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摘要：通过对香溪洞千枚岩隧道施工过程中出现滑塌、侵限等病害的分析、处理，探讨大跨度小间距千枚岩隧道施工应注意的问题。
关键词：大跨度 小间距 千枚岩 隧道 施工工艺浅谈
1 工程概况
香溪隧道位于陕鄂界十（堰）至天（水）高速公路安康东段，安康市汉滨区香溪洞风景区，隧道区属微丘地貌，地形起伏较大。隧道范围内中线高程310m～350m，最大高差约40m。山体自然坡度20°～35°，植被较发育。进、出口均位于陡斜坡，山坡处于基本稳定状态。两端洞口处均发育有一条冲沟。
隧道左线位于线路直线段，纵坡为-2.3%。隧道左右线进口间距22m，出口左右线间距65m，隧道最大开挖断面163m2。隧道起止里程为ZK117+484～ZK117+673，全长189m，为三车道大跨度千枚岩隧道。隧道地表为回民墓葬区，墓葬众多，并在ZK117+645处穿越香溪洞旅游专用公路，隧道埋深仅为10m。
地质情况复杂，围岩较差，主要为V级强风化千枚岩，支护形式为V浅埋（加管棚）30m、VX浅埋加双层小导管40m、V浅埋加双层小导管56m、V浅埋30m管棚、8m回填暗挖，隧道左线出口段埋深为1～23m，最大埋深40m。明暗洞交界里程分别为ZK117+499、ZK117+663。隧道断面图如下：
2 地质特性
香溪隧道隧址区属第四系覆盖层薄，大部分路段基岩裸露，出露岩层为志留系梅子垭组（S1m）千枚岩，岩体呈褐黄色、灰绿色，强风化，变余泥质结构，千枚状构造，受断裂带构造影响，节理裂隙发育，岩芯多呈碎屑状和碎块状，岩质软，岩体极破碎，局部炭质含量较高，片理发育，片理面手感光滑，有丝绢光泽，岩质较软，岩体极破碎，自稳能力差，开挖时拱部易坍塌，侧壁易失稳，该层揭露厚度为34.8m～43.8m。
十堰端洞口段岩层产状为148°∠33°，节理J1：160°∠65°；节理J1密度5-7条/m；节理水平延伸一般小于1.5m，竖向切深约1.0m，微张至闭合状，裂隙为方解石脉、泥质充填。相对应的岩石完整性系数Kv=0.63。
天水端洞口段岩层产状为332°∠40°，节理J2：61°∠75°；节理J3：186°∠74°。节理J2密度5-7条/m；节理J3密度4-6条/m；节理水平延伸一般小于1.0m，竖向切深约1.0m，微张至闭合状，裂隙为方解石脉、泥质充填，相对应的岩石完整性系数Kv=0.49。
隧址区有区域性大断裂——月河断裂通过，断裂破碎带宽度约85m～115m，断裂走向约274°，倾向约4°，倾角50°∠70°。隧道左线、右线均位于断裂破碎带中。地震动峰值加速度为0.10g，地震动反应谱特征周期为0.40s，对应的地震基本烈度为Ⅶ度。
香溪隧道V级围岩为泥质结构强风化千枚岩，围岩深灰色，千枚状构造，千枚岩遇水后软化为粉末状，泥化呈淤泥状。
3 水文地质条件
隧址区地下水主要为基岩中的风化裂隙水。千枚岩岩体节理裂隙发育，深部节理多呈闭合状，联通性较差，多充填泥质，赋水条件较差；浅部强风化岩风化裂隙发育，岩体破碎，含少量裂隙水，主要靠大气降水补给，冲沟等低洼部位以地下径流形式排泄，流量随季节性变化明显，雨季流量大，暴雨时易发山洪，旱季流量小。围岩中水主要为风化裂隙水，集中降雨状态下洞室内呈淋雨状或线状出水。
4 地质病害及处理措施
4.1 边坡滑塌
香溪隧道左线出口右侧位于地表冲沟一侧，地表为香溪旅游公路修建时的坡积松散土，埋深1m～5m，左侧埋深24m，形成严重偏压，原设计ZK117+673-ZK117+663采用M偏压型明洞衬砌形式（明挖法）进洞，边仰坡开挖过程中出现多次滑塌，进洞异常艰难，且进洞方向右侧临时边坡高达16多米，植被破坏严重。
