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【摘 要】 结合城市发展过程中，交通与城市发展、环境的矛盾日益突出，为了保全地面结构物，采用的隧道方案也越来越多.城市隧道最显著的特征是浅埋、地面结构物复杂、围岩差。
【关键词】 浅埋；设计；施工技术
一、工程概况
攀枝花市渡口桥南立交工程E线隧道是桥南立交工程的重要组成部分。渡口桥南立交隧道工程延展方向为北东35°，隧道曲线半径为180m，走向变为西北330°，线路通过低中山地段。隧道进口处路面设计标高1031.58米。出口处路面设计标高1021.309米，高差为9.738米，洞身全长330.00米，隧道的净断面尺寸为宽9.50米，净高度6.76米。隧道底与山顶最大高差为34.80米，进出口属浅埋偏压式隧道。
二、技术标准
1、道路等级：城市次干路Ⅱ级
2、计算行车速度：E匝道：30Km/h
3、路面类型：复合式沥青混凝土路面
4、标准轴载：BZZ-100
5、隧道宽度：0.75（检修道）+8.0（行车道）+0.75（检修道）=9.5米
6、地震烈度：VII度设防
7、隧道建筑限界：宽9.5m（单洞）、高5.0m。
三、隧道平纵设计
渡口桥南隧道平面布置为单洞单线隧道，洞身段位于直曲线段上，全隧纵断面设计单向坡-2.95%，横坡坡度为2%。
四、隧道内轮廓设计
根据建筑限界的要求，充分考虑衬砌结构受力特性、工程造价、装饰厚度及富余空间、运营设施的安装空间等因素，拟定隧道内轮廓。
渡口桥南隧道主洞采用曲墙半圆拱断面，拱半径为5.14m、曲墙半径为7.64m，净空面积为69.31m2。
五、隧道洞口设计
根据洞口的地质、地形情况，结合景观的需要，隧道进口采用削竹式洞门。
六、隧道洞身结构设计
6.1主洞洞身衬砌设计
根据渡口桥南隧道所处的工程地质条件，隧道洞身按新奥法设计，采用复合式衬砌。
初期支护以喷射混凝土、锚杆、钢筋网、钢架为主要支护手段，二次衬砌采用C25混凝土或钢筋混凝土，整体式模板台车浇筑。通过结构分析计算、技术经济比较及工程类比，拟定洞身衬砌支护。
七、施工方案
1、总体施工方案：
隧道为复合式衬砌设计，按喷锚构筑法施工。本合同段隧道由进口端向一头掘进，因是下坡自然通风条件较好。根据设计文件基本无地下水，而且隧道较短，能够满足施工工期要求，总体实施掘进（钻爆、无轨运输出碴）、支护（管棚、拌、运、锚、喷）、衬砌（运、灌、振捣）三条机械化作业线。
2、隧道工程施工：
1）洞口工程
施工方案
根据隧道地形地貌位置的具体情况及施工的经验，经过经济性、安全性、可行性综合分析比较后，决定进洞前先完成地表排水系统，自上而下，边挖边护的洞口加固处理方法，洞口仰坡、明洞边坡采用锚、网喷混凝土加固技术，明洞挖方在满足机械开挖的条件下，使用挖掘机开挖，装载机、挖掘机配合自卸车装运弃碴至指定弃碴位置，人工辅助修坡。不能直接用机械开挖的石质采用弱爆破，人工辅助机械装运弃方。进洞采用先施作套拱和φ108*6大管棚注浆超前支护，短进尺、强支护、弱爆破、快循环，早封闭的施工方案。
按设计要求在开挖轮廓线施作套拱后施工大管棚超前支护（长30m）43根、注浆，管距：环向间距中对中为40cm，在套拱内设置φ127*4mm钢管作大管棚导向孔。
管棚完成后，定位放線，机械进行开挖暗洞，初期支护紧跟作业。
2）洞门施工
