１５２ 管理施工 城市道桥与防洪 ２０１１年９月第９期 坝光隧道小净距段的施工技术 胡国亮 ，许松坤２ （１深圳市交通公用设施建设中心，广东深圳５１８０４０；２广东华路交通科技有限公司，广东广州５１０４２０） 摘要：该文以采用矿山法施工小净距隧道技术为研究目标，分析了小净距隧道施工的技术难点和关键点，总结了小净距隧 道施工方法、技术思路和施工技术措施，介绍了深圳葵坝路坝光小净距隧道工程实例。认为，小净距隧道施工应采用综合性技 术和措施，提高隧道支护结构的强度、刚度和整体性，减少和控制两条隧道开挖时的相互影响，合理地利用围岩自承能力保 证围岩与支护结构共同作用。 ，关键词：小净距；隧道；施工：监控量测；深圳市 中图分类号：Ｕ４５５ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００９—７７１６（２０１１）０９—０１５２—０３ Ｏ 引言 现行《公路隧道设计规范》（ＪＴＧ Ｄ７０—２００４） 规定，两条平行隧道的净距不宜小于隧道外轮廓 直径，在设计阶段，小净距隧道方案应尽量避免。 但是，由于线路周围的既有建筑物基础、既有构筑 物、既有隧道和其他条件约束，有时不可避免地采 用小净距隧道方案。随着道路建设的发展，小净距 隧道工程不断出现。小净距隧道施工技术无成熟 的“工法”参照，因此，研究小净距隧道的施工技 术具有重要意义。本文根据葵坝路坝光小净距隧 道工程实践，分析了小净距隧道围岩力学特征，以 及小净距隧道的技术难点和对策，总结了小净距 隧道的施工方法、施工工艺和技术措施。 隧道洞身围岩大部分为第四系覆盖层，下部 局部为强风化凝灰岩，结构较为松散，自稳能力 差，围岩级别均为Ｖ级围岩，围岩极不稳定，极易 坍塌。隧道洞口段ＺＫ５＋１８１～ＺＫ５＋５４１段、 ＹＫ５＋２０１一ＹＫ５＋５３８段均为浅埋隧道，经现场测 量，洞顶埋深４—２０ ｍ左右，隧道顶板上覆土层 为强风化凝灰岩及第四系覆盖层。第四系覆盖层 结构松散，围岩稳定性差，一般无自稳能力，容易 发生松动变形、小塌方，进而发展成为大塌方。 调查现场地表为山体崩塌坡积层，土夹孤石、 漂石，结构松散，沟系纵横，植被茂密，水量充沛。 隧道于该段穿越盐坝高速公路ｃ段高架桥４＃、 ５＃、 墩桩基和泄洪渠。隧道下穿盐坝高速公路 高架桥段，山体边坡地表被第四系覆盖，履盖层厚 １ 工程概况 深圳市葵坝路是龙岗区大鹏半岛路网的重要组 成部分，是联系葵涌街道与坝光精细化工园区、岭澳 核电站的主要通道之一，也是精细化工园建设及运 度较大，基岩受风化作用强烈，岩石较破碎，岩芯 呈块状。隧道穿越地层主要为岩性主要为残坡积 亚粘土、强风化凝灰岩等。 ２小净距隧道围岩力学特征 坝光小净距隧道左右线均采用上下台阶法施 营的重要通道。葵坝路工程全长约５．８ ｋｍ，为双向４ 车道城市主干路，设计行车速度６０ ｋｍ／ｈ，主要由隧 道组成，其中的坝光隧道全长４ ６００ ｍ，左、右线隧 道为分修的两条单洞隧道，中线间距一般为４０ ｉｎ， 出口地段线位间距变小，最小仅为６ ｍ，尤其是该段 为浅埋段，围岩风化严重，自稳性差，极易产生塌方。 葵坝路坝光隧道出口洞口处微地貌为一低山 丘陵，隧道左线出洞口处里程桩号为Ｋ５＋５４１，隧 道左线轴中心线与山体等高线大致正交出洞；隧 道右线进洞口处里程桩号为Ｋ５＋５３８，隧道轴中心 线与山体等高线成３Ｏ。小角度斜交进洞，会有一 定的偏压产生，均采用削竹式洞门。 收稿日期：２０１１—０５—２４ 作者简介：胡国亮（１９８３一），男，吉林人，助理工程师，从事城市道 路桥梁工程建设技术管理工作。 