摘要 介紹一座與既有公路隧道水平面和堅直面相鄰的隧道群開挖、既有隧道監測及其防護加固方法。通過對既有隧道進行預加固和爆破振速的監測，以及優化交疊、小近距隧道群的施工方案，保證了既有隧道的安全和施工的順利進行。
　　Abstract: This paper introduces an existing highway tunnel level and firm face adjacent to the tunnel excavation, tunnel monitoring and protection method of reinforcement. Based on the existing tunnel pre reinforcement and blasting vibration velocity monitoring, as well as the optimization of overlapping, closely spaced tunnel group construction plan, to ensure both the safety tunnel and construction
　　關鍵詞 交疊 小近距 隧道 施工控制 監測
　　Key words ：overlap closely spaced tunnel construction monitoring and control
　　中圖分類號 : U45文獻標識碼： A 文章編號：
　　1 工程概況
　　大坪山隧道為泉廈高速公路擴建(雙向四擴八)工程位于泉州市區的一座分離式隧道，左線起止樁號為ZK393+744.70～ZK394+833.00，全長1088.30m。右線起止樁號為：YYK393+734.00～YYK394+816.50，全長1082.50m。隧道洞內為單面坡，0.5%和0.58%兩種坡度。隧道進出口為全～強風化花崗巖，洞身為弱～微風化花崗巖。隧道圍巖主要為Ⅱ、Ⅲ、級圍巖，部分為Ⅳ、Ⅴ級圍巖。山頂建有較為密集的別墅群。
　　新建兩條隧道：在原左右兩洞之間新建一條兩車道隧道，在既有右洞的右側新建一條兩車道隧道，并與大坪山隧道下方的城市一級主干道隧道(三條)斜交角度約為51.7度，拱頂距大坪山隧道凈距僅為5.1m。這樣形成七洞小凈距、交疊隧道群，詳見圖1-1大坪山隧道原洞以及新建隧道關系圖、圖1-2大坪山隧道原洞以及新建隧道立體交叉示意圖。
　　泉廈高速公路擴建工程大坪山隧道爆破施工難度位居國內前列，國內基本無可類比的工程，設計及施工經驗極少，難度極高。
　　2 小凈距隧道國內施工現狀
　　在我國，小凈距隧道是繼分離式隧道、連拱隧道后出現的一種適應性較強的新型隧道形式，尚為新型隧道結構型式，出現的歷史不久。用這種結構形式較早、己建成的小凈距鐵路隧道如內昆線青山隧道湘黔鐵路婁底至懷化段復線新坪渠隧道、寶成復線須家河隧道，內昆鐵路楊柳灣隧道等。
　　3 既有隧道的監測與監控
　　施工前，對既有隧道及下方城市隧道進行了缺陷檢測，檢測結果表明：五條既有隧道均存不同程度的質量缺陷，隧道總體質量未達到公路工程質量評定標準(JTG F80/1--2004))的行車安全，更加大了施工的難度。
　　3.1監測內容
　　(1)隧道襯砌厚度及缺陷監測：采用地質雷達檢測;檢測結果詳見表3-1大坪山既有隧道襯砌厚度檢測匯總表。對于較嚴重缺陷點在現場進行標識，便于施工中進行監控。
　　(2)隧道襯砌背后空洞狀況監測：采用地質雷達檢測，檢測結果表明除了仰拱未發現缺陷外，在邊墻、拱腰、拱頂均有不同程度的回填不密實、防水布上部脫空等現象。
　　(3)襯砌裂縫及滲漏水調查：采用裂縫測寬儀與超聲波儀輔以人工調查，檢測結果詳見表3-2 大坪山隧道右線裂縫調查匯總表、表3-3 大坪山隧道左線裂縫調查匯總表。這些裂縫在現場用紅、藍不同顏色鉛筆進行標注，以便觀測施工中觀測其發展情況。

項目 隧道	強度平均值 MPa	強度標準差 MPa	混凝土強度推定 MPa
大坪山隧道右線	18.66	3.74	12.51
大坪山隧道左線	22.86	8.52	8.84

