复杂地形地质条件下隧道施工技术研究_邹宏卓.pdf

施工技术建 筑 技 术 开 发68 Construction TechnologyBuilding Technology Development第50卷第2期2023年2月复杂地形地质条件下隧道施工技术研究邹宏卓，程伟峰，蒋文杰，连芮婷，王玉勇（中国电建集团市政规划设计研究院有限公司，广东珠海 519000）摘要 为了研究复杂地形地质条件下隧道的施工技术，以珠海市横琴新区环岛西路（西环隧道及西环隧道以南段）扩建改造工程为工程背景，介绍了依托工程的地形地质复杂情况，探讨了该条件下隧道的施工支护形式、隧道施工工法、隧道近接既有连拱隧道的中岩墙加固方案等，结合该工程实例指出在复杂地形地质条件下开展隧道施工，必须从工程实际着手，合理运用各项施工技术，提高施工效率和 质量。关键词 复杂地形地质；隧道工程；隧道施工技术 中图分类号U 455.4 文献标志码A 文章编号1001-523X(2023)02-0068-03RESEARCH ON TUNNEL CONSTRUCTION TECHNOLOGY UNDER COMPLEX TERRAIN AND GEOLOGICAL CONDITIONSZou Hong-zhuo，Cheng Wei-feng，Jiang Wen-jie，Lian Rui-ting，Wang Yu-yong AbstractIn order to study the tunnel construction technology under complex topographic and geological conditions,this paper introduces the complex topographic and geological conditions of the project based on the engineering background of the expansion and reconstruction project of Huandao West Road(West Ring Tunnel and the southern section of West Ring Tunnel)in Hengqin New Area,Zhuhai City,and discusses the construction support form of the tunnel under this condition,the construction method of the tunnel,the reinforcement scheme of the middle rock wall near the existing double arch tunnel,etc.Combined with the project example,it is pointed out that the tunnel construction under the complex terrain and geological conditions must start from the actual project,reasonably use various construction technologies,and improve the construction efficiency and quality.Keywordscomplex topography and geology;tunnel project;tunnel construction technique珠海市横琴新区环岛西路（西环隧道及西环隧道以南段）扩建改造工程建设过程中，复杂的地形地质是主要的建设问题，沿线地形地貌变化较大，地质条件较差，施工中稍有不慎就容易引发崩塌、不稳定斜坡等安全问题，影响施工进度和质量，污染生态环境，人民的生命财产安全受到极大的威胁。陈学文1结合茅台镇横四路隧道施工特点，对浅埋偏压隧道、软弱围岩隧道、地表滑坡隧道等几种复杂地形地质条件下隧道施工技术进行分析。王树永2利用MIDAS计算隧道开挖过程中坡体塑性区贯通和隧道支护结构安全系数。石如意3、赵如愿4分别介绍了复杂地形条件下高速公路双线隧道施工技术，指出施工的核心要点以及注意事项。杨永贵5针对复杂地质环境下高速公路隧道施工技术进行研究。目前，对隧道施工技术的研究已经相当丰富，但对于复杂地形地质条件下的隧道施工技术研究较少，对于不良的地形地质处理也只是凭借现场施工经验。通过实际工程，介绍工程的不良地形地质，引入先进的施工技术与工艺，提升隧道施工技术水平，解决复杂地形地质对于隧道工程带来的影响，促进隧道建设健康发展，提升我国隧道施工技术水平。1 工程概况依托珠海市横琴新区环岛西路（西环隧道及西环隧道以南段）扩建改造工程，位于珠海市横琴新区西南部位置，设计范围主要为环岛西路（横琴大道至长隆大道段）以及长隆大道（长隆隧道以西段）。该工程设山岭隧道1座：西环隧道辅道隧道，隧道长580 m，隧道洞宽为12.5 m，全长按小净距隧道形式布置，与既有西环隧道净距为8 m，属中隧道，最大埋深约130 m，位于现状西环隧道东侧，北起横琴大道，穿越大横琴山，南接长隆大道。工程沿线以海漫滩海滩地貌、台间谷地地貌、山前坡洪积地貌、构造剥蚀低残丘地貌为主，沿线地势起伏较大，道路两边、拟建隧道上方植被茂盛。沿线发现崩塌及不稳定斜坡主要发育于线路隧道入口位置。工程沿线多为填土覆盖，隧道山体段部分为全风化岩覆盖，隧道大部分地段基岩出露，线路走廊带内收稿日期：20230114作者简介：邹宏卓（1989），男，湖南长沙人，工程师，主要研究方向为建设工程项目管理。施工技术建 筑 技 术 开 发 69Construction TechnologyBuilding Technology Development第50卷第2期2023年2月的特殊性岩土主要为填土，主要存在崩塌、不稳定斜坡等多种不良地质现象，施工难度大、风险高。