文章编号：1009-6582（2021）02-0220-08
DOI:10.ki.mtt.2021.02.029
修改稿返回日期：2019-12-29
作者简介：李东顺（1982-），男，高级工程师，主要从事项目施工技术管理工作，摘要在黄土高原沟壑梁峁区修建隧道，洞口通常位于“Ⅴ”形冲沟半山腰黄土陡壁上，其高差大，洞口场地
狭窄、进洞困难、施工场地布置困难，大断面黄土隧道洞口施工不当易造成病害、引发工程事故，尤其是隧道独头施工，由于洞口外未施工大管棚，又不容易掌握洞口段埋深情况，极容易引起塌方事故。①为确保进出洞安全，以宝兰客专兰山隧道进口为例，拟定了回填洞口场地进洞、修筑临时道路进洞、横洞进洞三台阶出洞及先横洞进洞再单侧壁导坑出洞四种方案，并对四种方案从安全、环境影响、工期、费用、可实施性等方面进行了分析和评估，选定了最优方案，在兰山隧道进出洞施工中得到成功运用；②通过设置分离式拌合站、梯道连接半山腰平台生活区与沟底施工场地的方案解决了场地狭窄、施工场
地布置困难问题。
关键词陡壁黄土隧道单侧壁导坑进出洞方案中图分类号:U455
文献标识码：A
michelle lang黄土大断面隧道高陡边坡进出洞
prettywoman施工方案比选及临建布置
李东顺
（中铁隧道集团二处有限公司，廊坊065201）
1引言
穿行于西北黄土高原梁峁沟壑间的隧道工程在“一带一路”战略推进下日益增多，受地形限制，线路常出现在“Ⅴ”形沟谷内“两隧夹一桥”、高桥连高隧现象，一些桥墩高达数十至上百米。因此就出现了隧道在半山腰进出洞的情况[1]
。位于高陡边坡上的隧道单面掘进出洞时，由于洞口外未施工大管棚、未进行坡面防护，又不容易掌
握洞口段埋深情况，极易引起塌方事故。在黄土隧道高陡边坡进出洞研究方面，王秉勇等[2]
针对黄土隧道进洞常发生导向墙下沉、仰坡开裂等问题，提出了黄土隧道进洞前需认真调查地形地貌、冲沟、陷穴等，以评价周围山体和仰坡稳定性；进洞前加固洞口两侧坡脚；施工工法和支护措施选择要合理，预留变形量合理设置。在选择进洞方案时，可根据以下3种方案选择：（1）回填洞口场地进洞，如太焦铁路赵卜峪隧道进口位于浅埋偏压的冲沟地段，采用回填洞口场地进洞[3]；（2）分
段分层削坡进洞，对位于陡峻峭壁的隧道洞口，采用分段分层方式爆破削坡进洞[4]；（3）通过斜井方式进入正洞，以小导洞出洞，如广东仁新高速坪田隧道武汉端洞口位于省道边陡峻山坡上，采取斜井进洞小导洞出洞[5]。设计方面，韩华轩[6]对高陡偏压洞口的设计理念及设计原则进行了系统地研究，提出：（1）采用锚索式网格梁、锚固桩、护拱、耳墙和桥梁洞门以及隧道支挡等多种结构部件联合进行加固，解决了高陡偏压洞口的稳定安全问题；（2）弱爆破、少刷坡，将边仰坡防护、洞门结构、洞口支挡与洞口地形地质有机结合的措施。在理论分析方面，向海清[7]指出在软弱不均匀地层中大断面隧道以单侧壁导坑出洞更利于围岩变形控制，并在实际施工中取得了较好效果；蒲建军[8]、张钦鹏[1]通过对黄土隧道进洞高程在地震作用下对洞口段动力响应影响进行研究，分析了从不同高程上进洞的隧道洞口坡-隧系统震害特点及响应特点等。
上述研究为位于高陡边坡上的大断面黄土隧道
进出洞施工提供了丰富的技术理论支持和实践经
验，本文根据宝兰客专兰山隧道进口位于半山腰黄
土陡壁上的情况，对比了采用回填洞口场地进洞、修
筑临时道路进洞、横洞进洞三台阶出洞及先横洞进
洞再单侧壁导坑出洞四种方案，最终选定了先横洞
进洞再单侧壁导坑出洞的施工方案。验证了黄土大
断面隧道高陡边坡进出洞施工采用单侧壁导坑出洞
方案的可行性和经济性。另外，提出了基于Ⅴ形冲
沟地形的临建布置方案和分离式拌合站设置方案。
2工程概况
宝兰客专兰山隧道位于兰州市南侧，长5452.827
m，横贯皋兰山，进口洞口位于大坪沟Ⅴ形冲沟右
侧，沟深150~340m，坡度约50°，属高陡边坡。仰坡
表层为第四系全新统滑坡堆积层砂质黄土、坡-洪
