“盖挖工法”在公路浅埋隧道中的应用.doc

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1、“盖挖工法”在高速公路浅埋隧道中的应用余江（江苏省交通规划设计院）摘要茅山隧道（含茅山西隧道和茅山东隧道）为分离式双向六车道高速公路隧道，隧道最大开挖宽度达17.21m，最大埋深不足60m，属浅埋隧道。茅山西隧道下行线进口段部分为负埋深，该段设计采用盖挖法施工。本文详细介绍了该段盖挖设计，对类似工程设计提供了一定的借鉴作用。1前言盖挖工法以往多应用于城市地铁、过街通道等市政工程，它在克服市区施工作业面空间狭小困难的同时，可以有效减轻地下工程施工对城市交通、居民生活的影响。以往高速公路隧道多建于山区，地势开阔，且埋深较大，因此，很少采用盖挖法施工。南京至

2、太仓高速公路（南京至常州段）在通过风景秀丽的茅山风景区时，为减少公路建设大开大挖对原生态的破坏，采用隧道方式穿越，低山丘陵的地貌特征，使得茅山隧道总体埋深较浅，部分地段超浅埋，甚至负埋深。在设计方案研究过程中，遵循“不破坏就是最大的保护”这一先进设计理念，综合考虑环保、安全等因素，部分超浅埋区段采用“盖挖工法”施作，取得了良好的环境效益和社会效益。2工程概况南京至太仓高速公路（南京至常州段）茅山隧道位于镇江句容市茅山风景区内，隧址区场地地貌单元属剥蚀低山丘陵，茅山山脉总体呈南北向展布，山体坡度较缓，区内总体土层覆盖层较厚，植被茂密。茅山隧道为分离式双向

3、六车道高速公路隧道，设计速度为120km/h，是目前江苏省跨度最大的高速公路隧道。隧道衬砌断面采用三心圆形式，最大开挖跨度17.21m，最大开挖高度12.04m，形状扁平。茅山隧道分茅山东、西两座隧道，西隧道设计里程桩号上行线为EK24+875~EK25+332，长457m；下行线为FK24+730~FK25+326.5，长596.5m。东隧道设计里程桩号上行线为EK25+522~EK25+815，长293m8；下行线为FK25+514~FK25+796，长282m。1工程地质条件隧道工程区处在茅山主干断裂的西侧，勘察中未发现全新世活动断裂及规模较大的

4、断裂破碎带，隧址区山体形态较完整，坡度较缓，地表无崩塌、滑坡等现象。隧道洞室围岩岩性较复杂，有卵砾石土（Q2）、砾岩（K2P）、安山凝灰岩、安山岩（J3L）等。其岩体质量指标有明显差异。砾岩和安山岩均属硬质岩石，具块状构造，岩体完整性好；安山凝灰岩属较软质岩石，具碎裂结构，裂隙发育，岩体完整性差，整体强度较低，洞室自稳性较差；卵砾石土为残坡积成因，在西隧道工程区，岩性为呈散体状结构，灰褐色，灰紫色，卵（块）石含量在20-50%，下部含量可达50～70％；卵石粒径一般5～20cm，部分可达50～80cm，呈次棱角-次园状，大小混杂。大体上上部粒径较小，含

5、量较少，往深部卵石粒径增大，含量增多。卵石成份较为单一，主要为灰白色石英砂岩和灰紫色岩屑砂岩。填隙物为粘性土混砂粒，硬可塑状，部分具铁质胶结。其中的卵砾石为石英质，十分坚硬，而填隙物为含砾粘土质，岩（土）体整体强度低，完整性差，稳定性差。西隧道围岩类别分为II、III、IV类，东隧道围岩类别分为III、IV类。西隧道II类围岩占52%，III类围岩占17%；东隧道III类围岩占74%。2主要技术指标（1）道路等级：高速公路；（2）设计速度：120km/h；（3）隧道建筑限界：净宽14.75m（0.75+0.75+3×3.75+1.25+0.75），净高

6、5.0m；人行横洞建筑限界：宽2.0m，高2.5m；（4）隧道设计纵坡控制在0.3～3.0%范围内；（5）设计荷载：洞内路面设计荷载采用汽车-超20级，挂车-120；8（1）抗震设防烈度：按7度地震设防。隧道建筑限界如图1。图1茅山隧道建筑限界（单位：cm）2施工方案研究比选茅山西隧道下行线FK24+875～FK24+910段穿越一自然冲沟，为卵石土堆积结构，卵石含量较高，约35～50%。FK24+885.3～FK24+900.3（15m）段落局部为负埋深，洞室局部外露。见图2。8图2FK24+885.3～FK24+900.3段洞室断面图1.1明挖法针

7、对该区段自然条件，传统设计一般会采用明挖法。由于该段地质条件差，围岩为II类软石土，若采用明挖法施工，设计临时边坡坡率按1：1考虑，最大明挖宽度达50m、深度16.8m，开挖土方12502m3，碎石土回填9793m3，破坏林木1750m2。临时边坡采用锚杆、挂网、喷混凝土联合支护。明挖法主要有以下不足：1、明挖法将大面积破坏原有植被和林木，不符合生态、环保设计的要求。2、FK24+875～FK24+910段处于山谷冲沟之中，上游汇水面积较大，采用明挖法施工，周期太长（至少3个月左右），如遇雨季，排水较困难；而且该段衬砌台车在进口端115m的暗洞没有完成

8、开挖、支护和仰拱砼前，无法到位，无法及时施做明洞衬砌，水流将直接灌入隧道内，对暗洞的开挖造成极