小净距隧道施工方法的研究

小净距隧道施工方法的研究

马懿

中国水利水电第十二工程局有限公司 浙江 杭州 310004

摘要：本文依托351国道项目常山段公路工程双向隧道施工实践经验，分析浅埋、偏压近距离小净距隧道穿越松散堆积体的施工技术，为类似条件的隧道工程应用推广提供参考经验。

关键词：小净距；隧道；施工技术

引言：目前，随着公路工程的迅速发展，公路工程选线时上、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常规设计规范的要求，而中夹岩柱宽度介于连拱隧道和双线隧道之间的小净距隧道因隧址要求及造价因素成为设计及施工的最佳选择。

351国道岭下隧道为低山丘陵地貌，山体高程在175-265m之间，相对高差约90m，地形坡度约30～40°，局部更陡，植被发育。隧道洞口段围岩等级均为V级，隧道开挖断面宽度B为12.2m，中夹岩宽度为13.1m（小于4.0*B），属于近距离的小净距隧道。洞口浅埋段的周围存在软弱围岩，其地质较差，可能存在诸多技术问题，若开挖支护方式不当，极易发生坍塌事故。故此，研究此类隧道的施工技术十分必要。

1.洞口浅埋段施工

岭下隧道地质勘察资料表明，隧址区洞口段位于低山前缓坡地段，地表残坡厚度薄，多见中风化基岩出露。地下水主要为基岩裂隙水，水量较贫乏，隧道开挖可能会出现滴雨或淋雨状出水，局部可能存在岩溶裂隙水，开挖时可能出现线状出水或涌雨现象。

隧道洞口段采用偏压挡墙加管棚的预支护方式，洞口段超前支护施工应按施工护拱，打入管棚，后注浆的顺序进行。偏压挡墙和管棚施工完成后采用级配碎石对护拱上方空间进行反压回填，表面实施绿化，挡墙外侧采用M7.5浆砌片石回填，稳定挡墙内外侧的集中应力，防止山体偏压严重造成已施工的偏压挡墙倾覆或者开裂，产生巨大安全隐患。

图1-1 洞口半明半暗衬砌结构图

2.洞身施工技术及工艺顺序

小净距隧道洞身围岩地质较差，必须在超前支护（IV级围岩采用超前锚杆、V级围岩采用超前小导管）施工完毕后，才能进行洞身开挖施工。上台阶优先选用人工配合机械开挖，局部配合小药卷爆破的方式进行开挖，不能进行机械开挖的地段采取控制爆破方式进行短距离开挖，一次开挖距离不得超过1榀钢拱架构件的设计距离。左右幅严禁同时进行爆破作业，并且爆破开挖时钻进的掏槽眼应远离中夹岩墙外150倍药包半径，采用微震爆破，控制先行洞爆破时最大临界震动速度v≤15cm/s，施工过程中应尽量减少对两洞之间中夹岩柱的扰动。

根据本隧道围岩情况（V级），先行洞采用留核心土法开挖，后行洞采用单侧壁导坑法开挖。小净距隧道V级围岩先行洞与后行洞掌子面距离应控制在20～45m，禁止<20m。先行洞预留核心土的长度不小于3m，台阶上下掌子面间距一般控制在3～5m，二衬滞后长度不应大于20m；后行洞导洞和主洞的上下台阶掌子面间距不应大于10m，且导洞超前主洞的距离不应大于35m。上台阶及时施工初期支护相关的支护构件、加固措施和中夹岩加固锚杆，确保施工过程安全可靠。具体施工步骤及示意图如下：

1）右洞上导坑超前注浆导管支护，上导坑开挖，初期支护（含初喷混凝土，打设锚杆，挂钢筋网，架钢拱架，复喷混凝土）；

2）右洞核心土、下台阶开挖，初期支护；

3）左洞左侧上导洞超前注浆导管支护，左侧导洞上台阶开挖，初期支护；

4）左洞左侧下台阶开挖，初期支护；

5）左洞右侧上导洞超前导管支护，上台阶开挖，初期支护；

6）左洞右侧下台阶开挖，初期支护，拆除导洞临时支护钢架；

7）施作仰拱，铺设防水层（土工布、防水板），采用模板台车全断面一次施作二次衬砌。

图2-1 V级围岩小净距隧道开挖顺序示意图

图2-2 V级围岩小净距隧道施工顺序示意图

3.中夹岩柱的稳定加固措施

针对中夹岩柱，根据工程实践经验，一般所采用的加固措施有：注浆预加固、长锚杆及对拉锚杆加固，具体的加固方法尚需根据围岩类别、夹岩宽度、爆破影响等因素加以考虑。预注浆加固是广泛采用的一种方法，既可以单独应用于较大间距隧道中间岩柱的加固，也可与长锚杆、对拉锚杆结合应用于近距离小净距隧道的中夹岩柱加固。当采用锚杆加固时，通常对于6m以下厚度的中夹岩柱采用对拉锚杆，超过6m的采用在岩柱部分加长系统锚杆的方法。

4.结语

对于小净距隧道而言，隧道净距、围岩类别、水文地质、隧道埋深等都是决定其施工方法的重要因素，而施工方法和施工顺序的合理与否，是近距离小净距隧道安全实施和顺利进行的先决因素。岭下隧道施工过程中避免了地表注浆，减少了不必要的防护工艺，同时确保了隧道施工过程中的施工安全和结构安全。总体有几处要点如下：

1）软弱围岩近距离小净距隧道施工的核心是如何确保压力平衡，在应力集中处采取何种支护及预支护措施，施工前需围绕受力、防排水的核心来确定开挖、预支护方案。

2）对于不良地质处的近距离小净距隧道施工工序衔接应特别重视，开挖成形的部位尽早封闭成环，严格按照设计要求处理薄弱环节的预支护。一方面遵守安全步距的相关要求，另一方面将超前地质预报和监控量测信息及时反馈，指导施工，对不良地质和围岩类型与设计不符的洞段提早做变更处理，加强预支护及防排水方面的技术措施，确保安全。

3）近距离小净距隧道的中夹岩厚度较薄，承受应力较为集中，施工过程应优先加固中夹岩，并加强预支护，减少对中夹岩的扰动，特别是控制爆破震动影响，围岩的稳定性是近距离小净距隧道控制施工的核心要素。

参考文献：

[1]田国宾，刘纯智，杨姣.小净距隧道施工技术探讨.西安科技大学学报（增刊）,2008(28).

[2]刘伟.小净距公路隧道净距优化研究[D].上海：同济大学学报,2004.

[3]许适.浅埋、偏压小净距隧道洞口穿越堆积体施工技术探讨.世界华商经济年鉴·城乡建设2013(6).