【導讀】建中也越來越來重視行車的舒適性和環(huán)保，同時也要求提高其抵抗災害的能力。省十堰市夷陵地區(qū)的水文地質條件，選定隧道施工方案。在設計中，主要進行了隧道的結構、防排水及施工組織設計。安排了監(jiān)控量測、施工進度安排防排水等，并介紹了具體施工方法及其詳細的施作過程。

　　

【正文】 底?；搴穸葢Y合地基實際承載力考慮，其平整度要滿足于滑板制做一條中要求。不平整的框架橋底板，頂推全過程將不同程度地破壞地基，基坑滑板的任何不足都給頂進工程埋下隱患。 后座 橋式盾構法為保證大型運輸車輛出入框架橋，液壓油頂均按橋底部兩側布置，也利于液壓糾偏。后座兩側應力較中部大，故后座設計寬應為橋寬的 倍以上方能滿足寬限要求。 頂進挖土 1）子盾構掘進面挖土應按當日書面技術交底，并按有經(jīng)驗的當值施工員要求進行，錯誤的開挖將導致路 面沉降量增大。 2）中心土的滯留長度及挖掘量應根據(jù)土層性質而定，任何情況下放坡量不可小于1∶ ，盾構墩柱兩側均設有剪力墻板 ,其斜邊按 1∶ 設置（視土質情況定） ,通常應以此標線向前延伸 30～ 40cm 長，為中心土掘進控制線。為確保中心土的土壓平衡能力，掘進時嚴禁超挖。 3）盾構為剛性焊接體，在推進中有可能因局部應力集中造成焊縫炸裂，故頂推作業(yè)時機械應停止作業(yè)，工人不得高聲喧嘩及發(fā)出金屬敲擊聲，以利聲響判斷。另外高壓力頂推易產生強大破壞力，頂推時有條件遠離液壓裝置及傳力柱的人員必需撤離，以防意外事故。 幾種施工方法的區(qū)別及優(yōu)缺點 一、盾構法施工是以盾構這種施工機械在地面以下暗挖隧道的一種施工方法。盾構（ shield ）是一個既可以支承地層壓力又可以在地層中推進的活動鋼筒結構。鋼筒的前端設置有支撐和開挖土體的裝置，鋼筒的中段安裝有頂進所需的千斤頂；鋼筒的尾部可以拼裝預制或現(xiàn)澆隧道襯砌環(huán)。盾構每推進一環(huán)距離，就在盾尾支護下拼裝（或現(xiàn)澆）一環(huán)襯砌，并向襯砌環(huán)外圍的空隙中壓注水泥砂漿，以防止隧道及地面下沉。盾構推進 17 的反力由襯砌環(huán)承擔。盾構施工前應先修建一豎井，在豎井內安裝盾構，盾構開挖出的土體由豎井通道送出 地面。按盾構斷面形狀不同可將其分為：圓形、拱形、矩形、馬蹄形 4 種。圓形因其抵抗地層中的土壓力和水壓力較好，襯砌拼裝簡便，可采用通用構件，易于更換，因而應用較為廣泛；按開挖方式不同可將盾構分為：手工挖掘式、半機械挖掘式和機械挖掘式 3種；按盾構前部構造不同可將盾構分為：敞胸式和閉胸式 2種；按排除地下水與穩(wěn)定開挖面的方式不同可將盾構分為：人工井點降水、泥水加壓、土壓平衡式，局部氣壓盾構，全氣壓盾構等。 盾構法的主要優(yōu)點：除豎井施工外，施工作業(yè)均在地下進行，既不影響地面交通，又可減少對附近居民的噪聲和振動影響；盾 構推進、出土、拼裝襯砌等主要工序循環(huán)進行，施工易于管理，施工人員也比較少；土方量少；穿越河道時不影響航運；施工不受風雨等氣候條件的影響；在地質條件差、地下水位高的地方建設埋深較大的隧道，盾構法有較高的技術經(jīng)濟優(yōu)越性。 二、新奧法是充分利用圍巖的自承能力和開挖面的空間約束作用 ,采用錨桿和噴射混凝土為主要支護手段 ,對圍巖進行加固 ,約束圍巖的松弛和變形 ,并通過對圍巖和支護的量測、監(jiān)控 ,指導地下工程的設計施工。 