龙头山双洞8车道公路隧道施工

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图１ 右线出口段地层
收稿日期：２００７一０９一１７ 作者简介：刘庭金（１９７６一），男，讲师，２００４年毕业于同济大学地下建 筑与工程系，工学博士。
鉴于现阶段对双向８车道特大断面低扁平率公路 隧道的建设较少，设计无标准的规范可参考，施工积累 的经验较少，从以下方面对目前国内建设规模最大的 广州龙头山双洞８车道公路隧道的建设情况进行较为 系统的介绍：（１）工程地质和水文地质条件；（２）隧道 出口段土样的室内试验结果；（３）隧道左右线问距、净 空断面尺寸和复合支护结构的设计；（４）隧道施工方 案及其主要施工流程；（５）工程事故及其原因探讨； （６）设计和施工需进一步探讨的部分课题；（７）隧道流 变及渗流效应研究创新点。以期对今后类似的特大断 面低扁平率公路隧道的建设有所裨益。
２工程地质条件
龙头山隧道所处地貌单元为长期风化剥蚀丘陵地 貌区，坡度一般为１０。～３０。。隧道进、出口处有残、坡 积层出露，其余地段为花岗岩及其风化层。进出口段 为Ｖ、Ⅵ级围岩，以砾质亚黏土为主；洞身段以弱～微 风化二长花岗岩为主，为Ⅱ～Ⅳ级围岩，岩性为硬质 岩，岩体较为完整。隧道右线出口段地质纵断面见图 １，地层从上往下依次为坡残积土、全～强和弱～微风 化花岗岩，其中上部地层条件较差，以砾质亚黏土为 主，且土层中夹杂孤石（全风化花岗岩地层中存在的 球状风化物），见图．２，孤石的存在导致土层强度和稳 定性降低，受隧道洞口施工扰动和地下水渗透力作用， 易诱发上方土层发生顺层滑坡。洞身段围岩较为完 整，施工过程未揭露该工程勘察报告中所反映的Ｋ６＋ ２２５～Ｋ６＋２５０地段处的构造破碎带，但局部地段存在 节理，施工过程裂隙水出露。
［７］严宗雪，宫成兵．龙头山隧道防排水技术［Ｊ］．公路隧道，２００５，５０ （２）：４２—４６．
１ 工程概况
广州龙头山隧道位于同三、京珠国道主干线绕广
州公路东环段，地处广州市黄埔区南岗大庄村，进口为 南岗大庄村西南侧，出口为龙头山森林公园。隧道设 计行车速度为１００ ｋｍ／ｈ，路线按上、下行分离式隧道 设计，左线长ｌ ０１０ ｍ，右线长１ ００６ ｍ，最大开挖宽度为 ２１．４７ ｍ，最大开挖高度为１３．５６ ｍ（含仰拱），最大开 挖面积为２２９．４ ｍ２，隧道净宽１８。Ｏ ｍ，净高５ ｍ，为目 前国内建设规模最大的分离式双洞８车道公路隧道。
（５）隧道预警值确定。从支护结构受力、隧道二 衬变形等综合确定隧道预警值。
（５）爆破的影响。龙头山隧道工程临近存在油 库，为此，需考虑爆破对油库的影响。
８ 流变和渗流效应研究创新点
限于篇幅所限，不详细介绍龙头山双洞８车道公 路隧道的流变和渗流效应研究成果，在此仅介绍该研 究的主要创新点。
通过开展流变效应研究，获得了特大断面隧道工 程围岩压力、支护结构受力和隧道变形随隧道施工及 运营过程的分布和发展规律，为深化认识特大断面隧 道围岩压力、支护结构受力发展和完善特大断面隧道 支护结构设计理论提供了依据。未考虑围岩流变效应 的复合支护结构设计理论，在确定围岩压力时，主要通 过经验系数确定初期支护和二衬各自所承担的围岩压 力，具有较大的人为因素，而考虑围岩流变效应的复合 支护结构设计理论，则可获得隧道初期支护和二衬各 自所承担的围岩压力，并可确定隧道变形和支护结构 受力的发展全过程，进而判断围岩稳定性和支护结构 受力安全性，优化隧道复合支护结构设计参数，确保隧 道施工及运营安全。
李小林
（中铁一局集团有限公司，西安７１００５４）
摘要：以井深２７０ｍ的通风竖井为例，简要阐述确定竖井施 工方案需考虑的因素及主要设备的选用方法。
关键词：高速公路隧道；山岭隧道；竖井；施工
中图分类号：Ｕ４５９．４
文献标识码：Ｂ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
文章编号：１００４—２９５４（２００８）０１—００７９—０３
