巖溶區(qū)V級圍巖大跨度隧道工法關鍵技術(shù)剖析

巖溶區(qū)V級圍巖大跨度隧道工法關鍵技術(shù)研究引言我國是碳酸鹽巖分布極為廣泛的國家， 覆蓋、掩埋及出露的碳酸鹽巖總面積約占我國領土面積的三分之一。隨著我國西部大開發(fā)和基礎設施建設步伐的加快，為了改善公路線形標準，實現(xiàn)交通運輸高速化、重載化，修建大量長大公路隧道勢在必得。云南省以山區(qū)為主，公路建設需要修建大量隧道。由于山勢的蜿蜒起伏，選線十分困難復雜，大跨度隧道不可避免地穿越巖溶地區(qū)。巖溶區(qū)地下水豐富，高承壓水，部分呈現(xiàn)破碎的堆積體狀態(tài)，透水性能好，強度低等特點。巖溶區(qū)破碎圍巖中修建大跨度隧道，需要采用超前管棚結(jié)合注漿加固巖土體，然后再分步開挖、支護初襯、出碴、二襯等，施工工序復雜，環(huán)節(jié)多，地質(zhì)災害預測難以保證。盡管現(xiàn)有隧道設計和施工規(guī)范，對大跨度隧道的結(jié)構(gòu)都做了部分考慮，尤其在破碎圍巖中滲漏水問題特別嚴重，嚴重影響結(jié)構(gòu)的壽命和運營期間的安全。因此，巖溶地區(qū)大跨度公路隧道的施工力學機理、開挖關鍵技術(shù)及支護機制等相關研究成為巖溶地區(qū)長大隧道勘測、施工所面臨的重要問題和難題。云南已經(jīng)建成的公路隧道中，近一半以上的隧道地質(zhì)條件復雜，導致后期工程變更較多，嚴重影響了施工工期，同時也增加了較大的工程投資。為了搞好云南省隧道建設，很有必要對國內(nèi)外巖溶區(qū)大跨度隧道的施工和質(zhì)量控制技術(shù)進行廣泛調(diào)研分析，結(jié)合云南省公路隧道的特點，提出保證巖溶區(qū)大跨度壓隧道施工安全、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和質(zhì)量優(yōu)良的技術(shù)措施，制定相應的技術(shù)指南，為隧道建設提供有力支撐。呈（呈貢）——澄（澄江）高速公路正在建設中的提古鋪隧道雙向六車道，行車道寬度3×3.75m，歸屬于大跨度隧道。該隧道位于提古鋪村的北東側(cè)，官倉山南側(cè)的山體上。隧址區(qū)系構(gòu)造剝蝕低中山區(qū)卡斯特地貌，溝谷以“V”型谷為主，因受水系的切割和構(gòu)造運動的制約，逐漸演化成一系列的低中山、嶺谷地形，海拔高度在2060m～2257m，山體地表覆蓋有殘破積層，巖性為二疊系下統(tǒng)陽新組灰?guī)r或二疊系上統(tǒng)峨眉山玄武巖組。隧道段為東北 -西南走向，主線穿越自穩(wěn)能力較差的軟弱IV和V級圍巖強風化砂巖、構(gòu)造破碎帶，溶洞發(fā)育、地質(zhì)條件復雜、施工條件困難，較差的地質(zhì)條件給該隧道安全開挖技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)，如雙側(cè)壁導坑法側(cè)壁導坑的開挖順序、 先后行洞的合理施工間距等， 均對隧道圍巖的穩(wěn)定性影響非常明顯。因此，巖溶區(qū) V級圍巖大跨度隧道的穩(wěn)定性分析和相關的開挖關鍵技術(shù)研究就顯得日益重要。課題以呈澄高速提古鋪隧道為工程背景， 對隧道施工中出現(xiàn)的難點問題， 如地質(zhì)災害預測、大跨度隧道施工力學機理、基于“新奧法”思想的開挖支護技術(shù)及信息化動態(tài)施工等四個方面探索了巖溶地區(qū)大跨度公路隧道的動態(tài)施工關鍵技術(shù)，為我國同類隧道的建造提供直接的指導。