工，左线隧道先掘。施工过程中的监测结果表明， 右线隧道开挖引起先掘的左线隧道围岩应力剧烈 变化，隧道偏压显著。 ２．１围岩应力状态复杂。施工中变化剧烈 监测表明，右线隧道开挖引起先掘的左线隧 道围岩应力剧烈变化。左线隧道ＺＫ５＋５２０断面， 由于右线上台阶开挖，两隧道间土体从较大的拉 应力状态快速增大为很大的拉应力状态，再快速 下降成为较小的拉应力，直至压应力。 右线隧道开挖引起两隧道间围岩内存在拉应 力状态。土体和风化岩体的抗拉强度极低，拉应力 状态的存在使隧道围岩处于极为不利的应力状 态。因此，施工中保证支护与围岩的密实接触是十 分重要的。 ２０１１年９月第９期 城市道桥与防洪 管理施工 １５３ ２．２偏压显著 小净距隧道施工过程中隧道偏压显著，左线隧 道ＺＫ５＋５２０断面，在右线隧道开挖后，靠右线拱腰 围岩应力远小于另一侧拱腰，靠右线帮脚和底板存 在较大的拉应力，而另一侧应力很小，见图１所示。 左线隧道ＺＳ５＋４９０断面，在右线隧道开挖后， 浅埋隧道。两条隧道先后开挖，容易引起地面沉降 量过大等问题。 ３．２施工方法与技术措施 根据上述小净距隧道的围岩变形特点和技术 难点，设计、施工中必须尽可能减少对围岩的扰 靠右线拱腰围岩应力远小于另一侧拱腰。靠右线 帮脚处围岩应力持续增加，远大于另一侧帮脚，形 成显著偏压。随着隧道开挖过程进行，格栅钢筋应 力和围岩应力变化明显，分布复杂；特别是两隧道 之间的Ｔ型土体和相邻的两侧初期支护应力变化 剧烈，状态复杂。 动，特别是对中间土（岩）体的扰动。同时，支护强 度和刚度要大，支护结构的整体性要强，以围 岩变形，保持围岩自身强度和承载力，促使围岩初 期支护系统及时达到长期稳定。而且，要减少和控 制先掘和后掘隧道开挖时的相互影响。总体目标 是，合理利用围岩自承能力，保证围岩与支护结构 共同作用。 因此，小净距隧道施工中，采用单一的、单方 面的或局部的方法、措施难以达到上述目标和要 ３坝光小净距隧道施工 ３．１施工难点 求，而应在施工方法、施工工艺、支护形式与参 数、特殊施工方法的应用等方面采用综合性技术、 措施。其要点如下： （１）施工方法主要采用台阶法、单侧壁导坑法 根据葵坝路坝光隧道小净距隧道工程和其他 小净距隧道工程实践，小净距隧道施工必须妥善 解决以下技术难点： （１）先掘隧道对后掘隧道的偏压影响。 （２）后掘隧道对先掘隧道的扰动影响。 或两者组合，并控制循环进尺； （２）控制和减小开挖对围岩的扰动； （３）左、右线隧道开挖面错开一定距离； （３）两隧道中间Ｔ型土体在两次开挖扰动情况 下的稳定。 （４）两条隧道先后开挖引起的地面沉降等围岩 变形控制。 （５）软弱岩土体问题：隧道出口处于风化岩体 （４）提高支护的强度、刚度和整体性，控制围 岩变形； （５）两隧道前方土体和两隧道间Ｔ型土体预加 固： 内，强度低，性质软弱，易受水的影响。 （６）浅埋问题－隧道出口段一般埋深较浅，属 （６）加强先掘隧道支护，及时施作先掘隧道的 二次衬砌，促使围岩支护系统及时达到长期稳定； ・ ． ｒ． ． ｒ． ● ● ．Ｄ 行！隧 ，．． ｆ ，＼ｖ 亚粘土 ．．／１５．４１） ｌ 图１ ＺＫ５＋５２０中夹岩柱加固图（单位：ｅｍ） １５４ 管理施工 城市道桥与防洪 ２０１１年９月第９期 （７）及时施作仰拱，形成封闭支护结构； （８）监控量测，信息化施工。 ３．３坝光小净距隧道施工 葵坝路坝光小净距隧道工程，一次支护为喷 锚网与格栅钢架，二次衬砌为钢筋混凝土。