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[摘要] 以连云港北固山隧道为工程背景，根据隧道设计图纸，结合现场实际地质情况，阐述了隧道右洞IV级、III级和II级围岩条件下的开挖施工方法与施工工序，为同类条件下隧道的设计与施工提供参考。
[关键词] 隧道；开挖；施工方法；围岩
1工程概况
北固山隧道位于连云港市墟沟城区西部，属于连云港港北港区疏港道路北固山段，起于大棺材山西南坡与墟沟互通相接，止于黄石嘴东坡与北港区I类进港道路相接。隧道左线长2810m，右线长2755m，属长隧道，按80km/h双向四车道高速公路标准（通长设置紧急救援车道）设计，通长设置4.5m宽紧急车道，建筑限界净宽14m，净高5.0m，设置车行横洞3处（宽4.5m，高5.0m）。人行横洞4处（宽2.0m，高2.5m）。隧道进、出口设置局部小净距段落，其余段落按分离式隧道设置，进口最小净距10m，中间最大净距37m，出口最小净距12m。隧道设计纵坡控制在0.3～3%范围内，最小曲线半径882米；最大曲线半径3000米。
2工程水文地质条件
2.1水文条件
隧址区地表水主要为沟谷小型溪流和小型水库，流量小，受季节影响明显；地下水主要包括基岩裂隙水和第四系松散岩组孔隙潜水；主要节理密集带局部富集基岩裂隙水，呈脉状分布，无统一的地下水位。地表、地下径流一般较弱，径流途径一般为几百米。第四系松散岩组孔隙潜水主要为坡积层孔隙潜水；隧址区地下水对混凝土无腐蚀性。隧道洞室开挖后，在不考虑任何防水措施的条件下，其最大涌水量预测为：左线涌水量846.7m3/d，右线832.9m3/d。
2.2地质条件
隧址区第四系坡积物，土性主要为可塑～硬塑状粉质粘土层，黄色、褐黄色，含少量砾石，局部夹碎石或滚石，薄层状分布，层厚度0.5～8.8m。隧道主体部分围岩分级为Ⅱ～Ⅲ级，围岩稳定性一般，侧壁基本稳定，爆破震动过大易坍塌；部分地段围岩为Ⅳ级，稳定性较差；穿过绿泥片岩地段，洞壁绿片岩岩脉出露位置风化局部加剧现象较突出，拱部无支护可产生较大坍塌，侧壁有时会失去稳定。
3开挖施工方案
3.1 Ⅳ级围岩开挖
3.1.1 Ⅳ級围岩开挖施工方法
Ⅳ级围岩深（浅）埋加强段设计采用上下台阶与双侧壁导坑组合法施工。上下台阶施工法是将隧道断面分成上半断面和下半断面，并进行两次开挖隧道。其开挖顺序是上半部开挖时进行拱部锚杆喷射砼支护，拱部衬砌；下半部中央部分开挖时，也要进行隧道边墙部分开挖，同时进行边墙锚杆喷射砼支护及衬砌；双侧壁导坑法是一项边开挖边支护的施工技术。其原理是：就是利用两个中隔壁把整个隧道大断面分成左中右3个小断面施工，左、右导洞先行，中间断面紧跟其后；初期支护仰拱成环后，拆除两侧导洞临时支撑，形成全断面。Ⅳ级围岩深（浅）埋段设计采用拱部环形开挖留核心土法开挖，该方法是在上部断面以弧形导坑领先，其次开挖下半部两侧，再开挖中部核心土的方法，其施工流程可参照图1所示，其平面和立面图如图2和图3所示。施工中严格遵循“管超前、严注浆、少扰动、快加固、勤量测、早封闭”的原则，采用微差光面爆破技术。
3.1.2 Ⅳ级围岩开挖施工工序
（1）Ⅳ级围岩深（浅）埋加强段的施工工序如下：