隧道洞门为削竹式结构，在明洞施工完，安排合理时间进行洞门施工。同时进行洞顶回填，恢复植被，搞好绿化。
下半断面施工：根据实际施工情况穿插进行，中槽开挖后，跳槽开挖马口，双侧错位开挖，开挖长度不超过2米，及时支护确保上部拱脚稳定。
3、超前长管棚注浆预支护施工方法：
1）在施作管棚前，先施作2m长套拱以确保施工安全，套拱厚50cm，采用C25砼，套拱内设Ⅰ18钢架，φ127孔口管焊接在钢架上，各榀架钢之间采用φ22的纵向钢筋进行连接，纵向连接钢筋的环向间距为100cm。
2）管棚施工时应先施作有孔钢花管，注浆后再施作无孔钢管，无孔钢管可作为检查孔检查注浆质量，管棚施作时钻机立轴方向必须准确控制，每钻完一孔便顶进一根长钢管。
3）管棚施工分两步：第一步施工起拱线以下的长管棚，第二步施工拱部长管棚。拱部管棚施工前必须架设拱部管棚施工平台。为保证钻孔方向准确，导向管安装的角度方向一定要准确，安装时需用仪器测量检测。
4）各钻孔应做好施工记录。
5）两台钻机同时作业，一号钻机钻1—20号孔：二号钻机钻21—43号孔，24小时循环作业。
4、洞身衬砌
①衬砌分类及施工方法
②衬砌方法本标段隧道按喷锚构筑法设计，根据经验二次模筑衬砌时间应在围岩量测净空变化速率小于0.2mm/d；变形量已达到预计总变形量的80%以上；且变形速率有明显减缓趋势时，方可进行，即适时衬砌。施工框图见下图。
5、隧道防排水
本合同段隧道防排水包括洞口段防排水和洞身防排水施工。施工中防排水采取“以排为主，截、堵、防、排相结合”的综合治理措施，与永久防排水统一考虑。
①洞口段防排水
洞口段防排水结合地形在洞口洞顶设截水沟，防止雨水对坡面及洞口的危害，对地面洞穴要及时封堵，保证排水畅通，不影响洞口施工。
6、仰拱、铺底 软弱围岩隧道采用仰拱与铺底先行的施工方案，仰拱与铺底同时施作，距开挖工作面相距50～100m，实践证明，及时施作仰拱，起到早闭合，防塌方，同时能保证洞内道路的畅通，对搞好洞内排水、搞好文明施工、防止隧道基底软化等都是非常有利的。
现场监控量测项目及量测方法
八、施工注意事项
（1）洞口边仰坡开挖必须自上而下进行，及时防护。在作好洞口范围的截排水措施，并完成洞门施工后，方可进洞施工。
（2）明洞及洞门墙开挖时，应用锚杆喷混凝土进行临时支护，洞口衬砌应及早施工，明洞应及时回填。
（3）隧道初期支护必须紧跟掌子面及时施作，控制围岩变形，最大限度地发挥围岩的自承能力。隧道洞口浅埋段施工中应特别强调：短进尺、弱爆破、强支护，二次衬砌及时跟进。
（4）有仰拱路段，应及时施作仰拱，有利于抑制围岩变形，在洞口加强段还应尽早施作二衬，以封闭成环，提高洞体结构的承载力。
（5）隧道施工过程中必须采取有效措施，避免洞内排水管沟淤塞，同时应注意洞内施工期间的排水（反坡抽水），不得散流。
（6）由于围岩体不可能均质，在Ⅳ类围岩中有可能出现局部软弱带，可采用Ⅴ类围岩的衬砌支护措施进行处治。
（7）隧道施工中，若围岩情况与设计不符，应结合监控量测结果，及时调整支护参数，避免发生工程事故。
（8）隧道施工前必须依据设计提供的《控制成果一览表》进行贯通测量，校核准确无误后，方可进行施工。
（9）设计文件中有关施工要求未详之处，应严格按相关现行的规范、规程执行。
（10）隧道施工过程中应重视对环境的保护问题，开挖的弃渣不得任意堆弃，弃渣运距按8km考虑。
九、爆破技术方案
