城峰1#，2#，3#隧道小间距段出洞方案

曹 鸽，余朝阳

(1.商丘科技职业学院，河南 商丘 476000;2.向莆铁路股份有限公司，福州 350013)

1 工程概况

城峰1#，2#，3#隧道均位于福建省福州市永泰县城峰镇，在向莆铁路FJ-10标管段内，进口段均设置一段小间距隧道。城峰1#，2#，3#隧道进口洞门设计为一体，采用“端墙+挡墙+耳墙+立柱”式洞门。

城峰1#隧道起讫里程DK489+975.14—DK490+780，全长804.86m;城峰2#隧道为单洞双线，起讫里程FDK489+975—FDK490+750，隧道全长 775 m;城峰3#隧道起讫里程 YDK490+203.04—YDK491+110，全长906.96 m。

小间距设置情况:城峰1#隧道小间距段起止里程为 DK489+975.14—DK490+120，共 144.86 m;城峰2#隧道小间距起止里程为 FDK489+975—FDK490+270，共295 m;城峰3#隧道小间距起止里程为YDK490+203.04—YDK490+500，共296.96 m。三座隧道的平面关系如图1。

图1 城峰1#，2#，3#隧道平面位置关系示意

隧道地处剥蚀低山，植被发育，线路正穿山峰，山体自然坡度15°～35°，局部为陡坎。表层为粉质黏土，褐黄色，硬塑，含碎石，厚0～4 m;下伏 K1sh1凝灰熔岩、黄褐色、灰褐色、灰黄色，全 ～强风化，厚 2～8 m;其下为弱风化。城峰1#，2#，3#隧道进口200 m范围的地质情况:石英正长斑岩侵入，肉红色，全～弱风化，厚0～4 m。地下水不发育，主要是第四系孔隙水、岩石裂隙水。

2 设计情况

城峰 1#，2#，3#隧道进口洞门设计为一体，采用“端墙+挡墙+耳墙+立柱”式洞门。洞门边仰坡采用锚喷网防护，喷混凝土采用10 cm厚C20网喷混凝土，钢筋网φ8，网格20 cm×20 cm，锚杆采用φ22砂浆锚杆，长6.0 m，间距1.5 m×1.5 m，梅花形布置。洞口位置均设置管棚，城峰1#，3#隧道设置φ89管棚，管棚长度25 m，管棚环向间距40 cm，城峰2#隧道设置φ108管棚，管棚长度40 m，管棚环向间距40 cm。城峰2#隧道进洞的洞口:Ⅳ级围岩18 m，Ⅴ级围岩46 m，明挖法7 m。

3 施工存在的问题

3.1 掘进工作面困难

该隧道出口紧邻莆田至永泰公路，洞口与公路落差超过30 m，施工条件困难。从出口向进口方向便道修筑条件困难，仅有一条进村庄供人行的道路，水泥路面，宽度3 m，左侧紧邻山坡，右侧为一灌溉沟渠。道路弯道急转，连越野车都无法通行，进去400 m左右还有一个倚山而建的小村庄，道路条件更加紧张。因此，隧道只能采取独头掘进。

3.2 工期压力大

隧道进口端是永泰车站，施工组织安排是城峰隧道修通后作为车站施工的道路，土石方45万方。

3.3 邻洞干扰大，安全因素复杂

3个隧道施工干扰和安全因素是隧道施工的关键因素，如何从施工组织和工艺工法上克服相互干扰，并控制安全风险是方案确定的主题。

4 总体施工方案部署

根据现场地形、地质、施工便道的情况，总体施工布置采取从设计隧道出口向设计隧道进口方向掘进;三座洞身长度均在1 000 m以下，本着经济合理的原则，三座隧道均采用独头掘进施工方案。小间距段部署如下:

1)为避免三洞室交叉施工干扰，进入小间距段后停止1#，3#隧道施工，2#隧道进入小间距段之后采取上台阶小导洞超前出洞。

2)2#隧道小导洞出洞后，在设计进口端布置临时水电，清表刷坡，对进口实施大管棚和锁口施工。

3)从进口端反向开挖2#隧道与出口端开挖面衔接后施作二衬，待2#隧道二衬完成后，1#隧道和3#隧道也从进口段反向交错施工，完成洞口20 m范围软弱围岩的初期支护，以便与出口端开挖衔接。

4)三座隧道在施工过程中掌子面距离保持50 m以上，即城峰1#隧道掌子面滞后城峰2#隧道掌子面50 m以上，城峰3#隧道掌子面滞后城峰2#隧道掌子面50 m以上，步步为营，稳扎稳打，确保隧道施工安全。

