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【摘要】本文通过对实际隧道概况，详细介绍了对应的小净距大跨度隧道的施工技术与安全风险管理。
近年来，我国隧道建设迅速，许多地方相应建造了隧道，方便了火車高铁、高速公路等运输工具的通行。这就要求我们对小净距大跨度隧道进行科学合理的施工，制定有效的施工控制措施，并为我们概述了小净距大跨度隧道的施工技术的风险管理，仅供各位参考。
【关键词】小净距大跨度隧道；施工技术；风险管理
中图分类号：TU74文献标识码： A
二、前言
小净距隧道是指隧道间的中间岩柱厚度小于规范建议值的特殊隧道布置形式，其双洞净距一般小于1.5 倍洞径。一些特定的地质、地形条件以及某些桥隧线的衔接使得只有小净距大跨度隧道才能满足要求，同时小净距大跨度隧道也有利于公路整体线型规划和优化。越来越多的该类隧道的设计与建成，为我国小净距大跨度公路隧道积累了丰富的实践经验管理的风险应对措施。
二、“大跨度、小净距”隧道施工技术
1.隧道洞身开挖方法
（一）环形开挖预留核心土法
环形开挖进尺一般为0. 5 m～1. 0 m。开挖后应及时按设计施作喷锚支护、安设钢架支撑,必要时增加超前支护手段。该方法开挖工作面稳定性好;但施工干扰大、工效低。
（二）侧壁导坑法
根据侧壁导坑开挖的个数,分为单侧壁导坑法及双侧壁导坑法。单侧壁导坑法侧壁导坑宽度不宜超过1/ 2 洞跨、双侧壁导坑法侧壁导坑宽度不宜超过1/ 3 洞跨,侧壁导坑高度以到起拱线为宜。
（1)单侧壁导坑法。
单侧壁导坑开挖工序横断面示意图见图1 。
a. 后掘进隧道(上台阶222 ①/ ②) 的开挖一般应落后于先掘进隧道(下台阶212 ⑤) 5 m～10 m。或滞后于先掘进隧道仰拱及填充或二次衬砌完成后进行。
b. 侧壁临时支护拆除应在(下台阶21/ 22 ⑤)完成20 m～30 m 后,二次衬砌紧跟前进,监时支撑拆除后,仰拱回填和拱墙二次衬砌应尽早施作。
c. 二次衬砌、仰拱及填充混凝土与(下台阶21/ 22 ⑤) 开挖面的合理距离应根据(下台阶21/ 22 ⑤)开挖放炮振动情况作具体确定,一般设定为20 m～30 m。d. 如果掌子面稳定性差,单侧壁导坑分为两个台阶不能确保掌子面稳定,则可根据现场地质条件,将单侧壁的开挖、支护分为三个或四个台阶进行。
（2)双侧壁导坑法。
双单侧壁导坑开挖工序横断面示意图见图2 。双侧壁导坑法施工注意事项:
a.后掘进隧道(上台阶222 ①/ ②) 的开挖一般应落后于先掘进隧道(下台阶212 ⑥) 5 m～10 m。或滞后于先掘进隧道仰拱及填充或在二次衬砌完成后进行。
b.侧壁临时支护拆除应在(下台阶21/ 22 ⑧) 完成20 m～30 m 后,二次衬砌紧跟前进,临时支撑拆除后,仰拱回填和拱墙二次衬砌应尽早施作。
c.二次衬砌、仰拱及填充混凝土与(下台阶21/ 22 ⑧) 开挖面的合理距离应根据(下台阶21/ 22 ⑧) 开挖放炮振动情况等确定,一般设定为20 m～30 m。
d.双侧壁导坑形状应近于椭圆形断面,导坑断面为整个断面的1/ 3。e. 侧壁导坑领先距离一般为30 m～50 m ,以开挖一侧导坑所引起的围岩应力重分布不影响另一侧导坑为原则。
侧壁导坑法能有效控制地表沉降,施工安全,但进度慢,工效低。
2.超前地质预报技术