先行隧道开挖支护：拱部超前支护1→拱先行隧道开挖支护：拱部超前支护1→拱部环形开挖2→拱部初期支护3→上台阶左侧超前支护4→上台阶左侧开挖5→上台阶左侧初期支护、中岩墙加固及临时支护6→上台阶右侧超前支护7→上台阶右侧开挖8→上台阶右侧初期支护9→中部核心土开挖10→下台阶左侧开挖11→下台阶左侧初期支护、中岩墙加固及临时支护12→下台阶右侧开挖13→下台阶右侧初期支护14→拆除临时支护→模筑二次衬砌仰拱施工15→铺设环向导水管及防水层，整体灌注拱墙二次衬砌16→沟槽及路面结构施作。
后行隧道开挖支护：右导洞上台阶超前支护17→右导洞上台阶开挖18→右导洞上台阶初期支护、中岩墙加固及临时支护19→右导洞下台阶开挖20→右导洞下台阶初期支护、中岩墙加固及临时支护21→左导洞上台阶超前支护22→左导洞上台阶开挖23→左导洞上台阶初期支护24→左导洞下台阶开挖25→左导洞下台阶初期支护26→拆除临时支护→模筑二次衬砌仰拱施工27→铺设环向导水管及防水层，整体灌注拱墙二次衬砌28→沟槽及路面结构施作。
3.2 Ⅲ级围岩段开挖
3.2.1开挖施工方法
Ⅲ级围岩（加强段）隧道设计采用分部开挖法。分部开挖法是把设计的隧道断面划分成若干部分，进行二次及其以上开挖，最后达到隧道设计开挖断面的一种施工方法。先行导坑开挖，每次开挖循环进尺不得超过200cm；施工中严格遵循“少扰动、快加固、勤量测、早封闭”的原则，钻爆作业，按光面爆破设计。
3.2.2Ⅲ级开挖施工工序
先行隧道开挖支护：
上台阶拱部开挖1→上台阶拱部初期支护2→上台阶两侧开挖3→上台阶两侧初期支护及中岩墙加固4→下台阶左侧开挖5→下台阶左侧初期支护及中岩墙加固6→下台阶右侧开挖7→下台阶右侧初期支护8→铺设环向导水管及防水层，整体二次衬砌模筑砼施9→沟槽及路面结构施作。
后行隧道开挖支护：
上台阶拱部开挖10→上台阶拱部初期支护11→上台阶两侧开挖12→上台阶两侧初期支护及中岩墙加固13→下台阶左侧开挖14→下台阶左侧初期支护及中岩墙加固15→下台阶右侧开挖16→下台阶右侧初期支护17→铺设环向导水管及防水层，整体二次衬砌模筑砼施18→沟槽及路面结构施作。
3.3 Ⅱ级围岩段开挖
3.3.1Ⅱ级开挖施工方法
Ⅱ级围岩加强段先行隧道设计采用上下台阶法开挖，后行隧道采用分部开挖法施工；Ⅱ级围岩段采用上下台阶法施工；先行导坑开挖，每次开挖循环进尺不得超过200cm；施工中严格遵循“少扰动、快加固、勤量测、早封闭”的原则，钻爆作业，按光面爆破设计。
3.3.2Ⅱ级开挖施工工序
Ⅱ级围岩加强段：
先行隧道开挖支护：上台阶开挖1→上台阶初期支护及中岩墙加固2→下台阶开挖3→下台阶初期支护及中岩墙加固4→整体二次衬砌模筑砼施作5→沟槽及路面结构施作。
后行隧道开挖支护：上台阶拱部开挖6→上台阶拱部初期支护7→上台阶两侧开挖8→上台阶两侧初期支护及中岩墙加固支护9→下台阶左侧开挖10→下台阶左侧初期支护11→下台阶右侧开挖12→下台阶右侧初期支护及中岩墙加固支护13→整体二次衬砌模筑砼施作14→沟槽及路面结构施作。
Ⅱ级围岩段：
上台阶开挖→上台阶初期支护→下台阶开挖→下台阶初期支护→整体二次衬砌模筑砼施作→沟槽及路面结构施作。
4 结束语
文章详细介绍了连云港北固山隧道右洞IV级、III级和II级围岩条件下的开挖专项施工方案，该研究成果将对同类条件下隧道的设计和施工具有指导意义。
参考文献：
[1] 关宝树.隧道工程施工要点集[M].北京：人民交通出版社， 2003.
[2] 刘志刚.隧道隧洞施工地质技术[M].北京：中国铁道出版社， 2001.
