■ 李建文
（龙岩市恒达工程有限公司，龙岩 364000）
摘 要 金鸡岭隧道是永武高速公路分离式双向四车道隧道。下穿浅埋国道205，既有公路交通量大，水泥路面沉降要求小，隧道埋深浅，跨度大，地下水位高。本文介绍浅埋暗挖法及其综合配套技术在施工中的成功应用，有效地控制了地表下沉，确保了公路运营的安全，具有重要的现实意义。
关键词 大跨隧道 下穿公路 浅埋暗挖 施工技术
1 工程概况
金鸡岭隧道系龙岩永武高速A10合同段的重点控制工程，位于龙岩市武平县境内，设计行车速度100km/h，行车道宽度2×3.75m，路面横坡为2%。隧道为分离式隧道，右洞进口桩号为YK172+632，设计标高为296.13m，出口桩号为YK172+997，设计标高为305.62m，长365.00m，纵坡采用+2.6%；左洞进口桩号为ZK172+622，设计标高为297.10m，出口桩号为ZK172+972，设计标高为305.85m，长350.00m，纵坡采用+2.5% 。金鸡岭隧道进口平面布置图见图1所示。
金鸡岭隧道的施工难点在于进口下穿205国道路基填方体，地质为饱和富水残坡积粘土，隧道单洞跨度达13.7m，上覆土层厚右线4.6m，左线5.7m，既有205国道公路纵坡达7%，下有一横穿左右线的灌溉涵。205国道交通量大，水泥路面沉降要求小，施工期间要求不中断交通，成为隧道施工的重要制约因素，且隧道跨度大，埋深浅，动载震动大，控制标准高。
图1 金鸡岭隧道进口段平面布置图
2 工程地质条件 2.1 地形地貌及地质概况 隧址区属构造剥蚀-侵蚀重丘地貌，进出口处地面高程302～316m，隧道轴线最高点高程386.8m，相对高差84m左右，地形起伏较大。隧道场区山脊（顶）宽缓，进口处山坡较陡，出口处山坡较平缓，山坡坡度约22~33°，局部35~38°，植被较发育。 2.2 水文地质条件 隧址区地下水主要为下伏基岩裂隙水，受大气降水补给，向河谷排泄，局部具承压性，富水性差。进洞口处有水渠及其205国道，对进洞口成洞影响大，应加强防护措施；洞口地下水位较高，影响洞口段围岩稳，建议采取降水措施，以保证洞口施工安全。地下水及地表水对砼无腐蚀性。 坡积角砾、碎石和基岩上部全、强风化层有季节性的孔隙潜水发育，水量贫乏，受降雨影响明显。勘察期间为雨季，钻孔中地下水水位埋深1.80~11.30m，洞身处地下水位埋深43.2m。出洞口地下水位较高，影响洞口段围岩稳，建议采取降水措施，以保证洞口施工安全。 2.3 地质构造及不良地质现象 本隧道区域上位于北东向明溪-武平拗陷带与北西向上杭云霄大断裂的斜接部位南东侧，未见影响场地稳定的活动性断裂，地壳整体相对稳定。隧址区断裂发育较差，见二小断裂构造。隧址区内未见有滑坡、泥石流、崩塌、岩溶塌陷及地下采空区等不良地质作用。 3 隧道与既有国道现状 金鸡岭隧道下穿205国道路基填方体，国道处于隧道进口右线YK172+645～+659段上方，拱顶至路面仅5.7 m；进口左线ZK172+636～+648段拱顶至路面仅4.6 m，ZK172+636拱顶高约1m是国道路基挡墙基地。隧道单洞跨度达13.7m，既有地质为饱和富水残坡积粘土，饱和地下水位约与套拱底平，套拱底有常渗流水，坡积粘土挠动成流状泥浆。 205国道公路是山海关至深圳公路，交通量达5000辆/昼夜，既有公路交通量大，施工期间要求不中断交通；水泥路面沉降要求小；公路纵坡达7%，动载震动大； 205国道下有一横穿左右线的灌溉涵，渗水严重。 隧道施工要确保既有205国道在隧道进口施工期间正常通行，施工难度大，控制标准高。