新奧法（ NATM）是新奧地利隧道施工方法的簡稱 , 在我國常把新奧法稱為 “ 錨噴構筑法 ” 。 采用該方法修建地 下隧道時，對地面干擾小，工程投資也相對較小，已經(jīng)積累了比較成熟的施工經(jīng)驗，工程質量也可以得到較好的保證。使用此方法進行施工時，對于巖石地層，可采用分步或全斷面一次開挖，錨噴支護和錨噴支護復合襯砌，必要時可做二次襯砌；對于土質地層，一般需對地層進行加固后再開挖支護、襯砌，在有地下水的條件下必須降水后方可施工。新奧法廣泛應用于山嶺隧道、城市地鐵、地下貯庫、地下廠房、礦山巷道等地下工程。 當前 ,世界范圍內應用新奧法設計與施工城市地鐵工程取得了相當大的發(fā)展。如智利的圣地亞哥新地鐵線采用新奧法施工地鐵車站 ,車站位于 城市道路下 7～ 9m, 開挖面積 230 ㎡ ,相當于 17m(寬 )179。14m( 高 )；我國自 1987 年在北京地鐵首次采用新奧法施工復興門車站及折返線工程 ,車站跨度達 26m。針對我國城市地下工程的特點和地質條件 , 新奧法經(jīng)過多年的完善與發(fā)展 ,又開發(fā)了 “ 淺埋暗挖法 ” 這一新方法 ,與明挖法、盾構法相比較 ,由于它可以避免明挖法對地表的干擾性 ,而又較盾構法具有對地層較強的適應性和高度靈活性 ,因此目前廣泛應用于城市地鐵區(qū)間隧道、車站、地下過街道、地下停車場等工程 ,如根據(jù)新奧法的基本原理 ,采用 “ 群洞 ” 方案修建的廣州地鐵二號線越秀公園站 及南京地鐵一期工程南京火車站站 ,斷面復雜多變的折返線工程、聯(lián)絡線工程也多采用新奧法。 在我國利用新奧法原理修建地鐵已成為一種主要施工方法，尤其在施工場地受限制、地層條件復雜多變、地下工程結構形式復雜等情況下用新奧法施工尤為重要。 18 三、淺埋暗挖法又稱礦山法，起源于 1986 年北京地鐵復興門折返線工程，是中國人自己創(chuàng)造的適合中國國情的一種隧道修建方法。該法是在借鑒新奧法的某些理論基礎上，針對中國的具體工程條件開發(fā)出來的一整套完善的地鐵隧道修建理論和操作方法。與新奧法的不同之處在于，它是適合于城市地區(qū)松散土介 質圍巖條件下，隧道埋深小于或等于隧道直徑，以很小的地表沉降修筑隧道的技術方法。它的突出優(yōu)勢在于不影響城市交通，無污染、無噪聲，而且適合于各種尺寸與斷面形式的隧道洞室。 顧名思義，淺埋暗挖法是一項邊開挖邊澆注的施工技術。其原理是：利用土層在開挖過程中短時間的自穩(wěn)能力，采取適當?shù)闹ёo措施，使圍巖或土層表面形成密貼型薄壁支護結構的不開槽施工方法，主要適用于粘性土層、砂層、砂卵層等地質。由于淺埋暗挖法省去了許多報批、拆遷、掘路等程序，現(xiàn)被施工單位普遍采納。 淺埋暗挖法的核心技術被概括為 18字方針：管超前、嚴注漿 、短開挖、強支護、快封閉、勤量測。其主要的技術特點為：動態(tài)設計、動態(tài)施工的信息化施工方法，建立了一整套變位、應力監(jiān)測系統(tǒng)；強調小導管超前支護在穩(wěn)定工作面中的作用；研究、創(chuàng)新了劈裂注漿方法加固地層；發(fā)展了復合式襯砌技術，并開創(chuàng)性地設計應用了鋼筋網(wǎng)構拱架支護。 