摘要：针对泰赣线C4标K203+552～K203+760段左线路基深挖方路段高边坡开挖及防护存在的
安全隐患做了全面细致的分析，及时提出改隧道通过深挖路段的施工方案,并针对隧道施工中存
在的问题，提出详细的解决办法。
关键词：隧道工程;深挖方;强支护;隐患;隧道;施工

 
0  前言
下湾隧道位于泰赣线C4标K203+552～K203+760段,全长198m，是一座单线的独立隧道。
1  原设计方案
泰赣高速公路K203+552～K203+760段左线位于杨公山隧道南侧出口路段，该路段处在平曲线半径R=700m，缓和曲线Ls=100m的曲线范围，路面横坡超高6%，路线纵坡2%。路线左侧切割山体后形成一处高达80多m的人工开挖边坡。该高边坡原设计为五级，第一级和第二级各10m，设置浆砌片石护面墙，坡率1：0.5；第三、四级高边坡高20m，设置预应力锚索加固坡体防护，坡率为1：0.5；第五级设置满铺式浆砌片石防护，坡率为1：0.75。在施工过程中变更了部分设置，原设计一级和二级护面墙取消，高为10m不变，坡率改为1：0.25，不设防护。
2  施工情况与存在问题 
2.1已施工情况
2.1.1第五级边坡采用喷砼支护防护已施作完毕，第四级地梁加预应力锚索也已施作完毕，第三级边坡已开挖10m，且地梁与锚索施工接近完毕，仅部分未张拉封锚，但是现开挖平台下距路基设计标高还有30多m，整个坡顶形成了2～3个8～15m不等的平台，平台高差10～17m。详见(图1)