2 隧道施工技术2.1 隧道施工支护形式依托珠海市横琴新区环岛西路（西环隧道及西环隧道以南段）扩建改造工程施工方案和设计资料，隧道内轮廓的确定应满足上述建筑限界、照明、监控、防灾等设备安装及管沟设置的要求，同时考虑围岩变形、施工方法影响的预留量、控制扁平率等因素，使确定的断面形式及尺寸符合安全、经济、合理的原则，衬砌内轮廓如图1图2所示。7525350850350设计高程机动车道人非通道机动车道测设中线行车道中线检修道25255050450250110 50402904504050 25505011025040450507005050450图1 隧道主洞建筑限界图2 隧道主洞净空断面示意隧道洞身采用复合式衬砌，、级围岩采用曲墙带仰拱的形式；、级围岩采用曲墙无仰拱的形式。衬砌支护参数见表1。2.2 隧道施工工法根据隧道长度、开挖断面、施工环境、工程地质情况、线形特点隧道施工采用钻爆法，锚喷支护，复合式衬砌结构。施工遵循“弱爆破、短开挖、强支护、早闭合、勤量测、衬砌紧跟”的原则，确保施工质量和安全。由于隧道围岩有级、级和级和级围岩，施工过程中现场通过采用 CRD 法进洞，级围岩段采用 CD 法施工，级和级围岩段采用三台阶法施工，可创造多个临空面，而断面中的每个分部在爆破时可采用多段位、长时差的方式来实现控制质点振动速度，控制一次爆破影响范围和降低对既有隧道的影响，详见表2。表1 衬砌支护参数表序号隧道段落围岩类别支护参数1LK0+324LK0+340XS5a28 cm厚C25早强喷射混凝土；D25中空注浆锚杆4 m长，间距80 cmx100 cm；8双层钢筋网，间距20 cm20 cm；I20型钢拱架，间距80 cm；钢筋混凝土二次衬砌55 cm厚LK0+870LK0+8912LK0+340LK0+470XS4b24 cm厚C25早强喷射混凝土；D25中空注浆锚杆3.5 m长，间距80 cmx100 cm；8单层钢筋网，间距20 cm20 cm；I18型钢拱架，间距100 cm；钢筋混凝土二次衬砌50 cm厚LK0+820LK0+8703LK0+470LK0+570XS3b24 cm厚C25早强喷射混凝土；22药卷锚杆3 m长间距120 cm120 cm；6.5 单层钢筋网，间距25 cmx25 cm；I18型钢拱架，间距120 cm；素混凝土二次衬砌45 cm厚LK0+720LK0+8204LK0+570LK0+610XS3a10 cm厚C25早强喷射混凝土；22药卷锚杆3 m长间距150 cm150 cm；6.5 单层钢筋网，间距25 cmx25 cm；素混凝土二次衬砌40 cm厚LK0+680LK0+7205LK0+610LK0+680XS10 cm厚C25早强喷射混凝土；22药卷锚杆局部3 m长，间距150 cm150 cm，6.5 间距25 cm单层钢筋网；素混凝土二次衬砌35 cm厚表2 隧道开挖方法和衬砌类型及对应进度指标统计表围岩类型1211长度/m902404018030衬砌类型XS2XS3bXS3aXS4bXS5a长度/m702008018037开挖方式台阶法 台阶法台阶法CD法或三台阶法CRD法或三台阶法进度指标/（m/月）120120907040隧道级围岩地段开挖采用CRD法，隧道开挖按架立两环钢拱架为一循环进尺，初期支护边开挖边支护。施工主要步骤：（1）开挖右侧导坑上半断面；（2）右侧导坑上半断面初期支护及临时仰拱支护；（3）开挖右侧导坑下半断面；（4）右侧下导坑及仰拱初期支护；（5）开挖左侧导坑上半断面；（6）左侧导坑上半断面初期支护及临时仰拱支护；（7）开挖左侧导坑下半断面；（8）左侧下导坑及仰拱初期支护。2.3 隧道近接既有连拱隧道中岩墙加固方案本辅道隧道与既有西环隧道净距在8 m左右，属小净距隧道，中夹岩墙的稳定程度将直接影响隧道施工的安全、质量、施工进度。根据不同的围岩类别、岩石的性质不同，相应采用不同的加固处理措施来保证各类围岩中夹岩柱的稳定。施工技术建 筑 技 术 开 发70 Construction TechnologyBuilding Technology Development第50卷第2期2023年2月2.3.1、级围岩加固处理措施开挖前先对岩体进行超前支护，采用50 5 mm 超前小导管预注浆，小导管与隧道轴线成 45角布置，待注浆达到强度后，再进行开挖、初期支护，然后在中夹岩柱设置锚杆。锚杆采用 D25中空注浆锚杆，、级围岩浅埋段间距为 80 cm 100 cm，级围岩深埋段间距为100 cm100 cm，梅花形布置。锚杆一端通过钢垫板锁紧，另一端锚固在岩体内并注浆，待注浆达到设计强度后施加预应力。为不破坏既有西环隧道锚杆支护体系，锚杆锚固端距既有隧道锚杆保持净 1 m 的岩体保护层，确保既有隧道锚杆体不受损伤。通过对中夹岩柱的加固处理，达到稳定岩体的目的。2.3.2 级围岩加固处理措施由于级围岩可注浆性差，提高围岩参数较为困难，采用注浆加固要慎重。研究表明，当围岩级别较高时，即使在净距较小情况下，岩墙的稳定性也较好。考虑隧道的长期安全性和岩墙的耐久性，级围岩段不采用小导管超前预注浆加固，而采用22 mm 药卷锚杆，间距 120 cm120 cm，梅花形布置。2.3.3 级围岩加固处理措施中夹岩柱不另作加固处理，局部位置如需要则采用22 mm药卷锚杆加固。3 结束语在珠海市横琴新区环岛西路（西环隧道及西环隧道以南段）扩建改造工程的建设中，复杂的地形地质情况给隧道施工带来极大的影响，因此复杂地形地质条件下的隧道施工技术亟需探明，保证施工质量和安全。主要得到以下结论。（1）隧道内轮廓的确定应满足上述建筑限界、照明、监控、防灾等设备安装及管沟设置的要求，同时考虑围岩变形、施工方法影响的预留富裕量、控制扁平率等因素，使确定的断面形式及尺寸符合安全、经济、合理的原则。（2）根据隧道长度、开挖断面、施工环境、工程地质情况、线形特点隧道施