摘要：以南平松建高速公路徐屯II號(hào)隧道為依托，簡(jiǎn)述徐屯II號(hào)隧道支護(hù)變形的處治措施。
　　關(guān)鍵詞：高速公路;支護(hù)變形;處治
　　Abstract: This paper discusses the support deformation treatment measures of the Xu Tun II tunnel, taking the Xu Tun II tunnel of the Nan ping pine Expressway as the basis.
　　Keywords: highway; support deformation; treatment
　　中圖分類號(hào): U412.36+6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)：2095-2104(2012)
　　1 工程概況
　　徐屯II號(hào)隧道是福建省松溪(閩浙界)至建甌公路國(guó)家高速公路網(wǎng)第三縱長(zhǎng)春至深圳線福建省境內(nèi)松溪至建甌段(簡(jiǎn)稱松建高速公路)的小凈距短、淺埋、偏壓隧道。該隧道在施工過(guò)程中，由于地質(zhì)條件差，隧道發(fā)生變形。因此，弄清隧道圍巖變形的特點(diǎn)，提出治理措施，保證隧道的安全施工，有著重大的意義。
　　2 隧道地質(zhì)條件
　　2.1 地形地貌
　　徐屯II號(hào)隧道隧址區(qū)屬構(gòu)造-剝蝕低山丘陵地貌。該隧道穿越-北東-南西向的低山區(qū)，地形起伏較大，進(jìn)口處地面高程160-165m，出口處地面高程160-165m，隧道軸線最高點(diǎn)高程217m，相對(duì)高差52-57m左右，沿線地形陡峭，呈波狀起伏，進(jìn)口側(cè)山坡相對(duì)較陡，自然坡度約19-26度，出口側(cè)山坡相對(duì)平緩，自然坡度約13-16度，隧道經(jīng)過(guò)坡體處植被發(fā)育。
　　2.2 工程地質(zhì)
　　根據(jù)工程地質(zhì)調(diào)繪和鉆探及物探結(jié)果，徐屯II號(hào)隧道洞身為坡積粘土和碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化～弱風(fēng)化云母石英片巖，屬堅(jiān)硬土～堅(jiān)硬巖，未見(jiàn)有斷裂構(gòu)造通過(guò)。弱風(fēng)化云母石英片巖，巖石較完整，巖質(zhì)較堅(jiān)硬，對(duì)隧道洞身有利。但隧道洞身坡積土、殘積粘性土、全～強(qiáng)風(fēng)化云母石英片巖圍巖段，屬較硬土～極軟巖。隧道洞身以IV級(jí)圍巖為主，洞口段為V級(jí)圍巖。隧道場(chǎng)址區(qū)未見(jiàn)斷裂構(gòu)造經(jīng)過(guò)，也未見(jiàn)滑坡、崩塌、泥石流、采空區(qū)、巖溶等其它不良地質(zhì)作用，隧址區(qū)現(xiàn)狀整體穩(wěn)定，工程地質(zhì)條件尚好，但屬隧道洞身較硬土～極軟巖，對(duì)隧道洞身圍巖的穩(wěn)定不利，應(yīng)加強(qiáng)隧道洞頂及側(cè)壁的支護(hù)。
　　2.3 總體設(shè)計(jì)
　　徐屯II號(hào)隧道為小凈距短隧道，隧道起訖樁號(hào)為左洞ZK84+510~ZK84+887，長(zhǎng)377m;右洞YK84+530~YK84+902.5，長(zhǎng)372.5m，左右洞平均長(zhǎng)374.75m，屬于短隧道。隧道左右洞進(jìn)口分別位于半徑為1350m和1320m的平曲線上，洞身處于直線段上，左右洞出口分別處于半徑1010m和1020m的平曲線上;左洞縱坡為-1.765%，右洞縱坡為-1.78%。
　　3 徐屯II號(hào)隧道具體施工方法
　　3.1洞口及明洞工程
　　3.1.1洞口施工方法
　　徐屯II號(hào)隧道出口采用大管棚對(duì)洞口進(jìn)行支護(hù)。洞口仰坡采用錨桿、噴混凝土防護(hù)，在滿足機(jī)械開(kāi)挖的條件下，使用挖掘機(jī)開(kāi)挖，裝載機(jī)配合自卸車(chē)裝運(yùn)棄渣至指定棄渣位置，人工輔助修坡。不能直接用機(jī)械開(kāi)挖的次堅(jiān)石采用定向弱爆破，人工輔助機(jī)械裝運(yùn)。施工時(shí)采用短進(jìn)尺，弱爆破，強(qiáng)支護(hù)，早封閉，快循環(huán)的施工方法，確保遂道洞口的安全。