由于隧道隧址区存在较发育的节理裂隙， 地下水不发育， 故工程中主要采用的超前地质预报措施包括TSP、超前地质钻探和地质雷达，其中又以地质雷达和超前钻探为主要预报手段。
（一）超前地质钻探
采用回转取芯钻， 施钻前用全站仪准确测定放线， 孔位用红油漆标注在开挖面上。沿隧道开挖轮廓布孔，孔距5 m，孔深30 m（必要时可加深），终孔于隧道开挖轮廓线以外5～8 m，如图3所示。有地下水时采用优质泥浆护壁， 钻进岩层时采用金刚石钻头， 对软质岩石及风化破碎岩应采用双层岩芯管钻头钻进， 需注意岩层钻进时回次进尺不得超过岩芯管长度，在软质岩层中不得超过2.0 m。对需要重点关注的破碎带，应根据工程要求提高取芯率。
图3超前地质钻探布孔示意
(二）地质雷达
地质雷达法（Geological Radar）是基于地下介质的电性差异，向地下发射高频电磁波，并接收地下介质反射的电磁波进行处理、分析、解释的一项工程物探技术。
（1）测线布置
利用地质雷达进行超前地质预报时， 在有条件的情况下掌子面布置测线位置应尽量采用连续测量模式进行，否则可采用点测法进行探测。针对不同隧道， 雷达测线在每个分部开挖的掌子面上呈“十”字形布置，测线长度根据开挖面决定，应尽可能地长，距开挖轮廓线1 m 左右。
（2）数据采集
首先平整掌子面以便雷达天线与掌子面能较好耦合，提高数据采集精度；然后开机检查现场是否有干扰源的存在；最后开始探测，同一测线上至少重复探测两次且速度均匀，以保证探测结果准确。采集过程应注意测网密度、天线间距和天线移动速度，以及连续测量和点测方式的综合应用。在发现有重点异常的区域应重复观测，重复性较差时应查明原因。应尽量利用避车洞或超前钻探揭露的地质界面等有利地段求取地层的相对介电常数和电磁波速度。
（3）资料处理及解释
工程中地质雷达资料处理一般采用“Radan ForWindows NT”。其处理流程为： 数据传输→文件编辑→水平均衡→数字滤波→零点归位→偏移处理→能量均衡→时深转换→文件注释→输出雷达深度剖面图。再根据雷达深度剖面图上的反射波组、强能量团块分布和双曲线等特征， 对掌子面前方的地质情况做出判断。
3.中间岩柱的加固
为了确保隧道开挖过程中围岩的稳定，减少因隧道间距小、跨度大而导致围岩变形、爆破震动等不利因素，同时考虑到工期要求，隧道施工部署是采用先开挖右洞，双口掘进，在开挖支护后对中央岩柱进行加固注浆。右洞超前左洞50m后再进行左洞上导开挖，上导施作初期支护后及时加固中央岩柱，安装迈式中空注浆锚杆。
(一)中央岩柱坡面支护。洞口刷坡时，两隧道中央岩柱坡口处原土体暂时保留，洞口临时支护完成，刷除中央岩柱坡口土体，立即在中央岩柱坡面沿隧道纵向打人R25N迈式中空注浆锚杆，注浆加固中央岩柱的坡面。注浆初压O．5MPa，终压1．5MPa，配合比为水泥：水玻璃=1：0．5。
(二)中央岩柱预应力锚杆。Ⅲ、Ⅳ类围岩地段的中间岩柱锚喷支护方式同初期支护，径向锚杆按以下方式布置：在中间岩柱设置预应力锚杆，预应力锚杆为
R25N(Ⅲ类围岩地段)、R22N(Ⅳ类围岩地段)中空注浆锚杆，梅花型布置，间距为1000mm×1000mm(Ⅲ类围岩地段)、1200mm×1200mm(Ⅳ类围岩地段)；锚杆一端通过钢垫板锁紧，另一端锚固在岩体内并注浆，注浆达到设计强度后施加预应力；为使锚杆达到锚固效果，锚杆锚固端距后开挖洞壁的开挖边界保持500mm的岩体保护层。