原因分析：
①隧道出口埋深较浅，处于严重偏压地段，开挖坡脚后边坡松散堆积体难以自稳形成滑塌。
②隧道出口位于地表冲沟一侧，常年饱水丰富，极不稳定。
处理方案：
①在进洞方向左侧设置偏压挡墙（ZK117+673-ZK117
+655）。
② 延长护拱（ZK117+673-ZK117+655），施作大管棚后进洞。
③进洞方向右侧护拱拱脚预设锚管（5米φ50×5锁脚钢管4根/榀），以加强护拱与山体连接。
ZK117+673～+615埋深最低为1.5m，右侧为冲沟，左侧存在严重偏压，故将原来套拱变更为偏压套拱，在出洞方向左侧拱脚预设钢管（5mφ50*5锁脚4根/榀）以加强与山体的连接，原管棚长度增加至58m。
④ZK117+673-ZK117+615衬砌具体为：
a ZK117+673-ZK117+615超前支护采用管棚（φ108×6），共51根。
b ZK117+673-ZK117+615采用Ⅴx浅埋型复合式衬砌形式，采用φ50×5小导管，L=400cm，间距30cm加强超前支护。
c套拱部分：C25喷射混凝土60cm、I20b型钢支撑60cm/榀、φ8钢筋网20×20cm（双层）、φ127×4导向管51@40cm。
原設计明洞段ZK117+673～+655，由于护拱左侧基础承载力小于设计350kpa，不能满足施工要求故套拱左侧基础加深120cm、厚度由原来100cm变为220cm，确保套拱施做及安全。
变更方案：经研究在原有基础将ZK117+655～+640
段共15m，每榀拱架拱腰两侧增设4根注浆小导管，导洞掌子面临时支撑在原设计基础上增加一榀。
4.2 收敛变形较大
套拱施做完成后开始暗洞掘进，由于香溪隧道为强风化千枚岩大三车道大断面隧道，洞顶为坡积土，洞顶为公墓区，山顶有较多洞穴，开挖后容易失稳、坍塌、掌子面出现滑落，在这种不良地质环境下隧道施工坚持“先预报、管超前、短进尺、早封闭、勤量测”的原则，采用双侧壁导坑法施工（施工参数如图一）。 自进入暗洞开挖后，隧道频繁出现围岩变形，初期支护开裂，拱顶下沉等现象。当开挖至ZK117+600处时，隧道顶部位于香溪洞旅游公路，公路出现开裂和下沉现象，洞顶地表出现大量长度2～7m不等宽度2～13mm的裂缝。经设计单位现场查看后，确定将ZK117+673～+655段原有衬砌形式变为VX浅埋复合式衬砌，并每榀拱架拱腰打设5根φ50*5长5m间距为50cm的注浆小导管，同时在原预留变形量基础上增加10cm（原设计预留沉降量15cm）。在采取以上加固措施后，隧道内初期支护喷射砼仍出现裂缝、掉块、拱架变形等现象。
尤其是导洞施工至ZK117+555处时，主洞掌子面位于ZK117+560，邻近几日降雨，导洞、主洞掌子面均出现渗水，已经施工段落初期支护出现不同程度的变形加剧，初期支护出现开裂，拱架下沉严重，为保证施工安全，停止掌子面掘進，对已经掘进ZK117+555的段落进行临时支撑，但导洞掌子面增加的临时支撑严重变形失稳，经观测下沉近45cm，现场又临时增加φ108×6mm无缝钢管支撑，也同样出现下沉，钢管变形弯曲。
在雨水过后，ZK117+620-555仍有不同程度的下沉变形，其中ZK117+607.5～+565变形更为严重，最大侵限为49.9cm，严重影响二衬厚度。
分析原因：
①隧道出口段埋深较浅，断面大，围岩破碎，开挖后自稳能力较差。
②隧道出口位于地表冲沟一侧，常年饱水丰富，千枚岩具有微膨胀性，开挖后含水量变化，致使围岩极不稳定。
处理方案：
ZK117+606.9～ZK117+555段由于初期支护变形、已侵入二衬，需换拱处理，处理方案为：
