王凯航

摘 要：在现代城市道路建设中，城市穿山丘隧道往往会碰到对隧道施工而言地质条件差、地形非常不利及外界影响施工环境也非常恶劣等客观因素。本文以某城市隧道工程为例，浅谈不良地质、地形、环境条件下城市隧道施工控制的一些措施和方法

关键词：复杂环境;城市隧道;施工控制;措施

一、工程概况

浙江省某城市隧道工程为城市西侧主干道，全长 680m，隧道全长320m（K0+145-465;进洞口桩号K0+160;明洞15 m）。隧道施工的不利环境条件主要有：隧道左侧紧临绕城西线，隧道与绕城高速净距在30～50 m之间，施工期间不中断绕城高速通车;离隧道进洞口后方70 m（K0+090）路线左侧（紧靠路基边线）有一加油站，施工期间暂停营运;离隧道进洞口最近民房不到 100 m。不利的地形条件主要有：该隧道沿山脉西侧山脚布设（受地形限制同时考虑规划路二期工程另半幅道路的隧道位置设计，该隧道已不能再往东移）;隧道位置的局限也决定了该隧道施工的不利地形条件，进、出洞口偏压非常严重，其中进洞口隧道左上角开挖线离地表不到1.5m;洞顶覆盖层厚度最少的不到3m（离进洞口30m（K0+190）山体冲沟位置），同时为尽量减少城市生态、景观的破坏，也不宜将进洞口桩号前移，在这些不利地形条件的制约下，必须考虑采用一些技术措施以确保隧道施工与营运安全。不利的地质条件主要有：由于隧道沿山脚走，洞顶覆盖层薄，围岩风化非常严重，进洞口左侧不到1.5m 的覆盖层基本上为全风化与土组成;同时有二条破碎带穿越该隧道;进洞口前43m（K0+160-203）围岩以强风化、土夹石及土组成，围岩强度极弱，围岩渗水严重，因此施工时也必须考虑采用一些技术措施以确保隧道施工与营运安全。

二、不利环境条件下隧道施工的控制措施与方法

由于隧道进洞口左侧紧临绕城高速，两者净距在30～50 m 之间;左后方 70 m为加油站;右后方100 m为当地民房;隧道开挖爆破作业存在较大的安全隐患，主要危险因素有：飞石、震动、声音、震动波等。考虑隧道进洞后前 43 m 围岩风化严重，围岩强度低等特点采用镐头机配挖掘机进行隧道开挖;43 m（K0+203）以后由于围岩强度加大无法用镐头机掘进，必须采用爆破施工，为确保施工安全，

爆破方案设计请有关专家、业主、监理及高速公路管理单位等进行专门的评审通过后实施。爆破设计从孔眼间距、孔眼深度、布药、用药量及堵眼长度等进行理论计算，确保飞石在 50 m 以内。对周围建筑物、构筑物产生的震动控制在规范允许范围内。同时采取以下措施以确保工程顺利、安全施工：

（1）清除洞顶山坡上存在的危石以防爆破震动后滚落到绕城高速上;

（2）分别在进洞口正后方 10 m（K0+150）与20 m（K0+140）设置两道拦截屏障，在隧道与高速公路间从隧道口开始设置 50 m（K0+110-160 左侧）长，10 m 高的防护屏障，以确保爆破飞石不影响绕城高速、加油站及附近民房;

（3）在隧道施工点前后各 1 km 的绕城高速上设置明显的警示标志，以提醒过往司机免受爆破声音及震动的惊吓;

（4）暂停加油站營业，待工程完毕后再恢复运营;

（5）对附近民房先行鉴定，并定期观测、鉴定以确保居民安全。

三、不利地形条件下隧道施工的控制措施与方法

1.针对洞口偏压严重问题经业主、监理、勘察、设计及有关专家的认证、鉴定考虑采取增设偏压钢筋砼挡墙以抵抗山体侧压力，挡墙埋深、宽度、长度（同时考虑明洞长度）、高度及配筋量根据洞口地形、地质及侧压力等具体情况经理论计算后确定。

