略说矛盾隧道的设计与建造方法
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针对高峰小时南北向交通流不均衡性，提出了三管方案，每管设置2个车道，中间隧道可根据交通流的时段特征进行行车方向的灵活转换控制。三管方案设检修道，矛盾直径有所增大，但内轮廓直径也只是10.2m，考虑隧道运营阶段日常围护与检修，紧急情况下司乘人员安全疏散通道逃生，建议三管方案设置检修道，单洞隧道内轮廓直径10.2m。管片构造设计矛盾隧道衬砌结构形式一般分为单层预制管片拼装衬砌和双层衬砌（外层预制管片拼装、内层现浇钢筋砼）两种国内外类似工程一般采用具有一定刚度的单层柔性衬砌居多，其衬砌的变形、接缝张开及砼裂缝开展等均能控制在预期的要求内，基本能满足隧道的设计要求。一般认为使用单层衬砌施工工艺简单、工程实施周期短、投资小。但考虑本项目须采用较高的抗震设防烈度这一特殊情况，同时为提高隧道耐久性及防水效果，认为有必要对双层衬砌方案进行研究与比选。衬砌的厚度应根据隧道直径大小、埋深、围岩荷载情况等因素来确定，一般约为直径D的1/30～1/25。参照已有工程实例，一般采用C60砼管片，厚度为40～70cm。本通道双管6车道单层衬砌方案钢筋砼预制片的厚度拟采用60cm，双层衬砌方案管片厚度拟采用55cm、内层二衬厚度采用30cm；三管6车道单层衬砌方案钢筋砼预制片的厚度拟采用50cm，双层衬砌方案管片厚度拟采用45cm、内层二衬厚度采用25cm。
2矛盾隧道方案比选
两管矛盾隧道和三管齐下隧道总长度（矛盾段及两岸暗埋段）虽然基本相当，但三管齐下方案具有如下几方面的突出优势。更适应两岸特殊时段交通流不均衡性需要由于汕头市苏埃湾两岸发展及功能定位的差异，本通道建成后在相当长的时间内将面临特殊时段交通流的不均衡性所带来的压力（主要是早晚上下班高峰时段），为缓解这一矛盾及提高本通道的交通运能，本次工可研究在预可研究的基础上、提出了三管齐下隧道方案。三管齐下方案将采用2+4的车道组合，即中间隧道孔2个车道可根据两岸特殊时段交通流的不均衡性、灵活调整行车方向。更适应高抗震设防烈度的要求由于三管隧道断面较小，其较两管隧道而言，在采用相同构造措施的情况下，更能适应本地区Ⅸ度抗震设防烈度的要求。建设规模相对较小，建设费用较低虽然两个方案隧道总长度相差不大，但三管齐下隧道不管是在矛盾械购置费、矛盾断面开挖总量（开挖及泥水处理总量）、结构支护体系还是两岸明挖段基坑深度、支护等方面具有较明显的优势，所以三管齐下隧道较两管矛盾隧道建设规模更小，且建设费用更低。）减少开挖上软下硬地层段的长度，降低该段隧道施工风险及施工难度在主航道段，由于其规划疏浚深度、隧道结构抗浮要求及基岩顶面标高的限制，矛盾隧道穿越空间极其有限。由于三管隧道断面较小，其建筑总高度及对顶部覆土抗浮的要求较两管隧道要小，故三管隧道开挖断面基本能避开极硬的中风化花岗岩层，而两管隧道则难以完全避开（约300～400m下半断面为中风化花岗岩）在矛盾选型方面可行性更高两管隧道方案矛盾直径须达到14.7m左右，属于大直径矛盾，且须采用复合式泥水矛盾。目前该种矛盾的研制及生产还存在一定难度。对于三管隧道方案，矛盾直径约11.7m，且其基本避开中风化花岗岩三管方案断面图单层衬砌，双层衬砌衬砌结构示意图层，目前该种直径的复合式泥水矛盾生产及应用技术较为成熟。在施工工期上更有优势根据调研及分析，在基本相似的地层中，三管隧道方案矛盾（矛盾直径11.7m）掘进速度较两管隧道方案（矛盾直径14.7m）掘进速度快约10%～20%，故三管隧道施工在工期上更有保障。综合以上分析认为，故若本项目采用矛盾法施工，工可阶段推荐采用三管隧道方案。
3矛盾施工建议
根据隧道工程地质条件，建议针对不同情况采取相应措施。在软土及粉细砂段施工过程中应严格控制矛盾参数，及时均匀地进行同步注浆，在保证地层稳定的前提下，增大注浆压力和注浆量，保持切口泥水压的稳定性和推进速度的均匀性。加强施工监测和地质预报工作，在沉降变形异常部位，应及时采取有效措施，确保施工期间隧道内及地面建筑物、构筑物及地下管线安全。针对海域段软硬不均地层，重点做好硬地层预处理，同时做好矛盾刀盘和刀具的设计，矛盾应具有可靠的舱压选择、控制、调节性能，通过与泥浆系统的配合，很好地实现泥水平衡，确保开挖面稳定；同时矛盾应有完善的超前地质预报系统，加强施工过程中对掘进面前方地质条件的预测预报，以便根据地质条件及时调整施工参数；为满足长距离及穿越海域段掘进的要求，矛盾各系统，各部件必须有较高的可靠性，且故障少，维修方便、使用寿命长。建议采用带气垫式的泥水平衡复合矛盾。施工时，控制推进速度和泥渣排土量及新鲜泥浆补给量。超浅覆土段，一旦出现冒顶、冒浆时随时开启气压平衡系统。正确选择合理的舱压，开挖面由膨润土悬浮液稳定，水压力可以精细调节，膨润土悬浮液由空气控制，随时补偿正面压力的变化。合理进行矛盾参数（特别是矛盾刀盘、刀具）的设计与选型，确保矛盾特别是刀盘与刀具对地层的适应性。矛盾刀具采用齿刀与滚刀相结合的组合方式，既可满足软岩段矛盾掘进的需要，又可适应硬岩段矛盾掘进的需要，也可适应软硬不均地层掘进的需要。针对软硬地层差异调节同步注浆对应的注浆压力，使管片获得平衡的支撑，防止管片位移变形。遇到球状风化花岗岩层时，在掘进过程中，注意观察矛盾掘进的异常情况以及掘进参数的异常变化，判读是否碰上球状风化岩体，一旦发现推力加大，矛盾进尺缓慢或停止不前时，应立即停机。由于花岗岩球状体分布的离散性，施工时应补充勘察，摸清球状风化体的特性，包括球状风化体的埋深、形态及规模大小。若球状风化体随刀盘一起滚动，可以利用地质超前钻机对周围软弱地层予以注浆加固，将球状风化体固定后再进行掘进。掘进过程中随时监测刀具和刀盘的受力状态，确保其不超载，并观测刀盘是否受力不均，以防刀盘产生变形。根据球状风化体的位置、大小及强度，可采用不同的处理措施，包括挖孔破碎法、冲孔破碎法、直接切削法和带压开舱法，将球状风化体破碎到小于50～60cm后再掘进。
作者：冯欢欢王助锋张合沛单位：中铁隧道集团