为了确保地表建筑物的安全，除了控制地表沉降和围岩变形外，另一方面主要方面是控制由于爆破产生的震动对地表建筑物的影响。隧道岩质洞身开挖必须采用预裂爆破技术，分台阶开挖爆破，爆破参数的选择，均应通过试验确定；无试验条件时，可参照《公路隧道施工技术规范》（JTJ042-94）中的有关参数。
预裂爆破的要求：
预裂爆破，就是首先起爆布置在设计轮廓线上的预裂爆破孔药包，形成一条沿设计轮廓线贯穿的裂缝，使拟爆体与山体分开，作为隔震减震带，以保护开挖界限以外的山体和建筑物，再在该人工裂缝的屏蔽下进行主体开挖部位的爆破，保证保留岩体免遭破坏，减弱爆体爆破造成的破坏作用。
钻爆技术要点
本区间隧道洞身穿越处主要为中、微风化辉长岩，需要爆破开挖。但钻爆开挖必须考虑以下技术要点：
钻爆开挖时，要防止爆破震动引起上方软弱地层的坍塌，危及施工安全和地面安全。
隧道埋深浅，距离建筑物过近，钻爆施工易对地面建筑物及地下建、构筑物产生震动影响，甚至破坏。为避免震动对地面建筑物的危害，采用预裂爆破，爆破振速严格控制在2cm/s以内。爆破作业遵循浅孔密布的原则：少装药，短进尺，多循环、分台阶开挖。炮眼间距和装药量，尽可能的减少对地表建筑和周边地层的扰动。
（1）根据地质条件变化情况和地层变位监测结果适时调整施工方法和支护参数，确保安全施工。
（2）开挖上断面时，尽可能缩短台阶长度，及早形成封闭结构；
（3）钻爆开挖时，严格按微振控爆施工，控制同段最大装药量，采用高精度非电毫秒编排起爆网络，消除爆破引起的共振现象，同时利用起爆延时人为造成振动波形成的倒象干扰，避免振速过大引起房屋开裂和压缩地层产生过大地面沉降；
（4）加强爆破振动对建筑物振动速度的监测及地面建筑物水平位移与沉降观测，及时反馈到施工中指导施工。
（5）其它不详之处应严格根据《爆破安全规程》（GB6722-2003）执行。
台阶法开挖爆破
每次爆破进尺不超过1m，台阶法施工每次爆破进尺控制在0.75m左右。掏槽区炮眼深度控制在0.7～1.2m左右，每炮循环进尺控制在0.5～1.0m左右。在围岩较好的地段，在保证地面安全的情况下，可以将隧道下断面每炮循环进尺控制在1～1.5m，以保证施工工期。
预裂爆破的质量标准
1、岩体在预裂面上形成贯通预裂缝宽度一般大于10mm。
2、预裂面不平整度小于15cm。
3、壁上孔痕的百分率在硬岩中不小于80%，在软岩中不小于50%。
4、减震效益，一般应达到试验和预估对降震的百分率值的要求。
操作：
1、采用短进尺、少装药、多循环，分部开挖等施工方法，有效地控制爆破的地震强度、确保地面建筑物的安全具有可靠性和保证性。
2、在保证安全、质量的前提下，适当减少炮眼数，增加每次进尺，可提高施工进度。
3、控制爆破必须建立严格完善的施工管理制度，技术人员必须现场指导作业，督促施工，实现施工操作标准化和规范化，这样才能够保证良好的爆破效果。
4、隧道爆破成败的关键技术是掏槽技术，掏槽的成功与否直接影响爆破效果。采用直眼掏槽和中空直眼掏槽等多种掏槽方法，可以克服斜眼掏槽的夹制作用，以及炮眼利用率低的现象。
5、搞好预裂爆破对保护隧道围岩稳定、减少超挖、控制欠挖、保证安全、节约投资等方面具有极其重要的意义。
十、结束语
随着城市不断发展，对城市的交通通行能力和交通组织的需求越来越多。交通与城市发展、环境的矛盾日益突出，为了保全地面结构物，城市功能的需求。采用下穿隧道方案的也越来越多.城市隧道最显著的特征是浅埋、地面结构物复杂、围岩差等特點，结合渡口桥南隧道工程设计与施工，为山地城市隧道总结点经验。