　　(4)隧道襯砌輪廓檢測：采用激光斷面儀檢測。根據各隧道檢測斷面的襯砌輪廓線與原
　　設計的襯砌輪廓線對比左線：ZK394+380、ZK394+780、 ZK394+980、ZK395+080右線：
　　YK394+350、YK394+400、YK394+550、YK394+650、YK394+800這些斷面的拱頂及邊
　　墻有較小內侵外，其他的襯砌輪廓線斷面與原設計差異較小，局部有少量的點內侵。
　　(5)隧道襯砌混凝土強度檢測：采用回彈儀及超聲回彈儀檢測，見表3-4 大坪山隧道超聲回彈檢測混凝土強度推定。
　　3.2檢測結果與評價
　　通過對隧道襯砌厚度與缺陷、斷面輪廓以及二襯強度、二襯裂縫進行檢測，檢測結果表明，隧道總體質量未達到公路工程質量評定標準(JTG F80/1--2004)，隧道工程質量不合格。因此在擴建施工中，對既有洞的缺陷進行密切觀察，確保施工的安全。
　　4 既有隧道的加固
　　對于既有隧道裂縫有發展之勢，且襯砌滲透漏水嚴重的位置，首先對既有隧道采取打入砂漿錨桿、注漿等加固措施，固結松散巖體及邊墻襯砌 混凝土、改善既有襯砌受力狀況，增加既有隧道襯砌穩定性。
　　(1)清除即將剝落的混凝土塊并測量隧道輪廓線。
　　(2)在靠新線一側邊墻打入¢22錨桿、錨桿長2.5m，間距1.5m，梅花形布置，并依次布置壓漿孔，鉆眼，打入壓漿花管，壓雙液漿。
　　在對既有隧道進行防護加固后，對原裂縫發展能得到較有效的控制。
　　5 爆破振動監測
　　為全面考慮隧道與圍巖的相互作用，復雜的地質變化和爆破動荷載重復作用下的累積損傷，分析臨近隧道爆破開挖對既有隧道結構、中夾巖柱體的復雜變形特征，用測振儀器對既有隧道進行監測。
　　5.1測試儀器
　　CD-1型磁電式速度傳感器，DSVM-2型振動測試儀，微機。
　　5.2洞口明挖處試驗炮
　　(1)測點布置
　　共布置3個測點：1#測點在既有隧道的進口處，豎直粘在水溝旁的水泥地上，離爆區最近距離38m，與爆區中心的高差約7.0m，所測的速度為垂直振動速度;2#測點粘在靠近新隧道一側的既有隧道邊墻襯砌上，高1.2m，離爆區最近距離8m，與爆區中心的高差為6.3m，所測的振動速度為水平振動速度;3#測點粘在既有隧道進口水泥地上，離爆區最近距離為43m，與爆區中心的高差約7m，所測振動速度為水平振動速度。
　　(2)炮孔布置
　　按照《爆破安全規程》規定，既有隧道允許的振動速度為小于12cm/s。該既有隧道抗震能力較差，爆破振動速度宜控制在6cm./s以下。通過試驗炮發現;最近距離在8m左右，單孔裝藥量控制在1.2kg以下，爆破振動速度較小，既有隧道是安全的。
　　孔網參數a×b=1m×1.2m。深度過2.5-3.0m，垂直鉆孔。
　　(3)測試結果及分析見表5-1爆破振動速度測試結果。
　　6 山頂房屋的監控
　　根據泉州市公路部門的要求，我們對山頂的房屋也進行了詳細的檢查記錄，共記15棟房屋存在不同的裂紋。并在山頂布置了測點。
　　表5-1爆破振動速度測試結果

測試日期	爆區里程	最近距離 /m			炮孔個數	炮孔深度 /m	炮孔深度 /m	最大振cm．s-1
								V1	V2	V3
1998-10-10	ZK393+755	35	8	41	48	2.5～3.0	1.2～1.5	1.92	2.34	1.39

　　7 新隧道施工
　　7.1施工方案
　　7.1.1 ZK393+744.70～ZK393+866段
　　該段采用微振動爆破，臺階法開挖，噴錨施工支護，先墻后拱法襯砌。
　　7.1.2 ZK393+866～ZK393+907段
　　新建隧道離既有線較近，該段開挖采用右側壁導坑引入，施工外側邊墻，再分部分層開挖其余部分，盡量減少對既有隧道的擾動(見圖7-1開挖順序圖)。
　　(1)①部采用微振動爆破，開挖側壁導坑，并及時噴混凝土，作好施工支護。
　　(2)②部采用微振動爆破，開挖部分拱部，并及時噴混凝土，打錨桿，作好施工支護。
　　(3)V部灌筑一側邊墻混凝土。
　　(4)③部采用微振動爆破，開挖拱部，并及時噴混凝土，打錨桿，錨桿間距1.0m。
　　(5)④部采用微振動爆破，開挖邊墻，并及時噴混凝土，打錨桿，錨桿間距1.0m，并與由既有隧道打入的錨桿相互咬合。
　　(6)VI部灌筑邊墻混凝土。
　　(7)VII部灌筑拱混凝土。
　　(8)VIII部施作隧底工程。
　　7.2隧道開挖及監測
　　7.2.1 ZK393+744.70～ZK393+866段開挖
　　炮眼布置及爆破振動監測情況見表7-1 炮眼布置及爆破振動監測。
　　7.2.2 距離出口50m(ZK394+783)處開挖。炮眼布置同上，最近距離為4.5m，實測最
　　大振速;上半斷面為5.62cm/s，4.26cm/s;下半斷面為5.24cm/s，6.21cm/s。由于距離出口比較近，二座隧道相距也較近，爆破開挖產生的速度較大，對隧道襯砌 有一定影響，觀測標有明顯變化特征，因此在以后的開挖過程中，將上下半斷面分別分成二部分開挖，先開挖遠離既有隧道的一側，再開挖另一側;同時減小鉆孔深度，減少單孔裝藥量。
　　表7-1 炮眼布置及爆破振動監測

