贾铮 尹海龙
华杰工程咨询有限公司 北京市 100029
摘要：某高速公路连接线工程沙子隧道隧进口端三次下穿国道G326，下穿段为浅埋段，隧道埋深在13.74m～31.4m。结合现场地质条件和道路现状设计了三次下穿方案。
关键词：隧道；浅埋；下穿
1.工程地质条件
1.1地形、地貌
隧址区为低中山地貌，洞口段地势起伏较大。隧道范围内地面高程450.0m～712.5m，山体自然坡度30°～40°，植被发育。隧道进口位于山前斜坡地带，山体再自然状态下基本稳定。隧道进口经过一片农田地，地势相对较平坦，山脚为集镇，交通相对便利。
第一次下穿段L1K1+546处拱顶距离地表13.737m；第二次下穿段L1K1+600处拱顶距离地表16.421m；第三次下穿段L1K1+650和L1K1+659处拱顶与地表的距离分别为26.335m和26.828m。
1.2地层岩性
根据勘察成果，隧址区大部分基岩出露，仅在山坡上零星分布第四系全新统残坡积（Q4el+dl）粉质黏土，下伏基岩为三叠系下统夜郎组（T1y）灰岩、二叠系中统吴家坪～长兴组（P2w-c）灰岩，二叠系下统栖霞组～茅口组（P1q-m）灰岩，志留系中上统韩家店群（S2-3hn）灰岩。
沙子隧道进口端自然山坡坡度约20°，坡向约115°。进口段隧道轴线方向约240°，与等高线斜交。洞口段主要分布冲洪积粉质黏土、砂砾石层，下伏强风化~中风化灰岩，产状95°∠43°，岩石风化强烈，表面有明显溶蚀，节理裂隙发育，岩体完整性较差，对边坡稳定不利，岩体自稳能力差。
第三次下穿国道处，有溶洞发育，钻孔揭示隧道拱顶上方有溶洞存在，节理裂隙发育，岩体呈碎裂状结构。
1.3水文地质条件
隧址区地表水不发育，无明显地表水体，地下水主要为基岩裂隙水，基岩中节理裂隙较发育，但裂隙中充填泥土，且连通性差。裂隙水主要靠降水补给，以沿裂隙渗流形式或受地形切割排出地表。
1.4设计方案
对第一次下穿段（L1K1+520~L1K1+577）、第二次下穿段（L1K1+677~L1K1+629）、第三次下穿段（L1K1+629~L1K1+675）分别制定超前支护、支护衬砌、施工工法等。
三次下穿段的详细方案如下：
1.5第一次下穿段方案
（1）明确沙子隧道沙子端暗洞口位置，设置10m长明洞，采用明挖施工。明洞与暗洞交接位置为L1K1+500。
（2）采用直径φ89钢花管对地表松散体进行分段注水泥浆加固，间距2m×2m，前后排交错布置，钢管前端至隧道外轮廓开挖线外1m截止。
（3）洞口段设置40m，直径φ108的大管棚，在管棚钢花管中设钢筋笼，管棚注浆结束后，管棚钢花管内灌入M7.5砂浆。施工开挖过程中酌情进行φ42注浆钢花管加固。
（4）施工洞口管棚套拱时，为了减少洞口开挖扰动围岩和仰坡上国道，开挖出上半断工作面后，在隧道开挖轮廓边墙侧设置两根桩基作为套拱基础。
（5）从出口向进口施工27m超前大管棚，起始于L1K1+560，终止于L1K1+533，与洞口大管棚搭接长度为7m。管棚钢花管中插钢筋笼，注浆结束后，管棚钢花管内注入M7.5砂浆并填充密实。
（6）除施做超前管棚外的区段，超前小导管采用长度为400cm，直径径φ50mm，壁厚5mm的热轧无缝钢管加工制成。钢花管环向间距为35cm，每环之间的纵向距离为240cm。初期支护系统锚杆采用φ50×5环向注浆钢花管，长4.0m，间距50×120cm（纵×环），梅花形布置，挂20×20cmφ6.5双层钢筋网，拱架采用I22b型钢，纵向间距50cm；二次衬为55cm厚C30钢筋混凝土衬砌。
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（7）隧道采用CD法开挖，每部开挖后，应立即进行初期支护和临时支应，整个断面完成后，进行仰拱初支，与拱部及边墙初支形成环形的完整的支护体系。中隔壁采用I18型钢拱架临时加固，型钢纵向间距50cm，各排型钢之间使用Φ20钢筋连接成整体，拱架上的连接钢筋按间距100cm环向布置，并将临时支护型钢钢架与主洞初期支护型钢钢架连接紧固。拆除临时支护前做好施作二次衬砌的各项准备工作，以保证二次衬砌的及时性。