隧道研究現(xiàn)狀2.1大跨隧道國內(nèi)外建設現(xiàn)狀在我國，截止 2008年底，我國已建成的隧道數(shù)目超過 8000座，長度超過5000km，其中多數(shù)都屬于大跨隧道，今后一段時期內(nèi)，伴隨高速公路的建設，我國隧道將在數(shù)量，長度，跨度，復雜程度上有更高的突破。位于廣深珠高速公路上的白花山隧道，跨度長達17m。京珠高速公路上的大寶山隧道，修建于1996年，跨度也達到15m。此外還有貴陽高速公路上的黃蓮坡隧道等，跨度都超過了13m。目前，在隧道領域，日本和奧地利等國家隧道技術(shù)的研究較為靠前。 日本的第二布引隧道，其最大開挖寬度達到了24m，韓國修建的四車道隧道采用三心圓扁平拱式斷面，凈跨達到18米，高度近10米。在歐洲美國等發(fā)達國家已經(jīng)成功的建設了各種大跨偏壓小凈距隧道，隧道修建技術(shù)也極為領先，從上世紀 60年代末就已經(jīng)開始了對各種類型隧道的研究和實踐， 現(xiàn)在已達到一定的理論水平和技術(shù)水平。2.2大跨隧道國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在隧道領域，我國與外國相比還具有很大差距， 而在日本，很早就開始對各種公路隧道技術(shù)進行研究，將隧道的設計施工技術(shù)作為重大課題進行研究， 如今已形成相對完整的體系。我國對大跨隧道的理論研究不足之處主要體現(xiàn)在對大跨隧道的施工方法和對大跨隧道的施工力學行為研究等。 對大跨隧道的理論，我國現(xiàn)階段已取得的研究成果有：姚明會通過討論軟弱圍巖地質(zhì)條件下大跨度淺埋地鐵隧道雙側(cè)壁導坑的施工技術(shù)， 確保隧道施工的安全性；朱亮來分析了雙側(cè)壁導坑法和臺階法的優(yōu)化對比，得出臺階法施工具有對圍巖穩(wěn)定性擾動的優(yōu)點； 王海珍等研究了不同圍巖級別對隧道穩(wěn)定性的影響，并給出合理的開挖方法，提出合理的監(jiān)測方式，指導工程施工；王景春分析了隧道掘進原理，對隧道盾構(gòu)技術(shù)做了詳細介紹；吳夢軍等研究并分析了特大斷面合理施工順序；郝哲等通過對金州某隧道現(xiàn)場的監(jiān)控量測數(shù)據(jù)，得出了各個施工工序的合理搭接時間；張崇棟通過對靠椅山隧道塌方事故進行細致的分析，得出深孔注漿加固穩(wěn)定塌方漏斗松散體，來處理大跨度的塌方比較有效，應采用超前小導管加固措施輔助施工來進行洞內(nèi)施工，并且雙側(cè)壁導坑法的開挖方式最為安全；唐國榮，章慧健等以烏蒙山2號隧道為依托，從不同施工階段對特大跨隧道的施工控制技術(shù)進行了分析，并得出了合理結(jié)論；王更峰，熊曉暉等研究了大跨小凈距隧道的不同開挖方法所適用的圍巖地質(zhì)條件；程遠，劉志彬等對大跨淺埋公路隧道施工風險識別方法進行研究；龔智輝等指出在滿足隧道選線的前提下，最好使隧道雙洞的中心連線與垂直方向夾角較大，如此會提高隧道施工的安全性；朱正國，李文江等研究了隧道的安全影響因素；張旭東，龔黃明等對燈草塘隧道的施工過程進行了計算模擬分析；劉松玉，湯勁松等通過分析得出了小凈距隧道最小安全凈距。