由于該工法在有水條件的地層中可廣泛運用，加之國內豐富的勞動力資源，在北京、廣州、深圳、南京等地的地鐵區(qū)間隧道修建中得到推廣，已成功建成許多各具特點的地鐵區(qū)間隧道，而且在大跨度車站的修筑中有相當?shù)膽?。此外，該方法也廣泛應用于地下車庫、過街人行道和城市道 路隧道等工程的修筑 。 19 3 工程概況 表 31 圍巖級別分類表 隧道名稱 起訖里程 隧道長度（ m） 坡度（ %） 工程地質概況 圍巖級別（ m） Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 通省隧道左線 ZK109+700 ～ZK113+540 3450 中～微風化武當群片巖 — — 3030 290 112 通省隧道右線 YK109+700 ～YK113+540 3463 中～微風化武當群片巖 — — 3030 295 95 地理位置 通省隧道為上、下行分離的四車道高速公路分離式隧道，隧道進口位于十堰市土城 鎮(zhèn)馬蹄山村，出口位于十堰市土城鎮(zhèn)通省村。隧道最大埋深為 500 米。隧道左洞起訖樁號為 ZK109+700～ ZK113+540 ，全長 3450 米，右洞起訖樁號為 YK109+700～YK113+540，全長 3436 米。隧道左、右洞進口平曲線半徑 R=1000m,出口平曲線半徑R=1420m，洞身位于直線上。隧道路基最大超高值為 3 ％。隧道縱面線形左洞為 %的單向坡；右洞為 % 的單向坡。隧道進、出口均采用翼墻式洞門。 氣象 項目所經(jīng)地區(qū)屬于北亞熱帶季風性大陸山區(qū)氣候，四季分明，冬長夏短，雨熱同季， 光熱充沛，山區(qū)立體小氣候特征明顯，年平均氣溫為 10℃ ~ ℃ ，極端最高氣溫為 ℃ （ 1986 年 8 月 12 日），極端最低氣溫為﹣ ℃ （ 1977 年 1 月 30 日），平均降雨量為 ，平均風速在 2m/s 左右。 水文地質 地表水 項目所在區(qū)內地表水系不發(fā)育，無常年性地表水體，地表水主要為大氣降水形成的表面 流及山間沖溝內的雨季短暫溪流，水量受季節(jié)性影響變化比較大，自然排泄通暢。隧道出口位于斜坡位置，地表水對隧道施工影響較小。但應注意暴雨期間地表面流對洞口的沖刷破壞作用，宜采取截留、疏排措施。 地下水類型及特征 20 項目所在區(qū)地下水類型主要為巖基裂隙水，賦存于片巖裂隙及破碎帶內，接受大氣降 水補充，水量一般較貧乏。局部地段由于風化裂隙發(fā)育，裂隙水補給條件較好，隧道開挖 時可能存在滲水現(xiàn)象，但水量較小，且與降水關系較密切。 其次為殘破積粘土層中的孔隙水，該類型地下水含水層總體厚度小，分布 不均勻，貯 水條件較差，易滲透流失，僅季節(jié)性有水，旱季干涸。 補、涇、排條件及動態(tài)特征 基巖裂隙水賦存于基巖風化裂隙中，接受大氣降水垂直入滲補給，沿基巖風化裂隙、 構造裂隙等向地勢低凹處呈脈狀、線狀排泄。 地下水影響 項目所在區(qū)巖基接受大氣降水入滲補給，在隧道淺埋段風化裂隙較發(fā)育，裂隙水受地 表水補給條件較好，地下水發(fā)育，主要為基巖裂隙水和破碎巖層中的孔隙水，且受大氣降 水關系影響較大，隧道開挖有明顯的滲水、滴水現(xiàn)象，地表 ”V”型溝谷發(fā)育，切割較深， 溝谷間常年四季有明流 水，隧道開挖局部地段表現(xiàn)為線狀滴水、股狀流水現(xiàn)象，最大流水 量每小時約 60 立方，左洞 ZK 116+450ZK116+480 段，最大流水量每小時約 50 立方；在 深埋段，多數(shù)地段呈干涸狀，局部可能有滴水現(xiàn)象，斷層破碎帶范圍則會出現(xiàn)明顯滲水。 