高速公路傍山连拱式隧道设计处理方案

王礼洪（杭新景高速公路（衢州段）工程建设指挥部，浙江衢州　324002）



高速公路傍山连拱式隧道设计处理方案

王礼洪
（杭新景高速公路（衢州段）工程建设指挥部，浙江衢州324002）

【摘 要】傍山连拱隧道不利条件较多，如何正确处理需要根据各种情况综合考虑。本文根据杭新景高速公路（衢州段）鱼铺口隧道的设计概况、地形地质等情况，进行了方案分析，提出了变更方案技术参数，设计了变更方案，实践结果表明，工程质量和安全生产状况良好，为高速公路傍山连拱隧道设计处理提供了一个成功案例。

【关键词】傍山连拱隧道设计方案

1　引言

受线位选择的影响，目前公路隧道或多或少均存在不利布置条件。其中傍山靠河布置隧道具有一定的难度，增加施工难度，对结构稳定也更有挑战性，尤其是连拱隧道。在这种地形条件下一般是设置隧道和桥梁相接方式，对于隧道则以暗洞、偏压挡墙明洞或棚洞等方式处理。对于隧道，由于是傍山，存在在洞口段靠山侧采用隧道而远山侧采用桥梁方式，在纵向及横向衔接上需要充分考虑，避免冲突。采用何种形式需要根据现场地形、地质、水文地质、施工条件等各种情况综合考虑。

2　设计方案

杭新景高速公路（衢州段）鱼铺口隧道和木岭隧道均为连拱隧道，其出口端均为傍山近河状况。下面以鱼铺口隧道为例谈谈如何处理这种特征状况。

2.1设计概况

鱼铺口隧道平面位置图1所示。

鱼铺口隧道右洞出洞口桩号为YK163+070，紧接鱼铺口大桥，鱼铺口大桥右幅0#台胸墙桩号YK163+070。鱼铺口隧道右洞YK163+060为暗洞口，+060～+070段为半明半暗设计（SMC）。左洞出洞口桩号ZK163+109。ZK163+070～+109设置半路半隧（SED-A、SED-B）。

鱼铺口隧道右洞出口端设计在K163+070～+109之间施作侧挡墙，侧挡墙基础宽度为396.6cm（右幅230cm，左幅166.6cm），基础底标高为路面标高以下176cm；鱼铺口大桥右幅0#台桩号K163+070.6，1#墩桩号K163+100，盖梁与路线中心线间隔55cm；根据桥梁和隧道图形叠加图，可以明显看出隧道与桥梁结构物轮廓线冲突，冲突范围达230cm。隧道左洞侧挡墙基础宽度为396.6cm，基础高110cm，墙身坡比1：0.1，墙身高9.2m，偏压挡墙坡比已经非常陡，利用调整偏压挡墙坡比或减薄挡土墙厚度来避免桥隧冲突的可行性较小，因此按设计图无法进行施工。

2.2地质概况

K163+070～K163+109段山体表层为第四系残坡积含碎石粉质土，下伏基岩为含砾粉砂岩，强风化层厚度约460cm，节理较发育，倾角以55～85°为主，岩体较完整，呈镶嵌碎裂结构，存在多条平行线路的陡倾节理，节理泥质物充填。根据现场勘察分析，得出鱼铺口隧道出口段采用桥梁+半明半暗隧道并行的结构物型式施工安全风险大，运营期内也存在较大安全风险。

2.3方案分析

鱼铺口出口段桥隧结构物相冲突问题提出后，处理方法上主要形成二种方案，一种意见是将鱼铺口大桥右幅向前缩一跨桥改隧，同时对鱼铺口隧道左洞上方陡峭山坡进行加固，确保结构安全；另一种意见是右幅缩一跨桥改隧基础上，对左幅k163+070～k163+109边坡实施大开挖，将该段隧道由半明半暗改为全明洞。二种方案对右幅的处理意见是一致的，争论焦点在于左幅是开展边坡加固施工还是实施大开挖。

2.3.1实施边坡加固方案

优点：不需要补充征地，无需大爆破作业，可随时实施不影响工期，环境破坏程度较小。缺点：出洞口有数条近似垂直的节理，隧道半护拱内洞身开挖后，洞顶以上的岩体失去支撑易沿节理面滑落，承压在隧道上方，影响隧道结构安全，安全风险较大。