國外一些發(fā)達國家非常重視公路隧道建設， 尤其是北歐的瑞典、挪威、奧地利和我國的鄰國韓國、日本在發(fā)展公路隧道技術(shù)方面處于領先地位，過去三十多年里在大跨度扁坦公路隧道建設中積累了豐富的經(jīng)驗,新奧法設計與施工技術(shù)。圍巖動態(tài)分析技術(shù)、中隔壁法、雙側(cè)壁導坑超前法、TBM法等得到廣泛應用，根據(jù)目前的資料，韓國在大跨度隧道的建設方而己經(jīng)走在世界前列，現(xiàn)在，韓國在建和己建成的四車道大跨度公路隧道己經(jīng)有11座，在設計方面，根據(jù)隧道所處的地質(zhì)情況，采用土力學和巖石力學中的數(shù)值分析方法進行計算，在施工期結(jié)合新奧法基本原理和要求在洞室內(nèi)部進行嚴格的監(jiān)控測量，主要內(nèi)容有：拱頂下沉監(jiān)測，拱周邊變形監(jiān)測、錨桿軸力和錨固力測定、噴射混凝土與圍巖間接觸應力的測定以及圍巖變形監(jiān)測。國內(nèi)外對大跨度隧道的施工技術(shù)進行過大量的研究，也成功地修建了眾多的公路和鐵路隧道，軟弱圍巖則是隧道施工中的典型不良地質(zhì)條件，目前重點研究了圍巖的穩(wěn)定及其控制特點。從國內(nèi)外研究資料可以看到，許多學者分別從大跨隧道、穿越巖溶區(qū)和V級圍巖隧道方面的研究已經(jīng)取得了一定的成果，而很少對三者的組合結(jié)構(gòu)——巖溶區(qū)大跨度V級圍巖隧道進行深入研究，在此尚缺乏系統(tǒng)得理論研究和工程實踐成果，所存在的主要問題是如何提高該類隧道施工技術(shù)的可靠性，顯然以經(jīng)驗為主的施工技術(shù)在重大工程建設中函需進行深化研究，建立起系統(tǒng)的理論認識，使復雜隧道的建造技術(shù)建立在科學化的基礎之上。 因此，加強針對巖溶區(qū)大跨隧道施工關鍵技術(shù)的研究十分必要且具有現(xiàn)實意義。2.3巖溶隧道施工地質(zhì)災害研究現(xiàn)狀巖溶隧道地質(zhì)災害的發(fā)生，可能造成重大人員傷亡，施工期往往造成洞內(nèi)隧道。施工機具和運輸軌道被掩埋或淹沒，施工中斷，工期延誤，洞外則因洞內(nèi)巖溶涌水、涌泥、涌砂造成地表塌陷和地表水源枯竭，引發(fā)地表生態(tài)環(huán)境災害；運營期會造成掩埋或淹沒隧道；中斷行車表1是部分長大巖溶隧道在施工期和運營期間發(fā)生嚴重涌水、涌泥、涌砂、泥石流、地表塌陷，地表水枯竭等巖溶地質(zhì)災害，有的隧道巖溶地質(zhì)災害已經(jīng)對當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成重大影響， 如南嶺鐵路隧道等。表1部分長人隧道巖溶地質(zhì)災害情況隧道名稱地質(zhì)災害描述述施工期涌水量：4000～15000m3，運營期涌水量：旱/d3000(季)/22000m3；雨季：平導DK1994+213涌水造成豎井被/d()大瑤山鐵路隧道淹，洞內(nèi)機具被淹達數(shù)月；正洞DK1994+600涌水淹沒隧(14294m)道200余m，水深1.4m，隧底淤積泥砂厚lm，中斷施工長達l年之久；DK1994+636～+637處發(fā)生涌泥、涌砂80m3，掩埋軌道，造成短時一中斷行車；地表斑古坳地區(qū)生產(chǎn)生活用水枯竭；地表坍塌約413個次DK1935+745.4處發(fā)生涌水淹沒導坑，淤塞導坑3水量：81000m/d；