爆區時程	最近距離 /m		炮眼類型	炮眼 個數	炮眼深度/m	單孔藥量/kg	最大振速		備注
							V1 /（cm.s-1）	V1 /（cm.s-1）
ZK393+780 （上）	7.5	7.5	掏槽眼	9	2.3	1.2	1.5	3.21	1. 1#、2#測點在炮眼底部、眼口里程對應的既有隧道襯砌上。 2．爆后石碴破碎，進尺1.5n左右。
			輔助眼	117	1.8	0.6
			周邊眼	30	1.8	0.45
			底眼	13	2.1	0.9
ZK393+780 （上）	7.5	7.5	輔助眼	32	1.8	1.1	3.51	4.05
			周邊眼	8	1.8	0.9
			底眼	12	2.1	1.0
ZK394+783 （上右）	7.2	7.2	掏槽眼	9	1.5	0.75			1．1#、2#測點在炮眼底部、眼口里程對應的既有隧道襯砌上。 2．爆后石碴破碎，進尺1.0m左右。
			輔助眼	56	1.2	0.45	1.5	1.9
			周邊眼	6	1.2	0.37
			底眼	5	1.5	0.6
ZK394+783 （上左）	4.4	4.4	輔助眼	47	1.2	0.45	2.9	2.34
			周邊眼	7	1.2	0.37
			底眼	6	1.5	0.6
ZK394+783 （下右）	7.2	7.2	輔助眼	19	1.5	0.75	1.8	1.2	1．1#、2#測點在炮眼底部、眼口里程對應的襯砌上。 2．爆后石碴破碎，進尺1.0m。 3.減振眼位于左邊墻，每隔30cm鉆孔，不裝藥。
			周邊眼	6	1.5	0.6
			底眼	5	1.8	0.9
ZK394+783 （下左）	4.4	4.4	輔助眼	20	1.5	0.75	4.61	3.41
			周邊眼	7	1.5	0.6
			底眼	5	1.8	0.9
			減振眼	14	1.8	0

　　注：爆區里程指新隧道開挖位置的里程;最近距離指測點離爆區邊緣的距離，即爆破位置處新舊二隧道相臨
　　襯砌之間的距離。
　　7.2.3 距離出口49m(ZK394+784)處開挖。
　　炮孔布置及爆破振動監測情況見表7-1 炮眼布置及爆破振動監測。
　　爆破振動速度得到控制，以后的上半斷面開挖依據此方案進行。
　　7.2.4 出口ZK394+830處下半斷面開挖
　　炮眼布置同上，最近距離為4m，減振眼改為20個，并適當減少單孔裝藥量，實測左側最大振速為3.18cm/s，4.85cm/s，既有隧道處于安全狀態。
　　在隧道的開挖過程中，對一些特殊部位開挖進和了監測，尤其是對距離出口約40m至出口處，進行了多次監測，并對開挖方案隨時作調整，嚴格將爆破振速控制6cm/s以下，確保了既有隧道的安全。
　　8 結束語
　　該隧道泉廈高速擴建項目重難點工程之一，也是業主和設計單位確定的年度科技攻并項目。通過對既有隧道進行監測、預加固，新建隧道采取微振動爆破，側壁導坑引入，先施工外側邊墻再分部分層開挖其余部分的開挖方法，最大限度地減少了對既有隧道的擾動。同時在施工中，始終堅持防護加固與爆破開挖相結合、爆破開挖與振速監測相結合，以監測的數據指導、調整方案，不但降低了既有隧道加固防護費用，而且保證了工期要求，保證了既有公路行車安全。