①停止掌子面掘进施工，封闭掌子面，对隧道洞顶的裂缝用水泥浆灌注，然后用3：7灰土封口，对洞顶隧道轴线方向进行观察，对存在积水及时进行排水。
②按照双侧壁临时支护形式对ZK117+606.9～ZK117+555段进行临时加固，临时加固采用I20b工字钢、连接钢板采用厚δ18mm、纵向采用I20b工字钢连接。
③对侵限段每1m进行段面侵限情况扫描，标出断面侵限部位，从ZK117+606.9向小桩号方向逐榀拱架侵限段进行钢拱架更换，从边墙到拱顶逐段进行更换，ZK117+606.9～ZK117+555采用φ50×5小导管对围岩进行注浆加固，小导管径向布置，纵环向间距：1.2×1.0m。（其中ZK117+606.9～ZK117+569换拱采用I22b型钢支护），连接筋设置与Ⅴ级浅埋相同；对于ZK117+575～ZK117+555段初期支护先进行落底成环后，再进行上断面换拱处理，适当加大预留变形量，每换拱完成10m后浇二衬砼，然后继续下一段换拱处理。
5 结束语
香溪隧道左线大跨度小间距千枚岩隧道的顺利贯通，为三车道大跨度强风化千枚岩隧道施工及施工过程中病害处理积累了宝贵的经验。同时，根据几次塌方处理，对大跨度强风化千枚岩隧道施工和塌方处理也提出一些想法和建议：
①由于强风化千枚岩节理裂隙发育，岩体极破碎，围岩自稳能力差，且遇水后软化为粉末状，泥化呈淤泥状。因此进洞时间的选择应尽量避免冬雨季节，同时必须遵循先做排水再开挖边仰坡进洞的原则。
②大断面小间距强风化千枚岩隧道施工时，左右洞应保证已施工段落二衬完成后方进行另侧洞室的开挖，且导洞与主洞掌子面距离不宜过大，应控制在10m以内为宜，以争取及落底施做仰拱早成环，保证合理受力。
参考文献：
[1]公路隧道施工技术规范（JTG F60-2009）人民交通出版社，
2009.
[2]关宝树编著.隧道工程施工要点集.人民交通出版社，2003.
[3]郑西客运专线大断面黄土隧道施工方法研究——现代隧道技术，2007年06期.
关键词：大跨度 小间距 千枚岩 隧道 施工工艺浅谈
1 工程概况
香溪隧道位于陕鄂界十（堰）至天（水）高速公路安康东段，安康市汉滨区香溪洞风景区，隧道区属微丘地貌，地形起伏较大。隧道范围内中线高程310m～350m，最大高差约40m。山体自然坡度20°～35°，植被较发育。进、出口均位于陡斜坡，山坡处于基本稳定状态。两端洞口处均发育有一条冲沟。
隧道左线位于线路直线段，纵坡为-2.3%。隧道左右线进口间距22m，出口左右线间距65m，隧道最大开挖断面163m2。隧道起止里程为ZK117+484～ZK117+673，全长189m，为三车道大跨度千枚岩隧道。隧道地表为回民墓葬区，墓葬众多，并在ZK117+645处穿越香溪洞旅游专用公路，隧道埋深仅为10m。
地质情况复杂，围岩较差，主要为V级强风化千枚岩，支护形式为V浅埋（加管棚）30m、VX浅埋加双层小导管40m、V浅埋加双层小导管56m、V浅埋30m管棚、8m回填暗挖，隧道左线出口段埋深为1～23m，最大埋深40m。明暗洞交界里程分别为ZK117+499、ZK117+663。隧道断面图如下：
2 地质特性
香溪隧道隧址区属第四系覆盖层薄，大部分路段基岩裸露，出露岩层为志留系梅子垭组（S1m）千枚岩，岩体呈褐黄色、灰绿色，强风化，变余泥质结构，千枚状构造，受断裂带构造影响，节理裂隙发育，岩芯多呈碎屑状和碎块状，岩质软，岩体极破碎，局部炭质含量较高，片理发育，片理面手感光滑，有丝绢光泽，岩质较软，岩体极破碎，自稳能力差，开挖时拱部易坍塌，侧壁易失稳，该层揭露厚度为34.8m～43.8m。