177m，涌南嶺鐵路隧道

DK1935+518DK1935+745

處發(fā)生涌泥處發(fā)生涌泥

3次共3次共

1539m3，淤塞導坑3

44m；177m；（6062m）

DK1935+467

處發(fā)生涌泥

4次共

2130m3，淤塞導坑

60m；DK1936+269

處發(fā)生涌泥一次共

2000m3；地表兩次斷裂，河水倒灌；地表坍塌約

40個次施工期涌水量：110000m3/d(出口 DK361+764)；DK354+450~+510溶洞發(fā)生涌水為 96000～165600m3/d，伴隨涌砂涌泥，淤積長度130m，高度2.5m，涌砂量約1300m3；圓梁山鐵路隧道DK354+879溶洞發(fā)生涌水，伴有涌泥涌砂(總量約6000m3)，(11068m)最大涌水量達72000m3，造成人員傷亡事故，被迫采用迂/d回導坑通過；DK360+873掩埋導洞近200m；DK361+764處發(fā)生涌水涌砂涌泥，涌水量為240000m3，涌泥砂覆蓋整個掌子面，淤積量約 15000m3施工期涌水量：25000m3；年4月日，/d200111DK239+911處發(fā)生涌水淹沒平導和正洞，洞日下方319國道交通被迫彭水鐵路隧道中斷，此后，共發(fā)生5次較大涌水，2001年6月11日淹沒(9028m)平導和正洞，全面停工，與此同時，地表九股水、老瓦屋暗河近于斷流；DK239+l17處發(fā)生涌泥，淹沒平導洞65m，涌泥量約800m3西段左線最大突水量達 686900m3/d，右線達25100m3/d，伴有嚴重的突泥涌砂出現(xiàn)，累計量達27000m3；YK34+669發(fā)華鑒山公路隧道 生涌水，涌水量為 1329.6～51048m3/d，含泥砂最高達到36%；YK34+18處發(fā)生突水、涌泥、涌砂，涌水量1142.4～(4705.95m、4684m) 40224m3/d，含泥砂最高達到16.8%巖溶洞穴對隧道圍巖穩(wěn)定性的影響，取決于洞穴的規(guī)模、充填物性狀、含水程度、洞穴走向與隧道軸向之間的關系、洞穴與隧道的距離。巖溶洞穴的存在狀態(tài)及其對隧道圍巖穩(wěn)定性的影響有以下幾個方面：隧洞周圍存在隱伏溶洞，在施工階段可能不會對施工產(chǎn)生影響，但對隧洞圍巖的穩(wěn)定性和運行期的穩(wěn)定性會有不同程度的影響，如運營期隧道底板塌陷，雨季大暴雨造成巖溶涌水、涌泥、泥石流或圍巖坍塌等災害；隧洞施工中遇到暗河、巖溶管道水和各種充填溶洞，特別是充填砂、淤泥的溶洞，不僅會影響隧洞的穩(wěn)定，而且由于大量涌水、涌泥、泥石流，對施工造成威脅和人民生命財產(chǎn)的巨大浪費。充填溶洞對隧道施工與運營的影響，取決于巖溶充填物的性質(zhì)和隧道涌水量的大??；隧道開挖中遇到大巖溶洞穴，但無充填物和地下水，對地下洞室穩(wěn)定性的影響相對比較小，其影響程度，取決于洞穴的規(guī)模、溶洞周圍巖體的穩(wěn)定性和巖體的質(zhì)量及其與隧道的位置關系、隧道斷面尺寸、隧道施工技術(shù)等眾多因素。隧道未開挖之前，地層中大洞穴周圍的巖體沒有受到侵蝕，多數(shù)洞穴是穩(wěn)定的。巖溶洞穴臨近隧道洞室周邊存在，設計與施工都要考慮巖溶洞穴對隧道施工和運營的影響；洞穴的邊緣從隧道中心開始在隧道開挖的平均半徑的 2～3倍以上(根據(jù)圍巖狀態(tài)和洞穴大小、形態(tài)及線路的安全度等決定)，則隧道可以不需要特別設計；洞穴邊界在隧道附近(即洞穴從隧道中心開始在隧道開挖的平均半徑的2～3倍的范圍以內(nèi))，則隧道的設計與施工必須要有相應的對策。