2.针对洞口段前 20 m（K0+160-180）隧道左侧覆盖层太薄（最薄处不足 1.5m）问题，为确保施工安全，采取盖挖法施工，具体方法为：

（1）结合偏压挡墙设计，挖除洞口 20 m 范围内隧道左侧的所有覆盖土及土夹石，开挖轮廓线以对应断面的隧道设计开挖线为基准，要求未开挖的隧道右侧及前方覆盖层厚度在 3 m 已上;

（2）对开挖面（隧道右侧（K0+160-180）及左侧（K0+180）被开挖出来的山体坡面）进行锚喷支护;

（3）施工偏压钢筋砼挡墙;

（4）利用偏压挡墙牛腿、按隧道设计开挖线开挖出来的进洞口前 20 m 左侧土胎模、开挖面外露的锚杆头施工隧道前 20 m 左侧钢筋砼开挖盖;

（5）在偏压挡墙、顶盖的支撑防护下用镐头机配挖掘机开挖掘进前 43 m 隧道土、石方开挖;

（6）隧道初支、二衬、明洞施工;

（7）开挖面、盖顶、偏压挡墙顶及明洞顶覆土复绿（原则上接近于开挖前原地形与植被）;

（8）明洞口与偏压挡墙外侧面由于地形、地物限制无法覆土复绿，为协调景观，美化环境考虑全部采用塑黄石假山覆盖。

四、不利地质条件下隧道施工的控制措施与方法

1.不利的地质条件主要有围堰风化严重、破碎、围堰含土、土夹石等因素造成围堰强度极低;有两条破碎带直穿隧道;地表水、裂隙水丰富，隧道渗水严重等。

2.针对以上主要不利地质条件主要采取以下技术措施与方法。

（1）缩短隧道开挖进尺：对于含土及土夹石地段每次进尺不得大于50cm，对于强风化及破碎带地段每次进尺不得大于80 cm;同时开挖完成、清除围岩表面危石后立即对掌子面喷涂5～10 cm（具体厚度按围岩强度确定）初支素砼后再进行开挖段初支施工。

（2）加强初支结构强度：初支骨架宜采用工字钢骨架，根据单次进尺深度确定初支骨架工字钢型号、间距及初支锚喷砼厚度，进尺50 cm，骨架间距40cm，工字钢宜用28 a，初支厚度35 cm;进尺80cm，骨架间距70 cm，工字钢宜用25 a，初支厚度32cm;初支砼用钢纤维砼;同时加长、加密注浆锚杆和采用双层钢筋网。

（3）特殊地段采取地表处理：对于地表覆盖层厚度小于 3m 的，采用盖挖法施工;对于地表覆盖层厚度小于5m 的，采用地表预注浆。

（4）采取超前预加固措施：在进、出洞口采用大管棚超前预加固;进洞后采用超前锚杆、超前小导管加固，必要时也考虑管棚超前预加固。

（5）加强防、排水处理：主要考虑采用地表预注浆、洞内预注浆堵水;小导管超前预排水;初支内、外增设环、纵向排水管;严格控制防、排水层，二衬接缝、施工缝的防、排水板、带的施工质量;将二衬防水砼的防水性能提高一个等级。

结语

尽管本隧道对施工来讲存在地质、地形及施工环境条件等诸多不利因素，同时还存在工期紧、单价低等诸多压力，但在业主、监理、勘察、设计、施工五方责任主体的共同努力下，在当地政府、上级主管部门及相关部门的支持和关心下，顺利地完成了施工任务：未发生一起安全、质量事故和地方投诉事件。文中所述观点难免存在一些不足与缺陷，望广大同行、专家批评指正。同时，随着城市隧道的快速增加文中所述的一些具体方法与措施可供类似性质的城市隧道施工提供参考与借鉴。

参考文献

[1]肖博，王建华，朱仁景.山地城市隧道开挖对既有建筑物的影响研究[J].地下空间与工程学报，2017，13（S1）：365-372.

[2]张顶立，李鹏飞，侯艳娟，房倩.城市隧道开挖对地表建筑群的影响分析及其对策[J].岩土工程学报，2010，32（02）：296-302.