谈社仔山隧道与深挖方案比选的体会

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1、谈社仔山隧道与深挖方案比选的体会王文波（中交第四航务工程局有限公司，广东广州510231）摘要：本文着重介绍广明高速公路延长线设计时，对社仔山段进行隧道与深挖方案的比选。全面比较建设规模、占地面积、施工难度、建成后车辆行驶安全、运营管理、养护维修费用、环境影响等因素。关键词：隧道深挖方案比选1.前言［1-2］山区地形较为复杂，高路堤与陡坡路堤相伴生，存在边坡稳定性较差和路堤不均匀变形问题，并占用大量农田、林地等；尤其是深路堑或高填方边坡存在高边坡长期稳定性问题，而且对周围环境产生不利影响。路基填方高度、挖方深度、边坡高度、坡率，直接关系到工程安全、工程投资和景观协调，从整个

2、社会经济综合效益考虑，高路堤和深路堑不是最佳的工程方案。［3］按规范规定：“是否采用隧道方案应综合考虑社会、经济、地质、环保、工程造价等因素进行比选。一般当路基中心线处挖深达到30m时，应进行深挖与隧道方案的比较，比选不仅要考虑建设成本和建设难度，还要考虑建成以后车辆的行驶安全、行驶费用。以及运营管理和养护维修的费用。”广明高速公路延长线K83+045～K83+337段存在上述地形，为合理确定该段设计方案，对此路段进行深路堑与隧道方案比较。图1隧址地形、地貌及地质2.方案比选概况广明高速公路延长线工程起于广明高速一期工程终点白石村附近，设计时速100km/h，1双向六车道，

3、路基宽度33.5m。比选路段起于更合镇瑶村凤咀水库以南通过水库上游汇水区，终于临近省道S113；地貌为丘陵区，地形起伏稍大，地面标高约55～130m，地表植被发育，主要为人工种植桉树林地间杂灌木林。据地面工程地质测绘及钻探结果，该路段地层主要为第四系坡残积土，覆盖层厚度2～6m，下伏全－中－弱风化花岗岩。2.1隧道方案结合隧址区前后复杂的地形、地貌以及城镇规划（包括小洞变电站、中德不锈钢厂），设计双向六车道连拱隧道，全长为292m，采取自然通风并设置照明设施等。洞门采用削竹式、端墙式。隧道洞身采用承载能力较好的三心圆曲墙式衬砌断面，主洞尺寸拱部为90°圆弧，R1=850cm

4、，左右侧墙为R2=530cm的弧面墙。图2：隧道净空断面图隧道衬砌按新奥法原理设计，采用复合式衬砌。施工主要采用三导坑先墙后拱法，先施工作业一侧隧道，滞后一定时间再施工作业另一侧隧道。在中墙处设中导坑，两侧边墙处设侧导坑，导坑的断面尺寸根据隧道起拱线以下墙部轮廓尺寸，结合导坑支护和隧道初期支护架立钢架、内层模筑衬砌钢筋作业及施工需要拟定。图3：隧道纵坡面图2隧道围岩级别划分为Ⅲ～Ⅴ级，Ⅲ级围岩长215m，占隧道围岩总长的73.63%；Ⅳ级围岩长37m，占隧道围岩总长的12.67%；Ⅴ级围岩长40m，占隧道围岩总长的13.70%。隧道围岩工程地质条件相对较好。风险评价：洞口处

5、于坡残积土斜坡上，在斜坡坡脚处深切，直接影响到洞口斜坡的稳定，在隧道出洞口有两条小型断层分布及山体较陡，土体易产生滑坡，对其隧道出口的斜坡的稳定性影响较大。隧洞开挖在洞顶形成仰坡，其稳定性较差；但岩石风化程度不同，浅表岩层风化卸荷裂隙发育，易发小型崩塌，隧洞开挖，可能发生掉块和洞口坍塌现象。2.2深路堑方案因社仔山隧道是在符合路线总体走向的前提下综合诸多因素而定，路堑方案的平纵仍采用隧道方案的平纵面，不再作调整，故此，根据该路段纵面设计，将此处最高埋深72m的中心填土开挖，最大边坡高度80m左右，按10m一级，设2m平台，左右侧边坡最大处共8级［5］边坡。路堑施工方案相对隧

6、道较为简单，可按照路基施工规范要求进行，通过较合理施工组织，安排相应的机具设备和人员，作业面一般不受限制，及时调运弃土方，但过程中需注意基岩爆破的安全控制。图4：深挖方案剖面图风险评价：深路堑必然导致高边坡，边坡稳定整治费用大大增加。且由于边坡岩体结构的复杂多变性，严重降低了支挡加固工程的可靠度。部分边坡由于深路堑的工程地质勘察认识不足，边坡设计是否完全合理，有待商榷。该段深路堑方案最高8级边坡，达80m左右，可能存在后期边坡受雨水冲刷后，垮塌、小型坍塌，防护砌体破坏等不安全隐患。公路运营阶段，路堑边坡失稳或产生病害可能造成公路中断交通，直接影响营运效益和社会效益2.3方案

7、的比较隧道方案与深挖方案的主要影响因素有：建设规模、占地面积、施工难度、建成后车辆行驶安全、运营管理、养护维修费用、环境影响等，如表1：隧道与深挖路堑比较表表1项目隧道方案深路堑方案3开挖新增永久占地61亩，弃土场临时占地120占地/亩。292m连拱短隧道，挖方10万方，自然最大中心挖方高度71.6m，最大边坡高度约80m建设规模通风。共8级，土石挖方总量约104万方。所需机械设备较多、工艺复杂，施工人施工简单，需大量爆破、机械设施及运输设备。施工难度员技术要求较高。避免大量土石方工调运土石方工程量太大。防护工程量