贵阳市五里冲二号隧道穿过困难地段的设计实践

谢泗江

　　本隧道为贵阳市三桥马王庙片区雅河——蔡家关排污工程之重点工程，它起自k0+600至K3+004，全长2404m，纵坡为3‰的下坡,断面尺寸下部为3.0*1.5m，上部为半径1.5m的半圆。隧道要穿过贵黄公路，新建花二道、贵广高铁、扬家山输水隧道及出口浅埋段，它们与本隧道的关系见下表：

　　这些点构成了本隧道的施工难点，对工程将产生不利影响，为了确保本工程及相应构筑物的安全,采用了不同的设计方案，经过施工实践顺利的通过了这些难点，现分述于后。

　　1.下穿贵黄公路：贵黄公路建于1990年前，公路为双向六车道，车辆川流不息,此段公路穿过介白关，为一高路堑，最高处达50m，长约220m，边坡坡度为1：05-1:0.75，岩石裸露坡面不平整，犬牙交错，坡上稀稀拉拉长了一些植被，整个坡面未做任何封闭，因此岩石坍落在所难免。岩石主要成分为白云质岩,破碎。本隧道在k1+620-k1+676与贵黄公路以43度交叉，在距离公路面20m下穿过，为了保证贵黄公路交通正常运行不至于导致路面突然下沉，在V类围岩设计的基础上,将超前小导管改为超前注浆大管棚,故在开挖拱部时设计二轮长30m,Ø89mm超前大管棚,内置4根Ø12mm钢筋，每环13根，间距40cm，搭接长4m，为了在开口段有一个钻孔平台，将此段拱部开挖提高62cm，长4m。

　　其目的是在穿过此段公路前先行钻孔以探明前方地层情况及有否溶洞、裂隙等病害性地质，并可依据注浆大管棚提早对地层进行加固处理，防止地表突然下沉。施工单位于2010.9.19已掘进至该段.为了确保贵黄公路的安全，建设方与省高等级公路管理局会商后，确定封闭此段公路一股道，在其上架立钢管脚手架4*6m，在其上铺设竹板长40m，并派人值守。设计与施工人员又在原边坡上选了三个坡度陡于45度的石坡上，放置0.5~1.0kg重的石块，观测放炮后对它的移动变化，经放炮后检查小石块并无移动或掉落，在现场地面只有很微小的振动。经过35天后顺利通过了此段。

　　2上穿扬水山输水隧道：扬家山输水隧道是一宽3.2m，高3.2m的钢筋混凝土拱形隧道，内置Ø160cm的钢管，是西郊水厂输水管道的主管道，已建成多年，本隧道在k2+488处以83度与之交叉，从其上通过,隧道底板距输水隧道顶部仅有1.65m厚，岩层为灰色薄层灰岩，节理裂隙发育，岩心破碎成块状，短柱状，施工放炮后极易引起穿顶而破坏输水管道，此段设计为v类围岩。在开挖至k2+469.5时将底板再逐渐下挖43cm，以造成一工作段，供水平钻机钻孔。在k2+477.5处打入11根Ø89mm，间距40cm，长15m的钢管，并在管内置4根Ø12mm的钢筋，然后进行注浆，终压0.6-2MPa。

　　主要意图是在未开挖此段以前，先打入这一排钢管以搞清地质情况，并事先抬住本地段，并在放炮时减轻对输水隧道的振动，防止出现裂缝等现象。然后再进行隧洞开挖。于2010年11月20日施工进入该段，由于措施得力顺利的通过了此段。

　　3出口浅埋段设计：出口在k2+984-k3+004为一人工填土，地表到拱顶高度仅有2~3m，且在洞左尚有一个大坑深2m多，洞的两侧10m处均有一栋两层楼民房，若实行明挖则直接影响民房的稳定，势必引起拆迁，影响工期，为此在此段按v类围岩设计了一环大管棚，即在洞口设置套拱，在其套拱内设置一环Ø89mm，间距40cm，共13根，长20m无缝钢管，并在管内置4根Ø12mm等长钢筋，再对钢管压注水泥浆，注浆压力为0.6-2Mpa,对洞顶左侧大坑采用C20混凝土回填并在其底部放置Ø25mm钢筋网一层，间距20*20cm。2010年4月施工。由于在未开挖之前打进了了大管棚，并进行了注浆。首先对地层进行了纵向整体加固和托起;然后按v类围岩设计进行了工字钢架的架设，并及时对围岩进行了喷锚支护，保证了横向的稳定,施工比较顺利。在施工到k3+004-k2+993,l=11m，基底为黄粘土，潮湿且有渗水，采取对基底进行换填20cm碎石处理。

　　2010年5月31日施工至k2+983-k2+981.5时洞内出现坍方直至地表，从坍体中看不到设计的工字钢架，又见不到设计的超前小导管跟进，完全是在一种无支护的状态下的塌方，掉下来的均是人工填土，此段正好在设计大管棚长度之外，更好地印证了设计大管棚的正确性和有效性。

　　4花二道及贵广高铁的干扰施工有一定难度,但均可采用常规方法施工,此处就不累述了.

　　由上述三个设计实例可看出它们的共同点是成功地采用了大管棚技术,因为它首先对未开挖地层进行了纵向加固,并对地层进行了实质的了解,给解决问题予留了时间,特别是隧道出口浅埋段,在这样的人工填土上施作大管棚,取得了好的效果,为在今后同类型地层设计提供了好的借鉴.

　　２０１２.4.1于贵阳

　　作者：谢泗江高级工程师贵州省建筑设计研究院 顾问副总工程师