三、风险应对措施
隧道中夹岩柱的稳定是大跨度小净距隧道设计施工成功的关键, 该段工程按照原设计开挖施工后, 监测数据表明洞内边墙收敛位移一直不能趋于稳定并有进一步增大趋势, 且边墙衬砌表面出现微小裂纹, 中柱稳定性难以保证。
根据上述风险分析结果, 结合施工情况及监测数据, 决定对该段进行变更设计, 针对主要风险源采取更为有效的应对措施, 达到严防塌方事故发生, 确保安全施工, 保证建设工期的目的。措施如下。
(一)合理有效地调整隧道分步开挖工序, 改善施工工艺, 提高中柱稳定性。如图4。
(二)隧道先行洞施工时, 在中柱处设 32 预应力拉杆提高中柱稳定性, 拉杆环向间距0.8 ｍ, 纵向间距1.5 ｍ。拉杆用螺栓锚固, 纵向用Ｗ钢带连接。
(三)预应力拉杆材质的断裂伸长率不得小于16 %, 允许抗拉力和极限抗拉力应符合设计要求。Ｗ 钢带与钢架和拉杆必须焊接牢固。拉杆遇钢架时应适当调整位置。
(四)为保障中夹岩体的完整, 在严格控制爆破的前提下, 采用超前小导管对中夹岩墙施行预加固。小导管采用直径50×5ｍｍ,5ｍ长无缝钢管, 环向间距50ｃｍ , 纵向间距2.5ｍ。注浆材料采用1:0.5水泥水玻璃双液浆。
(五)爆破超挖不得超过10ｃｍ。爆破振动速度控制在10ｃｍ/ｓ以下, 需经常观察爆破对围岩及支护的影响。
图四施工工序图
四、结语
通过对新时期下，小净距大跨度隧道的施工技术分析，进一步明确了小净距大跨度隧道施工技术的改进方向，为小净距大跨度隧道管理系统的优化完善奠定了坚实基础，有助于提高小净距大跨度隧道施工技术的精确性和高效性。
参考文献：
[1]陈世权、王俊生 小净距大跨度隧道的施工技术 工程质量 2009(4)
[2]关宝树 隧道工程施工要点集 北京:人民交通出版社 2008
近年来，我国隧道建设迅速，许多地方相应建造了隧道，方便了火車高铁、高速公路等运输工具的通行。这就要求我们对小净距大跨度隧道进行科学合理的施工，制定有效的施工控制措施，并为我们概述了小净距大跨度隧道的施工技术的风险管理，仅供各位参考。
【关键词】小净距大跨度隧道；施工技术；风险管理
中图分类号：TU74文献标识码： A
二、前言
小净距隧道是指隧道间的中间岩柱厚度小于规范建议值的特殊隧道布置形式，其双洞净距一般小于1.5 倍洞径。一些特定的地质、地形条件以及某些桥隧线的衔接使得只有小净距大跨度隧道才能满足要求，同时小净距大跨度隧道也有利于公路整体线型规划和优化。越来越多的该类隧道的设计与建成，为我国小净距大跨度公路隧道积累了丰富的实践经验管理的风险应对措施。
二、“大跨度、小净距”隧道施工技术
1.隧道洞身开挖方法
（一）环形开挖预留核心土法
环形开挖进尺一般为0. 5 m～1. 0 m。开挖后应及时按设计施作喷锚支护、安设钢架支撑,必要时增加超前支护手段。该方法开挖工作面稳定性好;但施工干扰大、工效低。
（二）侧壁导坑法
根据侧壁导坑开挖的个数,分为单侧壁导坑法及双侧壁导坑法。单侧壁导坑法侧壁导坑宽度不宜超过1/ 2 洞跨、双侧壁导坑法侧壁导坑宽度不宜超过1/ 3 洞跨,侧壁导坑高度以到起拱线为宜。
（1)单侧壁导坑法。
单侧壁导坑开挖工序横断面示意图见图1 。
a. 后掘进隧道(上台阶222 ①/ ②) 的开挖一般应落后于先掘进隧道(下台阶212 ⑤) 5 m～10 m。或滞后于先掘进隧道仰拱及填充或二次衬砌完成后进行。
