+卫φ敢6mm2详0cm×垫20c尽m秋钢筋删网墨+览长线500c改m爷φ词2息2趁普通锚杆宿（梅花状冤布置），触锚杆间有距趁100c盾m×10丘0c即m萍。而后分获别进洞（拒见汁图没3欺和布图防4战），在垭价口段洞身哪施工完成扫后，回填臭素土并压游实。此种葛方案有如桨下优缺点硬：氧弓图牌3YK啊11+8超3舟7鞭典型断面污图邮图服4YK左11+8突4狂6夸典型断面女图魄（窝1巩）谊详优点。吵①经乔施工方法酷比较简单统，不需要瓣大型机械雀设备。脾②用谱施工工序故少，进度袄快，在进炼行垭口处魄理的同时奖，可同时溪进行隧道构其它部分板洞身的施荡工，总体愉工期受影梁响较小。盯③鞠左开挖后，杨坡面的锚况喷支护和者洞身的回僵填压实，馆可根本解出决隧道垭削口段山体灿的偏压问纸题。困（姐2军）践箩缺点。竟①做蹄由于垭口乐处山体陡齿峭，岩体金破碎，最罢大挖深览达箩30削m屈以上，在锅进行岩体仔开挖时，患如坡体采兔用较陡的头坡率，采液用锚喷支充护，难以贡保证坡面暗岩体的稳袋定，如采要用较缓的怒坡率，岩凉体开挖土瘦石方工作跌量大，且耗受垭口顶插高压电塔希位置限制捞，无法进企行大面积租开挖。泪②代庄垭口开挖屑处从小里停程桩号及宣大里程桩盈号分别进迷洞，进洞裁次数多，窗增加施工诊的危险性饥。闯③后遇因施工期站正处雨季票，如施工兴组织不合挠理或施工柜进度计划骂不紧凑，油很难快速番完成坡体竿的开挖和赔锚喷防护摇，可能会固拖延工期结，造成更蒸大危害。值2.3船惰横向管棚被配合模筑慌套拱开挖按法毕此种方案骡的施工方音法：先砌偏筑垭口外片侧挡墙，由并在地面钟凹处预察留以20cm绩×20c办m仗的泄水孔谊；垂直隧仇道洞身轴缠线方向打兰设垃φ罩108m南m鄙管棚；根纯据现场地垮形浇跌筑反20登#绸钢筋砼顶寇棚；浇筑跟时交错预拉留网80cm斤×80c面m糊孔洞三个僚，以备回秋填隧道洞墙背与挡墙忧及顶棚间迅的空隙，草洞内施映作厨φ林50m茅m停小导管，偏架摸立皆U2首5饺钢拱架，丽并喷滤射涌10c愿m舅厚挽20桨#摆砼，每次稀掘进长度模小适于怠1.0迎m饮；立模浇享筑骂25葵#嫩砼套拱，成每一循环振长届度丧1.0把m津；铺设防侨水板浇筑颈二次模筹筑平25浩#搞钢筋砼，斑最后回填利隧道洞背驳与挡墙及网顶棚间的晃空隙，并诱用姜20呀#璃砼封击闭刊80cm茎×80c胸m询预留孔洞赢（见编图诱5抛）。此种泡方案有如侧下优缺点壶：座图摧5YK婆11+8秩4药6酿典型断面烧图蜻（预1大）睁斯优点。私①茶士不需要对汤山体开挖雹，确保山盐坡土体的马整体性，蔽有利于山五体自身的新稳定。摆②阀芒挡墙及顶得棚盖板可谅以先行施鱼工，不影贪响隧道的仔整体掘进间，总体施沫工进度加蛾快。叼③膛余垭口处隧狂道洞背与军挡墙及顶壶棚的空隙返回填后，露可有效地霉解决隧道害偏压问题层。足④首流由于先施苦工垂直于丹隧道轴向片的横向管狗棚及顺着掘隧道轴线谱走向的超茅前小导管魂，在隧道览开挖过程刊中，洞顶捆覆盖层薄暮弱地方的后围岩安全惰系数得以采提高。马⑤稻钓在开挖过轿程中，跟功进套拱施先工，确保路开挖后围澡岩的稳定它。州（猎2耀）究阻缺点。牌①点稳施工工序垫多，工序夫较复杂，敞工期较长宏。摘②谷乘管棚及套誓拱施工需守要比较多饮的机械设岗备及模板圆。缴③任艺施工采用案管棚及套嗽拱，造价精相对比较聪高。盐3喜严各方案经进济性比较家根较据唉X讽X乌隧道投标需单价，如扇按原设计全回议填盛3瑞%笛水泥稳定叹土处理，骆垭口段处纤理只愿需具1娘0敞万元左右桃（不包括劲隧道洞身艺施工）；眯如按暗洞直明挖法施和工，需另物外增加费术用分3处2避万元左右竹（不包括艘隧道洞身晕施工）；猪如按横向俘管棚配合参模筑套拱巴开挖法施猪工，需另愁外增加费历用困5饥2追万元左右扰（不包括构隧道洞身绒施工）。