随着隧道修建技术的发展，铁路、公路隧道的长度 不断刷新记录。随之而来的是为了缩短工期，在某些 特定环境条件下有可能选择竖井作辅助坑道，增加施 工工作面；而长大公路隧道的通风竖井更是不可缺少 的构筑物。相对隧道、横洞、斜井而言，竖井的施工难 度要大得多，它不仅需要投入大量的提升设备，而且施 工安全要求高，制约因素多进度慢。笔者以苍岭隧道 １号通风竖井的施工方案为例，与工程界的同仁们进
图１０左线出口右导左侧壁坍塌 工程事故３为右线出口左导初期支护被挤出，见 图１１。事故主要原因与事故２类似，其中被挤出的侧 壁支护结构曲率小于事故２的侧壁支护结构曲率。 ７相关研究课题 基于龙头山双洞８车道公路隧道修建中存在的相 关问题，笔者认为，需对大跨度低扁平率公路隧道以下
７８ 万方数据
图１１ 右线出口左导初期支护被挤出
竖井位于与隧道轴线近乎正交的一山谷中，谷深 坡陡，林木繁茂，两侧自然坡度在４０。以上。进场道路’
等方面较为系统的介绍了目前国内建设规模最大的龙 头山双洞８车道公路隧道的建设情况，为特大断面低 扁平率公路隧道的建设提供借鉴，积累经验，以期提高 今后类似特大断面低扁平率公路隧道的修建水平。
截至目前，龙头山隧道工程已施工完毕，除施工 阶段在隧道进出洞口发生的３次工程事故外，隧道施 工整体进展胜利，隧道二衬未出现开裂和渗漏水等 病害。 参考文献：
和水文地质情况；（２）隧道出口段的土样室内试验结果；（３）隧道
左右线间距、净空断面尺寸和复合支护结构设计；（４）双侧壁导
坑法和台阶法隧道施工方案及其所对应的主要施工流程；（５）现
场发生的工程事故及其原因探讨；（６）在设计和施工领域需进一
步探讨的部分课题；（７）流变和渗流效应研究创新点。
关键词：隧道工程；双洞８车道；支护结构设计；施工方案；流变
深化认识隧道流变效应和地下水渗流效应，为完 善隧道复合支护结构的耐久性研究提供了重要前提， 为确保隧道施工及运营安全提供了保证。隧道复合支 护结构的耐久性，与隧道支护结构的受力状态发展和 地下水环境变化密切相关。未考虑流变和地下水渗流 效应的耐久性研究，难以真实反映隧道复合支护结构 受力和地下水环境的发展变化状态，而考虑隧道流变 和地下水渗流效应，则可较真实反映隧道支护结构受 力和地下水环境的真实状态，为进一步合理研究隧道 耐久性提供了重要前提。
通过开展渗流效应研究，获得了地下水压力随时 间发展规律，并确定了二衬外水压力与隧道排水量关 系，了解了围岩裂隙对隧道地下水位下降和地层变形 的影响。未考虑地下水渗流效应的隧道支护结构设计
铁道标准设计ＲＡＩＬＷＡＹ ＳＴＡＮＤＡＲＤ ＤＥＳＩＧＮ ２００８（１）
·隧道／地下工程·
山岭隧道竖井施工方案
［１］黄伦海．双洞８车道公路隧道施工方案研究［Ｊ］．公路，２００５＜９）：
２０６—２１１．
［２］ 吴梦军，黄伦海．４车道公路隧道动态施工力学研究［Ｊ］．岩石力 学与工程学报，２００６（增１）：３０５７—３０６２．
［３］ 王应富，蒋树屏，张永兴．４车道隧道动态施工力学研究［Ｊ］．公路 交通科技，２００５，２２（６）：１３４—１３７．
工程事故１为隧道右线进口塌方，见图９。事故 主要原因为隧道上方覆土过浅和山体偏压造成。山体 沿隧道纵、横向均存在偏压，其中横向偏压较明显，受 到隧道洞口施工扰动，导致土层沿隧道纵向滑动，从而 造成隧道进口塌方。
图９隧道右线进口塌方照片
工程事故２为左线出口右导左侧壁坍塌，见图 １０。其中导坑和侧壁的左右方向根据人背向图８隧道 而定。事故主要原因为：隧道核心土形状为Ｙ形，造 成隧道上方土体压力向核心土部位传递，致使核心土 初期支护侧壁侧向压力急剧增大；上方孤石的存在，进 一步降低了隧道上方砾质亚黏土的强度；地下水的渗 透力作用；水力作用造成砾质亚黏土中细小颗粒流失， 导致土层强度降低；侧壁支护结构脚部未锁定，初期支 护结构未封闭；出口段左、右线最小净距偏小，仅为 ２０．８ ｍ，造成左、右线隧道施工相互扰动。
·隧道／地下工程·
龙头山双洞８车道公路隧道施工
刘庭金，莫海鸿，房营光