十堰端洞口段岩层产状为148°∠33°，节理J1：160°∠65°；节理J1密度5-7条/m；节理水平延伸一般小于1.5m，竖向切深约1.0m，微张至闭合状，裂隙为方解石脉、泥质充填。相对应的岩石完整性系数Kv=0.63。
天水端洞口段岩层产状为332°∠40°，节理J2：61°∠75°；节理J3：186°∠74°。节理J2密度5-7条/m；节理J3密度4-6条/m；节理水平延伸一般小于1.0m，竖向切深约1.0m，微张至闭合状，裂隙为方解石脉、泥质充填，相对应的岩石完整性系数Kv=0.49。
隧址区有区域性大断裂——月河断裂通过，断裂破碎带宽度约85m～115m，断裂走向约274°，倾向约4°，倾角50°∠70°。隧道左线、右线均位于断裂破碎带中。地震动峰值加速度为0.10g，地震动反应谱特征周期为0.40s，对应的地震基本烈度为Ⅶ度。
香溪隧道V级围岩为泥质结构强风化千枚岩，围岩深灰色，千枚状构造，千枚岩遇水后软化为粉末状，泥化呈淤泥状。
3 水文地质条件
隧址区地下水主要为基岩中的风化裂隙水。千枚岩岩体节理裂隙发育，深部节理多呈闭合状，联通性较差，多充填泥质，赋水条件较差；浅部强风化岩风化裂隙发育，岩体破碎，含少量裂隙水，主要靠大气降水补给，冲沟等低洼部位以地下径流形式排泄，流量随季节性变化明显，雨季流量大，暴雨时易发山洪，旱季流量小。围岩中水主要为风化裂隙水，集中降雨状态下洞室内呈淋雨状或线状出水。
4 地质病害及处理措施
4.1 边坡滑塌
香溪隧道左线出口右侧位于地表冲沟一侧，地表为香溪旅游公路修建时的坡积松散土，埋深1m～5m，左侧埋深24m，形成严重偏压，原设计ZK117+673-ZK117+663采用M偏压型明洞衬砌形式（明挖法）进洞，边仰坡开挖过程中出现多次滑塌，进洞异常艰难，且进洞方向右侧临时边坡高达16多米，植被破坏严重。
原因分析：
①隧道出口埋深较浅，处于严重偏压地段，开挖坡脚后边坡松散堆积体难以自稳形成滑塌。
②隧道出口位于地表冲沟一侧，常年饱水丰富，极不稳定。
处理方案：
①在进洞方向左侧设置偏压挡墙（ZK117+673-ZK117
+655）。
② 延长护拱（ZK117+673-ZK117+655），施作大管棚后进洞。
③进洞方向右侧护拱拱脚预设锚管（5米φ50×5锁脚钢管4根/榀），以加强护拱与山体连接。
ZK117+673～+615埋深最低为1.5m，右侧为冲沟，左侧存在严重偏压，故将原来套拱变更为偏压套拱，在出洞方向左侧拱脚预设钢管（5mφ50*5锁脚4根/榀）以加强与山体的连接，原管棚长度增加至58m。
④ZK117+673-ZK117+615衬砌具体为：
a ZK117+673-ZK117+615超前支护采用管棚（φ108×6），共51根。
b ZK117+673-ZK117+615采用Ⅴx浅埋型复合式衬砌形式，采用φ50×5小导管，L=400cm，间距30cm加强超前支护。
c套拱部分：C25喷射混凝土60cm、I20b型钢支撑60cm/榀、φ8钢筋网20×20cm（双层）、φ127×4导向管51@40cm。
原設计明洞段ZK117+673～+655，由于护拱左侧基础承载力小于设计350kpa，不能满足施工要求故套拱左侧基础加深120cm、厚度由原来100cm变为220cm，确保套拱施做及安全。
变更方案：经研究在原有基础将ZK117+655～+640
段共15m，每榀拱架拱腰两侧增设4根注浆小导管，导洞掌子面临时支撑在原设计基础上增加一榀。
4.2 收敛变形较大