目前國內(nèi)外，在隧道施工期巖溶地質(zhì)預報和探測方面，已經(jīng)成功發(fā)展了多種方法，主要是綜合地質(zhì)分析法+超前探孔法+現(xiàn)代物探法的綜合地質(zhì)預報和洞身巖溶探測系統(tǒng)。各種物理方法主要是利用巖石和水體的某些物理特性，如表 2所示。表2隧道巖溶探測的主要方法物理方法物探法巖石和水的物理特性磁法地質(zhì)雷達(GRP)磁化率、磁導率電法各種電法電導率和介電特性地震法TSP、地震負視速度法和地震波速、衰減和密度高頻地震反射法地熱紅外線技術(shù)熱導率、比熱和熱擴散聲波法HSP聲波反射法和聲波CT層析技術(shù)聲波波速、衰減和密度主要研究內(nèi)容、關鍵技術(shù)及考核指標3.1主要研究內(nèi)容基于巖溶地區(qū) V級圍巖大跨度公路隧道施工所面臨的重要問題和難題，課題結(jié)合提古鋪隧道工程實例對巖溶地區(qū)大跨度隧道施工關鍵技術(shù)擬做以下探討和研究：1）分析巖溶地區(qū)隧道施工中通常發(fā)生的地質(zhì)災害，研究各種常見地質(zhì)災害發(fā)生的機理以及施工過程中預防措施；2）探討大跨度公路隧道的施工力學機理和不同支護方式的力學原理，結(jié)合工程實例歸納巖溶區(qū)大跨度公路圍巖的破壞形式和機理；3）綜合地質(zhì)雷達、超前鉆孔、現(xiàn)場監(jiān)控量測等，介紹動態(tài)信息化施工在巖溶區(qū)大跨度公路隧道工程的應用實際情況，分析動態(tài)信化息施工的理論和實際意義；測點5多點電測錨桿測點6多點位移計測點4A'A測點3多點電測錨桿G'H'H多點電測錨桿測點7G多點位移計C'D'C多點位移計行隧0D車道.0道中4多點位移計E5F多點位移計中線測點2線測點8多點電測錨桿E'2%F'多點電測錨桿路面B'B200.0圖1隧道監(jiān)控量測控制面板 筆記本電腦發(fā)射電腦 接收電路發(fā)射機 接收機接觸面測線目標體圖2地質(zhì)雷達組成及探測示意圖324測線157 6圖3地質(zhì)雷達巖溶探測布置示意圖4）基于現(xiàn)場監(jiān)測與室內(nèi)試驗測試結(jié)果，獲取施工過程中隧道圍巖與支護體系的力學性狀,采用有限差分法進行數(shù)值分析CD、CRD、雙側(cè)壁導坑法與臺階法等開挖過程,并將數(shù)值計算結(jié)果與監(jiān)測數(shù)據(jù)進行校核，得到隧道圍巖、初期支護及二次襯砌應力場與位移場的演變規(guī)律。1 32 4圖4單側(cè)壁導坑 CD法施工橫斷面示意圖561 32 7 4圖5雙側(cè)壁導坑法施工橫斷面示意圖1 32 45 6圖6單側(cè)壁導坑CRD法施工橫斷面示意圖5）以提古鋪隧道工程實例，歸納隧道的施工方案,討論不同圍巖條件下，基于雙側(cè)壁導坑法、CRD法、CD法、臺階法開挖技術(shù)，對比分析各種工法特點及適用條件，根據(jù)實際工程選擇幾種施工方案進行數(shù)值模擬,對比各方案對圍巖及支護襯砌的影響,并通過分析指出施工中應引起重視的施工階段和關鍵部位從而提煉出一套適應于巖溶區(qū)大跨度隧道的施工關鍵技術(shù)。