摘要：以南平松建高速公路徐屯II號隧道為依托，簡述徐屯II號隧道支護變形的處治措施。
　　關鍵詞：高速公路;支護變形;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: U412.36+6 文獻標識碼： A文章編號：2095-2104(2012)
　　1 工程概況
　　徐屯II號隧道是福建省松溪(閩浙界)至建甌公路國家高速公路網第三縱長春至深圳線福建省境內松溪至建甌段(簡稱松建高速公路)的小凈距短、淺埋、偏壓隧道。該隧道在施工過程中，由于地質條件差，隧道發生變形。因此，弄清隧道圍巖變形的特點，提出治理措施，保證隧道的安全施工，有著重大的意義。
　　2 隧道地質條件
　　2.1 地形地貌
　　徐屯II號隧道隧址區屬構造-剝蝕低山丘陵地貌。該隧道穿越-北東-南西向的低山區，地形起伏較大，進口處地面高程160-165m，出口處地面高程160-165m，隧道軸線最高點高程217m，相對高差52-57m左右，沿線地形陡峭，呈波狀起伏，進口側山坡相對較陡，自然坡度約19-26度，出口側山坡相對平緩，自然坡度約13-16度，隧道經過坡體處植被發育。
　　2.2 工程地質
　　根據工程地質調繪和鉆探及物探結果，徐屯II號隧道洞身為坡積粘土和碎塊狀強風化～弱風化云母石英片巖，屬堅硬土～堅硬巖，未見有斷裂構造通過。弱風化云母石英片巖，巖石較完整，巖質較堅硬，對隧道洞身有利。但隧道洞身坡積土、殘積粘性土、全～強風化云母石英片巖圍巖段，屬較硬土～極軟巖。隧道洞身以IV級圍巖為主，洞口段為V級圍巖。隧道場址區未見斷裂構造經過，也未見滑坡、崩塌、泥石流、采空區、巖溶等其它不良地質作用，隧址區現狀整體穩定，工程地質條件尚好，但屬隧道洞身較硬土～極軟巖，對隧道洞身圍巖的穩定不利，應加強隧道洞頂及側壁的支護。
　　2.3 總體設計
　　徐屯II號隧道為小凈距短隧道，隧道起訖樁號為左洞ZK84+510~ZK84+887，長377m;右洞YK84+530~YK84+902.5，長372.5m，左右洞平均長374.75m，屬于短隧道。隧道左右洞進口分別位于半徑為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號隧道出口采用大管棚對洞口進行支護。洞口仰坡采用錨桿、噴混凝土防護，在滿足機械開挖的條件下，使用挖掘機開挖，裝載機配合自卸車裝運棄渣至指定棄渣位置，人工輔助修坡。不能直接用機械開挖的次堅石采用定向弱爆破，人工輔助機械裝運。施工時采用短進尺，弱爆破，強支護，早封閉，快循環的施工方法，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整體鋼模臺車拱墻一次性澆筑成型。仰拱部分開挖至設計標高后，當地質情況及允許承載力與設計不符時，及時報請變更設計妥善處理。混凝土灌注前排除坑內積水、浮渣，超挖部分采用同級混凝土回填;防水層及拱腳縱向排水管等防水措施按設計及規范施作。拱圈混凝土達到設計強度后進行拱背土方回填。采用人工回填土，拱圈頂部安設小型轉動式起吊架，回填高度大于2m時，將運土小推車吊至回填面，對稱分層夯實，填層厚度不大于0.3m，其兩側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計高度，壓實度不小于90%。此步工序待暗洞施工后，襯砌混凝土度達到90%后及時進行。暗洞施工的同時，選擇合適時機施作洞門主體襯砌。
　　3.2開挖
　　3.2.1開挖方法及步驟
　　徐屯II號隧道洞口加強段和淺埋偏壓V級圍巖段采用CD法開挖，其它段落采用半斷面正臺階分步開挖法施工。其中盡量采用挖掘機和人工配合無爆破施工，局部需要爆破時，采用弱爆破施工，盡量減少對地層的擾動。
　　半斷面正臺階分步開挖法開挖支護順序：超前砂漿錨桿上弧型導坑開挖→架立鋼支撐、拱部噴錨支護→下部開挖→邊墻及仰拱架立鋼支撐，噴錨支護→灌注仰拱混凝土(無仰拱則取消該步驟)→鋪設環向盲溝及防水板，整體澆注二襯混凝土。
　　3.2.2 光面爆破施工
　　鉆爆作業嚴格按照鉆爆設計進行鉆眼、裝藥、接線和引爆。鉆爆法開挖作業工序組成為：測量放樣→布眼→臺車(臺架)及風水管路就位→鉆眼→裝藥堵塞→聯結起爆網絡→起爆→通風→找頂清理危石→出渣→清底。施工前首先根據現場地質情況進行爆破試驗，并且在施工中不斷修正光爆設計參數，以達到最佳爆破效果。
　　4 徐屯II號隧道支護變形過程
　　4.1初支下沉變形情況
