小净距分离式曲线隧道施工方案研究

山西交通科技

SHANXISCIENCE＆TECHNOLOGYofCOMMUNICATIONS

No．5Oct.

小净距分离式曲线隧道施工方案研究

刘

坚

太原

030012）

（山西省交通新技术发展有限公司，山西

摘要：连续中、短隧道在特殊地段的施工中，因地形常采用小净距隧道或连拱隧道型

式，隧道围岩稳定性的控制就成为小净距隧道的关键，尤其是中夹岩岩体稳定性就显得非常重要，通过对小净距分离式曲线隧道施工关键技术研究，总结施工支护、开挖方法、中夹岩加固、单向掘进出洞方式等，对同类工程具有一定的指导意义。

关键词：小净距；曲线隧道；中夹岩中图分类号：U455.39

文献标识码：A

文章编号：1006-3528（2019）05-0069-04

季或春季可能存在淋雨状出水。隧道进出口洞门均

右线采用端墙式，隧道明洞长度/围岩等级/长度：

明洞进出口长度各为5m，围岩Ⅴ级277m；左线明

出口长度13m，围岩Ⅴ级洞进口长度18m，

261.28m。隧道建筑限界左洞宽度为10.55m，右洞宽度为10.25m，高度为5.0m。

卧龙沟2号隧道右线平面线形为R=500m，左

纵坡为单向坡，右线为线进口平面线形为R=510m，

2.929/287m，左线为2.929／292.28m。3

小净距分离式曲线隧道施工控制要点

1情况综述

《公路隧道设计规范》中明确了小净距隧道的概

念:小净距隧道是指隧道间的中间岩柱厚度小于双洞最小净距值的特殊隧道布置形式。隧道设计规范对小净距隧道各类围岩级别的最小净距做了明确规定，但在地形和公路线形的下，不同围岩地施工工序等的影响下，实际设计时要考虑不质条件、同的净距，有时会小于规范中所限定的最小净距[1]。随着我国西部地区隧道工程的大力发展，在山岭隧道修建时，常常为了能够满足两洞间最小净距

占地面积大、高边的要求，会出现隧道展线不灵活、

工程造价及养护费增加、不利环境保护等各种各坡、

因此，连续中、短隧道在特殊地段的施工样的问题[2]。

故小净距分中，常采用小净距隧道或连拱隧道型式。

离式曲线隧道施工方案的研究具有重大的工程意义和推广价值。2

工程概况

卧龙沟2号隧道为一座四车道高速公路小净距分离式隧道，进口左、右洞净距为6.66m，出口左、右洞净距仅为4.78m。隧道位于甘肃省临夏县境内，地质条件复杂。隧道右线起讫桩号为K9+257—K9+4，全长287m，左线起讫桩号为ZK9+398.06—ZK9+690.34，全长292.28m。隧道最大埋深约为43m，其中隧道左线处于浅埋偏压带。整个2号隧道覆盖层围岩裂隙及节理发育，岩体破碎，自稳能力

隧道涌水补给为地表汇水，洞内在雨及支承能力差。

山西交通科技山。交通科技小净距隧道是有别于连拱隧道的一种特殊的隧

道结构形式，特别适合于中短隧道。对于小净距隧道

变形的两隧道间距小的情况，会对中夹岩墙的受力、

施工和监控测量的关产生极为不利的影响，是设计、

键部位。

3.1支护设计参数的确定

小净距隧道支护参数的总体设计原则是考虑围岩受力情况，在分离式隧道传统支护参数的基础上进行加强。

3.2施工方法的研究

小净距隧道施工方法研究的方向是在中夹岩柱范围内保证不出现塑性区过大或连通现象，加强中

目前常用的施工方法有：单侧壁夹岩岩体的稳定性。

导坑法、台阶法等。

3.3小净距隧道间的相互影响及中夹岩稳定加固技术

小净距隧道与分离式隧道最大的区别在于

收稿日期：2019－01－13；修回日期：2019－09－25

作者简介：刘坚（1983—），男，辽宁沈阳人，工程师，2011年毕业于广播电视大学土木工程专业。

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间距较小的两个隧洞在施工过程中的相互影响，主要体现在以下几个方面：a）两隧洞间净距的大小以及隧道围岩类别；b）两隧洞的相对位置；c）隧道施工

在洞室的开挖过程中，选择的开挖方法及施工工序。

与洞室相邻的岩体初始应力会发生很大的变化，岩体与隧洞的距离不断增大，岩体的应力扰动量会迅速衰减，增大到一定距离后，可忽略开挖过程造成的影响，这就是隧道洞室开挖的影响区域范围。对于多个邻近的洞室，如果各个洞室之间的影响范围相互不重叠，每个洞室可视为不被相邻洞室影响的洞室，在进行围岩应力分析时可不考虑洞室之间的相互影响；对于间距较小的小净距隧道，两个隧洞的影响范围就会相互叠加，相邻洞室之间也存在着相互作用，故小净距隧道中夹岩的施工力学特征明显区别于单洞，准确计算隧道间的相互影响至今还是一个难题。