施工中采取相应的施工技术措施，通过建立完整的洞内外监测系统，了解各施工阶段地层与支护结构的动态变化，把握施工过程中结构所处的安全状态，判断围岩稳定性，支护、衬砌可靠性，确保国道交通及施工安全。 4 施工方案 由于设计方案与实际工程情况有一定的出入，对原设计进行了部分分项的设计变更，现场实际施工方案如下。 4.1洞口处理 为确保金鸡岭隧道进口段的安全进洞及205国道的正常通行，根据实际勘查和隧道进洞口实际地质情况，采取帷幕注浆的方案进行处理，按地表距洞顶高度确定加固处理深度和范围。具体方案：①将进口段40m范围内原设计的中空注浆锚杆改为双排注浆导管（间距50cm），双排超前注浆导管间距为75cm×75cm梅花型布置，长度为400cm；同时根据现场的地质情况，洞口的地基承载力满足不了设计0.3Mpa的要求，为避免造成边墙和仰拱的不均匀沉降，确保进口段洞身的整体稳定性，对边墙顶以下部位以及仰拱底部的软弱素土也进行导管注浆进行加固处理，注浆导管间距按75cm×75cm梅花型布置，长度为400cm；金鸡岭隧道双排超前注浆导管图如图2所示。②对隧道进口段左右洞洞顶及外侧范围采取Φ32mm高强精轧螺纹钢预应力锚杆进行支护加固，确保国道的整体稳定性；金鸡岭隧道进口段洞口地质加固图如图3所示。③金鸡岭隧道左右洞距离25.96m，土层为松软素土，为保证在左右洞开挖完成后该地质和上方205国道的稳定性，采取8束钢绞线预应力锚索井字型框架加固处理方案进行处理，预应力锚索单根长度为40m。 通过上述超前导管、Φ32mm高强精轧螺纹钢预应力锚杆、8束钢绞线预应力锚索井字型框架以及双液注浆等方案的处理，使隧道进口段洞口开挖线以及影响国道范围内的开挖线外周边破碎土层全部固结，防止大量的渗水和开挖过程中洞顶上方205国道的滑坡和塌陷，待固结体达到一定的强度后再进行管棚的施工以及洞口的开挖施工。 图2 金鸡岭隧道双排超前注浆导管图 4.2穿越国道浅埋段施工方案 4.2.1隧道上方国道205水渠处理 隧道上方205国道有一条贯穿进口左右侧水渠，在洞口表土清除后，洞口处出现大量的渗水水流，渗水主要来自水渠底部，此水渠底部距左洞洞顶2.3m，距右洞洞顶3.3m，对洞口段洞身的开挖造成很大的安全隐患。对于水渠渗漏水情况，根据现场勘察，采取首先在原水渠中埋设φ100cmEVA橡胶管进行临时排水，待洞口段二衬完成后,再对水渠进行改渠永久性处理。 4.2.2超前及初期支护 超前支护辅助措施采用套拱在洞内施作φ108长管棚，管棚长右线40m，左线30m；管棚间距30cm，花管间隔布置超前予注浆加固地层。 初期支护边顶拱设I20b工字钢支撑，间距50cm，喷C25混凝土25cm；再加4Ф25格栅间距50cm与工字钢交错布置，再喷C25混凝土20cm。径向布置EX42／25涨壳式中空注浆锚杆，长3.5m。 4.2.3施工辅助措施 隧道进口成洞面地质较差，采用喷射砼、地表超前导管、锚杆群及挂网加固稳定。然后施作套拱，套拱脚平台开挖后有常渗流水，套拱基础为软塑粘土,承载力低，采用直径为φ108×6mm的无孔无缝钢管,间距45cm×50cm，钢管打入深度要求嵌入弱风化层不小于50cm，然后灌注水泥砂浆。钢管桩应伸入承台40cm。 右线套拱φ108长管棚施作后，掌子面开挖二环，即出现仰坡、国道路肩边开裂，国道水泥路中缝间距拉大现象。分析认为隧道上方围岩为浅覆盖残坡积粘土及人工填土，厚度仅为5m，隧道在施工过程中，由于受路面动、静载作用等影响使地表下沉开裂。且长管棚间距0.3m，因围岩为塑性粘土，含水量大，管棚注浆渗透范围小，拱顶至路面间的人工填土没有被加固形成受力圈，围岩压力能通过管棚传递给套拱造成地表下沉开裂。