小结隧道大体积的施工办法

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1桥梁跨越设计

上部结构形式理论梁长18m，实际梁长17．98m，采用实心梁，横断面为U型，其中两侧宽1．905m，梁高为2．4m，中间宽8．24m，梁高为1．9m，总宽12．05m，梁体与其上60cm厚衬砌结构整体连接。结构分析中只考虑结构自重荷载、顶上回填荷载以及汽车荷载，未计温度作用。梁体自重荷载按596kN／m计，梁体上60cm厚衬砌自重荷载按679kN／m计，衬砌顶回填荷载按2m高度计，其数值为596kN／m，汽车荷载为公路－Ⅰ级。经计算，跨中荷载组合最大弯矩值为94690kN·m，正截面强度计算配筋量为1977cm2，裂缝验算配筋量为2570cm2，考虑梁体底部土体经过一定的注浆处理后具有一定的承载能力，最终纵向配置2～3层φ32的HRB335级钢筋，横向间距为10cm。下部结构形式桥墩及侧桥台基础均采用直径2m嵌岩桩基础，单排横向2根桩，恩施侧桥台帽梁直接放置于弱风化灰岩上，要求帽梁底地基承载力不小于850kPa，桥墩及桥台帽梁宽度均为3m，高度2m，长度12．05m。基础处理要求桥梁施工前，对梁体下部的虚渣进行注浆加固，以提高梁体下部地基承载能力及整体稳定性

2树根桩注浆和仰拱梁结构跨越设计

左线ZK17＋153处开始进行下台阶施工，由于受地质条件及雨季施工的影响，上台阶的初支产生整体沉降、出现开裂现象，部分段落已侵入净空。出口左线ZK17＋126～ZK17＋210段，属于岩溶强烈发育地段，工程地质条件复杂，洞身及其洞顶约20m范围裂隙发育，岩体破碎，且有“厅堂式”的大型溶洞发育，溶洞中半充填或全充填碎石夹粘土，其稳定性差，易垮塌，对隧道施工危害极大。总监办多次到现场进行勘察，之后要求贵州大学勘察设计研究院对沉降及侵限段再进行补充地勘。贵州大学勘察设计研究院于2008年7月中旬提交了《黄果树隧道ZK17＋150～ZK17＋210段的岩土工程勘察报告》；物探结果表明ZK17＋170～ZK17＋200段，均处于溶蚀漏斗中，溶洞发育规模较大，被含块石的红粘土充填，深度大于43m，42×43m为地下水下渗通道，由于地表水下渗作用，充填土层欠固结欠密实。围岩为泥夹孤石的岩溶填充物，渗水严重，易被水迅速软化，呈流塑状，自稳能力极差，地质条件处于动态不稳定状态，如图5所示。根据贵州大学勘察设计研究院提交的关于黄果树隧道左线ZK17＋150～＋210段岩土工程勘察报告ZK17＋170～ZK17＋200段，溶洞发育规模较大，达42×43m为地下水下渗通道，地质条件处于动态不稳定状态，采用树根桩注浆和仰拱梁结构跨越方案：

（1）ZK17＋153～ZK17＋196段拱部周壁进行注浆加固，提高岩体对结构的弹性抗力，改善结构受力条件实现；

（2）对ZK17＋153～ZK17＋196段基础进行注浆加固，施工树根桩，提高洞底持力层承载力，加固范围为基底以外5～6m；

（3）二次衬砌与仰拱采用钢筋混凝土梁板结构，可进行分块浇注，预埋钢筋应错节焊接密实；

（4）二次衬砌拱、墙部采用钢筋混凝土结构。

3跨越方式的比较

注浆和仰拱梁结构跨越设计方案优点：施工相对简单、便捷；施工期间的安全有一定保障。缺点：受力比较复杂；注浆量、注浆质量不易控制；结构的安全、稳定有待检验；工程造价高。采用钢筋混凝土梁跨越设计方案优点：衬砌及围岩荷载部分作用在钢筋混凝土梁上，通过左、中、右梁传递到两侧的基岩，整体稳定性较好；工程造价比较低。缺点：两端基岩基础必需稳固，不能发生较大沉降。采用桥梁跨越设计（4×18m钢筋混凝土简支梁）方案优点：衬砌及回填荷载均作用在桥梁上，构件受力较明确，结构基础采用嵌岩桩基础，承载能力强，避免了结构沉降风险，整体稳定性好；工程造价比较低。缺点：桥梁桩基长度约40～50m，在溶洞虚渣中施工成孔，技术难度高，安全风险大；桥墩帽梁施工须在梁底挖2m深，3m宽的帽梁槽，毛洞坍塌风险较大。

作者：高珍忠鲁志伟单位：中国公路工程咨询集团有限公司