　　3.1.2明洞施工
　　明洞主體襯砌采用10.5m整體鋼模臺(tái)車(chē)拱墻一次性澆筑成型。仰拱部分開(kāi)挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，當(dāng)?shù)刭|(zhì)情況及允許承載力與設(shè)計(jì)不符時(shí)，及時(shí)報(bào)請(qǐng)變更設(shè)計(jì)妥善處理?；炷凉嘧⑶芭懦觾?nèi)積水、浮渣，超挖部分采用同級(jí)混凝土回填;防水層及拱腳縱向排水管等防水措施按設(shè)計(jì)及規(guī)范施作。拱圈混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行拱背土方回填。采用人工回填土，拱圈頂部安設(shè)小型轉(zhuǎn)動(dòng)式起吊架，回填高度大于2m時(shí)，將運(yùn)土小推車(chē)吊至回填面，對(duì)稱分層夯實(shí)，填層厚度不大于0.3m，其兩側(cè)回填土面高差不大于0.5m，回填至拱頂齊平后，立即分層滿鋪填筑至設(shè)計(jì)高度，壓實(shí)度不小于90%。此步工序待暗洞施工后，襯砌混凝土度達(dá)到90%后及時(shí)進(jìn)行。暗洞施工的同時(shí)，選擇合適時(shí)機(jī)施作洞門(mén)主體襯砌。
　　3.2開(kāi)挖
　　3.2.1開(kāi)挖方法及步驟
　　徐屯II號(hào)隧道洞口加強(qiáng)段和淺埋偏壓V級(jí)圍巖段采用CD法開(kāi)挖，其它段落采用半斷面正臺(tái)階分步開(kāi)挖法施工。其中盡量采用挖掘機(jī)和人工配合無(wú)爆破施工，局部需要爆破時(shí)，采用弱爆破施工，盡量減少對(duì)地層的擾動(dòng)。
　　半斷面正臺(tái)階分步開(kāi)挖法開(kāi)挖支護(hù)順序：超前砂漿錨桿上弧型導(dǎo)坑開(kāi)挖→架立鋼支撐、拱部噴錨支護(hù)→下部開(kāi)挖→邊墻及仰拱架立鋼支撐，噴錨支護(hù)→灌注仰拱混凝土(無(wú)仰拱則取消該步驟)→鋪設(shè)環(huán)向盲溝及防水板，整體澆注二襯混凝土。
　　3.2.2 光面爆破施工
　　鉆爆作業(yè)嚴(yán)格按照鉆爆設(shè)計(jì)進(jìn)行鉆眼、裝藥、接線和引爆。鉆爆法開(kāi)挖作業(yè)工序組成為：測(cè)量放樣→布眼→臺(tái)車(chē)(臺(tái)架)及風(fēng)水管路就位→鉆眼→裝藥堵塞→聯(lián)結(jié)起爆網(wǎng)絡(luò)→起爆→通風(fēng)→找頂清理危石→出渣→清底。施工前首先根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況進(jìn)行爆破試驗(yàn)，并且在施工中不斷修正光爆設(shè)計(jì)參數(shù)，以達(dá)到最佳爆破效果。
　　4 徐屯II號(hào)隧道支護(hù)變形過(guò)程
　　4.1初支下沉變形情況
　　在施工和檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)左洞進(jìn)口端ZK84+540～ZK84+620初期支護(hù)突然發(fā)生變形，首先是拱頂噴射混凝土起皮，再是矮邊墻上拱腳位置噴射混凝土開(kāi)始剝落，次日初支變形開(kāi)始明顯變大，目測(cè)可以發(fā)現(xiàn)拱腰混凝土剝落面擴(kuò)大，右洞YK84+600～YK84+648受影響也發(fā)生變形。同時(shí)，監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)也顯示該段隧道沉降和收斂值發(fā)生突變，隧道整體向線路右側(cè)推移，部分地段初支已侵入二襯凈空，多的有20cm。
　　4.2地表沉降開(kāi)裂情況
