吴永照

随着隧道施工技术的不断提高以及受环境条件的限制，山岭隧道工程中出现了越来越多的小间距隧道或超小间距隧道。小间距隧道是介于常规左右线分离式隧道与连拱隧道之间的一种隧道结构形式，它既克服了分离式隧道占地大、展线难的不足，又克服了连拱隧道施工工序繁琐、成本高及防水难以处理、质量难以控制等缺陷，发展潜力很大。本文针对某双向八车道小净距隧道的设计要点进行了较详细的归纳、分析，提出了大断面小净距隧道的合理设计施工方案。

1 小净距隧道的设计要点

1.1 中央岩柱体加固设计

目前，对中岩柱的加固，人们提出了多种加固技术，如(预)注浆加固技术、系统锚杆加固技术、水平预应力对拉锚杆加固技术等。同时，中岩柱同其他部位围岩一样采取喷、锚、网、架设钢支撑等初期支护措施。以上几种方法应视围岩状况进行合理选择，如对于Ⅳ级，Ⅴ级围岩来讲，可采取注浆或系统锚杆和水平预应力对拉锚杆的方法对中岩柱进行加固，而注浆和系统锚杆不宜同时使用。对于Ⅱ级，Ⅲ级围岩来讲，通常只选用水平预应力对拉锚杆对支护参数略加调整即可[2]。

1.2 小净距隧道设计荷载的确定

基于双塌落拱理论，认为小净距隧道松动压力的计算值应在单个隧道宽度与整个隧道开挖宽度相应的松动压力之间取值，根据中夹岩壁下沉的大小，在双塌落拱压力上乘以0.5～0.8的系数，来确定小净距隧道的荷载，建立了深、浅埋小净距隧道荷载模式。将该方法确定的荷载与福州国际机场高速公路鹤上隧道(小净距)的监测数值进行对比，两者有较好的吻合。

1.3 小净距隧道支护结构设计原则

小净距隧道与普通分离式隧道相比，中夹岩柱体厚度较薄，受力不利，加之地质条件变化较大，参数准确选取相当困难，因此，对于小净距隧道支护结构设计，宜在监控量测的基础上采用动态设计的原则。

1.4 爆破作业控制

根据文献[5][6]的研究成果，得到以下重要结论，用以指导小净距隧道爆破施工:1)先行隧道初期支护及时封闭对降低爆破震动效果明显，因此，先行隧道初期支护宜及时封闭，后行隧道应在先行隧道初期支护完成后通过。2)中岩墙加固宜采用注浆进行加固，改善围岩的物理力学特性;采用锚杆或预应力锚杆加固对降低爆破震动效果不明显。3)从控制小净距隧道爆破震动影响来讲，当采用侧壁导坑法开挖，考虑到增加临空面对减振的有利影响，宜先开挖远离中岩墙侧。4)小净距隧道爆破开挖施工中，后行洞爆破开挖进尺不宜大于隧道净距的1/3，同时，掏槽眼布置宜远离中岩墙，使中岩墙处于应力波作用范围以外(120倍～150倍药包半径)。5)先行洞迎爆侧应是现场监控量测的重点部位，宜对先行洞相应断面前后11倍洞距范围内进行重点监测。

2 双向八车道小净距隧道的设计

2.1 隧道概况

该隧道为小间距的左、右线并行隧道，全长140 m，为短隧道。左、右线隧道均位于直线上，均不设超高。左、右线隧道道路纵向坡度均为1.862%，隧道最大埋深约17 m，属浅埋隧道。

2.2 隧道支护结构设计

隧道支护结构除明洞段外，均采用复合式衬砌结构，按新奥法原理设计，充分利用围岩自承能力。

本次预设计当中，针对Ⅴ级围岩，初期支护与二次衬砌共同形成支护体系承受永久荷载的特点，依据围岩级别不同，除明洞外，设计采用两种支护类型，其支护参数见表1。

表1 隧道复合式衬砌支护参数表

2.3 小净距隧道夹持土体支护措施

本隧道左、右线隧道最小净距为7.26m，是典型的小净距隧道，其夹持土体必须处理。为减少两洞相互干扰，首先在施工措施方面考虑两隧道的导洞纵向错开施工，错距不小于15 m;其次开挖需要爆破时Ⅴ级岩层采用微震、控制爆破。同时，在支护体系上，对中岩柱采用锚管进行双向注浆，锚管采用φ 42×3.5注浆小导管，锚管布置间距:环×纵=1.0 m×1.0 m，注浆材料采用水泥—水玻璃双液浆，提高注浆效果。

