摘要:结合屏山隧道仰义端右线工程情况，提出了局部护拱的综合进洞处治措施，并对冲沟地貌条件洞口水文进行了分析，以期为其他类似隧道进洞方案提供一定的借鉴。
关键词：公路隧道 冲沟 局部护拱 进洞方案
Application of partial arch in large section tunnel
REN Xiao-feng, DONG Zeng-chun
(Zhejiang Institute of communications planning, design&research, Zhejiang, Hangzhou 310006)
Abstract: Combined with the engineering situation of the rightline of Pingshan tunnel at Yangyi side, a comprehensive treatment measures of the partial arch is put forward, and the hydrological conditions of the gully at tunnel entrance is analyzed, in order to provide a reference for other similar tunnels.
Key words: highway tunnel; gully; partial arch; entrance scheme
1 引言
随着经济的发展及人民生活水平的提高，在山区公路建设中，以往的盘山公路已经不能满足人们的通行需求，隧道工程成为山区公路发展的方向。在山区公路中设置隧道工程，不仅具有通行速度快，而且通行安全性更高。但在山区公路的隧道工程设计施工时，受所处地形及总体线型影响较大，因此为降低设计难度，通常将隧道洞口设置于沟谷或凹地处。常规的明挖法如在等高线与隧道轴线正交或大角度斜交的时候，该方法还是适合并具有较好的可行性和经济性。而当隧道轴线与洞口等高线斜交角度较小，地势陡峻，则可能导致明洞边仰坡高度达到十数米甚至二三十米，虽然可以通过回填复绿等方法一定程度进行修复，但过高的边仰坡不仅仅带来环境破坏的问题，同时也很可能埋下了后期运营塌方等安全隐患。因此，传统明洞大开挖已经不再适用于洞口浅埋偏压等特殊地形的隧道进洞方案[4-9]。
2 工程概况
温州绕城高速公路西南线屏山隧道为设计时速100km/h的双向六车道小净距隧道，右线起讫洞门桩号yK16+260和yK16+550。右线进洞口位于丘陵沟谷的沟顶，植被茂密。上部为坡积含碎石、块石粉质粘土，可塑，厚约1-2m，局部碎石含量高；下伏基岩为霏细斑岩，肉红色，岩质坚硬，矿物主要为钾长石、少量石英及暗色矿物，节理发育少，延伸长，呈块状～大块状结构为主。主要节理有：①、52°∠87°，1～2条/m，波状起伏；②、148°∠88°，2-3条/m，波状起伏；③、298°∠79°，2-3条/m；④、292°∠55°，4-5条/m，平直；⑤、215°∠90°，3-10条/m。地下水主要为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水，地势平缓，利于地下水下渗，雨季开挖时，会出现渗水现象。(图1)。
3 综合进洞方案
隧道遵循“早进洞、晚出洞”的设计原则，是为了降低隧道洞口边仰坡的开挖高度，减少对山体原貌的破坏，保护自然环境。
右线洞口如采用常规的进洞方案，一般要求进洞口处拱顶及两侧不小于2m的覆土，则明暗交接桩号须在yK16+280左右，临时边仰坡达到20米以上。针对不利地形条件，为尽早进洞，避免过高的边仰坡以及对自然环境的过大破坏，回填暗挖（辅以相应的地层预加固措施）和半明半暗局部护拱被选作为较合适可行的方案。鉴于洞口地层为石质且覆土较薄，采用了相对更安全的半明半暗局部护拱方案进洞。