　　自左洞初期支護(hù)變形明顯后，施工單位加強(qiáng)了洞內(nèi)沉降和收斂的監(jiān)控測(cè)量，同時(shí)加強(qiáng)地表觀測(cè)。同時(shí)，發(fā)現(xiàn)在左洞左側(cè)20～30m位置出現(xiàn)幾道地表裂縫，其中最長(zhǎng)的縱向裂縫長(zhǎng)度約90m，裂縫寬度3～20cm，且有斷裂沉降錯(cuò)臺(tái)的情況，錯(cuò)臺(tái)高度約15 cm。裂縫大致隨山脊由洞口外側(cè)延伸到山頂。
　　5 徐屯II號(hào)隧道變形特點(diǎn)
　　5.1 圍巖變形量大
　　徐屯II號(hào)隧道進(jìn)口段ZK84+550～ZK84+615出現(xiàn)大變形，在短短的4天內(nèi)，累計(jì)變形最大達(dá)到100.09mm。
　　5.2 變形速率快
　　徐屯II號(hào)隧道變形為突發(fā)性，變形速度極快，表面來(lái)壓快，說(shuō)明圍巖自穩(wěn)能力和完整性差極差。
　　5.3 變形范圍大
　　徐屯II號(hào)隧道變形主要發(fā)生在ZK84+550～ZK84+615，計(jì)65m，ZK84+626～ YK84+636，計(jì)10m，合計(jì)發(fā)生變形的長(zhǎng)度為75m。發(fā)生變形的長(zhǎng)度占隧道長(zhǎng)度374.7m的20.0%。
　　6 處治措施
　　6.1 處治原則
　　徐屯II號(hào)隧道加固方案堅(jiān)持以“先穩(wěn)后固”的原則，即首先對(duì)左右洞變形較大的地段采用斜撐加扇形支撐進(jìn)行加固，部分地段采用臨時(shí)二襯先穩(wěn)定，同時(shí)對(duì)地表裂縫進(jìn)行封閉，然后按設(shè)計(jì)代表根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)重新出的加固圖進(jìn)行加固施工(主要為小導(dǎo)管注漿)。加固完成后對(duì)監(jiān)控量測(cè)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，整體沉降和收斂趨于穩(wěn)定后，施工永久性工程。
　　6.2 地表裂縫處治
　　為防止雨水沿地表裂縫下滲引起圍巖的進(jìn)一步失穩(wěn)，采取對(duì)洞頂山體裂縫進(jìn)行人工回填后夯實(shí)，再在兩側(cè)施工排水溝，做到及時(shí)截、排地表雨水，同時(shí)使用土工布覆蓋裂縫，避免雨水侵入裂縫中。為進(jìn)一步掌握地表變形情況，隧道外側(cè)山體邊坡上按設(shè)計(jì)布設(shè)測(cè)斜管(3個(gè)孔)，以求進(jìn)一步掌握隧道變形機(jī)理，為后期處理提供依據(jù)。
　　6.3 左洞內(nèi)臨時(shí)穩(wěn)定處治
　　在“先穩(wěn)后固”的處治原則下，為控制洞內(nèi)變形的發(fā)展，保證洞室的整體穩(wěn)定，經(jīng)各方共同研究決定：首先對(duì)左右洞變形較大的地段采用扇形支撐穩(wěn)定，進(jìn)口洞段部分地段采用臨時(shí)二襯進(jìn)行鎖扣穩(wěn)定。
　　6.3.1 扇形支撐穩(wěn)定
　　根據(jù)洞內(nèi)初支變形和破壞情況，ZK84+561～ZK84+636，YK84+590～YK84+648設(shè)置扇形支撐，縱向間距3m。扇形支撐采用三道主扇形骨架+兩道斜撐支腿+扇形支撐間的橫向連接+各扇形單元之間的縱向網(wǎng)格連接組成。
　　臨時(shí)支撐體系中，中心三根扇形主支撐為φ200的鋼管，管內(nèi)壓注0.45水灰比的純水泥漿進(jìn)行充填增大其剛度，兩側(cè)斜撐及扇形支撐底部墊塊為I20b型鋼，鋼管柱支撐底部和墊塊用C20混凝土包裹，橫向及縱向聯(lián)系支撐為I12槽鋼，鋼管每根長(zhǎng)6m，同一根鋼管之間采用法蘭盤(pán)和螺栓連接。
　　6.3.2 臨時(shí)二襯進(jìn)行鎖扣穩(wěn)定
　　為防止洞口段過(guò)度變形引起隧道的整體失穩(wěn)，在左洞ZK84+535～ZK84+560設(shè)置臨時(shí)二襯，臨時(shí)二襯除鋼筋和防排水外，其余襯砌參數(shù)參照原設(shè)計(jì)二襯圖施工(見(jiàn)圖三)。
　　6.4 右洞施工處治