采取套拱外按开挖边坡至国道路面底采用φ76mm中导管棚，长度15m、间距80cm×80cm呈梅花型布置，对人工填土进行注浆加固使其形成受力圈。加固后继续掌子面开挖，裂缝无发展。 4.2.4洞身开挖 该段右洞ZK172+632～ZK172+677、左洞ZK172+622～ZK172+657为下穿浅埋国道205段，针对该段处于Ⅴ级围岩，且浅理、自稳能力差，施工时严格遵循：“短进尺、弱爆破、强支护、勤量测、紧衬砌”的原则进行施工，采用双侧壁导坑法进行开挖，用两道纵向分隔墙(即U型钢临时支护)，在横向把洞室分成三部分，两边的洞室以及正洞再分隔成两部分，总共分为六部分开挖。金鸡岭隧道双侧壁导坑法开挖顺序图如图4所示。 （1）左侧导坑上半断面开挖，开挖完成后，先进行初喷，并封闭掌子面，然后进行拱架及钢筋网安装，打设系统小导管，最后施作喷射砼及小导管注浆。 （2）开挖右侧导坑上半断面，在与左侧导坑上台阶掌子面相距3～5m时，开挖左侧导坑下台阶，施作初期支护，并立即施作左侧导坑初期支护二。 （3）开挖左侧导坑下半断面，在与左侧导坑上台阶掌子面相距3～5m时，开挖右侧导坑上台阶，施作初期支护。 （4）开挖右侧导坑下半断面，在与右侧导坑上台阶掌子面相距3～5m时，开挖右侧导坑下台阶，施作初期支护，并立即施作右侧导坑初期支护二。 （5）开挖上部核心土，在与右侧导坑下台阶掌子面相距3～5m时，开挖拱部部分，施作初期支护，并立即施作右侧导坑初期支护二。 （6）开挖下部核心土，在与拱部掌子面相距3～5m时，开挖仰拱部分，施作初期支护，并立即施作初期支护二，使双层初期支护完全闭合。
图4 金鸡岭隧道双侧壁导坑法开挖顺序图 4.3监控量测 本隧道因其下穿205国道的特殊性，为确保国道的正常交通，保证国道的安全，对洞口段加强组织了监控量测，在洞口浅理段，每5～10 m确定一个断面，每个断面分别在洞顶地表、洞内拱顶及两侧边墙上各埋设一观测点，并定期进行拱顶下沉和周边位移的监控量测，由所得数据绘制相应的曲线图，并把监测结果及时反馈，为隧道开挖及国道安全提供有效的量测技术参数。根据回归分析可以看出，洞口浅埋段开挖后开始产生位移，随时间的推移，周边位移及拱顶下沉量逐渐增大，并最终趋于稳定。最终数据小于规定数值，表明金鸡岭隧道经设计变更最终确立的开挖、初支施工是合理可行、安全有效的。 4.4国道安全及交通组织管理 为确保洞口段的安全顺利开挖以及上方205国道的正常通行，对隧道进口段洞顶上方的通行车辆进行科学、合理的交通组织管理，加强现场协调管理和技术管理。 隧道进洞施工前，首先在原有205国道内侧加宽5m，并与当地交通管理部门加强协调，采取单车道行车的方案进行交通组织管制。具体方案：在隧道开挖至国道下方时封闭国道外侧车道，车辆从未开挖车道进行通行，待已开挖段的支护完成之后恢复国道外侧车道，车辆从已完成支护车道通行，同时再进行下一步的开挖施工，以保证在洞口开挖过程中205国道的正常交通。金鸡隧道进口施工布置图见图5所示。 图5 金鸡岭隧道进口施工布置图 5 结束语 金鸡岭隧道施工重点、难点在于进口段，作为下穿国道浅理段，既要保证安全进洞，又要保证国道205的正常通车，为解决这一难点，首先要根据设计及现场实际确定安全、有效、可行的施工方案来指导施工，其次要加强监控量测，对每道工序的质量、安全进行全过程监控，同时做好国道的交通流管制。金鸡岭隧道自2007年6月施工至今，左右洞已安全贯通，国道205恢复原状通车。 参考文献 [1] 施仲衡.浅埋暗挖法设计理论论述.现代隧道技术，2005 [2] 李晓升.高速公路双连拱隧道浅理段施工技术.大众科学，2007 [3] 交通部.公路隧道设计规范.北京人民交通出版社，2004 