积粉质粘土，下伏第三系泥岩，坡面植被稀少，黄土
冲沟、陷穴发育，洞口两侧冲沟间形成鼻梁坡。隧道
进口轨面与沟底高差约30m，洞口下方坡面历经风
化掏蚀，呈直立岩柱状（图2）。大坪沟Ⅴ形冲沟内
设大坪沟中桥(长95.4m)，与兰山隧道进口及古城岭
隧道出口桥隧相连，采取桥台进洞设计，兰州端桥台
伸入兰山隧道进口洞门内10.5m。兰山隧道进口面
临深沟陡坎，沟深达315m，且沟谷坡面有多处滑
图1兰山隧道进口平纵断面图
Fig.1Planar and longitudinal ctions at the entrance of Lanshan tunnel
图2兰山隧道进口施工前后地貌
Fig.2Landform before and after construction of Lanshan tunnel
entrance
坡、溜塌，洞口安全风险极高，修建便道、横洞进洞都
非常困难。因施工场地狭窄，进洞困难，在距兰山
隧道进口洞口120m处设一座长264m横通道辅助
进洞。
3进出洞施工方案比选
3.1进出洞方案
拟定以下四种方案进行比选。
（1）方案一：洞口回填，便道进洞。用开挖的大
坪沟两侧山体土石逐级回填至洞口标高。洞口距沟
底约30m，按坡度8%，修建6.5m双车道长约400m
计算，填方量约85000m3。存在问题：大挖方破坏
了大坪沟脆弱的生态环境，且回填土石堵塞大坪沟
行洪通道，下游的兰州市安全受到威胁，安全隐患
大。
（2）方案二：从坡脚建便道进洞。兰山隧道进
口濒临深沟陡坎，洞口为泥岩立壁，便道难以修建。
（3）方案三：先以横洞进入正洞，再采用三台阶
美籍华人怎么翻译法出洞，最后进行超前支护和仰坡加固。
（4）方案四：先以横洞进洞，再采用单侧壁导坑
法出洞。以横洞进入正洞，向宝鸡方向开挖至距明
暗洞交界处25m，从边墙左侧壁以单侧壁导坑出
洞，出洞后利用洞口有限场地对边仰坡加固处理，坡
面加固完成后对进口段右侧剩余洞身进行开挖支
护。
综上，方案三、方案四均可避免修建大量临时工
程。不需修建便道，但需要开挖264m横洞进洞。
四种方案的对比见表1。
从施工安全、对环境的影响、施工工期、费用、可
实施性五个方面对四种方案进行评分，如表2所示。
从表中可知，方案四评分100分，虽然工期稍长，费
用较高，但从施工安全、环境影响和可实施性综合考
虑，该方案最优，故选取该方案。
3.2单侧壁导坑出洞施工方案
3.2.1总体施工方案
美国voa慢速英语在采用横洞进洞后向进口方向开挖到距进口洞
口25m处时，在隧道中上台阶左侧开挖侧壁导坑，
侧壁导坑采用两台阶法开挖。导坑开挖出洞后，进
行洞口两侧抗滑桩施工，然后边仰坡刷坡防护至隧
道拱顶后暂停作业，开始施作洞口大管棚超前支护，
预加固围岩，提高其整体性，增加其稳定性。完成洞
口边仰坡防护及大管棚施作后，采用三台阶临时横
撑法开挖支护兰山隧道洞口段右侧洞身剩余部分。
3.2.2施工工艺流程
eat的过去分词
兰山隧道进口进出洞施工工艺流程如下：横洞
洞口防护→横洞洞身开挖支护→进正洞挑顶施工→
正洞进口方向开挖支护→侧壁导坑开挖支护至洞口
→抗滑桩施工→边仰坡防护→施作超前大管棚→右
表1进洞方案比选
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Table1Comparison and lection of entrance construction schemes
表2进洞方案评分
state是什么意思Table2Scoring of entrance construction schemes
侧剩余暗洞洞身开挖支护→仰拱、衬砌施工。
3.2.3单侧壁导坑出洞施工obl
单侧壁导坑参数为：（1）结构尺寸为，导坑宽×
高=5.7m×6.5m；两台阶开挖，上、下台阶高3.0m，
3.5m；（2）超前支护参数为，导坑中隔墙设ϕ42超前
小导管，长3.5m，环向间距40cm；（3）初期支护参数