套拱施做完成后开始暗洞掘进，由于香溪隧道为强风化千枚岩大三车道大断面隧道，洞顶为坡积土，洞顶为公墓区，山顶有较多洞穴，开挖后容易失稳、坍塌、掌子面出现滑落，在这种不良地质环境下隧道施工坚持“先预报、管超前、短进尺、早封闭、勤量测”的原则，采用双侧壁导坑法施工（施工参数如图一）。 自进入暗洞开挖后，隧道频繁出现围岩变形，初期支护开裂，拱顶下沉等现象。当开挖至ZK117+600处时，隧道顶部位于香溪洞旅游公路，公路出现开裂和下沉现象，洞顶地表出现大量长度2～7m不等宽度2～13mm的裂缝。经设计单位现场查看后，确定将ZK117+673～+655段原有衬砌形式变为VX浅埋复合式衬砌，并每榀拱架拱腰打设5根φ50*5长5m间距为50cm的注浆小导管，同时在原预留变形量基础上增加10cm（原设计预留沉降量15cm）。在采取以上加固措施后，隧道内初期支护喷射砼仍出现裂缝、掉块、拱架变形等现象。
尤其是导洞施工至ZK117+555处时，主洞掌子面位于ZK117+560，邻近几日降雨，导洞、主洞掌子面均出现渗水，已经施工段落初期支护出现不同程度的变形加剧，初期支护出现开裂，拱架下沉严重，为保证施工安全，停止掌子面掘進，对已经掘进ZK117+555的段落进行临时支撑，但导洞掌子面增加的临时支撑严重变形失稳，经观测下沉近45cm，现场又临时增加φ108×6mm无缝钢管支撑，也同样出现下沉，钢管变形弯曲。
在雨水过后，ZK117+620-555仍有不同程度的下沉变形，其中ZK117+607.5～+565变形更为严重，最大侵限为49.9cm，严重影响二衬厚度。
分析原因：
①隧道出口段埋深较浅，断面大，围岩破碎，开挖后自稳能力较差。
②隧道出口位于地表冲沟一侧，常年饱水丰富，千枚岩具有微膨胀性，开挖后含水量变化，致使围岩极不稳定。
处理方案：
ZK117+606.9～ZK117+555段由于初期支护变形、已侵入二衬，需换拱处理，处理方案为：
①停止掌子面掘进施工，封闭掌子面，对隧道洞顶的裂缝用水泥浆灌注，然后用3：7灰土封口，对洞顶隧道轴线方向进行观察，对存在积水及时进行排水。
②按照双侧壁临时支护形式对ZK117+606.9～ZK117+555段进行临时加固，临时加固采用I20b工字钢、连接钢板采用厚δ18mm、纵向采用I20b工字钢连接。
③对侵限段每1m进行段面侵限情况扫描，标出断面侵限部位，从ZK117+606.9向小桩号方向逐榀拱架侵限段进行钢拱架更换，从边墙到拱顶逐段进行更换，ZK117+606.9～ZK117+555采用φ50×5小导管对围岩进行注浆加固，小导管径向布置，纵环向间距：1.2×1.0m。（其中ZK117+606.9～ZK117+569换拱采用I22b型钢支护），连接筋设置与Ⅴ级浅埋相同；对于ZK117+575～ZK117+555段初期支护先进行落底成环后，再进行上断面换拱处理，适当加大预留变形量，每换拱完成10m后浇二衬砼，然后继续下一段换拱处理。
5 结束语
香溪隧道左线大跨度小间距千枚岩隧道的顺利贯通，为三车道大跨度强风化千枚岩隧道施工及施工过程中病害处理积累了宝贵的经验。同时，根据几次塌方处理，对大跨度强风化千枚岩隧道施工和塌方处理也提出一些想法和建议：
①由于强风化千枚岩节理裂隙发育，岩体极破碎，围岩自稳能力差，且遇水后软化为粉末状，泥化呈淤泥状。因此进洞时间的选择应尽量避免冬雨季节，同时必须遵循先做排水再开挖边仰坡进洞的原则。
②大断面小间距强风化千枚岩隧道施工时，左右洞应保证已施工段落二衬完成后方进行另侧洞室的开挖，且导洞与主洞掌子面距离不宜过大，应控制在10m以内为宜，以争取及落底施做仰拱早成环，保证合理受力。
参考文献：
[1]公路隧道施工技术规范（JTG F60-2009）人民交通出版社，
2009.
[2]关宝树编著.隧道工程施工要点集.人民交通出版社，2003.
[3]郑西客运专线大断面黄土隧道施工方法研究——现代隧道技术，2007年06期.