　　在施工和檢查過程中發現左洞進口端ZK84+540～ZK84+620初期支護突然發生變形，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始剝落，次日初支變形開始明顯變大，目測可以發現拱腰混凝土剝落面擴大，右洞YK84+600～YK84+648受影響也發生變形。同時，監控量測數據也顯示該段隧道沉降和收斂值發生突變，隧道整體向線路右側推移，部分地段初支已侵入二襯凈空，多的有20cm。
　　4.2地表沉降開裂情況
　　自左洞初期支護變形明顯后，施工單位加強了洞內沉降和收斂的監控測量，同時加強地表觀測。同時，發現在左洞左側20～30m位置出現幾道地表裂縫，其中最長的縱向裂縫長度約90m，裂縫寬度3～20cm，且有斷裂沉降錯臺的情況，錯臺高度約15 cm。裂縫大致隨山脊由洞口外側延伸到山頂。
　　5 徐屯II號隧道變形特點
　　5.1 圍巖變形量大
　　徐屯II號隧道進口段ZK84+550～ZK84+615出現大變形，在短短的4天內，累計變形最大達到100.09mm。
　　5.2 變形速率快
　　徐屯II號隧道變形為突發性，變形速度極快，表面來壓快，說明圍巖自穩能力和完整性差極差。
　　5.3 變形范圍大
　　徐屯II號隧道變形主要發生在ZK84+550～ZK84+615，計65m，ZK84+626～ YK84+636，計10m，合計發生變形的長度為75m。發生變形的長度占隧道長度374.7m的20.0%。
　　6 處治措施
　　6.1 處治原則
　　徐屯II號隧道加固方案堅持以“先穩后固”的原則，即首先對左右洞變形較大的地段采用斜撐加扇形支撐進行加固，部分地段采用臨時二襯先穩定，同時對地表裂縫進行封閉，然后按設計代表根據現場重新出的加固圖進行加固施工(主要為小導管注漿)。加固完成后對監控量測觀測數據進行分析，整體沉降和收斂趨于穩定后，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一步失穩，采取對洞頂山體裂縫進行人工回填后夯實，再在兩側施工排水溝，做到及時截、排地表雨水，同時使用土工布覆蓋裂縫，避免雨水侵入裂縫中。為進一步掌握地表變形情況，隧道外側山體邊坡上按設計布設測斜管(3個孔)，以求進一步掌握隧道變形機理，為后期處理提供依據。
　　6.3 左洞內臨時穩定處治
　　在“先穩后固”的處治原則下，為控制洞內變形的發展，保證洞室的整體穩定，經各方共同研究決定：首先對左右洞變形較大的地段采用扇形支撐穩定，進口洞段部分地段采用臨時二襯進行鎖扣穩定。
　　6.3.1 扇形支撐穩定
　　根據洞內初支變形和破壞情況，ZK84+561～ZK84+636，YK84+590～YK84+648設置扇形支撐，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格連接組成。
　　臨時支撐體系中，中心三根扇形主支撐為φ200的鋼管，管內壓注0.45水灰比的純水泥漿進行充填增大其剛度，兩側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，橫向及縱向聯系支撐為I12槽鋼，鋼管每根長6m，同一根鋼管之間采用法蘭盤和螺栓連接。
　　6.3.2 臨時二襯進行鎖扣穩定
　　為防止洞口段過度變形引起隧道的整體失穩，在左洞ZK84+535～ZK84+560設置臨時二襯，臨時二襯除鋼筋和防排水外，其余襯砌參數參照原設計二襯圖施工(見圖三)。
　　6.4 右洞施工處治
　　根據現場施工情況和地質情況(圍巖為土質粘土或強風化云母石英片巖)，根據開挖斷面的復測情況，采用的宗旨為：在扇形支撐加固完成后，在小導管施工的同時，盡快縮短隧道縱、橫向跨度：右洞進口基本無變形段具備連續57m的按原設計施工二襯的條件，采取先進行右洞進口二襯施工，鎖住洞口，再逐段采取3m一次進行仰拱和填充施工，使初支成環，緊跟二襯。其余洞段在小導管注漿完成后，局部換拱，滿足設計斷面的情況下進行二襯施工。部分段落修正二襯設置參數進行加固，混凝土等級由原來的C25提高為C30。主鋼筋由φ20變更為φ25。
　　6.4.1右洞施工過程
　　(1)右洞仰拱施工
　　右洞從進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，按照正常工序將右洞進口段二襯進行施工，保證進口端二襯封閉成環，有利于洞口穩定。仰拱施工時對影響的臨時支撐分榀拆除，并加強監控量測。
　　(2)右洞永久二襯施工