（8）施工过程中，国道需保持畅通。对下穿段以上国道行车道铺满防滑钢板，保证车辆通行，同时将车辆荷载扩散到周围岩土体中。
1.6第二次下穿段方案
（1）采用直径φ89钢花管对地表松散体进行分段注水泥浆加固，间距2m×2m，前后排交错布置，钢管前端至隧道外轮廓开挖线外1m截止。
（2）在L1K1+622～L1K1+617将初支轮廓线向外扩大100cm，扩挖范围沿隧道方向长5m，扩挖段即管棚工作室按以下方式支护加固：I22b型钢，型钢间距50cm，采用4.5mφ42×4mm注浆小导管作为径向锚杆，梅花型布置，锚杆环纵间距为分别80cm和50cm；C20喷砼20cm，挂20cm×20cmφ8钢筋网。管棚工作室在满足φ108×6mm钢花管布设和角度的设计要求下可根据现场酌情调整。
（3）设四榀作为导向套拱。钢架间距60cm，沿拱架按环向1.0m的间距布置I14连接型钢，将其连接为整体。将φ127×4孔口导向管用φ25固定筋焊接连接于I18型钢拱架上。每榀I18型钢钢架的拱脚位置设置2根4.5m长φ42×4mm注浆小导管锁脚。
（4）设置24m大管棚，管棚钢花管中插钢筋笼，注浆结束后，管棚钢花管内采用M7.5砂浆填充密实。
（5）除施做超前管棚外的区段，超前小导管采用长度为400cm，直径径φ50mm，壁厚5mm的热轧无缝钢管加工制成。钢花管环向间距为35cm，每环之间的纵向距离为240cm。初期支护径向锚杆采用φ50×5环向注浆钢花管，长4.0m，间距50×120cm（纵×环），梅花形布置，挂20×20cmφ6.5双层钢筋网，拱架采用I22b型钢，纵向间距50cm；二次衬为55cm厚C30钢筋混凝土衬砌。
（6）开挖工法及支护方案与第一次方案相同。
1.7第三次下穿段方案
（1）在L1K1+671～L1K1+666将初支轮廓线向外扩大100cm，扩挖范围沿隧道方向长5m，扩挖段即管棚工作室按以下方式支护加固：I22b型钢，型钢间距50cm，采用4.5mφ42×4mm注浆小导管作为径向锚杆，梅花型布置，锚杆环纵间距为分别80cm和50cm；C20喷砼20cm，挂20cm×20cmφ8钢筋网。
（2）设四榀作为导向套拱。钢架间距60cm，沿拱架按环向1.0m的间距布置I14连接型钢，将其连接为整体。将φ127×4孔口导向管用φ25固定筋焊接连接于I18型钢拱架上。每榀I18型钢钢架的拱脚位置设置2根4.5m长φ42×4mm注浆小导管锁脚。
（3）设置27m大管棚，本段管棚钢花管中不插钢筋笼。注浆结束后，管棚钢花管内注入M7.5砂浆并填充密实。
（4）施做超前管棚以外的区段，超前小导管采用长度为400cm，直径径φ50mm，壁厚5mm的热轧无缝钢管加工制成。钢花管环向间距为40cm，每环之间的纵向距离为240cm。初期支护径向锚杆采用长3.5m的φ25中空注浆锚杆，间距60×120cm（纵×环），梅花形布置，挂20×20cmφ6.5钢筋网，拱架采用I20b型钢，纵向间距60cm；二次衬为50cm厚C30钢筋混凝土衬砌。
（5）隧道采用CD法开挖，每部开挖后，应立即进行初期支护和临时支应，整个断面完成后，进行仰拱初支，与拱部及边墙初支形成环形的完整的支护体系。中隔壁采用I18型钢拱架临时加固，型钢纵向间距50cm，各排型钢之间使用Φ20钢筋连接成整体，拱架上的连接钢筋按间距100cm环向布置，并将临时支护型钢钢架与主洞初期支护型钢钢架连接紧固。拆除临时支护前做好施作二次衬砌的各项准备工作，以保证二次衬砌的及时性。
参考文献：
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论文作者:贾铮,尹海龙
论文发表刊物:《防护工程》2018年第11期
论文发表时间:2018/9/29
标签：型钢论文; 间距论文; 钢花论文; 隧道论文; 钢筋论文; 钢架论文; 裂隙论文; 《防护工程》2018年第11期论文;