2.4 单洞隧道施工工序

本设计按照“新奥法”原理设计和施工。Ⅴ级围岩采用双侧壁导坑法进行开挖和支护，上下导洞采用台阶法施工。开挖前设置超前注浆小导管预加固，结构设计为复合衬砌，以锚杆湿喷混凝土、钢筋网等为初期支护，并辅以钢支撑、注浆小导管等支护措施。单洞隧道中各初期支护及二衬的施工顺序见图1。

2.5 双洞隧道施工工序的比选

1)方案一。施工顺序是:利用旱季集中力量先施工左洞的导洞及右隧道的右侧导洞，待左洞隧道全线贯通后，施工左洞的二衬，二衬达到设计要求承担了该洞围岩压力后，紧跟开挖右隧道的左侧导洞和中间导洞。同时侧导洞的仰拱紧跟下半洞开挖面，将钢架脚埋入混凝土1 m～2 m，保持两侧墙初支的稳定。本隧道短、工程量不大，此方案用一部二衬钢模板整体式台车，由左洞进口向出口作二衬施工，左洞二衬施工完毕后再进行右洞二衬施工，施工顺序也是从进口向出口方向进行。2)方案二。施工顺序是:左、右线隧道侧导洞和中间导洞的开挖采用上下台阶法施工，六个导洞掌子面错开一定距离同时开挖，待滞后洞室(中间导洞)开挖完成后，隧道初支成环、围岩应力释放完成、拱墙下沉收敛达标后再进行先行的左隧道的二衬施工，右隧道二衬错开一定距离紧跟施工。3)方案比选。国外特殊的超浅埋大断面先填后挖施工方法及步骤的经验说明:先做一侧隧道再做另一侧隧道，避开47.6 m大跨同时开挖，符合超浅埋超大跨径采用分片施工方案的要求。因此选用方案一作为本次八车道小净距隧道的施工方案。

3 结语

针对八车道小净距隧道的特点得到如下结论:1)中央岩柱体采用小导管注浆加固、浆体采用水泥水玻璃双液浆，对岩柱体能起到很好的加固作用。2)隧道设计荷载可按双塌落拱压力上乘以0.5～0.8的系数考虑。3)初期支护应具有足够的刚度，宜选用工字钢格栅。4)对于小净距隧道，应严格控制爆破震动速率，并掌握好爆破时机。5)隧道的施工工序应进行综合比选，尽量减少对中间岩柱体的扰动。

[1] 杨转运.小净距隧道中央岩柱的力学性能及加固处理[J].铁道建筑技术，2005(3):35-37.

[2] 代树林，佴 磊，门 妮.小净距隧道开挖方法和中岩柱加固技术探讨[J].探矿工程，2007(4):22-23.

[3] 晏启祥，何 川，姚 勇.软岩小净距隧道施工力学效应研究[J].地下空间与工程学报，2005，1(5):33-35.

[4] 喻 军，刘松玉，童立元.小净距隧道设计荷载的确定[J].东南大学学报(自然科学版)，2008，38(5):26-28.

[5] 姚 勇，何 川.爆破振动对相邻隧道的影响性分析及控爆措施[J].解放军理工大学学报(自然科学版)，2007，8(6):40-41.

[6] 高维权.地铁小净距隧道过站区的微震控制爆破施工技术[J].西部探矿工程，2006(7):45-47.

[7] 石霄爽，曾祥国.超前开挖距离对大跨度小净距隧道稳定性影响的有限元分析[J].四川建筑科学研究，2008，34(2):55-56.