山岭隧道浅埋暗挖法结合明挖法综合治理技术

王 慧 夏友军

(1.湖北交通职业技术学院，湖北 武汉 430079； 2.湖北省交通投资集团有限公司，湖北 武汉 430074)

山岭隧道浅埋暗挖法结合明挖法综合治理技术

王 慧1夏友军2

(1.湖北交通职业技术学院，湖北 武汉 430079； 2.湖北省交通投资集团有限公司，湖北 武汉 430074)

结合欧家山隧道大冶端左线洞口埋深浅、地层多为杂填土和腐殖土、土质较松散、渗透性强、稳定性差等复杂地形地质条件，重点介绍了浅埋暗挖法与明挖法在复杂地质条件下的综合应用。实践证明，综合处置措施安全可行，质量可控，同时缩短了工期，应用成功。

浅埋暗挖法，明挖法，综合治理，技术可行，经济合理

1 工程概况

1.1隧道概况

欧家山隧道进口位于大冶市金湖镇角田村，出口位于大冶市金湖镇平原村。隧道由东向西展布，走向近275°，隧道右幅起止桩号YK35+070～YK36+450，全长1 380 m；左幅起止桩号ZK35+072～ZK36+457，全长1 385 m，洞室净空均为10.75 m×5.0 m，隧道最大埋深约168 m，洞门型式进出口端拟采用削竹式，隧道为分离式长隧道。欧家山隧道出口平面图，如图1所示。

1.2地形地貌

欧家山隧道区属构造一溶蚀低山地貌区，穿越区微地貌形态有山峰、山脊、分水岭、冲沟，穿越段地面标高在68 m～240 m之间。山高谷深，山系连绵，山脊线明显，沟谷深切多呈“V”型，沟谷曲折，峡谷蜿蜒。山体呈浑圆状，自然一般坡角30°～35°，局部较陡。山脉总体呈北西—南东向，山顶呈圆状，多发育树枝状冲沟，其中在隧道洞身处冲沟内分布1条季节性流水溪沟，平时流量较小，雨季可能略大。隧道地表植被较发育，进、出口分别有乡村公路、县道X008通达，交通较便利。

1.3水文地质

隧道穿越山岭，隧道洞身上方冲沟内分布1条季节性小溪沟，平时流量较小，水量因季节变化而变化，隧道标高低于水位标高，对隧道有一定影响。雨季会出现短暂地面渗流，流量较小，对隧道施工影响较小。但施工时，应注意雨季地表面流对洞口的冲刷破坏作用，宜采取截流、疏排措施。

1.4外部环境

欧家山隧道大冶端左线洞口段位于采石施工场地内，目前已停止开采，洞口浅埋段下穿采石区，地表覆盖物为杂填土、腐殖土，土质较松散，渗透性强，稳定性差。

2 不良地质

根据设计地面线纵断面图(如图2所示)，左线明暗分界线里程ZK36+427，浅埋段ZK36+351～ZK36+427，长度76 m，埋深约2.1 m～9.0 m；经测量复测，欧家山隧道大冶端洞口浅埋段实际地面线与设计地面线基本相同。在确保施工安全，掌握实际地质情况，项目部聘请专业钻探队对左线中心线位置ZK36+391,ZK36+400进行补勘。ZK36+391地表钻探深度20 m，结果显示，地表0 m～4.3 m为杂填土(松散，主要以灰岩碎块及粘性土为主)，4.3 m～20.3 m为中风化灰岩，通过计算，该里程处埋深7.5 m，拱顶埋深中风化灰岩3.2 m。ZK36+400地表钻探深度21 m，结果显示，地表0 m～5.3 m为杂填土(松散，主要以灰岩碎块及粘性土为主)，5.3 m～7.0 m为粉质粘土，7.0 m～21.0 m为中风化灰岩，通过计算，该里程处埋深7.3 m，拱顶埋深中风化灰岩0.3 m。

3 方案优化

针对欧家山隧道大冶端左线洞口浅埋段实际情况，并结合地勘资料，缩短浅埋段长度，以降低洞口浅埋段施工安全风险，方案优化如下：

根据地勘资料显示隧道左线洞口浅埋段ZK36+391～ZK36+427拱顶埋深7.5 m，其中中风化灰岩层走向由洞内向大冶端埋深厚度3.2 m～0.3 m逐渐减小，考虑暗洞施工安全风险高，拟将左线明暗分界线由原设计ZK36+427调整至ZK36+391，管棚长度不变，暗洞ZK36+351～ZK36+391采用单侧壁导坑法进行施工。

鉴于洞口段地形地质条件及左线ZK36+391～ZK36+427开挖后边坡高度等参数，具备明挖条件，即采取“暗洞明挖”的施工工艺，拟将左线ZK36+391～ZK36+427由原设计S5-1复合式衬砌支护类型调整为S0明洞衬砌支护类型，洞门型式采用削竹式洞门。