（１．华南理工大学建筑学院，广州 ５１０６４０；２．华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室，广州 ５１０６４０）
摘 要：为提高我国特大断面低扁平率公路隧道的修建水平，从
以下７方面对目前国内建设规模最大的广州龙头山双洞８车道
公路隧道工程的建设情况进行了较为系统的介绍：（１）工程地质
９ 结语
从隧道工程地质条件、净空断面尺寸和支护结构 设计、隧道施工方案、施工事故、流变和渗流效应创新
铁道标准设计ＲＡ儿ＷＡＹ ＳＴＡＮＤＡＲＤ ＤＥＳＩＧＮ ２００８（ｊ）
万方数据
行切磋，以相互借鉴共同提高。
１ 概况
１．１ 工程简况 苍岭隧道位于台（州）缙（云）高速公路西段，左洞
全长７ ５３６ ｍ（Ｋ９４＋７６０～Ｋ１０２＋２９６），右洞全长７ ６０５ ＩＴＩ（Ｋ９４＋７６０～Ｋ１０２＋３６５）。１号竖井中心位置位于 左线Ｋ９７＋６１１．５左侧，垂直距离９１．７ ｍ处。井身围 岩主要为熔结灰岩、花岗斑岩、霏细斑岩等，岩质坚硬、 性脆，除井口及以下一定范围内属于Ⅵ、Ｖ级围岩外， 其余均属Ⅲ级围岩。竖井设计净空尺寸为１０ ｍ×７ ｍ 的圆角矩形，用中隔板将井筒分为送风道和排风道 （图１）。竖井下设计有送风通道、排风通道、逃生通 道、运输通道、机房等将竖井与主洞相连。 １．２ 施工环境
效应；渗流效应
中图分类号：Ｕ４５５
文献标识码：Ａ
文章编号：１００４—２９５４（２００８）０１—００７６—０３
近年来，随着我国高速公路建设的迅速发展，逐步 出现了单洞４车道公路隧道…，如已建成的贵州大阁 山隧道和沈大高速韩家岭隧道。目前，针对特大断面 低扁平率的单洞４车道公路隧道建设已开展部分研 究。黄伦海…、吴梦军旧１、王应富¨１等研究了４车道 公路隧道的施工方案和动态施工力学。刘新荣等。４ ｏ 介绍了４车道公路隧道特点及需解决的几个问题。黄 伦海等”１介绍了深圳雅宝双洞８车道公路隧道的设 计。宫成兵等‘６。介绍了广州龙头山隧道的结构设计 与施工方案。严宗雪等¨ｏ介绍了龙头山隧道的防排 水技术。
收稿日期：２００７—０８一０７ 作者简介：李小林（１９５５一），男，高级工程师，１９８２年毕业于兰州铁道 学院铁道工程专业，工学学士。
理论，在确定地下水外水压力时，主要根据隧道开挖后 围岩壁面地下水活动情况，选用相应的折减系数，对地 下水静水压力进行相应折减确定。而考虑隧道地下水 的渗流效应，则可直接通过地下水渗流计算确定隧道 外水压力与隧道排水量关系，以及地下水位和地层变 形随时间发展过程，并可综合考虑地层注浆的封堵效 应和围岩裂隙效应等，完善了隧道复合支护结构设计 理论中对隧道外水压力的确定。
［４］刘新荣，孙翔，蒋树屏，等．４车道公路隧道特点及其所需解决 的几个问题［Ｊ］．地下空间，２００３，２３（４）：４３７—４３９．
［５］ 黄伦海，秦峰，龚世强．雅宝双洞８车道公路隧道设计［Ｊ］．现 代隧道技术，２００５，４２（４）：５—８．
［６］ 宫成兵，张武祥，杨彦民．大断面单洞４车道公路隧道结构设计与 施工方案探讨［Ｊ］．公路，２００４，６：１７７—１８２．
７６ 万方数据
图２出口上方地表孤石 铁道标准设计 ＲＡＩＬｗＡＹ ｓ础圆ＤＡＲＤ ＤＥＳＩＧＮ ２００８ ｔ １）
万方数据
·隧道／地下工程·
刘庭金，莫海鸿，房营光一龙头山双洞８车道公路隧道施工
６施工事故及原因探讨
就整体建设质量而言，龙头山隧道工程是很成功 的，二衬基本未出现裂缝和渗漏水等病害。但在施工 过程也曾出现过３次工程事故，现记录于此，以期在今 后类似的公路隧道建设引起关注。
方面开展进一步探讨。 （１）围岩压力确定。对围岩压力进行实测，探讨
围岩压力分布模式及其大小，提出确定围岩压力的计 算方法。
（２）支护结构和断面形式的优化。需综合考虑隧 道的功能性、安全性和经济性。
（３）进出洞口的安全保障。如何减小上方孤石对 隧道施工的干扰，确保边坡稳定的加固措施。
（４）施工方案及其主要施工工艺。合理确定导坑 开挖面积、临时支护结构曲率、支护结构架设与拆除时 机等。