似详见斤表积1垦。巷表哥1笔皂三种方案贿的经济性钉比较暗从南表召1筹可知，采竞用横向管漂棚配合模却筑套拱开轨挖法施工凭增加费用违最豆多宰,敞扣除原成虹洞费用，盆其相对费丈用增加较守少，建设遇单位比较融容易接受班。庄4抹岁各种方案命安全性比馒较竞根据垭口粘处水文、住地质、气忠候与各施映工方案综耐合比较，爬回填法施盈工回填体呆与原土体低结合不好余，还额外典增加荷载肾，易发生轮开挖时拱索顶坍塌，调危及施工钻人员及机屿械安全；距暗洞明挖教法可避免盖这种危险加，但郊因开挖边系坡坡高较丸大，边坡虽坡率较陡释，围岩破关碎，且边疮坡开挖防铜护施工期件在雨季，岂易发生开停挖过程中乘边坡塌方得，危及施秆工人员及牵机械安全集，且存在遍二次进洞教施工的危工险；横向侧管棚配合脏模筑套拱讽开挖法能疏有效的防迷止各种危忧险事故的栗发生。作病为隧道施览工，施工越安全最重办要，安全总施工是保膨障施工进方度、成本败和效益的记前题条件象。稠经过对各帖种施工方体案从可行版性、经济植合理性和遇安全可靠扶性三方面菊综合考虑邀，采用横拢向管棚配浆合模筑套亭拱开挖法量进行此段赶垭口的处饼理，增加鹅费用不是搭太多，但故施工的可横行性和安为全性都有源保障，最迫后采用此私方案进行赴施工。消5与易采用横向铸管棚配合箱模筑套拱皆开挖法的满施工姑横向管棚词配合模筑省套拱法施涌工顺序为门：踪挡墙施工耍→屿管棚及顶植棚的施工钢→劝超前小导嗽管施工脖→殃洞身开挖梳→裙初期支护突→框套拱施工有→袋防水层及院二衬施工听→苦回填。干5.1香10新闯浆砌片石邻挡墙施工烧先进行挡且墙基坑的涨开挖，而挺后进行挡益墙的施工遥，考虑到松垭口雨天凶有水，在死挡墙上预盈留禁20cm铸×20c沿m烛的泄水孔辫，以便于样排水。忙5.2疮笛管棚及顶暂棚的施工汁（仓1津）膨债管棚的制似作：管棚到采勒用寻φ鹅１畅08m护m属无缝钢管毒，每节长川度典9真m恰，壁辟厚增6m屡m栽，第一节妙钢管前端侨加工成尖轻锥状，以蚁利导向插驱入；在入肿土段钢管秒壁上按梅丧花型布富设朵φ桃12m描m抬注浆划孔燃6族排，纵向各间咳距猪20c颜m串；钢管连愤接头采用洞厚壁管箍发，上满丝妈扣，丝扣袭长度不应说小盾于壳15c雹m添；钢管接仁头纵向错粒开，以利驶于受力。私（慌2钩）楚尖管棚的钻见孔：用潜幅孔钻吓钻巨φ筒120m帖m游孔，钻孔腹平面误差再控制射在乔15c浆m恐，角度误辜差控制扣在堵0.5浇°乓，孔间距兼为衔0.5忽m价，如岩层凡破碎，出矮现卡钻或尤坍孔时，捎可先注浆南而后再钻办。捞（饶3况）奸哲管棚的安老装：用人从工配合机隙具将钢管顷逐段顶入戚，逐段接勉长，上紧枝接头。钢种管接头要棕求错开一耍定间距。栋（地4时）泛柜顶棚的施抄工：支模迎、布设钢抽筋，浇筑优顶蓬棚串20扫#进砼，浇筑旋时，交错魔预屠留他80cm块×80c坏m歌空洞三个暮，以备回释填隧道洞燃背与挡墙速及顶棚间栽的空隙。械（浸5醒）写围管棚注浆贞：采阻用狭UBA钓7桨注浆机注唐浆，水泥购浆标号搞为欧30辛#材，水泥浆君配合比可才采用：水嗓泥宗:你水遇:SC-衔5划早强稻剂狡:UE耻A闹膨胀络剂财=1:0丧.45:嗽0.01袖6:0.错1姨，注浆压皆力要求达求到狸1.5M寄Pa笔厦后保持压甜力屡15mi间n迎。旗5.3废秒超前小导磨管施工店（柏1松）扒骂小导管制蜡作：小导间管采兰用正50m行m塌无缝钢管彻，钢管前珍端加工成句尖锥形，乌以利插入舅，距另一眼端弃100c迟m扎的位置开戒始至尖锥污端之间按工梅花型间直距悼为盗20c供m草布月设骄6m匠m俩的孔秩眼朗4毁排，以利握于浆液渗稼入岩体。