3.2關鍵技術(shù)1）結(jié)合地質(zhì)雷達正演化模擬分析與TSP等超前地質(zhì)預報技術(shù)查明巖溶分布狀況、發(fā)育形態(tài)與發(fā)育規(guī)律及運動規(guī)律等，查明溶洞的填充狀況及填充物的物理力學性質(zhì)，查明溶洞內(nèi)地下水發(fā)育狀況，并進行量化分析，研發(fā)一種快捷、精準的隧道巖溶探測及圍巖級別判定方法，據(jù)此制定溶洞處理方案；2）基于隧道監(jiān)控量測與數(shù)值理論計算，優(yōu)化巖溶區(qū)V級圍巖大跨度隧道開挖方法、開挖順序、先后行洞合理施工間距等相關的新工藝，提煉出一套切實可行適用于巖溶區(qū)大跨度隧道開挖的施工方案；3）通過分析隧道開挖過程中幾種支護加固與注漿方法對圍巖加固效果,開發(fā)出一套適用于巖溶區(qū)V級圍巖大跨度隧道支護體系及注漿工藝。3.3 創(chuàng)新點1）研究大跨度公路隧道的施工力學機理和不同支護方式的力學原理，結(jié)合工程實例歸納巖溶區(qū)大跨度公路圍巖的破壞形式和機理，為類似的大跨度隧道開挖巖溶區(qū)地質(zhì)災害預防措施提供理論參考；2）通過課題研究，得到巖溶區(qū)V級圍巖復雜條件下大跨度隧道圍巖、襯砌與支護結(jié)構(gòu)應力場、位移場衰變規(guī)律，以便快捷、合理制定開挖方式、支護形式與注漿工藝等相關施工方案，節(jié)省成本，保證安全施工。3.4考核目標1）借助監(jiān)控量測與有限元數(shù)值模擬，總結(jié)出圍巖與支護結(jié)構(gòu)應力位移場衰變規(guī)律；2）研究雙側(cè)壁導洞法、CD法、與CRD法三種工法的適用條件及其優(yōu)劣，開發(fā)出一套適用于巖溶區(qū)V級圍巖復雜地質(zhì)條件下大跨度圍巖隧道施工新技術(shù)與施工導則；3）發(fā)表核心論文3～5篇，專利2～4項；4）培養(yǎng)高級人才2～4人，中級職稱3～6人。研究技術(shù)路線、具體方案4.1技術(shù)路線本課題的技術(shù)路線如下圖 7所示。資料收集、調(diào)研現(xiàn)場預測方案 室內(nèi)試驗 變形監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計 理論分析超前地質(zhì)預報地質(zhì)雷達 TSP量化分析正演模擬分析巖溶區(qū)探測判定圍巖級別圍巖及支護結(jié)構(gòu)應初步開挖方式、支護方案 圍巖物理力學指標圍巖破壞力學機制力、應變規(guī)律數(shù)值模擬CRD、CD、雙側(cè)壁導坑及臺階法開挖應力場與位移場應力場、位移場衰減規(guī)律改進支護方案及開挖工法結(jié) 論圖7技術(shù)路線4.2具體實施方案總結(jié)大跨隧道的施工技術(shù)，基于依托工程，對Ⅴ級圍巖大跨隧道巖溶斷開挖法施工動態(tài)力學過程以及合理的施工順序、 先后行洞合理施工間距，圍巖在開挖過程中應力場、位移場演變規(guī)律進行分析；借助于隧道監(jiān)控量測獲取隧道圍巖石與支護構(gòu)件應力、應變數(shù)據(jù)，基于巖土、巖石室內(nèi)測試，得到隧道圍巖石力學性狀，并結(jié)合有限元法數(shù)值模擬計算校核， 優(yōu)化開挖工藝和支護體系，從而達到課題的預期目標。依托工程概況5.1工程概況云南省呈澄高速提古鋪隧道位于位于提古鋪村的北東側(cè)，官倉山南側(cè)的山體上。隧址區(qū)主要位于普渡河斷裂和小江活動斷裂帶之間，普渡河斷裂帶南起峨山小街，向北經(jīng)玉溪盆地西緣、新街、滇池西緣、普渡河河谷，直至寧南附近，全長340km。隧址區(qū)系構(gòu)造剝蝕低中山區(qū)地貌，溝谷以“V”型谷為主，因受水系的切割和構(gòu)造運動的制約，逐漸演化成一系列的低中山、嶺谷地形，海拔高度在2060m～2257m，山體地表覆蓋有殘破積層，巖性為二疊系下統(tǒng)陽新組灰?guī)r或二疊系上統(tǒng)峨眉山玄武巖組。