[3] 陶光龙等编著.隧道工程概论[M].北京：科学出版社，2002
[4] 吕程康.公路隧道[M].北京：人民交通出版社，1999
[5] 程崇国，王新平.对3车道大断面公路隧道问题的思考[J].公路交通技术， 2002（3）（ Cheng Chongguo，Wang Xinping. Considerations on highway tunnels with large sections of three lanes [ J]. Technology of Highway and Transport， 2002（3）： 74-77（ in Chinese））
[关键词] 隧道；开挖；施工方法；围岩
1工程概况
北固山隧道位于连云港市墟沟城区西部，属于连云港港北港区疏港道路北固山段，起于大棺材山西南坡与墟沟互通相接，止于黄石嘴东坡与北港区I类进港道路相接。隧道左线长2810m，右线长2755m，属长隧道，按80km/h双向四车道高速公路标准（通长设置紧急救援车道）设计，通长设置4.5m宽紧急车道，建筑限界净宽14m，净高5.0m，设置车行横洞3处（宽4.5m，高5.0m）。人行横洞4处（宽2.0m，高2.5m）。隧道进、出口设置局部小净距段落，其余段落按分离式隧道设置，进口最小净距10m，中间最大净距37m，出口最小净距12m。隧道设计纵坡控制在0.3～3%范围内，最小曲线半径882米；最大曲线半径3000米。
2工程水文地质条件
2.1水文条件
隧址区地表水主要为沟谷小型溪流和小型水库，流量小，受季节影响明显；地下水主要包括基岩裂隙水和第四系松散岩组孔隙潜水；主要节理密集带局部富集基岩裂隙水，呈脉状分布，无统一的地下水位。地表、地下径流一般较弱，径流途径一般为几百米。第四系松散岩组孔隙潜水主要为坡积层孔隙潜水；隧址区地下水对混凝土无腐蚀性。隧道洞室开挖后，在不考虑任何防水措施的条件下，其最大涌水量预测为：左线涌水量846.7m3/d，右线832.9m3/d。
2.2地质条件
隧址区第四系坡积物，土性主要为可塑～硬塑状粉质粘土层，黄色、褐黄色，含少量砾石，局部夹碎石或滚石，薄层状分布，层厚度0.5～8.8m。隧道主体部分围岩分级为Ⅱ～Ⅲ级，围岩稳定性一般，侧壁基本稳定，爆破震动过大易坍塌；部分地段围岩为Ⅳ级，稳定性较差；穿过绿泥片岩地段，洞壁绿片岩岩脉出露位置风化局部加剧现象较突出，拱部无支护可产生较大坍塌，侧壁有时会失去稳定。
3开挖施工方案
3.1 Ⅳ级围岩开挖
3.1.1 Ⅳ級围岩开挖施工方法
Ⅳ级围岩深（浅）埋加强段设计采用上下台阶与双侧壁导坑组合法施工。上下台阶施工法是将隧道断面分成上半断面和下半断面，并进行两次开挖隧道。其开挖顺序是上半部开挖时进行拱部锚杆喷射砼支护，拱部衬砌；下半部中央部分开挖时，也要进行隧道边墙部分开挖，同时进行边墙锚杆喷射砼支护及衬砌；双侧壁导坑法是一项边开挖边支护的施工技术。其原理是：就是利用两个中隔壁把整个隧道大断面分成左中右3个小断面施工，左、右导洞先行，中间断面紧跟其后；初期支护仰拱成环后，拆除两侧导洞临时支撑，形成全断面。Ⅳ级围岩深（浅）埋段设计采用拱部环形开挖留核心土法开挖，该方法是在上部断面以弧形导坑领先，其次开挖下半部两侧，再开挖中部核心土的方法，其施工流程可参照图1所示，其平面和立面图如图2和图3所示。施工中严格遵循“管超前、严注浆、少扰动、快加固、勤量测、早封闭”的原则，采用微差光面爆破技术。
3.1.2 Ⅳ级围岩开挖施工工序
（1）Ⅳ级围岩深（浅）埋加强段的施工工序如下：
先行隧道开挖支护：拱部超前支护1→拱先行隧道开挖支护：拱部超前支护1→拱部环形开挖2→拱部初期支护3→上台阶左侧超前支护4→上台阶左侧开挖5→上台阶左侧初期支护、中岩墙加固及临时支护6→上台阶右侧超前支护7→上台阶右侧开挖8→上台阶右侧初期支护9→中部核心土开挖10→下台阶左侧开挖11→下台阶左侧初期支护、中岩墙加固及临时支护12→下台阶右侧开挖13→下台阶右侧初期支护14→拆除临时支护→模筑二次衬砌仰拱施工15→铺设环向导水管及防水层，整体灌注拱墙二次衬砌16→沟槽及路面结构施作。