4 施工顺序

测量放线→洞顶截水沟→开挖边仰坡→边仰坡防护→导向墙及长管棚支护→单侧壁导坑法施工→导洞上台阶出洞→导向墙及长管棚支护→反向正洞贯通→洞口段明挖法施工→边仰坡防护→明洞施工→回填恢复原地貌。

5 施工工艺

5.1单侧壁导坑法施工工艺

以导洞先行出洞后反向施工正洞洞内贯通为原则，导洞采用上下台阶法进行施工，正洞采用上下台阶预留核心土法施工。导洞上台阶打设超前小导管支护，开挖导洞上台阶，高5 m，底宽6.3 m(满足一台机械操作空间)，下台阶高3.3 m，底宽6.5 m，期间所有工作面逐级跟进，当正洞掌子面施工至明暗分界线ZK36+391约20 m距离时，为减小扰动，停止所有掌子面施工，待导洞上台阶出洞后，作为动力输送通道，施作出口端超前大管棚后，反向开挖洞内贯通。正洞上、下台阶间距控制在10 m～15 m，左、右侧边墙交错开挖，及时进行施工接长钢拱架、打设锁脚锚杆，复喷混凝土至设计厚度，拆除中壁钢架。

分部开挖顺序如图3所示：①开挖内侧导坑上台阶；②施作导坑上台阶初期支护；③开挖内侧导坑下台阶；④施作导坑下台阶初期支护；⑤开挖正洞上台阶；⑥施作正洞上台阶初期支护；⑦开挖正洞下台阶；⑧施作正洞下台阶初期支护；⑨拆除中壁钢架。

5.2暗洞明挖法施工工艺

明挖法施工边坡开挖顺序依次由上至下分层下挖，浅埋段覆盖层多为松散杂填土，为减少边坡大挖、大刷造成土体扰动，增加暗洞施工风险，在洞口段导向墙及长管棚支护后，暂停ZK36+391～ZK36+427段明挖施工，待洞内贯通稳定后恢复明挖段施工。边坡坡度一级边坡1∶0.75、二级边坡1∶1，仰坡坡度1∶1.25，边坡共分2级，每级边坡高度约8 m，最大开挖边坡高15.4 m，之间设1 m宽护坡道。横断面图如图4所示。边仰坡防护参数：φ22砂浆锚杆，间距1.4 m×1.4 m，呈梅花形布置，锚杆长度为3.0 m；φ6钢筋网片，网格尺寸为20 cm×20 cm；C25喷射混凝土厚度10 cm。及时施作明洞衬砌，待混凝土达到设计强度100%后，洞顶回填恢复原地貌。

6 结语

根据大量隧道工程的施工资料显示，上部覆盖层不足隧道洞跨2倍的隧道、或区段属于浅埋式隧道以及浅埋段工程加强段的开挖施工，都应根据地质条件、地表深陷对地面建筑物的影响及保障施工安全等因素，来选择合适的开挖方法和支护方式。欧家山隧道大冶端左线浅埋段经过设计施工方案的优化调整，顺利通过了该浅埋段，施工中安全质量可控，同时缩短了工期。施工方案的成功充分说明：针对隧道浅埋段的施工，必须做好地质补勘工作，认真分析覆盖层地质岩层状况，根据具体情况采取灵活调整明暗分界线里程，缩短浅埋段长度等有效的设计施工措施，才会取得良好的效果和最佳的效益。

[1] 王梦恕.地下工程浅埋暗挖技术通论[M].合肥：安徽教育出版社，2004.

[2] 施仲衡.浅埋暗挖法设计理论论述[J].现代隧道技术，2005(2)：40-42.

[3] 彭 伟，刘劲华.浅析隧道洞口不良地质段的施工技术[J].铁道工程学报，2007(8):186-187.

[4] 王梦恩.中国隧道及地下工程修建技术[M].北京：人民交通出版社，2010.

Comprehensiveconstructiontechnologyofshallowburiedexcavationmethodcombinedwithopenexcavationmethodformountaintunnel

WangHui1XiaYoujun2

(1.HubeiCommunicationsTechnicalCollege,Wuhan430079,China；2.HubeiProvincialCommunicationsInvestmentGroupCo.,Ltd,Wuhan430074,China)

Combining with complex topography and geology conditions of Daye terminal of the European home mountain tunnel, which including buried depth of left line entrance, stratum composed of miscellaneous soil and humus, and loose soil with strong permeability and poor stability, this paper focuses on comprehensive application of shallow buried excavation method combined with open excavation method under complex geological conditions. The practice has proved that the comprehensive disposal measures are safe and feasible, and the quality can be controlled. Meanwhile, the construction period is shortened and the application is successful.

shallow buried excavation method, open excavation method, comprehensive treatment, technical feasibility, economical rational

1009-6825(2017)30-0173-03

2017-08-12

王 慧(1985- )，女，工程硕士，讲师； 夏友军(1985- )，男，工程师

U455.4

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