隧道段為東北-西南走向，隧道穿越山體呈南北走向隧道呈北西～南東向展布，洞身地形坡度一般為20o～30o，局部45o～55o。隧道連接呈貢市區(qū)，隧道右側(cè)為省道 202，由當?shù)卮宓琅c洞口連接，交通便利，縮短了沿線甌江公路到市區(qū)所需要的公路里程， 屬于呈貢、澄江等重要城市的重要交通工程，將在區(qū)域網(wǎng)絡交通中發(fā)揮重要作用。 提古鋪隧道是是雙洞分離式大跨度雙向六車道，隧道右線起訖樁號為： YK7+935.0～YK9+657，長1722m，隧道左線起訖樁號：ZK7+933.0～ZK9+609，長1676m。隧道凈寬14.25m，建筑限界凈高：5.0m主要技術(shù)標準為山嶺區(qū)高速公路Ⅰ級公路，設計速度 80公里/小時。隧道平面圖8和地質(zhì)縱斷面圖分別見下圖 9、圖10。圖8 提古鋪隧道平面圖圖9右線縱斷面圖圖10左線縱斷面圖5.2工程設計特點提古鋪隧道道路等級為雙向六車道山嶺Ⅰ級公路，設計行車速度：80Km/h。隧道建筑限界：凈寬：0.75（右側(cè)檢修道）+0.75（左側(cè)側(cè)向?qū)挾龋?3×3.75（行車道）+0.75（右側(cè)側(cè)向?qū)挾龋?0.75（右側(cè)檢修道）=14.25m凈高：5.00m5.3隧道施工方法根據(jù)路灣隧道工程特點，為保證隧道安全施工，隧道施工應按新奧法組織實施，主要工序采用機械化作業(yè)，隧道出碴采用無軌運輸方式，二次襯砌澆注采用模板臺車。對隧道洞口淺埋土質(zhì)或易坍塌的軟弱圍巖地段，采用洞口大管棚超前支護并注漿加固，開挖采用雙側(cè)壁導坑法施工；對隧道洞身Ⅴ級圍巖地段采用超前小導管作為超前支護手段，開挖采用雙側(cè)壁導坑法；洞身Ⅳ級圍巖淺埋段一般采用超前錨桿加固圍巖，Ⅳ級圍巖開挖單側(cè)壁導坑法；Ⅲ級圍巖面采用臺階法施工。5.4提古鋪隧道巖溶段工程特點及難點隧道設計應合理選擇方案,由于線路走向、地形、地物的限制,根據(jù)提古鋪隧道巖溶段工程概況總結(jié)具有3個特點:（1）隧道區(qū)可溶性灰?guī)r分布較廣泛，部分地段巖溶較發(fā)育，尤其是斷層通過地段，溶洞、溶孔、溶隙等地下巖溶形態(tài)較發(fā)育，可能存在巖溶管道。2）石灰?guī)r裸露區(qū)為巖溶地下水主要補給區(qū)，地下水具有分散補給，集中排泄的特點。3）大氣降雨為地下水的主要補給來源，大氣降雨通過巖溶裂隙等迅速入滲下去，造成該區(qū)域地表干旱缺水。地下水以管道流形式在侵蝕基準面附近集中排泄或以泉水的形式于溝谷切割處排泄，與大氣降雨垂直補給聯(lián)系密切，動態(tài)變化較為顯著。以上一系列的特點造成了巖溶區(qū)施工主要難點,采用何種施工方法及輔助工法以確保整個施工安全成為提古鋪隧道巖溶段段施工的難點。本課題將對提古鋪隧道巖溶段施工存在的主要問題進行深入研究,力圖解決巖溶段施工難點問題。項目承擔單位及參加單位情況6.1必要支撐條件1、云南省交通廳、科技廳高度重視隨著我國西部大開發(fā)和基礎設施建設步伐的加快，為了改善公路線形標準，實現(xiàn)交通運輸高速化、重載化，修建大量長大公路隧道勢在必得。云南省巖溶區(qū)大跨度隧道關鍵技術(shù)開發(fā)工作正式拉開序幕。為配合省科技廳、交通廳在高速公路大跨度隧道安全施工、運營等相關調(diào)研工作，快速推動云南省交通建設，促進我市經(jīng)濟社會發(fā)展和統(tǒng)籌城鄉(xiāng)建設，云南省交通廳、科技廳成立了大跨度隧道施工技術(shù)研討領導小組和領導小組辦公室，全面負責隧道開挖關鍵技術(shù)研究相關事宜。