【关键词】 浅埋；设计；施工技术
一、工程概况
攀枝花市渡口桥南立交工程E线隧道是桥南立交工程的重要组成部分。渡口桥南立交隧道工程延展方向为北东35°，隧道曲线半径为180m，走向变为西北330°，线路通过低中山地段。隧道进口处路面设计标高1031.58米。出口处路面设计标高1021.309米，高差为9.738米，洞身全长330.00米，隧道的净断面尺寸为宽9.50米，净高度6.76米。隧道底与山顶最大高差为34.80米，进出口属浅埋偏压式隧道。
二、技术标准
1、道路等级：城市次干路Ⅱ级
2、计算行车速度：E匝道：30Km/h
3、路面类型：复合式沥青混凝土路面
4、标准轴载：BZZ-100
5、隧道宽度：0.75（检修道）+8.0（行车道）+0.75（检修道）=9.5米
6、地震烈度：VII度设防
7、隧道建筑限界：宽9.5m（单洞）、高5.0m。
三、隧道平纵设计
渡口桥南隧道平面布置为单洞单线隧道，洞身段位于直曲线段上，全隧纵断面设计单向坡-2.95%，横坡坡度为2%。
四、隧道内轮廓设计
根据建筑限界的要求，充分考虑衬砌结构受力特性、工程造价、装饰厚度及富余空间、运营设施的安装空间等因素，拟定隧道内轮廓。
渡口桥南隧道主洞采用曲墙半圆拱断面，拱半径为5.14m、曲墙半径为7.64m，净空面积为69.31m2。
五、隧道洞口设计
根据洞口的地质、地形情况，结合景观的需要，隧道进口采用削竹式洞门。
六、隧道洞身结构设计
6.1主洞洞身衬砌设计
根据渡口桥南隧道所处的工程地质条件，隧道洞身按新奥法设计，采用复合式衬砌。
初期支护以喷射混凝土、锚杆、钢筋网、钢架为主要支护手段，二次衬砌采用C25混凝土或钢筋混凝土，整体式模板台车浇筑。通过结构分析计算、技术经济比较及工程类比，拟定洞身衬砌支护。
七、施工方案
1、总体施工方案：
隧道为复合式衬砌设计，按喷锚构筑法施工。本合同段隧道由进口端向一头掘进，因是下坡自然通风条件较好。根据设计文件基本无地下水，而且隧道较短，能够满足施工工期要求，总体实施掘进（钻爆、无轨运输出碴）、支护（管棚、拌、运、锚、喷）、衬砌（运、灌、振捣）三条机械化作业线。
2、隧道工程施工：
1）洞口工程
施工方案
根据隧道地形地貌位置的具体情况及施工的经验，经过经济性、安全性、可行性综合分析比较后，决定进洞前先完成地表排水系统，自上而下，边挖边护的洞口加固处理方法，洞口仰坡、明洞边坡采用锚、网喷混凝土加固技术，明洞挖方在满足机械开挖的条件下，使用挖掘机开挖，装载机、挖掘机配合自卸车装运弃碴至指定弃碴位置，人工辅助修坡。不能直接用机械开挖的石质采用弱爆破，人工辅助机械装运弃方。进洞采用先施作套拱和φ108*6大管棚注浆超前支护，短进尺、强支护、弱爆破、快循环，早封闭的施工方案。
按设计要求在开挖轮廓线施作套拱后施工大管棚超前支护（长30m）43根、注浆，管距：环向间距中对中为40cm，在套拱内设置φ127*4mm钢管作大管棚导向孔。
管棚完成后，定位放線，机械进行开挖暗洞，初期支护紧跟作业。
2）洞门施工
隧道洞门为削竹式结构，在明洞施工完，安排合理时间进行洞门施工。同时进行洞顶回填，恢复植被，搞好绿化。
