维普资讯 http://www.cqvip.com ・隧道／地下工程・ 环境敏感区大跨径隧道环保型建设技术 ——老山Ⅱ号隧道“零仰坡”进洞技术 宋玉毛 （中铁十八局集团上海公司，上海２０００７１） 摘要：在环境敏感区建设大跨径隧道，如何在保证安全的前 厚０．５～２．５ ｉｎ。风化强烈，结构基本破坏；再其下为弱 提下，最大限度地减少对环境的破坏，实现路与自然的和谐是 现阶段工程建设中落实科学发展观必须解决的问题。介绍位 于国家级森林公园的老山隧道环保型建设技术——“零仰坡” 进洞工法创新及应用情况。 关键词：环境敏感区；公路隧道；零仰坡；施工 中图分类号：Ｕ４５５ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００４—２９５４（２００７）０６一ｏｏ９５一ｏ２ 隧道洞口段一般岩层破碎、风化严重，为保证隧道 安全进洞，传统做法是采用拉槽方式，对边仰坡进行先 开挖、防护，在拉槽到可以保证隧道洞口稳定的前提下 再进洞施工。众多工程实践表明，隧道未开挖时，山坡 是稳定的，而传统施工方法在开挖洞口边仰坡时，难免 会破坏山体的自然平衡状态，极易造成边仰坡坍塌、顺 层滑坡等工程病害，以至隧道进洞失败。同时，传统进 洞方法不仅增加了隧道征地规模和拆迁数量，而且对 隧址区原生植被的破坏也是不可恢复的。因此，在建 设领域落实科学发展观就必须改变隧道传统进洞方 法，杜绝深挖高填、注重景观和环境保护，实现路与自 然的和谐。 １ 老山隧道环保型建设技术的研发背景 宁（南京）淮（淮安）高速公路老山Ⅱ号隧道地处 国家级森林公园，地表植被茂盛，林区有中华虎凤蝶等 多种珍惜物种，风光优美，景致宜人。老山Ⅱ号隧道为 双向６车道分离式，最大跨度１９ ｍ，左线起讫里程为 ＺＫ５＋０７５～ＺＫ６＋５００，长１ ４２５ ｍ；右线起讫里程为 ＹＫ５＋１００～ＹＫ＋９００，长１ ８００ ｍ。老山Ⅱ号隧道进口 地形两侧高中间低，由南往北坡度较大，坡角达３０。一 ６０。。表层覆盖有１．０ ｍ左右的碎石土，中密；其下为 强风化灰岩，岩质软，节理裂隙发育，层厚３．０ ｍ左右； 再其下为弱风化灰岩，岩石完整性从差到一般，发育有 岩溶。隧道出口穿越山体中间的低洼处，表层为０．５ ～２．８ ｍ不等的碎石层，中密；其下为强风化灰岩，层 收稿日期：２００６—１２—２９ 作者简介：宋玉毛（１９５９一），男，工程师，２０００年毕业于北京建筑工程 学院。 铁道标准设计ＲＡＩＬＷＡＹ ＳＴＡＮＤＡＲＤ ＤＥＳＩＧＮ ２００７（６） 风化灰岩，裂隙发育一般，裂隙宽为１．０～２．０ ｍｍ，充 填有钙质物。洞Ｅｌ位于第四系松散层中，均设置有 明洞。 因此，能否在建设过程中将对环境的影响降低到 最低限度，建成的老山隧道能否融人森林公园的的自 然景观中，成为了老山隧道建设成功与否的一个重要 标准。在这种背景下结合工程实际，以“不破坏就是 最好的保护”的原生态理念，研发了大跨径隧道“零仰 坡”进洞工法。 ２“零仰坡”进洞技术 ２．１ 技术原理 我国公路隧道设计中，一般要求自然覆盖层的厚 度不低于６～１０ ｍ，而且在施工中习惯将自然覆盖层 高度作为选择洞Ｅｌ位置（即暗洞起点）的条件之一。 因此。为了保证洞Ｅｌ有足够的覆盖层厚度，才有了传统 的洞口施工方法，即进行大范围的边仰坡开挖。“零 仰坡”进洞技术彻底摒弃这一传统的做法，在覆盖层 为零（即为０～５０ ｃｍ）的条件下，采用盖挖法，明洞暗 做，提前进洞，最大限度缩小隧道洞口施工的破坏范 围，达到保护隧道口森林植被的目的。即在洞顶覆盖 层为０～５０ ｃｍ时提前进洞，缩小沿隧道纵向的破坏范 围；隧道口“盖挖”施工“明洞暗做”，即在隧道口山体 处不具备成洞条件的地段，将隧道断面分成上下两部 分，上部开挖施工槽后通过立型钢拱架、喷灌混凝土进 行支护，创造暗洞施工条件，下半断面暗挖施工。通过 此举，降低了上部开挖施工槽的深度，相同坡比的条件 下最大限度地减少了洞口施工的横向破坏范围，且提 高了施工槽边坡的安全性。