b. 侧壁临时支护拆除应在(下台阶21/ 22 ⑤)完成20 m～30 m 后,二次衬砌紧跟前进,监时支撑拆除后,仰拱回填和拱墙二次衬砌应尽早施作。
c. 二次衬砌、仰拱及填充混凝土与(下台阶21/ 22 ⑤) 开挖面的合理距离应根据(下台阶21/ 22 ⑤)开挖放炮振动情况作具体确定,一般设定为20 m～30 m。d. 如果掌子面稳定性差,单侧壁导坑分为两个台阶不能确保掌子面稳定,则可根据现场地质条件,将单侧壁的开挖、支护分为三个或四个台阶进行。
（2)双侧壁导坑法。
双单侧壁导坑开挖工序横断面示意图见图2 。双侧壁导坑法施工注意事项:
a.后掘进隧道(上台阶222 ①/ ②) 的开挖一般应落后于先掘进隧道(下台阶212 ⑥) 5 m～10 m。或滞后于先掘进隧道仰拱及填充或在二次衬砌完成后进行。
b.侧壁临时支护拆除应在(下台阶21/ 22 ⑧) 完成20 m～30 m 后,二次衬砌紧跟前进,临时支撑拆除后,仰拱回填和拱墙二次衬砌应尽早施作。
c.二次衬砌、仰拱及填充混凝土与(下台阶21/ 22 ⑧) 开挖面的合理距离应根据(下台阶21/ 22 ⑧) 开挖放炮振动情况等确定,一般设定为20 m～30 m。
d.双侧壁导坑形状应近于椭圆形断面,导坑断面为整个断面的1/ 3。e. 侧壁导坑领先距离一般为30 m～50 m ,以开挖一侧导坑所引起的围岩应力重分布不影响另一侧导坑为原则。
侧壁导坑法能有效控制地表沉降,施工安全,但进度慢,工效低。
2.超前地质预报技术
由于隧道隧址区存在较发育的节理裂隙， 地下水不发育， 故工程中主要采用的超前地质预报措施包括TSP、超前地质钻探和地质雷达，其中又以地质雷达和超前钻探为主要预报手段。
（一）超前地质钻探
采用回转取芯钻， 施钻前用全站仪准确测定放线， 孔位用红油漆标注在开挖面上。沿隧道开挖轮廓布孔，孔距5 m，孔深30 m（必要时可加深），终孔于隧道开挖轮廓线以外5～8 m，如图3所示。有地下水时采用优质泥浆护壁， 钻进岩层时采用金刚石钻头， 对软质岩石及风化破碎岩应采用双层岩芯管钻头钻进， 需注意岩层钻进时回次进尺不得超过岩芯管长度，在软质岩层中不得超过2.0 m。对需要重点关注的破碎带，应根据工程要求提高取芯率。
图3超前地质钻探布孔示意
(二）地质雷达
地质雷达法（Geological Radar）是基于地下介质的电性差异，向地下发射高频电磁波，并接收地下介质反射的电磁波进行处理、分析、解释的一项工程物探技术。
（1）测线布置
利用地质雷达进行超前地质预报时， 在有条件的情况下掌子面布置测线位置应尽量采用连续测量模式进行，否则可采用点测法进行探测。针对不同隧道， 雷达测线在每个分部开挖的掌子面上呈“十”字形布置，测线长度根据开挖面决定，应尽可能地长，距开挖轮廓线1 m 左右。
（2）数据采集
首先平整掌子面以便雷达天线与掌子面能较好耦合，提高数据采集精度；然后开机检查现场是否有干扰源的存在；最后开始探测，同一测线上至少重复探测两次且速度均匀，以保证探测结果准确。采集过程应注意测网密度、天线间距和天线移动速度，以及连续测量和点测方式的综合应用。在发现有重点异常的区域应重复观测，重复性较差时应查明原因。应尽量利用避车洞或超前钻探揭露的地质界面等有利地段求取地层的相对介电常数和电磁波速度。
（3）资料处理及解释
