分岔式隧道设计与施工探讨.doc

分岔式隧道设计及施工探讨 （中国铁路工程总公司沪蓉西项目经理部 周有江） 摘要：分岔式隧道是近几年国内出现的一种新的结构形式，它由小间距隧道——连拱隧道——大拱隧道——明洞组成，沪蓉西高速公路湖北宜昌至恩施段八字岭隧道出口便采用了此结构形式，笔者作为参战技术负责人，通过参与设计图纸会审、设计变更、施工方案交底的编制、施工管理等建设过程，对分岔式隧道的设计及施工进行总结，以期对将来的分岔式隧道的设计及施工提供一定的参考价值。考虑到篇幅之限本文重点阐述施工方案及施工工序，对施工工艺及有关细节在此不作累述。 主题词： 分岔式 隧道 设计 施工 1工程概况 1.1工程设计情况 八字岭隧道出口位于恩施土家族苗族自治州巴东县境内；总体呈八字形，分岔式隧道全长365m，由洞口向洞内依次由明洞、大拱段、连拱段、小间距段组成，其中明洞全长10.8m，大拱段全长58.6m，连拱段全长120.7m，小间距段全长120.7m。 隧道出口分岔段左洞起止里程为ZK100+270~ZK99+905，右洞起止里程为YK100+275~+ YK99+910；纵坡为2.41%单向下坡；左线为直线，右线在半径为8000m的曲线上。 附分岔式隧道平面布置图 1.2工程地质情况 1.2.1隧道洞口 洞口位于低中山斜坡位置，西临峡谷，基岩裸露，出露地层为弱风化灰岩，薄~中层状，山坡自然坡度28~45°，山坡临空面方位270°,与路线走向一致，岩层产状342∠72，岩层走向与坡面斜交，洞口岩石浅部岩溶裂隙发育，岩体欠完整，呈块状砌体及块石状结构，围岩类别为Ⅲ类，成洞条件较好。 洞口段灰岩地表岩溶较发育，洞口处标高较高，地表、地下水自然排泄条件较好，洞口施工主要受大气降水形成的坡面面流沿地表岩溶渗漏过境水影响，对洞口施工影响较小。 综上所述，隧道出口位于山坡斜坡位置，斜坡与路线正交，岩性为弱~微风化灰岩，地表岩溶较发育，岩体较完整，围岩类别为Ⅲ类偏好，成洞条件较好，洞口围岩稳定。 1.2.2大拱段隧道洞身 ZK100+259.2~+ ZK100+200.6；YK100+264.2~+YK100+205.6分岔段隧道上断面穿过的岩石主要为三叠系下统大治组上段，岩性特征微晶灰岩：灰色，薄~中层状，主要矿物成分为方解石，微晶结构，层状、块状构造，受地表水风化影响，节理岩溶裂隙发育，溶洞较发育，岩体欠完整，呈块状砌体及块石状结构，围岩类别为Ⅲ类，成洞条件较好。 隧道下断面岩石主要为三叠系下统大治组上段，岩性特征微晶灰岩：灰色，薄~中层状，主要矿物成分为方解石，微晶结构，层状、块状构造，受地表水风化影响已较小，节理岩溶裂隙较发育，溶洞基本不发育，岩体完整，呈块状砌体及块石状结构，围岩类别为Ⅳ类，成洞条件好。 溶槽、溶洞侧壁有滴、渗水现象，遇雨水天气时水量变大。 1.2.3连拱段隧道洞身 连拱段隧道洞身左右洞身基本相似，主要为三叠系下统大治组上段，岩性特征微晶灰岩：灰色，薄~中层状，主要矿物成分为方解石，微晶结构，层状、块状构造，受地表水风化影响，节理岩溶裂隙发育，溶槽、夹泥众多，溶洞发育，但多为充填溶洞，岩体欠完整，呈块状砌体及块石状结构，围岩类别多为Ⅲ类，成洞条件一般。 溶槽、溶洞侧壁有滴、渗水现象，遇雨水天气时水量变大。 1.2.4小间距段隧道洞身 小间距段隧道洞身左右洞身基本相似，主要为三叠系下统大治组上段，岩性特征微晶灰岩：灰色，薄~中层状，主要矿物成分为方解石，微晶结构，层状、块状构造，受地表水风化影响，节理岩溶裂隙发育，溶槽、夹泥众多，溶洞发育，有充填溶洞，也有空溶洞，岩体欠完整，呈块状砌体及块石状结构，围岩类别多为Ⅲ类，局部出现Ⅱ类围岩，成洞条件偏差。 溶槽、溶洞侧壁有滴渗水现象。 2工程变更 由于工程是按照变更后的设计施工的，故有必要把变更设计的情况作以阐述，分岔式隧道的变更主要有两方面，一方面是对原设计的优化变更，另一方面是由于地质条件与原设计不同引起的变更。 2.1优化设计变更 2.1.1大拱段二次衬砌形式优化变更 大拱段二次衬砌原设计分外衬和内衬两种形式，后根据初期支护监控量测结果-变形较小的实际情况，以及为了烘托大拱的宏伟气势、简化二次衬砌形式、保证防水质量，故申请变更设计将内衬取消。 附大拱段二次衬砌结构形式变更前后对比图 大拱段原设计二次衬砌结构图 大拱段变更设计后二次衬砌结构图 2.1.1连拱段二次衬砌形式优化变更 连拱段二次衬砌原设计为中隔墙独立与左右洞二次衬砌分开的柱拱式衬砌，为了增加左右洞二次衬砌的整体性及防水的可靠性，将中隔墙改为夹心式，夹心中隔墙在左右洞开挖前施工，外壳待左右洞二次衬砌时一起施工。 附连拱段二次衬砌结构形式变更前后对比图 连拱段原设计二次衬砌结构图 连拱段变更设计后二