秦巴山区公路隧道进洞方案选择

龙杨

（湖北省交通规划设计院股份有限公司，湖北 武汉 430051）

十巫高速公路鲍溢段线路地处我国中部秦巴山区腹地，自古生代末期以来，由于长期的剥蚀和河谷的下切，逐渐形成了山峰高耸、沟漳深邃、峡谷纵横的多层状山岳地貌景观，地表形态按成因划分为构造剥蚀中山、构造剥蚀低山两种类型，沿线出露南秦岭——大别地层区的中元古界的浅变质地层，为一套浅色中酸性火山喷发——沉积岩系，普遍遭受区域变质，并伴有基性岩浆侵入，历经多次构造变动，岩性主要为绢云母石英片岩、绢云钠长石英片岩、绿泥钠长石英片岩、钠长石英片岩、变粒岩、浅粒岩及黏性土、碎（块）石土等第四系覆盖层，岩质以软岩——较软岩为主，易风化、遇水易软化。由于本项目为典型山区高速公路，山区地形复杂多变,且总体路线沿河道进行展线，隧道洞口的位置普遍存在浅埋、偏压的情况，给隧道施工带来了难度；同时，洞口段围岩均为Ⅴ级软岩——较软岩，岩体较破碎，基岩片理很发育，稳定性较差，使得围岩难以成拱。如果施工方法不当，开挖支护不及时，极易出现洞口垮塌滑坡等安全事故。因此总结该项目几个典型隧道的洞口地质地形情况和对应的进洞方案对在本区域的山区高速公路建设极具重要意义。

本文选取的3个典型隧道，根据其环境条件，分别选择了常规套拱+长管棚、双排小导管、半明半暗+斜交套拱3种进洞方案。

一、套拱+长管棚进洞

本项目鲍家店隧道巫溪段洞口的地质地形条件如下：

（一）隧道洞口轴线与地面等高线相交角度较大，不存在偏压、浅埋现象或偏压、浅埋现象不严重。

（二）洞口段不存在不良地质情况，山体整体稳定性较好，具备边、仰坡开挖条件。

（三）洞口位置具有较宽阔的施工平台。由于其以上的地质地形条件，是典型的适合套拱+长管棚方案进洞方案的条件，这也是山区隧道进洞最长常见的措施。

二、双排小导管进洞

本项目猫耳山隧道巫溪端进洞施工采用双排小导管施工工艺，其地形、地质情况如下：隧道出口位于陡坡地带，地形坡度约为60°，斜坡自然状态下稳定性较好。地表覆盖第四系残坡积含碎石粉质黏土，下伏基岩为Ⅴ级围岩；基岩片理发育，岩体较破碎。岩层与坡向为切层反向边坡，整体性良好，属有利边坡稳定的组合关系。洞顶埋深浅，且部分无埋深，存在偏压现象。坡脚下有一村落有村道，需通行交通；坡脚有一小河，常年有水。且猫耳山隧道巫溪端属于桥隧相接处，与桥台距离仅3.0m、5.0m。

原设计采用“明洞暗做”的方法进洞，即采用C15素混凝土回填洞身四周、反压山体，再以暗洞的施工方法开挖进洞。由于隧道洞口位置位于半山腰，坡体陡峭，无施工场地，不利于大型施工机械施工。且山体坡脚有既有道路、水系，且必须保持畅通，限制了施工平台的填筑；只能在坡脚修筑大型挡墙以支挡平台填土，但平台宽度仍有限，不利于长管棚安装等作业。

施工前，对现场地形、地质进行调查发现，猫耳山隧道所属山体不高，洞顶至山顶约为20—30m；无危石等风险源。右幅洞口段偏压现象不严重，可以通过小范围刷坡的方式减少或消除偏压现象。根据修建施工便道开挖出露的地层情况，围岩为强——中风化石英片岩，岩体较完整——较破碎，且整体稳定性较好。

综合考虑地质条件、施工周期、施工场地等因素，将进洞方案由“明洞暗做”的方式调整为直接在双排小导管的支护下开挖进洞，既保证了洞口的安全，又减少了反压回填素混凝土、套拱及超前管棚等费用，大大降低了施工成本，同时缩短了进洞时间。

三、半明半暗+斜交套拱进洞

本合同段窑坊岩隧道右幅巫溪端进洞施工采用半明半暗+斜交套拱施工工艺，其地形、地质情况如下：隧道进口位于斜坡地带，地形坡度约为30°，斜坡自然状态下稳定性较好。左侧边坡上方为陡崖，限制了洞口进行大范围的边仰坡开挖，并且难以保证开挖后山体的稳定。斜坡出露基岩为Ⅴ级强风化片岩；坡体条件较差，基岩片理很发育，为最发育结构面。其倾向与仰坡及左边坡倾向为斜交顺向，对边坡稳定较为不利。洞口边、仰坡受结构面组合作用在施工扰动、雨水冲刷下易局部垮塌。隧道与山体呈斜交进洞，交角约为50°。

根据巫溪端洞口地形、地质条件的实际情况，为了保证进洞安全，尽量少破坏原有地貌，确保山体稳定，采用斜交扇形套拱作进洞方案。斜交正作洞口的应用，降低了边、仰坡的开挖高度，更好地解决了复杂地形周围软岩倾斜坡度引起的洞身稳定问题，从而更好地保护了自然洞景观，降低了进洞施工的风险，保证了施工安全。

四、总结

（1）进洞施工方法包含四个方面，洞口支护、主洞超前支护、洞内开挖以及洞内支护。隧道进洞施工采用的洞口支护措施主要是套（护）拱，可划分为无护拱、半护拱、全护拱等三类；超前支护措施主要是超前长管棚、超前小导管等；洞内开挖关键要坚持“短进尺，弱爆破”的原则；洞内支护要坚持“强支护，早封闭”的原则。

（2）在隧道进洞开挖施工之前，应结合具体洞口地形、围岩条件、工期要求，切实合理地制定进洞方案，应对洞口开挖可能出现的问题，以确保洞口段安全快速地施工。隧道进洞施工四个方面选择不同的形式，可组合为多种进洞方案。本文以十巫高速公路鲍溢段中的3个典型隧道为例，描述了其不同的进洞方案及选择依据。