3.4爆破振动对小净距隧道的影响

在以往的施工现场监测信息表明，中夹岩体是影响开挖爆破施工的主要承载体，是小净距隧道施工围岩稳定控制中的薄弱环节。因此，在隧道施工中对爆破振动影响的研究在不断展开，并取得了较为明显的成果[3]。为了克服和降低爆破施工带来的影

对响，目前现有加固技术主要为大吨位预应力锚索、

拉锚杆、小导管注浆和水平贯通锚杆等方法。4

小净距分离式曲线隧道边仰坡开挖

围岩薄弱，现场在刷坡同时施做截水天沟。5小净距分离式曲线隧道大管棚施工

卧龙沟2号隧道原设计大管棚为57根30m

长的Φ108钢管，打设范围为180°，考虑到洞口段埋深小，且围岩破碎，可能为松散坡积体，中夹岩的稳定性差，受力后极易发生滑塌，为提高进洞的安全性，在实际施工过程中，对设计大管棚进行了调整，中夹岩两侧的大管棚直接落到底同时在中夹岩处每个洞增加7根Φ108钢管，4个洞共增加28根Φ108钢管。

6小净距分离式曲线隧道开挖工法6.1开挖工序

小净距隧道采取CD法开挖时两洞工序及分部开挖工序要求为：先行洞衬砌施工领先于后行洞初期支护30～40m；单洞分部开挖时1号上台阶领先

1号下台阶领先于2号上于1号下台阶5～10m，

台阶5～10m，2号上台阶领先于2号下台阶5～

10m，形成4步流水作业面。6.2开挖支护方法

中夹岩采取对于中夹岩厚度大于6m的段落，

D25中空注浆锚杆注浆加固；对于中夹岩小于6m的段落，采取D25中空对拉锚杆注浆并施加50～80kN预应力对中夹岩进行加固。

6.2.16m＜中夹岩≤12m开挖支护工法

a）超前小导管与大管棚之间必须要搭接1个循环长度，即在大管棚末端2.4m处开始实施第一个循环的超前小导管，对前方开挖线外岩体进行预加固（见图1）。

卧龙沟2号隧道边仰坡刷坡时左右洞一起刷，

通过现场对地质情况的踏勘，边仰坡围岩为松散状坡积体，稳定性极差，刷坡时采取刷1m挂网锚喷1m，然后再继续下刷的方式进行施工，由于边仰坡

图16m＜中夹岩厚度≤12m小净距隧道断面图（比例：1∶100）

2019年第5期刘坚：高速公路桥面径流水收集系统设计

（d）仰拱开挖

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b）CD开挖、支护工法及注意事项。

（a）以弧形导坑开挖1号上台阶，初喷后立架，

拱架上下端均打设锁脚锚杆对拱架进行支撑→打设D25径向注浆锚杆（注浆）→喷混凝土→开挖1号上台阶→初喷、施做临时钢支撑（16工钢）→临时钢支撑顶端与1号上台阶钢拱架采用连接板焊接，下端施做锁脚锚杆→打设φ22砂浆锚杆→喷混凝土。（b）1号上台阶掘进5～10m后→以导坑法开挖1号下台阶初喷后立架，拱架下端打设锁脚锚杆对拱架进行支撑→打设D25径向注浆锚杆（注

→喷混凝土→拉渣回填。浆）

（c）1号下台阶导坑、1号下台阶开挖5～10m后→开挖2号上台阶→初喷立架→拱架上端与1号上台阶钢拱架连接，拱架下端施做锁脚锚杆→施做D25径向中空注浆锚杆（注浆）→喷混凝土→拆除临时钢支撑→2号上台阶开挖5～10m后→以导坑法开挖2号下台阶初喷后立架，拱架下端打设锁脚锚杆对拱架进行支撑→打设D25径向注浆锚杆（注浆）→喷混凝土→拉渣回填导坑。

由于该隧道埋深小，间距小，围

岩条件差，仰拱开挖采取短开挖及时封闭成环的原

则，每次开挖2榀，封闭成环喷混凝土后再开挖，封

（见图2）。闭成环3m后立即进行仰拱混凝土施工

图26m＜中夹岩厚度≤12m小净距隧道工序流程图

6.2.2中夹岩≤6m开挖支护工法

中夹岩≤6m开挖支护工法与中夹岩≥6m的

开挖支护工法基本一致，主要区别在于中夹岩厚度≤6m的段落每循环先行洞施做D25中空对拉锚杆，先行洞在对拉锚杆注浆后进行初次张拉，后洞开挖暴露锚杆端部时，对锚杆进行张拉锚固（50～80kN）（见图3）。

