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摘要：仰口隧道是青岛滨海公路北段的唯一一座隧道，最大开挖跨度达16.44m，开挖高度达到11.83m，隧道结构内部净宽14.66m，净高7.95m，结构净空高跨比为0.54，属于典型的大跨度扁平隧道。针对这种大跨度扁平隧道的受力和变形特点，仰口隧道支护结构采用超前支护，再分部开挖，并及时施作初期支护，同时在施工过程中对拱顶下沉、周边收敛等监控量测措施，保证了隧道施工的安全。
关键词： 大跨度 隧道 施工技术
1.工程概况
仰口隧道是青岛滨海公路北段的唯一一座隧道，位于青岛崂山区劈石口，是青岛滨海公路北段的控制工程。仰口隧道设计车速80km/h，一级公路，双向六车道，隧道左右线均为单向三车道。左线进口里程ZK57+650，出口里程ZK61+525，全长3875m；右线进口里程YK57+654，出口里程YK61+542，全长3888m。最大开挖跨度达16.44m，最大开挖高度达11.83m。仰口隧道结构内部净宽14.66m，净高7.95m，结构净空高跨比为0.54，属典型的大跨度扁平隧道。
仰口隧道围岩大部分为Ⅱ级、Ⅲ级，洞身多为花岗岩、煌斑岩等岩脉穿插其中，受构造影响较大，贯通节理不多，场区按中-低应力考虑，采用全断面开挖，这里不过介绍。本文主要介绍隧道进、出口段Ⅳ级、Ⅴ级围岩段的施工。隧道北洞口围岩为Ⅴ级（进口）处在山体与第四纪接触带处，位置较低，洞口之上为崩塌和坡积的块石土，全风化煌斑岩，块石直径较大，松散堆积土为亚粘土，风化层较厚，厚度大于5m，不利于洞口的形成，沿口处为煌斑岩或花岗岩，基岩裸露，节理裂隙发育，对隧道稳定性影响较大。南洞口（出口）围岩为Ⅴ级，为山前坡积地貌单位，坡洪积，沿口处覆盖层（亚粘土、碎石层）为5～9m，下部为强风化煌斑岩、花岗岩，节理裂隙发育。
2.隧道施工
2.1隧道支护结构参数
仰口隧道进出口段围岩为Ⅳ级和Ⅴ级围岩。由于洞口段围岩整体性差，裂隙发育，开挖跨度又大，达到16.44m，因而隧道开挖后稳定性差，对Ⅴ级围岩（包括加强段）进行超前支护。Ⅴ级围岩加强段，采用ф108×6超前大管棚和ф32超前小导管注浆加固围岩，大管棚长25m，进出口各打一环，环向间距40cm，共53根，小导管长2.5m，环向间距40cm，每两榀钢拱架打设一环，共53根。Ⅴ级围岩只采用超前小导管注浆加固围岩，长3.0m，环向间距30cm，每两榀打设一环。均采用锚杆、钢拱架、钢筋网和喷射混凝土作为初期支护，锚杆采用Φ25中空注浆锚杆，长4.0m，间距1.0×1.0m，梅花型布置，钢拱架（I22a）Ⅴ级段间距0.75m，Ⅴ级加强段间距0.5m，钢筋网ф6，150×150mm网格尺寸，均为双层，喷射混凝土厚30cm。初期支护和二次衬砌之间采用400g/㎡无纺布和1.5mm厚的ECB防水板。二次衬砌厚度为60cm，采用C30钢筋混凝土，钢筋分别为25mm和20mm，预留变形10cm，抗渗等级S6。
Ⅳ级围岩段不设超前支护，支护结构由锚杆、钢筋网、钢格栅和喷射混凝土组成，系统锚杆采用Φ25中空注浆锚杆，长3.5m，间距1.0×1.0m，梅花型布置，钢格栅间距1.0m，钢筋网ф6，150×150mm网格尺寸，单层，喷射混凝土厚为25cm，初期支护和二次衬砌之间采用400g/㎡无纺布和1.5mm厚的ECB防水板。二次衬砌厚50cm，采用C30钢筋混凝土，钢筋直径18mm，预留变形量8cm，抗渗等级S6。
2.2隧道施工