两种工法对洞口环境的影 响见图１。 垩罂 工法情形 ” ＜≤ ： ’ ｌ ＼１ 横向 纵向 图１ 两种工法对洞口环境的影响示意（单位：ｍ） ９５ 维普资讯 http://www.cqvip.com ・隧道／地下工程・ 宋玉毛一环境敏感区大跨径隧道环保型建设技术 隧道支护的所有措施。 ２．２ 施工步骤 在老山隧道洞口施工中贯彻“零进洞”施工理念， 具体做法是在洞口段采用“盖挖法”施工，先开挖洞口 段上半断面施工槽，同时留上半断面核心土支挡仰坡， 再施工上半断面初期支护。下半断面暗挖施工在上半 超前注浆大管棚与超前注浆小导管：较好地用于 保证拱部浅薄覆盖层的稳定，形成了暗洞施工条件。 型钢拱架支撑、注浆（砂浆）锚杆：用于已开挖部 分的稳定支护。 喷射混凝土：将拱架支撑、锚杆等支护措施与围岩 形成整体，形成共同支护，有效发挥围岩自稳能力；同 时对开挖后围岩面迅速封闭，防止风化，保证施工 安全。 因此，根据不同条件选用正确的支护措施，并进行 断面支护保护下进行。具体施工步骤见图２。 图２洞口段施工步骤 （１）清除表土。 （２）开挖上部施工槽、边仰坡防护。施工槽由外 及里，由上至下依次开挖，边挖边护。开挖时，预留核 心土支顶仰坡。边、仰坡防护采用Ｌ＝３ ｍ西２５砂浆锚 杆、西６钢筋网、１０ ｃｍ厚Ｃ２０喷射混凝土。 （３）施工管棚套拱。套拱采用４榀Ｉ２０钢架，纵向 间距５０ ｃｍ，钢架间采用＆２２钢筋连接。架立钢架完 成后挂模灌注Ｃ２５混凝土，混凝土厚度为８０ ｃｍ。 （４）施作管棚。管棚＆１０８热轧无缝钢管，Ｌ＝４０ ｍ，环向间距４２ ｃｍ。钢管内压注水泥一水玻璃双液浆 （水泥一水玻璃体积比１：０．５，水泥浆水灰比１：１，水玻 璃浓度为３５ Ｂｅ ，水玻璃模数２．４），注浆终压 ２．０ ＭＰａ。 （５）上半断面初期支护施工。支护采用Ｉ２０ｂ型钢 拱架，钢架间距５０ ｃｍ， ８钢筋网片，Ｃ２０喷射混凝土， 厚度３０ ｃｍ。 （６）开挖核心土。完成上半断面支护后开挖核 心土。 （７）开挖下半断面。下半断面左右两侧马口交替 开挖，一次开挖长度控制在１ ｍ以内。边开挖边进行 钢架接腿，打锚杆，挂西８钢筋网，喷射Ｃ２０混凝土完 成下部初期支护。锚杆采用＆２５注浆锚杆Ｌ＝４ ｍ， １００ ｃｍ Ｘ ５０ ｃｍ梅花形布置，喷射混凝土厚度为２７ ｃｍ。 （８）及时施工仰拱和二次衬砌。 洞口段盖挖段完成后，进行暗洞施工。具体开挖 方法根据实际围岩情况选择双侧壁导坑法或“ＣＲＤ” 法为宜。 ２．３支护措施 为创造施工条件，保证围岩的稳定、施工的安全， 洞口工程需根据不同部位、开挖工序、施工要求采用相 应的支护措施。“零仰坡”进洞工法几乎涵盖了用于 ９６ 科学合理的组合是“零仰坡”进洞的重要保障。 ３“零仰坡”进洞技术在老山隧道应用效果 老山Ⅱ号隧道采用“零仰坡”进洞技术与传统进 洞方法相比，洞口减少土石方开挖７ ４００ ｍ ，保护隧址 区老山林场天然植被４ ０００ ｍ ；大幅度减少隧道洞口 土石方开挖和堆弃工作，避免了水土流失对林地污染， 而且对保护老山林区自然环境，特别是对保护珍惜物 种——中华虎凤蝶具有积极意义，具有广泛而长远的 生态效益和社会效益。老山隧道已完全融人了老山的 自然景观，成了宁淮高速公路一道亮丽的风景线，成了 南京市的一个文化地标和人文景观。“零仰坡”进洞 技术被评为“南京市十大职工优秀创新技术成果”。 见照片１。 照片１ 老山Ⅱ号隧道“零仰坡”进洞效果图 ４ 结语 （１）“零仰坡”进洞技术符合科学发展观的时代要 求，体现了“环境友好型。资源节约型”交通建设新理 念，代表了隧道施工的一个趋势，具有广泛的推广应用 前景。 （２）“零仰坡”进洞技术在保护环境的同时增大了 施工的技术难度和技术风险。采用合理的开挖方法， 科学配置支护措施，支护体系和岩体的监控量测是该 工法获得成功的重要保障。 参考文献： 『１１ ＴＢ１０２０４－－２００２，铁路隧道施工规范【Ｓ】． 铁道标准设计ＲＡＩＬＷＡＹ ＳＴＡＮＤＡＲＤ ＤＥＳＩＧＮ ２００７（６）