　　根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工情況和地質(zhì)情況(圍巖為土質(zhì)粘土或強(qiáng)風(fēng)化云母石英片巖)，根據(jù)開(kāi)挖斷面的復(fù)測(cè)情況，采用的宗旨為：在扇形支撐加固完成后，在小導(dǎo)管施工的同時(shí)，盡快縮短隧道縱、橫向跨度：右洞進(jìn)口基本無(wú)變形段具備連續(xù)57m的按原設(shè)計(jì)施工二襯的條件，采取先進(jìn)行右洞進(jìn)口二襯施工，鎖住洞口，再逐段采取3m一次進(jìn)行仰拱和填充施工，使初支成環(huán)，緊跟二襯。其余洞段在小導(dǎo)管注漿完成后，局部換拱，滿足設(shè)計(jì)斷面的情況下進(jìn)行二襯施工。部分段落修正二襯設(shè)置參數(shù)進(jìn)行加固，混凝土等級(jí)由原來(lái)的C25提高為C30。主鋼筋由φ20變更為φ25。
　　6.4.1右洞施工過(guò)程
　　(1)右洞仰拱施工
　　右洞從進(jìn)口段向大里程施工仰拱和填充，仰拱施工完成后，在斷面合格的情況下，按照正常工序?qū)⒂叶催M(jìn)口段二襯進(jìn)行施工，保證進(jìn)口端二襯封閉成環(huán)，有利于洞口穩(wěn)定。仰拱施工時(shí)對(duì)影響的臨時(shí)支撐分榀拆除，并加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)。
　　(2)右洞永久二襯施工
　　右洞YK84+545～84+618段初支未變形，斷面能滿足原設(shè)計(jì)，采用加強(qiáng)鋼筋和提高混凝土標(biāo)號(hào)等進(jìn)行二襯加強(qiáng);YK84+618～84+648段初支斷面凈空侵入較多，長(zhǎng)度在30m，采用全部換拱，二襯斷面增加到60cm，目前正在進(jìn)行換拱和二襯施工。進(jìn)口段二襯施工時(shí)間及采取措施見(jiàn)下表：

里程	加強(qiáng)措施
YK84+547~ YK84+556	將原設(shè)計(jì)主筋由Φ20加強(qiáng)到Φ22，并在左右側(cè)拱腰的內(nèi)側(cè)額外增加Φ22抗拉鋼筋，再將原設(shè)計(jì)C25防水混凝土提高至C30。
YK84+556~ YK84+562	將原設(shè)計(jì)主筋由Φ20加強(qiáng)到Φ25，再將原設(shè)計(jì)C25防水混凝土提高至C30。
YK84+562~ YK84+568.5	將原設(shè)計(jì)主筋由Φ20加強(qiáng)到Φ25，間距10cm。再將原設(shè)計(jì)C25防水混凝土提高至C30。
YK84+568.5~ YK84+573	將原設(shè)計(jì)主筋由Φ20加強(qiáng)到Φ25，再將原設(shè)計(jì)C25防水混凝土提高至C30。
YK84+573~ YK84+582	將原設(shè)計(jì)主筋由Φ20加強(qiáng)到Φ22，并在左側(cè)拱墻的內(nèi)側(cè)額外增加Φ22抗拉鋼筋（長(zhǎng)度9m，縱向間距40cm），再將原設(shè)計(jì)C25防水混凝土提高至C30。
YK84+582~ YK84+591	將原設(shè)計(jì)主筋由Φ20加強(qiáng)到Φ22，并在左側(cè)拱墻的內(nèi)側(cè)額外增加Φ22抗拉鋼筋（長(zhǎng)度9m，縱向間距40cm），再將原設(shè)計(jì)C25防水混凝土提高至C30。
YK84+591~ YK84+598.5	將原設(shè)計(jì)主筋由Φ20加強(qiáng)到Φ25，再將原設(shè)計(jì)C25防水混凝土提高至C30。
YK84+598.5~ YK84+607.5	將原設(shè)計(jì)主筋由Φ20加強(qiáng)到Φ25，再將原設(shè)計(jì)C25防水混凝土提高至C30。
YK84+607.5~ YK84+614	將原設(shè)計(jì)主筋由Φ20加強(qiáng)到Φ25，再將原設(shè)計(jì)C25防水混凝土提高至C30。
YK84+614~ YK84+618	將原設(shè)計(jì)主筋由Φ20加強(qiáng)到Φ25，再將原設(shè)計(jì)C25防水混凝土提高至C30。

　　6.5 隧道加強(qiáng)、加固方案