仰口隧道共分四个标段，左右线各为两个，开挖分别从洞口开始施工。根据围岩工程地质特征、结构特征和完整性、围岩开挖后的稳定性、岩体节理发育程度等，经过比选多种施工方案，确定不同围岩级别采取不同的施工方法。Ⅴ级围岩段（包括加强段），先对隧道拱部用超前大管棚（加强段）和超前小导管注浆进行预加固，以使拱部形成具有足够强度和刚度的超前支护体系，保证施工安全，然后采用“眼镜法”开挖施工，施工过程中采用光面爆破，尽量减少对围岩的扰动，如下图：
Ⅴ级围岩地段隧道施工主要步骤如下：
⑴施作拱部超前大管棚（加强段）和超前小导管预注浆支护，注浆时采用水泥浆，水灰比为0.5：1.5～1：1.5，大管棚注浆初压力0.5～1.0Mpa，终压力2～2.5 Mpa，小导管注浆压力0.6～1.0 Mpa；⑵开挖左、右两侧上导坑；⑶施作两侧上导坑的初期支护和临时支护，包括施作锚杆、钢筋网、钢拱架、喷射混凝土，临时支护采用I20a钢支撑，间距和初期支护钢支撑相同，钢支撑用Ф22螺纹钢连接起来增加支护的刚度，再焊接钢筋网，最后喷射混凝土；⑷开挖两侧下导坑；⑸施作两侧下导初期支护、临时支护，支护参数同⑶步；⑹开挖中间上部核心土；⑺施作中上部初期支护，支护参数同⑶步；⑻开挖中心下台阶；⑼施作中心底部的初期支护，支护参数同⑶步；⑽拆除临时支护，铺设防水层；⑾模筑二衬混凝土，施作附属结构。在施工过程中，每个掌子面错开10～15m，临时支护拆除根据量测结果，每次拆除6～8m.
Ⅳ级围岩的稳定性相对好一些，因而采用上下台阶法开挖施工，主要施工步骤如下：
⑴开挖上台阶；⑵施作上台阶拱部初期支护，包括系统锚杆、钢格栅、钢筋网和喷射混凝土，钢格栅每米一榀，用Ф22螺纹钢连接起来，其环向间距为1.0m，打Φ25中空注浆锚杆，喷射钢筋网混凝土；⑶开挖两侧下台阶（预留核心土）；⑷施作下半断面边墙初期支护，支护参数同⑵步；⑸开挖预留核心土；⑹施作仰拱初期支护；⑺铺设防水层，模筑混凝土，施作内部附属结构。开挖过程中采用光面爆破，爆破时注意对初期支护的保护。
隧道开挖后，围岩整体性被破坏，自身需要重新应力分布，再加上隧道本身跨度较大，因此，测量拱顶下沉直接可以反映隧道的稳定性。在隧道施工過程中对拱顶断面下沉情况加强量测，根据测量结果指导施工，调整支护参数，以确保施工安全。
3.隧道拱顶下沉量测
拱顶下沉量测结果可以用来判断周边围岩的稳定性，初期支护是否妥当及二次衬砌的施作时间等。采用精密水准仪配合钢尺，精度0.05mm，测点用Ф22螺纹钢焊接一三角形铁钩组合而成。测点安装完后，喷射混凝土封闭岩体表面，做好测点保护。
4.结语
仰口隧道开挖跨度大，高跨比小，隧道围岩较差，易发生塌方。在施工过程中，严格遵循着“管超前，严注浆，短开挖，强支护，勤量测，早封闭”的基本原则，通过采取超前大管棚和超前小导管注浆预加固，并采用系统锚杆、钢拱架和喷射钢筋网混凝土作为初期支护结构，眼镜法和台阶法开挖等技术措施，并通过光面爆破，控制装药量等手段，加强监控量测，通过测量数据调整施工参数，指导施工，确保了隧道施工安全，为顺利完工提供了强有力的技术保障。
关键词： 大跨度 隧道 施工技术
1.工程概况
仰口隧道是青岛滨海公路北段的唯一一座隧道，位于青岛崂山区劈石口，是青岛滨海公路北段的控制工程。仰口隧道设计车速80km/h，一级公路，双向六车道，隧道左右线均为单向三车道。左线进口里程ZK57+650，出口里程ZK61+525，全长3875m；右线进口里程YK57+654，出口里程YK61+542，全长3888m。最大开挖跨度达16.44m，最大开挖高度达11.83m。仰口隧道结构内部净宽14.66m，净高7.95m，结构净空高跨比为0.54，属典型的大跨度扁平隧道。