下半断面施工：根据实际施工情况穿插进行，中槽开挖后，跳槽开挖马口，双侧错位开挖，开挖长度不超过2米，及时支护确保上部拱脚稳定。
3、超前长管棚注浆预支护施工方法：
1）在施作管棚前，先施作2m长套拱以确保施工安全，套拱厚50cm，采用C25砼，套拱内设Ⅰ18钢架，φ127孔口管焊接在钢架上，各榀架钢之间采用φ22的纵向钢筋进行连接，纵向连接钢筋的环向间距为100cm。
2）管棚施工时应先施作有孔钢花管，注浆后再施作无孔钢管，无孔钢管可作为检查孔检查注浆质量，管棚施作时钻机立轴方向必须准确控制，每钻完一孔便顶进一根长钢管。
3）管棚施工分两步：第一步施工起拱线以下的长管棚，第二步施工拱部长管棚。拱部管棚施工前必须架设拱部管棚施工平台。为保证钻孔方向准确，导向管安装的角度方向一定要准确，安装时需用仪器测量检测。
4）各钻孔应做好施工记录。
5）两台钻机同时作业，一号钻机钻1—20号孔：二号钻机钻21—43号孔，24小时循环作业。
4、洞身衬砌
①衬砌分类及施工方法
②衬砌方法本标段隧道按喷锚构筑法设计，根据经验二次模筑衬砌时间应在围岩量测净空变化速率小于0.2mm/d；变形量已达到预计总变形量的80%以上；且变形速率有明显减缓趋势时，方可进行，即适时衬砌。施工框图见下图。
5、隧道防排水
本合同段隧道防排水包括洞口段防排水和洞身防排水施工。施工中防排水采取“以排为主，截、堵、防、排相结合”的综合治理措施，与永久防排水统一考虑。
①洞口段防排水
洞口段防排水结合地形在洞口洞顶设截水沟，防止雨水对坡面及洞口的危害，对地面洞穴要及时封堵，保证排水畅通，不影响洞口施工。
6、仰拱、铺底 软弱围岩隧道采用仰拱与铺底先行的施工方案，仰拱与铺底同时施作，距开挖工作面相距50～100m，实践证明，及时施作仰拱，起到早闭合，防塌方，同时能保证洞内道路的畅通，对搞好洞内排水、搞好文明施工、防止隧道基底软化等都是非常有利的。
现场监控量测项目及量测方法
八、施工注意事项
（1）洞口边仰坡开挖必须自上而下进行，及时防护。在作好洞口范围的截排水措施，并完成洞门施工后，方可进洞施工。
（2）明洞及洞门墙开挖时，应用锚杆喷混凝土进行临时支护，洞口衬砌应及早施工，明洞应及时回填。
（3）隧道初期支护必须紧跟掌子面及时施作，控制围岩变形，最大限度地发挥围岩的自承能力。隧道洞口浅埋段施工中应特别强调：短进尺、弱爆破、强支护，二次衬砌及时跟进。
（4）有仰拱路段，应及时施作仰拱，有利于抑制围岩变形，在洞口加强段还应尽早施作二衬，以封闭成环，提高洞体结构的承载力。
（5）隧道施工过程中必须采取有效措施，避免洞内排水管沟淤塞，同时应注意洞内施工期间的排水（反坡抽水），不得散流。
（6）由于围岩体不可能均质，在Ⅳ类围岩中有可能出现局部软弱带，可采用Ⅴ类围岩的衬砌支护措施进行处治。
（7）隧道施工中，若围岩情况与设计不符，应结合监控量测结果，及时调整支护参数，避免发生工程事故。
（8）隧道施工前必须依据设计提供的《控制成果一览表》进行贯通测量，校核准确无误后，方可进行施工。
（9）设计文件中有关施工要求未详之处，应严格按相关现行的规范、规程执行。
（10）隧道施工过程中应重视对环境的保护问题，开挖的弃渣不得任意堆弃，弃渣运距按8km考虑。
九、爆破技术方案