　　隧道加強(qiáng)加固主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是對(duì)隧道周邊及兩條隧洞之間的中巖墻增設(shè)6m注漿小導(dǎo)管進(jìn)行加固，二是根據(jù)后期隧道整體監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)修正二襯設(shè)置參數(shù)進(jìn)行加固。
　　6.5.1注漿小導(dǎo)管
　　臨時(shí)支撐加強(qiáng)后，在監(jiān)控量測(cè)進(jìn)行的同時(shí)，對(duì)中夾巖和周邊小導(dǎo)管按設(shè)計(jì)加固組織施工。
　　(1)中夾巖加固小導(dǎo)管設(shè)計(jì)參數(shù)：采用6m長(zhǎng)Φ50mm注漿小導(dǎo)管，環(huán)向間距0.5m(每排8根)，縱向間距0.5m，小導(dǎo)管注漿采用水泥漿液，水灰比0.5：1，注漿壓力0.5～2MP。
　　(2)周邊小導(dǎo)管設(shè)計(jì)參數(shù)：采用6m長(zhǎng)Φ50mm徑向注漿小導(dǎo)管，采用間距0.8m×0.8m梅花型布置。
　　(3)左洞中夾巖和周邊小導(dǎo)管加固ZK84+535.5～ZK84+636.5(101m)。右洞中夾巖和周邊小導(dǎo)管加固YK84+554～YK84+658.5(104.5m)。
　　6.5.2 斷面復(fù)測(cè)情況
　　隨著臨時(shí)加固的完成的，監(jiān)控單位對(duì)斷面進(jìn)行了復(fù)測(cè)，每3～5m測(cè)量一個(gè)斷面。具體復(fù)測(cè)情況如下：
　　右洞：YK84+545～YK 84+618段73m斷面能滿足設(shè)計(jì);YK84+618～YK 84+648段斷面凈空侵入較多，長(zhǎng)度在30m，滿足設(shè)計(jì)。左洞：左洞斷面通過(guò)豎曲線下調(diào)32cm左右以后斷面基本能滿足原設(shè)計(jì)50或調(diào)到60cm要求。
　　7 監(jiān)控量測(cè)情況
　　自隧道發(fā)生變形后，次日的變形量較大，4天累計(jì)最大的下沉有100mm(ZK84+600最大為101mm，YK84+630最大93mm)，隨著臨時(shí)加固的完成;一周后開(kāi)始沉降趨于穩(wěn)定，每天在1mm以內(nèi);一月后沉降更是趨于穩(wěn)定，每天在0.3mm以內(nèi) (有正負(fù)波動(dòng))。應(yīng)力計(jì)和應(yīng)變計(jì)進(jìn)行的應(yīng)力、應(yīng)變監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)也無(wú)異常。另外隧道外側(cè)山體邊坡上已按設(shè)計(jì)布設(shè)測(cè)斜管(3個(gè)孔)，正在觀測(cè)土體的水平方向的穩(wěn)定情況，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)無(wú)異常，山體處于穩(wěn)定狀態(tài)。
　　7 結(jié)束語(yǔ)
　　徐屯II號(hào)隧道圍巖的變形是在巖性、水、地應(yīng)力和工程偏壓的綜合作用下，因施工措施不當(dāng)誘發(fā)的軟巖塑性變形所導(dǎo)致，該變形具有破壞嚴(yán)重、范圍大，速度快等特點(diǎn), 隧道變形處理也是對(duì)管理者的臨場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)、管理和技術(shù)水平的綜合考驗(yàn)。在山區(qū)復(fù)雜的地形地貌、地質(zhì)水文條件下解決好高速公路的設(shè)計(jì)、施工、建設(shè)管理問(wèn)題,使之既達(dá)到高速公路標(biāo)準(zhǔn),確保工程質(zhì)量,又能有效控制進(jìn)度、投資。
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1]JTG D70-2004 公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范[S].
　　[2]JTG/T F60-2009 公路隧道施工技術(shù)細(xì)則[S].
　　[3]JTG F60-2009 公路隧道施工規(guī)范[S] .