3.1 结构措施
局部护拱是通过在沟谷地段洞口脱空的暗洞外轮廓线外浇筑与管棚等厚的混凝土护拱，将两侧坚实围岩连接或者在偏压洞口低侧的暗洞外缘浇筑局部护拱将其与高侧围岩连接形成稳定的压力拱圈, 为进洞创造有利的条件。
经现场复测并考虑将临时边仰坡高度控制在12 m以内，明暗交界处桩号定为yK16+266，局部护拱终点桩号定yK16+280，具体设计施工方案如下(见图2)：
图1 屏山隧道进口端洞口平面设计图
1) 地表清理及施作地表水沟。清理地表杂草灌木、乱石等，并清除边坡危石、孤石，在洞口周边施作截水沟，并将截水沟接入路基水沟。
2) 明洞边仰坡开挖及防护。首先对明洞段（yK16+260～+266）两侧边坡进行刷坡，根据开挖揭露的围岩分化程度按1:0.75～1:0.3不等的坡率向下拉槽开挖至套拱拱脚扩大基础位置，分层开挖，分层防护。边仰坡采用锚杆+钢筋网+喷砼防护，锚杆选用Φ22mm砂浆锚杆，长3.0m，间距1.5 m×1.5 m，梅花形布置，挂E6定型钢筋网，网格间距15cm×15cm，喷射10 cm厚C25混凝土。同时，沿隧道初支内轮廓线一定距离预留岩土体作为土模，并进行修整及夯实。
3) 局部护拱开挖防护。清除yK16+266～+280段冲沟内轮廓线外侧表层土石，直至见到基岩，并做好临时坡防护,防护方案同明洞段。
4）护拱和管棚施工。局部护拱与管棚套拱均采用1m厚C30素混凝土浇筑，护拱内埋设I20a工字钢拱架，间距80cm，两端各焊接两根3.5m长42mm×4mm注浆小导管锁脚。拱架间(含管棚套拱内钢架)用Φ127mm孔口管进行连接，孔口管紧顶开挖面，间距40cm，长度2～16m不等。
5) 回填及地表处理。回填土石厚度2～5m，应分层回填，机械夯实，每层厚度不大于30 cm，压实度不得小于0.90。回填顶面依据实际地形设置3～5%左右的横坡，在其上铺设不小于50 cm 厚黏土层并嵌入边坡，以防止地表水下渗。
6) 洞口段开挖。开挖采用双侧壁导坑+临时仰拱法(必要时设横向临时支撑)，并做到“短进尺，弱爆破，强支护，快封闭”。
图2 屏山隧道进口端局部护拱设计图
3.2 排水措施
该洞口为山谷主要汇水区，雨季尤其是台风天汇水量量较大，冲刷比较重。故在洞口施工开挖前，应先在洞顶边、仰坡顶5-6m 处布设截水沟，将冲沟汇水引流至路基边沟, 改沟纵坡不宜过大, 应控制在不大于10% 为宜。
考虑到洞口汇水面积较大，避免在雨季内降水汇集至冲沟内排放，造成隧道通过冲沟处地表水下渗，而产生相应的安全隐患。因此，根据实际地形情况，将洞口一定范围内的冲沟用M7.5浆砌片石铺砌。
4 结论
洞口稳定性问题目前已经成为隧道建设中最关键的一个环节，保证洞口处边坡、仰坡的稳定对于隧道的后期营运安全是极为重要的。隧道洞口应着重考虑洞口结构安全及尽可能的保护山体原状。本项目数处特殊的隧道洞口本着“早进洞，零开挖”的原则，采用合理的截排水方案和局部护拱措施, 使边仰坡刷坡高度大幅降低，既实现了安全进洞，又避免了对山体的大刷大挖，最大程度上减少了对山体的破坏，极大地降低了边仰坡失稳滑塌的隐患。
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作者简介：
作者1：姓名：任小峰 出生年：1981 性别： 男籍贯： 浙江上虞 民族：汉 学历： 硕士 职位：工程师
作者2：姓名：董增春出生年：1982年 性别： 男 籍贯： 浙江富阳 民族：汉学历： 硕士 职位：工程师
供职单位：浙江省交通规划设计研究院
论文作者:任小峰,董增春
论文发表刊物:《电力设备》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/17
标签：隧道论文; 洞口论文; 进洞论文; 局部论文; 屏山论文; 公路论文; 汇水论文; 《电力设备》2017年第16期论文;