2、對外合作基礎與云南省建工集團市政部、云南省交通規(guī)劃設計研究院、云南航天工程物探檢測股份有限公司等達成了合作協(xié)議并組建了項目研究團隊，另與同濟大學、華南理工大學初步達成戰(zhàn)略合作協(xié)議。6.2項目承擔單位及參加單位建議項目由云南省巖土工程技術(shù)研究中心牽頭，聯(lián)合云南省建工集團市政部、云南省交通規(guī)劃設計研究院、云南航天工程物探檢測股份有限公司等共同參與。（一）云南省巖土工程技術(shù)研究中心云南省巖土工程技術(shù)研究中心（以下簡稱“巖土中心” ）依托云南省建工集團有限公司，于2011年10月30日通過云南省科技廳、財政廳和發(fā)改委專家組驗收，批準納入省級工程技術(shù)研究中心管理序列，于2011年11月30日正式掛牌運行。巖土中心以云南省科技發(fā)展計劃重點領域---巖土工程關鍵技術(shù)的研發(fā)為主攻方向，以提高技術(shù)集成創(chuàng)新與科技成果產(chǎn)業(yè)化及輻射擴散能力為目標，利用中心在人才、資金、研究開發(fā)及科技創(chuàng)新能力等方面的優(yōu)勢，建設一批國家、省和行業(yè)內(nèi)有影響的重點、難點項目組織技術(shù)攻關,創(chuàng)新施工技術(shù)、培養(yǎng)技術(shù)人才、提高云南省巖土工程技術(shù)的創(chuàng)新能力和核心競爭力，引導云南省巖土工程技術(shù)的發(fā)展，為促進云南省經(jīng)濟和社會的發(fā)展提供強有力的技術(shù)支撐。主要研究領域為以下7大板塊：巖土工程勘察技術(shù)；深基坑支護設計及施工的關鍵技術(shù)；建筑地基基礎設計及施工的關鍵技術(shù)；隧洞施工關鍵技術(shù)；高土石壩施工關鍵技術(shù)；地質(zhì)災害治理及邊坡工程施工關鍵技術(shù)；巖土工程安全監(jiān)測系統(tǒng)。目前中心團隊成員已有58名，其中云南省技術(shù)創(chuàng)新人才1人，建工集團科技帶頭人5人，建工集團科技后備人才1人；博士研究生學歷4人，碩士研究生學歷13人；正高級工程師6人，高級工程師22人；一級注冊結(jié)構(gòu)工程師4人，注冊土木（巖土）工程師3人，一級建造師1人。近年來，云南省巖土工程技術(shù)研究中心充分利用政府有關職能部門頒發(fā)的多種資質(zhì)，為區(qū)域經(jīng)濟、社會建設和發(fā)展提供了優(yōu)質(zhì)的技術(shù)咨詢和服務， 創(chuàng)造了良好的社會、經(jīng)濟效益。為配合科技廳、交通廳科研工作，呈澄高速公路指揮部聯(lián)合設計單位、施工單位、高校專門成立隧道施工技術(shù)研發(fā)小組。作為科技支撐單位，云南省巖土工程技術(shù)研究中心組建了巖溶區(qū)V級圍巖大跨度隧道工法關鍵技術(shù)研究團隊，負責工法研究工作。2011年云南省巖土工程技術(shù)研究中心承擔了云南省科技廳院所專項《隧道及城市地下空間安全監(jiān)控條件平臺建設》及《牛欄江 -大五山隧洞施工技術(shù)研究》項目。通過這兩個項目的研究工作，基本摸清了隧道圍巖分布規(guī)律、開挖過程力學機制、支護結(jié)構(gòu)變形規(guī)律、攻克了隧洞施工中遇到巖爆、涌水、塌方、大方量泥石流等施工技術(shù)難點，為進一步開展大跨度隧道開挖工法關鍵技術(shù)工作奠定了良好的基礎。（二）云南省建工集團市政部（簡介）（三）云南省交通規(guī)劃設計研