2.3.2实施大开挖方案

（1）政策处理：实施大开挖方案，预计需补征地，能否顺利征用是个问题。（2）施工安全：边坡大开挖必须实施潜孔钻爆破，根据实测边坡距离村道32m，距离房屋55m，爆破对周围民房将产生重大影响，爆破产生飞石与冲击波可能损坏民房，将引起房屋赔偿纠纷。开挖坡顶距离坡底高度有40m以上，现场情况不便于施工便道修建，开挖机械和爆破出渣主要靠人工搬运，人员在40m的高坡施工，安全风险较大。（3）结构安全方面。隧道明洞基础、侧挡墙、桥梁桩基立柱、梁体挖方处锚杆框架防护等进行交叉作业，30m以上边坡爆破开挖很难控制飞石的抛掷方向，易将各种混凝土结构物砸损造成结构安全问题。变更设计一级坡高达37m，坡比1：0.2，倾角达到79°，开挖过程与开挖后边坡安全稳定性难以预测。（4）施工技术方面。根据有关规定：隧道洞口开挖前，施工单位应编制隧道进洞专项施工方案，严禁大开大挖，监理工程师应组织设计、施工单位进行专项审查。新变更图

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纸中隧道高边坡采用喷射混凝土防护，较大面积未采取绿化措施，对高速公路景观性产生一定影响。采用边坡加固方案的优点显而易见，实施边坡大开挖方案虽然有多种问题，但是它有一个最大优势，就是能保证结构安全。

2.4变更方案

为处理该段存在的问题，确定的处理方案为：鱼铺口大桥右幅缩减一跨（30m）改C20片石砼填筑路基后，鱼铺口隧道右幅延长30m。主要变更如下：

（1）原鱼铺口大桥减少一跨，将原来的桥台改为U台接桩基，桥墩采用桩柱式墩。变更后右幅1～5孔桥面宽度由11.45m～12.75m渐变；（2）鱼铺口隧道出口端左洞洞口里程保持不变，仍为K163+109，右洞由K163+070调整为K163+100。（3）K163+109～+100左洞设C20钢筋混凝土挡墙。左洞两米全护拱位置K163+079～+077，K163+077～+073设半护拱；右洞6m全护拱位置K163+079～+073，K163+073～+057设半护拱。K163+057往小桩号方向左右洞均进入全暗洞段。

2.5变更方案技术参数

2.5.1隧道基础

（1）本变更主要工程在偏压挡墙扩大基础问题。该偏压挡墙基础不仅是为偏压挡墙而且也是隧道提供基础，墙基近20m高，宽度超过10m，且纵向较长，因此做好墙基也就成功了一半。（2）采用两层分台设计，上台10m高，下台9m。基础面横坡设计了2~4m宽台阶，高2m。考虑到大体积混凝土温控要求较高，对于混凝土外露面采用了φ 8mm光圆钢筋网抗裂，网格间距8*8cm。混凝土采用C20片石砼，片石含量不得超过25%。挡墙基础面设置2排2m长φ25mmRRB335钢筋，外露0.8m，与偏压挡墙浇筑在一起，增强挡墙稳定性。（3）边坡面采用6m长φ25mm中空锚杆加固，外露1.5m与挡墙基础一并浇筑在一起，增强整体稳定性。（4）每级台阶山体内侧设置50*50cm泄水盲沟，其纵向坡度应大于1%，根据地形调整，保证渗水能排出。

2.5.2隧道边坡

（1）左洞边坡按照1：0.2刷坡，以清理边坡松动为主，并为隧道结构提供空间。（2）边坡支护分回填线上和回填线下分别采用不同的支护参数。回填线以上10cm厚C20喷砼+单层φ12@20*20cm钢筋网+9m长φ25mm水泥砂浆锚杆，锚杆角度15°，间距1.5*1.5m，梅花形布置。回填线以下10cm厚C20喷砼+单层φ12@20*20cm钢筋网+6m 长φ25mm水泥砂浆锚杆，锚杆角度15°，间距1.5*1.5m，梅花形布置。

3　结语

施工单位根据设计变更方案开展施工，经过近一年多时间努力顺利完成了鱼铺口隧道施工，工程质量和安全生产状况良好，为高速公路傍山连拱隧道设计处理提供了一个成功案例。

作者简介：王礼洪（1975—），男，四川永川人，工学学士，工程师，一级建造师，交通部专业监理工程师，主要从事公路、铁路工程的施工、监理及建设管理工作。E-mail：377288573@qq.com.