图3中夹岩厚度≤6m小净距隧道断面图（比例：1∶100）

对拉锚杆施做工艺：D25对拉锚杆采用风钻直

接从左洞打入右洞→清孔→安装锚杆（两端以露出

→安装止浆塞→注浆设计初支面20cm左右为宜）

→顶紧止浆塞→安装锚垫板及螺（浆液溢出孔口）母→采用扭力扳手实施初应力（以锚垫板与初支面

密贴为止）→右洞开挖（露出锚杆尾部）→安装锚垫板及螺母→张拉采用扭力扳手张拉至设计值50～80kN（见图4）。

图4中夹岩厚度≤6m小净距隧道工序流程图

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7小净距隧道施工要点总结

a）卧龙沟2号隧道整体岩性为浅埋强破碎地

d）开挖断面的预留量根据围岩情况及初支监控

量测数据分析适当调整，但保证不小于设计预留量。e）径向注浆锚杆的数量、长度、注浆量严格按设计实施。

f）加大对隧道初支的监控频率，建立监控预警机制，一旦监控数据突变时，现场立即做出应急反应，以确保人员、设备安全。参考文献：

[1]招商局重庆交通科研设计院有限公司.JTGD70—2014

公路隧道设计规范[S].北京：人民交通出版社股份有限公2014.司，

[2]解师尚.高速公路小净距隧道施工方法研究[J].化学工程

2016（12）：193-194.与装备，

[3]张旭东.高速公路小净距隧道施工方法探讨[J].建筑工程

2015（6）：63-65.技术与设计，

带，围岩自稳能力及支承能力很差，隧道富水条件好，先行洞受偏压作用，后行洞受扰动作用，小间距中夹岩受后洞开挖围岩应力二次分布后的集中应力

大位移，甚至冒顶，隧道施工风作用，极易发生滑塌、

险大。

b）隧道超前预支护严格按设计施做，注浆量根据现场注浆效果而定，但保证对前方软弱围岩固结到位确保开挖安全。

c）钢拱架施做严格按设计间距控制，锁脚锚杆打设长度、角度及注浆满足设计要求，锁脚锚杆的连接采用冷弯的U型筋，保证U型筋与锁脚锚杆的焊接长度及焊缝质量，以约束拱架的位移。

TheStudyonConstructionPlanoftheSmall

ClearanceSeparatedCurvedTunnel

LIUJian

(ShanxiTransportationNewTechnologyDevelopmentCo.,Ltd.,Taiyuan,Shanxi030012,China)Abstract:Duringtheconstructionofcontinuousmediumandshorttunnelsinspecialareas,duetotheterrainrestrictions,thesmallclearancetunnelorarchtunnelisgenerallyapplied.thestabilitycontrolofsurroundingrockmasses,especiallythewallofrockinneighborhoodtunnel,becomesthekeyofsmallclearancetunnel.Throughtheresearchofthekeyconstructiontechnologiesofthesmallclearanceseparatedcurvedtunnel,thispapersummarizedthemethodssuchasconstructionsupport,excavationmethod,thewallofrockinneighborhoodtunnelreinforcementandone-waytunneling,andprovidedcertainguidingsignificance.

Keywords:smallclearance;curvedtunnel;thewallofrockinneighborhoodtunnel

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!（上接第32页）

TheResearchofApplicabilityofColdRegenerativeEmulsifiedAsphalt

andWaterborneEpoxyResin

PEIQiang

(ShanxiTransportationTechnologyResearch&Development

Co.,Ltd.,Taiyuan,Shanxi030032,China)

Abstract:Thispaperinvestigatedthecompatibilityofself-madewaterborneepoxyresinwithemulsifiedas-phalt,andstudiedtheeffectofdifferentadditionofwaterborneepoxyresinonviscosity,adhesionandmechanicalpropertyofemulsifiedasphalt.Theresultsshowedthatself-madewaterborneepoxyresinhasgoodcompatibilityandlongworkinglifewithcoldregenerativeemulsifiedasphalt.Itcouldgreatlyenhancetheadhesionandbondingstrengthofemulsifiedasphaltwithaggregatedrock,andprovidesexcellentanti-deformingcapabilityandflexibilityforthesystem.itsperformanceiscompletelybetterthanpurchasingproducts,canbeimplementedintherenova-tionandreconstructionofasphaltsurfaceoffirstandsecondlevelhighway.

Keywords:self-madewaterborneepoxyresin;coldregenerativeemulsifiedasphalt;applicability;asphaltsurface