为了确保地表建筑物的安全，除了控制地表沉降和围岩变形外，另一方面主要方面是控制由于爆破产生的震动对地表建筑物的影响。隧道岩质洞身开挖必须采用预裂爆破技术，分台阶开挖爆破，爆破参数的选择，均应通过试验确定；无试验条件时，可参照《公路隧道施工技术规范》（JTJ042-94）中的有关参数。
预裂爆破的要求：
预裂爆破，就是首先起爆布置在设计轮廓线上的预裂爆破孔药包，形成一条沿设计轮廓线贯穿的裂缝，使拟爆体与山体分开，作为隔震减震带，以保护开挖界限以外的山体和建筑物，再在该人工裂缝的屏蔽下进行主体开挖部位的爆破，保证保留岩体免遭破坏，减弱爆体爆破造成的破坏作用。
钻爆技术要点
本区间隧道洞身穿越处主要为中、微风化辉长岩，需要爆破开挖。但钻爆开挖必须考虑以下技术要点：
钻爆开挖时，要防止爆破震动引起上方软弱地层的坍塌，危及施工安全和地面安全。
隧道埋深浅，距离建筑物过近，钻爆施工易对地面建筑物及地下建、构筑物产生震动影响，甚至破坏。为避免震动对地面建筑物的危害，采用预裂爆破，爆破振速严格控制在2cm/s以内。爆破作业遵循浅孔密布的原则：少装药，短进尺，多循环、分台阶开挖。炮眼间距和装药量，尽可能的减少对地表建筑和周边地层的扰动。
（1）根据地质条件变化情况和地层变位监测结果适时调整施工方法和支护参数，确保安全施工。
（2）开挖上断面时，尽可能缩短台阶长度，及早形成封闭结构；
（3）钻爆开挖时，严格按微振控爆施工，控制同段最大装药量，采用高精度非电毫秒编排起爆网络，消除爆破引起的共振现象，同时利用起爆延时人为造成振动波形成的倒象干扰，避免振速过大引起房屋开裂和压缩地层产生过大地面沉降；
（4）加强爆破振动对建筑物振动速度的监测及地面建筑物水平位移与沉降观测，及时反馈到施工中指导施工。
（5）其它不详之处应严格根据《爆破安全规程》（GB6722-2003）执行。
台阶法开挖爆破
每次爆破进尺不超过1m，台阶法施工每次爆破进尺控制在0.75m左右。掏槽区炮眼深度控制在0.7～1.2m左右，每炮循环进尺控制在0.5～1.0m左右。在围岩较好的地段，在保证地面安全的情况下，可以将隧道下断面每炮循环进尺控制在1～1.5m，以保证施工工期。
预裂爆破的质量标准
1、岩体在预裂面上形成贯通预裂缝宽度一般大于10mm。
2、预裂面不平整度小于15cm。
3、壁上孔痕的百分率在硬岩中不小于80%，在软岩中不小于50%。
4、减震效益，一般应达到试验和预估对降震的百分率值的要求。
操作：
1、采用短进尺、少装药、多循环，分部开挖等施工方法，有效地控制爆破的地震强度、确保地面建筑物的安全具有可靠性和保证性。
2、在保证安全、质量的前提下，适当减少炮眼数，增加每次进尺，可提高施工进度。
3、控制爆破必须建立严格完善的施工管理制度，技术人员必须现场指导作业，督促施工，实现施工操作标准化和规范化，这样才能够保证良好的爆破效果。
4、隧道爆破成败的关键技术是掏槽技术，掏槽的成功与否直接影响爆破效果。采用直眼掏槽和中空直眼掏槽等多种掏槽方法，可以克服斜眼掏槽的夹制作用，以及炮眼利用率低的现象。
5、搞好预裂爆破对保护隧道围岩稳定、减少超挖、控制欠挖、保证安全、节约投资等方面具有极其重要的意义。
十、结束语
随着城市不断发展，对城市的交通通行能力和交通组织的需求越来越多。交通与城市发展、环境的矛盾日益突出，为了保全地面结构物，城市功能的需求。采用下穿隧道方案的也越来越多.城市隧道最显著的特征是浅埋、地面结构物复杂、围岩差等特點，结合渡口桥南隧道工程设计与施工，为山地城市隧道总结点经验。