为，导坑正洞侧边墙采用原设计初期支护参数，中隔
墙采用I18钢架，间距0.6m。小导洞支护参数详见
表3。
采用人工配合铣挖机开挖，装载机配合大型自
表3导坑支护参数
Table3Supporting parameters of the heading
卸汽车出渣。
侧壁导坑(Ⅰ部、Ⅱ部，见图3)出洞后利用导坑
运送施工材料、机具，对边仰坡进行加固处理，施作
大管棚，管棚及坡面加固施工完成后由洞内向进口
开挖支护剩余部分（Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ部，见图3），确保
安全顺利出洞。
图3单侧壁导坑开挖断面图
Fig.3Excavation ction of single-side drift method
图4左侧壁导坑施工
Fig.4Construction of the left heading
图5左侧壁导坑先行出洞
Fig.5Breakthrough of the left heading
图6施作右侧剩余部分开挖支护
Fig.6Excavation and support for remaining right part
图7兰山隧道进口已出洞
update是什么意思Fig.7Breakthrough of Lanshan tunnel entrance
3.2.4实施过程及控制要点
当兰山隧道横洞向宝鸡方向到达距明暗交界里
程25m处时，对上、中、下台阶设临时横撑后暂停掘
进，喷射C25混凝土封闭掌子面，然后从线左上、中
八年级下册英语单词领读台阶开挖单侧壁导坑，按照正洞上中台阶高度划分
导坑上下台阶高度。上台阶进尺0.6m，下台阶进尺
1.2m，上台阶超前下台阶3m。
单侧壁导坑出洞后修整出洞口场地，进行仰坡
刷坡防护施工，然后在洞口施作大管棚。为便于出
碴，选择从洞内开挖支护右侧剩余部分时，施工顺序
为：上台阶右侧→中台阶右侧→下台阶右侧→下台
阶右侧拱架落底→拆除导坑侧壁支撑及横撑→下台
阶左侧开挖。
施工中应在侧壁导坑拱架的各节点上方30cm
处及拱顶埋设量测点（共5个点），对导坑收敛、沉降
情况进行监测，发现异常及时采取措施。
3.3单侧壁导坑出洞实施效果
6月23日兰山隧道进口单侧壁导坑安全顺利出
洞，拱顶沉降和周边收敛在可控范围内（图8），未对
洞口山体形成大的扰动。
从图8中分析可知，导坑拱顶沉降累计值基本
位于30mm以内，周边收敛累计值基本位于20mm
以内，不超过黄色预警值（50mm），且数据较为稳
定。
导坑典型断面拱顶沉降、周边收敛曲线如图9
所示。
采用单侧壁导坑出洞：（1）通过将上台阶大断
面一分为三（上导坑、下导坑、右侧分部），减小了开
挖断面跨度；（2）通过导坑底部横撑使开挖断面及
时封闭成环，使断面受力更合理；（3）同时，通过导
坑中隔壁超前支护，预加固围岩；（4）采用铣挖机开
挖，减少了对围岩的扰动。综上，采用单侧壁导坑出
洞确保了安全出洞。
兰山隧道为一级风险隧道，为全线工期控制性
工程，横洞承担2064m正洞施工任务。该标段比其
它标段晚开标8个月，工期极为紧张。采用单侧壁
'
（b）各断面收敛变形累计值
图8兰山横洞宝鸡方向各断面收敛变形累计值（横坐标为里程）
Fig.8Cumulative deformation value at each ction of transver adit of Lanshan tunnel in Baoji direction(abscissa is mileage)
图9导坑典型断面拱顶沉降、周边收敛曲线
Fig.9Curves of crown ttlement and rock convergence at typical ctions of the heading
（a）各断面拱顶沉降累计值
（a）GDXC1022+935断面拱顶沉降累计值（b）ZBSL1022+935-01断面周边收敛累计值