为防止 该小净距隧道出口段中夹岩柱的岩体不均匀沉 降、松动、垮塌等，进而对隧道上方运营的盐坝高 速高架桥造成不利影响，在隧道里程Ｋ５＋４８０一 Ｋ５＋５２０的中夹岩施作对拉锚杆进行加固。对拉锚 杆采用 ３２精轧螺纹钢，间距为（纵向）１．２ ｍ× （环向）１．２ ｍ；高强螺栓螺帽加垫板锁定；两端同时 张拉，张拉力不少于１００ ｋＮ，张拉后灌注Ｍ２５水 泥砂浆。 ３．４施工工艺流程及操作要点 （１）当洞口长管棚施作完毕，管棚强度达８０％ 以上，即可进行洞口施工，洞口首次开挖顶部弧形 导坑ｆ型钢钢架基脚约在最大跨以上２．８ ｍ，以保 证二台阶施工高度的可操作性）弧形槽挖高度为 ２．０ ｍ，纵向槽挖长度达Ｌ＝０．８Ｈ（例××Ｘ隧道进 口，泥盆系强风化粉砂岩，Ｖ级围岩，双向４车道， 单洞开挖总高度：Ｈ＝Ｉ１．７７ ｍ，总宽度Ｂ＝１８．０６ ｍ）则 顶部弧形槽挖纵向长度可达Ｌ＝０；８ Ｘ １１．７７＋６．０ ＝１５．４（ｍ），按Ｌ＝１６ ｒｎ计。 ． （２）因其洞口段埋深很薄，敷设环状径向锚杆 作用不大，且钢架距长管棚钢管很近，可掏现长管 棚，用中２２螺纹钢筋将钢架与长管棚钢管牢固焊 接，挂网喷混凝土，使初支和长管棚构成组合受力 结构，增强管棚整体承载能力。 （３）采取一榀一挖，紧跟型钢、网喷混凝土，及 时封闭，但必须注意型钢支撑基底地层的承载力， 其基底必须硬实，不得松软、虚空。应作扩大基础 处理，（如初支厚度为３０ ｅｍ应扩大至４５ ｅｍ，１．５ 倍初支宽度），增大基底承载受力面积，清底时用 风镐清挖，防止挖深、掏松．一般基底地层承载力 大于０．２５ ＭＰａ。如软弱、有水应作注浆锚管加固。 （４）应加强锁脚锚杆的锁定作用，设对应扣拉 锚杆，确保拱墙脚处型钢架处应力分散在周边围 岩内，强化喷混凝土质量，确保所喷混凝土与围岩 紧密咬合，初支与围岩不得有空隙和空洞，否则作 注浆处理。 （５）当顶部弧形导坑开挖达到０．８ Ｈ＋６．０ ｍ长 度后，停止上一台阶施工，对称进行二台阶开挖，直 达一台阶开挖面２．５～３．０ ｍ（两台阶之间步距），宽 度为２．０～２．５ ｍ，侧导底达洞身最大宽度处（起拱线 位置）。同样作扩大拱墙脚，加强锚脚锚杆。注意核 心土边坡的稳定。 （６）对称开挖第三台阶，侧壁导洞宽度为２．０ ｍ， 基底达仰拱底标高面，加强锁脚锚杆锚锁。 （７）平行清挖核心土，注意核心土纵向边坡的 稳定性，确保施工安全。 （８）进行仰拱基底清挖，及时施作仰拱初期支 护３～６ ｍ，形成初支闭合环。 （９）随即进行洞口处３ ６ ｉｎ，仰拱钢筋混凝 土和填充混凝土，形成洞口结构，锁定洞口。为洞 身施工作为坚强依托支撑点，防止洞口变形，为施 工提供安全保证。 ４ 结语 根据深圳葵坝路坝光小净距隧道工程经验， 采用综合性技术、措施，通过提高隧道支护结构的 强度、刚度和整体性，减少和控制左、右线隧道开 挖时的相互影响，合理地利用围岩自承能力，保证 围岩与支护结构共同作用，可以安全、顺利地完成 小净距隧道工程。 小净距隧道施工技术是一项新的隧道工程问 题，还经常与浅埋、软弱岩土体等问题交织在一 起，施工难度大；处在复杂的地形地貌环境中，对 变形、沉降的要求又高。因此，通过具体工程的监 控量测和分析研究，深化对小净距隧道围岩变形 和应力分布的认识，制定小净距隧道施工技术细 则，具有重要的意义。 参考文献 【１】王启耀．近距离双线盾构隧道施工相互影响的监测与分析［Ｊｌ ｌ地下空间，２００３．２３（Ｉ）：４９—５１． 【２】朱永全，宋玉香．隧道工程（第二版）【Ｍ］．北京：中国铁道出版 社，２００７．