后行隧道开挖支护：右导洞上台阶超前支护17→右导洞上台阶开挖18→右导洞上台阶初期支护、中岩墙加固及临时支护19→右导洞下台阶开挖20→右导洞下台阶初期支护、中岩墙加固及临时支护21→左导洞上台阶超前支护22→左导洞上台阶开挖23→左导洞上台阶初期支护24→左导洞下台阶开挖25→左导洞下台阶初期支护26→拆除临时支护→模筑二次衬砌仰拱施工27→铺设环向导水管及防水层，整体灌注拱墙二次衬砌28→沟槽及路面结构施作。
3.2 Ⅲ级围岩段开挖
3.2.1开挖施工方法
Ⅲ级围岩（加强段）隧道设计采用分部开挖法。分部开挖法是把设计的隧道断面划分成若干部分，进行二次及其以上开挖，最后达到隧道设计开挖断面的一种施工方法。先行导坑开挖，每次开挖循环进尺不得超过200cm；施工中严格遵循“少扰动、快加固、勤量测、早封闭”的原则，钻爆作业，按光面爆破设计。
3.2.2Ⅲ级开挖施工工序
先行隧道开挖支护：
上台阶拱部开挖1→上台阶拱部初期支护2→上台阶两侧开挖3→上台阶两侧初期支护及中岩墙加固4→下台阶左侧开挖5→下台阶左侧初期支护及中岩墙加固6→下台阶右侧开挖7→下台阶右侧初期支护8→铺设环向导水管及防水层，整体二次衬砌模筑砼施9→沟槽及路面结构施作。
后行隧道开挖支护：
上台阶拱部开挖10→上台阶拱部初期支护11→上台阶两侧开挖12→上台阶两侧初期支护及中岩墙加固13→下台阶左侧开挖14→下台阶左侧初期支护及中岩墙加固15→下台阶右侧开挖16→下台阶右侧初期支护17→铺设环向导水管及防水层，整体二次衬砌模筑砼施18→沟槽及路面结构施作。
3.3 Ⅱ级围岩段开挖
3.3.1Ⅱ级开挖施工方法
Ⅱ级围岩加强段先行隧道设计采用上下台阶法开挖，后行隧道采用分部开挖法施工；Ⅱ级围岩段采用上下台阶法施工；先行导坑开挖，每次开挖循环进尺不得超过200cm；施工中严格遵循“少扰动、快加固、勤量测、早封闭”的原则，钻爆作业，按光面爆破设计。
3.3.2Ⅱ级开挖施工工序
Ⅱ级围岩加强段：
先行隧道开挖支护：上台阶开挖1→上台阶初期支护及中岩墙加固2→下台阶开挖3→下台阶初期支护及中岩墙加固4→整体二次衬砌模筑砼施作5→沟槽及路面结构施作。
后行隧道开挖支护：上台阶拱部开挖6→上台阶拱部初期支护7→上台阶两侧开挖8→上台阶两侧初期支护及中岩墙加固支护9→下台阶左侧开挖10→下台阶左侧初期支护11→下台阶右侧开挖12→下台阶右侧初期支护及中岩墙加固支护13→整体二次衬砌模筑砼施作14→沟槽及路面结构施作。
Ⅱ级围岩段：
上台阶开挖→上台阶初期支护→下台阶开挖→下台阶初期支护→整体二次衬砌模筑砼施作→沟槽及路面结构施作。
4 结束语
文章详细介绍了连云港北固山隧道右洞IV级、III级和II级围岩条件下的开挖专项施工方案，该研究成果将对同类条件下隧道的设计和施工具有指导意义。
参考文献：
[1] 关宝树.隧道工程施工要点集[M].北京：人民交通出版社， 2003.
[2] 刘志刚.隧道隧洞施工地质技术[M].北京：中国铁道出版社， 2001.
[3] 陶光龙等编著.隧道工程概论[M].北京：科学出版社，2002
[4] 吕程康.公路隧道[M].北京：人民交通出版社，1999
[5] 程崇国，王新平.对3车道大断面公路隧道问题的思考[J].公路交通技术， 2002（3）（ Cheng Chongguo，Wang Xinping. Considerations on highway tunnels with large sections of three lanes [ J]. Technology of Highway and Transport， 2002（3）： 74-77（ in Chinese））