5)各洞口进口段通风采用自然通风，进洞超过50 m后，采取机械通风，在洞口安装一台二级55×2轴流式风机，压入式通风。

5 洞身施工

5.1 城峰2#隧道施工

1)施工至FDK490+036处时开设三台阶施工，上中台阶距离保持在2 m以内，中台阶分左右错进施工，错进距离2～3 m。下台阶与中台阶距离保持10 m。分部开挖顺次如图2。

图2 Ⅳ级围岩小间距段开挖示意(单位:cm)

拱部一级(上)和二级(中)台阶(宽)1 427 cm×(高)550 cm，二级台阶左右错进开挖(图3)。已考虑施工误差(5 cm)及预留变形量(10 cm)。φ42小导管超前支护，采用I18钢架支护，间距80 cm，φ22钢筋进行纵向连接，环向间距100 cm;拱部设置 φ25中空锚杆，边墙设置φ22砂浆系统锚杆，挂网喷射25 cm厚合成纤维混凝土，开挖循环进尺80～100 cm，以“短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测”的原则进行施工。

图3 Ⅳ级围岩小间距段一二台阶开挖示意(单位:cm)

2)在FDK490+00处进入Ⅴ级围岩施工区域后，采取单侧壁导坑法结合台阶法施工，上台阶采取单侧壁左右错进施工，加强底板临时支护，在上导坑形成环形支撑结构，先行出洞。中下台阶分层施工，及时施工拱架接腿。见图4。

3)进入 FDK490+000之后，如遇Ⅴ级土质围岩时，停止爆破作业，采用三台阶七步开挖法施工，预留核心土(图5)，人工配合机械开挖，核心土长度10 m。

5.2 城峰1#和城峰3#隧道施工方案

为避免爆破施工对2#隧道产生强烈振动影响，甚至对二号隧道造成破坏，对1#，3#隧道开挖时，Ⅱ、Ⅲ级围岩地段采取台阶法施工，进尺控制在2 m/循环;Ⅳ级采取三台阶法开挖;Ⅴ级围岩采用三台阶七步开挖法施工。1#，3#隧道施工开挖示意图如图6。

图4 中隔壁结合台阶法施工工法示意(单位:cm)

图5 Ⅴ级围岩(土质)三台阶七步开挖法示意(单位:cm)

图6 1#，3#小间距隧道施工工序示意

6 施工注意事项

1)城峰 2#隧道贯通后，首先对城峰 1#，2#，3#隧道进口洞口进行清表，放样出各隧道中线、高程及洞门位置，然后施作洞口(明挖)及边仰坡防护，最后施作各隧道洞口超前支护(管棚)。城峰1#，3#隧道施工到Ⅳ级围岩时停止掘进，由设计进口进行开挖施工。

2)各洞口超前支护施工完毕后，先施工城峰2#隧道，然后贯通城峰1#隧道，最后贯通城峰3#隧道。

3)为确保洞室安全，必须明确洞室开挖和衬砌的顺序和方法:

①2#隧道超前施工，1#隧道和3#隧道在距离2#隧道下台阶50 m时即停止掘进，避免对洞室形成扰动;

②2#隧道出洞后，立即按 3#，2#，1#隧道顺序施工边仰坡防护和超前预支护;

③在洞口防护及超前支护完成后，进行2#隧道下台阶开挖和环形支护，直至Ⅳ级围岩和Ⅴ级围岩洞口段二次衬砌完成;

④2#隧道二衬完成后，恢复1#隧道掘进施工，若出口方向围岩条件尚好，结构稳定，经量测结果证实后，可以从两头同时向中间施工，施工至软弱围岩处，出口方向停止施工，仅从进口方向施工，直至贯通。1#隧道贯通后立即组织其二衬施工。

⑤3#隧道在1#，2#隧道衬砌混凝土强度达到100%后并不得小于14 d，开始进行掘进施工。

⑥小间距段施工完成，坚持量测，并及时分析量测成果，预测是否可能潜在风险。

7 结语

城峰隧道为典型的三洞小净距隧道，相互干扰因素复杂。但经周密部署，严抓现场工序工法控制关，安全顺利通过小间距段，对山体扰动小，相互之间影响因素得到消除或有效降低，既保证了隧道的安全，又保证了工程实体的质量。从工艺工法实施到最后的成绩表明，本文所述施工方案切实可行，可做为典型案例供类似工程参考。

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