地形地貌 隧道區(qū)屬構造剝蝕中山地，附近山頂標高 1360m，最大切割深度近 900 米，多發(fā)育 “V”型溝谷。隧道穿越區(qū)微地貌形態(tài)有山峰、山脊、分水嶺、沖溝，穿越段地面標高在 565~ 之間。隧道出洞口位于坡腳，自然坡腳 15~25176。，附近有旱地和小水塘；隧道頂部樹林茂密，居民稀少。隧道出洞口離 G209 國道不遠，交通比較便利。 地震 項目所在地區(qū)歷史上無大的地震災害記錄，新構造活動以差異升降為主，地殼基本穩(wěn) 定。根據(jù) 《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（ GB18306 － 2020 ）及中國地震局地震研究所 《湖北省十房高速公路工程場地地震安全性評價報告》，本區(qū)設計地震分級為第一組，設計基本 地震加速度值為 ，特征周期為 ，相當于地震基本烈度 VI 度。隧道應按設計地震 動峰值加速度 進行抗 震設防。 地質 項目所在區(qū)主要地層為武當群全 強風化變質片巖，片狀構造，主要礦物成分為鈉長石、云母及少量伊利石、蒙脫石等粘土礦物，局部見石英巖脈填充；全 強風化變質片巖，巖體極破碎，呈散體狀，結構面密集發(fā)育，產狀雜亂，泥質夾層極發(fā)育，主要表現(xiàn)為粘土礦物，易順層間滑動失穩(wěn)；遇水有軟化及膨脹現(xiàn)象，成洞極困難，穩(wěn)定性極差，易失穩(wěn)坍塌。 21 4 隧道截面設計及計算 設計圖及圍巖壓力計算 由公路隧道設計規(guī)范可知， Ⅲ 級圍巖不用設仰拱， Ⅳ Ⅴ 級圍巖要設仰拱。 五級圍巖斷面設計圖 圖 41 圍巖的彈性抗力系數(shù) 錯誤 !未找到引用源。 ， 襯砌材料為 C25 混凝土，彈性模量為 錯誤 !未找到引用源。 ，容重 錯誤 !未找到引用源。 。 根據(jù)公式，圍巖豎向均布壓力： 式中 :錯誤 !未找到引用源。 圍巖等級，此處取 錯誤 !未找到引用源。 ； 錯誤 !未找到引用源。 圍巖容重，此處取 錯誤 !未找到引用源。 ； ? ——跨度影響系數(shù)， 錯誤 !未找到引用源。 毛洞跨度 w ＝ 1+﹙ ＋ +2－ 22 5﹚＝ q＝ 1620＝ 圍巖水平壓力： e＝ ＝ 隧道的幾何尺寸： 內輪廓線半徑 r? ＝ r ? ＝ 內徑 r1 、 r2 所畫圓曲線的終點截面與豎直軸的夾角 ψ? ＝ 176。ψ? ＝ 176。 拱頂截面厚度＝ 墻底截面厚度＝ 此處截面厚度為自內輪廓半徑的圓心向內輪廓墻底做連線并延長至與外輪廓相交，其交點到內輪廓墻底間的連線。 外輪廓線半徑： R? ＝ ＋ ＝ R? ＝ ＋ ＝ 軸線半徑： r? ′＝ ＋ ＝ r? ′＝ ＋ ＝ 段圓弧中心角： θ? ＝ 176。θ? ＝ 176。 半拱軸線長度 S 及分段軸線長 ΔS 分段軸線長度 S ? ＝ θ? ／ 180176。πγ? ′＝ 176。／ 180176。＝ S ? ＝ θ? ／ 180176。πγ? ′＝ 176。／ 180176。＝ S＝ S ? ＋ S ? ＝ 將半拱軸線等分為