　　右洞YK84+545～84+618段初支未變形，斷面能滿足原設計，采用加強鋼筋和提高混凝土標號等進行二襯加強;YK84+618～84+648段初支斷面凈空侵入較多，長度在30m，采用全部換拱，二襯斷面增加到60cm，目前正在進行換拱和二襯施工。進口段二襯施工時間及采取措施見下表：

里程	加強措施
YK84+547~ YK84+556	將原設計主筋由Φ20加強到Φ22，并在左右側拱腰的內側額外增加Φ22抗拉鋼筋，再將原設計C25防水混凝土提高至C30。
YK84+556~ YK84+562	將原設計主筋由Φ20加強到Φ25，再將原設計C25防水混凝土提高至C30。
YK84+562~ YK84+568.5	將原設計主筋由Φ20加強到Φ25，間距10cm。再將原設計C25防水混凝土提高至C30。
YK84+568.5~ YK84+573	將原設計主筋由Φ20加強到Φ25，再將原設計C25防水混凝土提高至C30。
YK84+573~ YK84+582	將原設計主筋由Φ20加強到Φ22，并在左側拱墻的內側額外增加Φ22抗拉鋼筋（長度9m，縱向間距40cm），再將原設計C25防水混凝土提高至C30。
YK84+582~ YK84+591	將原設計主筋由Φ20加強到Φ22，并在左側拱墻的內側額外增加Φ22抗拉鋼筋（長度9m，縱向間距40cm），再將原設計C25防水混凝土提高至C30。
YK84+591~ YK84+598.5	將原設計主筋由Φ20加強到Φ25，再將原設計C25防水混凝土提高至C30。
YK84+598.5~ YK84+607.5	將原設計主筋由Φ20加強到Φ25，再將原設計C25防水混凝土提高至C30。
YK84+607.5~ YK84+614	將原設計主筋由Φ20加強到Φ25，再將原設計C25防水混凝土提高至C30。
YK84+614~ YK84+618	將原設計主筋由Φ20加強到Φ25，再將原設計C25防水混凝土提高至C30。

　　6.5 隧道加強、加固方案
　　隧道加強加固主要體現在兩個方面：一是對隧道周邊及兩條隧洞之間的中巖墻增設6m注漿小導管進行加固，二是根據后期隧道整體監測數據修正二襯設置參數進行加固。
　　6.5.1注漿小導管
　　臨時支撐加強后，在監控量測進行的同時，對中夾巖和周邊小導管按設計加固組織施工。
　　(1)中夾巖加固小導管設計參數：采用6m長Φ50mm注漿小導管，環向間距0.5m(每排8根)，縱向間距0.5m，小導管注漿采用水泥漿液，水灰比0.5：1，注漿壓力0.5～2MP。
　　(2)周邊小導管設計參數：采用6m長Φ50mm徑向注漿小導管，采用間距0.8m×0.8m梅花型布置。
　　(3)左洞中夾巖和周邊小導管加固ZK84+535.5～ZK84+636.5(101m)。右洞中夾巖和周邊小導管加固YK84+554～YK84+658.5(104.5m)。
　　6.5.2 斷面復測情況
　　隨著臨時加固的完成的，監控單位對斷面進行了復測，每3～5m測量一個斷面。具體復測情況如下：
　　右洞：YK84+545～YK 84+618段73m斷面能滿足設計;YK84+618～YK 84+648段斷面凈空侵入較多，長度在30m，滿足設計。左洞：左洞斷面通過豎曲線下調32cm左右以后斷面基本能滿足原設計50或調到60cm要求。
　　7 監控量測情況
　　自隧道發生變形后，次日的變形量較大，4天累計最大的下沉有100mm(ZK84+600最大為101mm，YK84+630最大93mm)，隨著臨時加固的完成;一周后開始沉降趨于穩定，每天在1mm以內;一月后沉降更是趨于穩定，每天在0.3mm以內 (有正負波動)。應力計和應變計進行的應力、應變監測數據也無異常。另外隧道外側山體邊坡上已按設計布設測斜管(3個孔)，正在觀測土體的水平方向的穩定情況，監測數據無異常，山體處于穩定狀態。
　　7 結束語
　　徐屯II號隧道圍巖的變形是在巖性、水、地應力和工程偏壓的綜合作用下，因施工措施不當誘發的軟巖塑性變形所導致，該變形具有破壞嚴重、范圍大，速度快等特點, 隧道變形處理也是對管理者的臨場經驗、管理和技術水平的綜合考驗。在山區復雜的地形地貌、地質水文條件下解決好高速公路的設計、施工、建設管理問題,使之既達到高速公路標準,確保工程質量,又能有效控制進度、投資。
　　參考文獻：
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　　[2]JTG/T F60-2009 公路隧道施工技術細則[S].
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