2.1.2右线路基开挖已基本达设计标高。
2.1.3左线从杨公山高架桥头至K203+550已开挖至设计标高，同时K203+750以南路中线右侧已开挖至设计标高。
2.1.4路基设计标高为264～265.4m间。
2.2存在的问题
从已开挖的上部几级坡面观察，虽未产生整体失稳病害，但从开挖地质断面调查分析，下部未开挖的土体为变质砂岩，岩石虽坚硬，但岩体节理裂隙发育，地下水较发育，设计坡形过陡，如继续往下开挖的话，随着边坡相对高度的增大，岩体应力调整幅度也增大，则不能排除边坡出现失稳的可能。强支护措施也许能解决坡体稳定性问题，但在施工边程中，存在开挖与支护到位的时间差，因此施工过程上又增加了安全隐患的存在。
3  工程地质特征
3.1地形地貌
本路段位于低山丘陵区，地形起伏剧烈相对高差达180m，北侧有一条山涧，山体自然边坡西南坡陡，西北坡缓，与岩层倾向一致，是单斜山。线位位于山体的西偏南侧，自然坡度最陡50多度。由于路线位于山体的陡坡上，边坡的坡形设计为1：0.25、1：0.5、1：0.75，过陡，最终开挖形成目前的综合坡率为1：0.62，高达56m的高陡边坡。现在坡体设计的第四级、第三级一半施工了预应力锚索加纵横地梁的强支护体系。
3.2地层岩性
隧道预设区围岩地层岩性主要为寒武系水石群（∈3）变质岩系，岩性主要有两种：变质硬砂岩层与千枚状板岩两种。
3.2.1变质砂岩层：青灰色—灰黑色，厚层状构造，局部夹粉砂质千枚状板岩，硅质砂岩，岩性坚硬致密，饱和单轴抗压强度60～80Mpa，抗风化强，主要分布于K203+520～K203+670。
3.2.2千枚状板岩层：以黄绿色斑点板岩、粉砂质斑点板岩为主，偶夹灰黑色变余长石石英砂岩，岩性较软，强度低，抗风化能力差，主要分布于K203+670以南。
3.2.3岩层产状及节理裂隙
该高边坡区岩层产状总体较稳定，其产状为55o∠22o其倾向北东，与开挖形成坡面相反，对边坡的稳定性有利。
4  改隧道设计的基本方案
4.1设计要点
4.1.1停止第一、二级坡体开挖，第三级未施工的部分锚索（已施工部分保留）取消设置。
4.1.2该路段平曲线要素调整为：R=717.79m，LS=85米，超高取5%。但路线纵坡2%不变。
4.1.3隧道设置的起讫桩号K203+552～K203+750（左线），为单线独立隧道（取名下湾隧道），长198米，属短隧道，隧道净宽1.35m+8.5m+0.75m=10.60m，净高5m，内轮廊为曲墙半圆拱，拱半径为5.62m。
4.1.4从目前开挖到位的地形看，本隧道存在地形偏压；下部岩石横向埋深不一，但岩性较坚硬，因而地质构造偏压虽存在，但不明显。同时，隧道拱顶到已开挖地面仅20多m，属浅埋，因此隧道属浅埋偏压曲线隧道。
4.1.5由于本隧道的特殊性，隧道衬彻设计为复合式偏压衬彻，其中K203+555～K203+567（左线）、K203+667～K203+745（左线），为Ⅱ类复合偏压加强衬砌，设置仰拱；K203+567～K203+667（左线）为Ⅳ类复合偏压加强衬彻，不设仰拱。基本以系统锚杆、钢筋网喷砼、Ⅰ16钢支撑作初期支护。www.tmgc8.com
4.1.6在K203+552～K203+555设置3m明洞,在K203+745～K203+750设置5m套拱,做到“早进洞晚出洞”,进出口采用端墙式洞门，进口采用衡重式，出口采用仰斜式。
4.2隧道施工完毕后，对山体进行绿化，恢复植被。平台上种植乔木，并喷草籽。边坡上一般采用骨架防护，骨架内喷草籽。
4.3施工注意事项
在施工过程应加强地质超前预报，适时调整掘进方法与支护参数，若发现与地质报告有较大出入时，应及时采取相应的处理措施，调整设计参数。
施工时应严格按设计文件和有关施工技术规范要求。
隧道南段（K203+700～K203+745），因左侧边墙外覆盖土薄，为确保施工安全，设计采用反压贫砼的措施，以减小偏压。施工过程中必须先浇筑贫砼，然后进行洞体开挖。开挖前预先进行小导管超前注浆，开挖施工务必小心进行。
5  施工辅助措施
5.1本隧道存在地形偏压且属浅埋隧道，在这种条件下，施工难度较大，必须采取相应的辅助施工措施与初期支护相结合，相辅相成，才能保证隧道施工过程中的安全，设计采用的主要的辅助施工措施的有：超前长管棚，超前小导管及周边加固注浆,套拱，明洞，侧向导管，系统导管。详见(图2)

5.2超前长管棚用于两端洞口。在初衬拱部，用直径为108mm热扎无缝钢管沿洞口段衬砌开挖轮廓线施作，环向间距40cm。平行衬砌中线布置（适当外倾，以防浸入开挖线内），要求钢管偏离设计位置的施工误差不大于20cm。
5.3超前锚杆设置在隧道Ⅳ类加强围岩地段，超前小导管设置在隧道Ⅱ类围岩地段，采用外径φ42mm，壁厚3.5mm，长3.50m的热扎无缝钢管，钢管环向间距约40cm，尾端支撑于钢架上或焊接于系统锚杆尾端。
5.4注浆加固周边岩体，以提高围岩自身承载能力，提高岩体对结构的弹性抗力，改善结构受力条件。K203+730～K203+745隧道左侧设置两排直径为108mm导管，注浆区域为12m，提高围岩自身承载能力。
6  结语
    此隧道为我省高速公路建设中首条短、弯小半径隧道(R=717.79,路线横坡5%)。此隧道设计为解决路线在深挖方地段穿越提供了更多选择。此隧道已基本建成，为赣粤高速公路的安全、顺利通车创造了条件。

参考文献：
[1]江西省交通设计院设计文件
[2]交通部《公路隧道设计规范》(JTJ026-90)
[3]交通部《隧道施工技术规范》(JTJ042-94)

陈仁芳  周志华
(江西省交通设计院  南昌  330002)

上一篇：膨胀土路基设计