裂（衔2灭）苏对小导管安论设：先题用贱YT-2竖8燕型风动凿搂岩机钻眼段，钻眼时法要控制好膏外插角的巴角度，并拔控制好小布导管的位叙置，成孔零后用人工吴或机械推掩进就位。策（刚3哪）腥侍小导管注莲浆：采浑用却UBA韵7故注浆机注峰浆，水泥鹿浆标号低为溉30贩#馅，水泥浆择配合比可债采用水毙泥尽:叶水博:SC-牙5伙早强蹦剂捕:UE脑A联膨胀驶剂棒=1:0前.45:雅0.01冠6:0.壤1排，压力达告到某1.5M杀P趣a科后保持压潮力部15mi转n芹。球5.4限葬洞身开挖来采用短台巡阶法进行舅洞身开挖右。由于垭州口段围岩锐比较破碎痕，为减少屡围岩的扰微动，确保敏洞身的安割全，爆破其时采用微煌药量爆破搂，周边眼绝控制耻在孙30c途m猎以内，每叙次掘进长晒度不得超或过颈1.0旨m嘱。立5.5收乌初期支护掩（绸1案）表兵初喷：开磨挖后为缩万短围岩的敢暴露时间辰，防止围木岩进一步燕风化，必迁须先悟喷榜3超～际5c影m罪砼封闭裸理露围岩。赛（互2迫）挥勒安锹设房U2零5援钢拱架刷：帆U2但5螺钢拱架严倚格按设计境尺寸压制丹成弧形，迁按设计间秆距架立，畏架立时要突求钢拱架赶与路线方筋向垂直，寿垂直度控帽制衡在铁±2楼°淡，中线及掀高程控制恳在糕±5c万m伸，在拱脚射处要加设规支撑，并撑在每榀拱翁脚两侧驱打说2饥m姥长沙φ签2种5倾普通砂浆仅锚杆，每遵侧低2塔根，以保乌证钢拱架仇的稳定。壶（年3亦）徐及喷射砼：笛喷射砼采本用湿喷技汽术，要求筋严格掌握打好速凝剂呼掺量，并废按喷射工乡艺操作，知喷射时应委注意将钢雪拱架与岩随面之间的炕间隙喷射营饱满。浆5.6戚少套拱施工爹初期支护抛完成后，解立即立模堆浇筑套拱棍砼，浇筑冤套拱砼每悠一循环长邪度不得超跪过盟1.0名m孤，待套拱炮砼强度达遭到演70其%筋后，方可满拆模，进勇行下一循摇环的开挖三。虚5.7达茅防水层及访二衬施工廉（物1脉）殿睡防水层铺慨设：采孙用奶EV昏A洋复合防水赴板，防水柱板搭接要萌求采用热孩合，搭接是长度不小劣于滚10c炊m巴，两侧焊时缝不小籍于遗2c补m狡，防水层尾与套拱砼法要平顺密年贴。州（绪2羽）西纺二次衬砌叛施工：先傅绑扎钢筋鹿，而后衬焦砌台车就狼位并调整壮好，采用航泵送防杨水沾25疼#蜘砼，当混容凝土强度阵达详到音2.5M锁P千a思，即可拆此模。云5.8缩涌回填绵将隧道洞摊背及顶棚福间的空隙箩用工10京#测片石砼回奉填，振捣叙密实。所5.9柴匀监控量测达在用横向井管棚配合耗模筑套拱歉开挖法进绿行此段垭改口的处理冈过程中，街为保证施越工安全，愈还让专人饭进行了监衔控量测。滴5.9.绵1户避地表下沉付观测魂在垭口段惰尚未开挖涉前，分别盲在毛YK11围+83省8夹、岸YK11疤+84购6丑、辆YK11荡+85胃4留三个断面萝坡面上布恰设了地表腔沉防观测闹点，地表耻沉降观测珍点沿隧道肢纵向布设演，每断面警布认设惧3驱个点，量庙测频率为敞在开挖面剧距量测断葬面待<2姿B叉时产，浩1嚷次针/梅天；开挖值面距量测仍断攀面胳<5逝B的时觉，桐1拌次赌/挥2芳天；开挖介面距量测遭断尘面督>5刃B妙时底，究1察次失/决周昆（回B赛为隧道开贯挖宽度）呈。量测数午据及量测帽曲线体现帮，在管棚轨施工完成趁后进行洞零身开挖时坦，地表下售沉量最大劲达沫2.5c呆m鱼，套拱施轮工后，地菌表下沉总府量热达吗3.6c番m袋。流5.9.贺2坐怜周边位移倦量测梅套拱施工轮时，确在耍YK11其+84衣6帆拱顶、拱扭脚及边墙沫处各预埋搬一观测点潜，进行拱喉顶下沉和弟水平收敛页量测，待狼套拱砼拆仔模后，立抵即进行观侧测。量测告频率为陶前