工程中地质雷达资料处理一般采用“Radan ForWindows NT”。其处理流程为： 数据传输→文件编辑→水平均衡→数字滤波→零点归位→偏移处理→能量均衡→时深转换→文件注释→输出雷达深度剖面图。再根据雷达深度剖面图上的反射波组、强能量团块分布和双曲线等特征， 对掌子面前方的地质情况做出判断。
3.中间岩柱的加固
为了确保隧道开挖过程中围岩的稳定，减少因隧道间距小、跨度大而导致围岩变形、爆破震动等不利因素，同时考虑到工期要求，隧道施工部署是采用先开挖右洞，双口掘进，在开挖支护后对中央岩柱进行加固注浆。右洞超前左洞50m后再进行左洞上导开挖，上导施作初期支护后及时加固中央岩柱，安装迈式中空注浆锚杆。
(一)中央岩柱坡面支护。洞口刷坡时，两隧道中央岩柱坡口处原土体暂时保留，洞口临时支护完成，刷除中央岩柱坡口土体，立即在中央岩柱坡面沿隧道纵向打人R25N迈式中空注浆锚杆，注浆加固中央岩柱的坡面。注浆初压O．5MPa，终压1．5MPa，配合比为水泥：水玻璃=1：0．5。
(二)中央岩柱预应力锚杆。Ⅲ、Ⅳ类围岩地段的中间岩柱锚喷支护方式同初期支护，径向锚杆按以下方式布置：在中间岩柱设置预应力锚杆，预应力锚杆为
R25N(Ⅲ类围岩地段)、R22N(Ⅳ类围岩地段)中空注浆锚杆，梅花型布置，间距为1000mm×1000mm(Ⅲ类围岩地段)、1200mm×1200mm(Ⅳ类围岩地段)；锚杆一端通过钢垫板锁紧，另一端锚固在岩体内并注浆，注浆达到设计强度后施加预应力；为使锚杆达到锚固效果，锚杆锚固端距后开挖洞壁的开挖边界保持500mm的岩体保护层。
三、风险应对措施
隧道中夹岩柱的稳定是大跨度小净距隧道设计施工成功的关键, 该段工程按照原设计开挖施工后, 监测数据表明洞内边墙收敛位移一直不能趋于稳定并有进一步增大趋势, 且边墙衬砌表面出现微小裂纹, 中柱稳定性难以保证。
根据上述风险分析结果, 结合施工情况及监测数据, 决定对该段进行变更设计, 针对主要风险源采取更为有效的应对措施, 达到严防塌方事故发生, 确保安全施工, 保证建设工期的目的。措施如下。
(一)合理有效地调整隧道分步开挖工序, 改善施工工艺, 提高中柱稳定性。如图4。
(二)隧道先行洞施工时, 在中柱处设 32 预应力拉杆提高中柱稳定性, 拉杆环向间距0.8 ｍ, 纵向间距1.5 ｍ。拉杆用螺栓锚固, 纵向用Ｗ钢带连接。
(三)预应力拉杆材质的断裂伸长率不得小于16 %, 允许抗拉力和极限抗拉力应符合设计要求。Ｗ 钢带与钢架和拉杆必须焊接牢固。拉杆遇钢架时应适当调整位置。
(四)为保障中夹岩体的完整, 在严格控制爆破的前提下, 采用超前小导管对中夹岩墙施行预加固。小导管采用直径50×5ｍｍ,5ｍ长无缝钢管, 环向间距50ｃｍ , 纵向间距2.5ｍ。注浆材料采用1:0.5水泥水玻璃双液浆。
(五)爆破超挖不得超过10ｃｍ。爆破振动速度控制在10ｃｍ/ｓ以下, 需经常观察爆破对围岩及支护的影响。
图四施工工序图
四、结语
通过对新时期下，小净距大跨度隧道的施工技术分析，进一步明确了小净距大跨度隧道施工技术的改进方向，为小净距大跨度隧道管理系统的优化完善奠定了坚实基础，有助于提高小净距大跨度隧道施工技术的精确性和高效性。
参考文献：
[1]陈世权、王俊生 小净距大跨度隧道的施工技术 工程质量 2009(4)
[2]关宝树 隧道工程施工要点集 北京:人民交通出版社 2008