仰口隧道围岩大部分为Ⅱ级、Ⅲ级，洞身多为花岗岩、煌斑岩等岩脉穿插其中，受构造影响较大，贯通节理不多，场区按中-低应力考虑，采用全断面开挖，这里不过介绍。本文主要介绍隧道进、出口段Ⅳ级、Ⅴ级围岩段的施工。隧道北洞口围岩为Ⅴ级（进口）处在山体与第四纪接触带处，位置较低，洞口之上为崩塌和坡积的块石土，全风化煌斑岩，块石直径较大，松散堆积土为亚粘土，风化层较厚，厚度大于5m，不利于洞口的形成，沿口处为煌斑岩或花岗岩，基岩裸露，节理裂隙发育，对隧道稳定性影响较大。南洞口（出口）围岩为Ⅴ级，为山前坡积地貌单位，坡洪积，沿口处覆盖层（亚粘土、碎石层）为5～9m，下部为强风化煌斑岩、花岗岩，节理裂隙发育。
2.隧道施工
2.1隧道支护结构参数
仰口隧道进出口段围岩为Ⅳ级和Ⅴ级围岩。由于洞口段围岩整体性差，裂隙发育，开挖跨度又大，达到16.44m，因而隧道开挖后稳定性差，对Ⅴ级围岩（包括加强段）进行超前支护。Ⅴ级围岩加强段，采用ф108×6超前大管棚和ф32超前小导管注浆加固围岩，大管棚长25m，进出口各打一环，环向间距40cm，共53根，小导管长2.5m，环向间距40cm，每两榀钢拱架打设一环，共53根。Ⅴ级围岩只采用超前小导管注浆加固围岩，长3.0m，环向间距30cm，每两榀打设一环。均采用锚杆、钢拱架、钢筋网和喷射混凝土作为初期支护，锚杆采用Φ25中空注浆锚杆，长4.0m，间距1.0×1.0m，梅花型布置，钢拱架（I22a）Ⅴ级段间距0.75m，Ⅴ级加强段间距0.5m，钢筋网ф6，150×150mm网格尺寸，均为双层，喷射混凝土厚30cm。初期支护和二次衬砌之间采用400g/㎡无纺布和1.5mm厚的ECB防水板。二次衬砌厚度为60cm，采用C30钢筋混凝土，钢筋分别为25mm和20mm，预留变形10cm，抗渗等级S6。
Ⅳ级围岩段不设超前支护，支护结构由锚杆、钢筋网、钢格栅和喷射混凝土组成，系统锚杆采用Φ25中空注浆锚杆，长3.5m，间距1.0×1.0m，梅花型布置，钢格栅间距1.0m，钢筋网ф6，150×150mm网格尺寸，单层，喷射混凝土厚为25cm，初期支护和二次衬砌之间采用400g/㎡无纺布和1.5mm厚的ECB防水板。二次衬砌厚50cm，采用C30钢筋混凝土，钢筋直径18mm，预留变形量8cm，抗渗等级S6。
2.2隧道施工
仰口隧道共分四个标段，左右线各为两个，开挖分别从洞口开始施工。根据围岩工程地质特征、结构特征和完整性、围岩开挖后的稳定性、岩体节理发育程度等，经过比选多种施工方案，确定不同围岩级别采取不同的施工方法。Ⅴ级围岩段（包括加强段），先对隧道拱部用超前大管棚（加强段）和超前小导管注浆进行预加固，以使拱部形成具有足够强度和刚度的超前支护体系，保证施工安全，然后采用“眼镜法”开挖施工，施工过程中采用光面爆破，尽量减少对围岩的扰动，如下图：
Ⅴ级围岩地段隧道施工主要步骤如下：
⑴施作拱部超前大管棚（加强段）和超前小导管预注浆支护，注浆时采用水泥浆，水灰比为0.5：1.5～1：1.5，大管棚注浆初压力0.5～1.0Mpa，终压力2～2.5 Mpa，小导管注浆压力0.6～1.0 Mpa；⑵开挖左、右两侧上导坑；⑶施作两侧上导坑的初期支护和临时支护，包括施作锚杆、钢筋网、钢拱架、喷射混凝土，临时支护采用I20a钢支撑，间距和初期支护钢支撑相同，钢支撑用Ф22螺纹钢连接起来增加支护的刚度，再焊接钢筋网，最后喷射混凝土；⑷开挖两侧下导坑；⑸施作两侧下导初期支护、临时支护，支护参数同⑶步；⑹开挖中间上部核心土；⑺施作中上部初期支护，支护参数同⑶步；⑻开挖中心下台阶；⑼施作中心底部的初期支护，支护参数同⑶步；⑽拆除临时支护，铺设防水层；⑾模筑二衬混凝土，施作附属结构。在施工过程中，每个掌子面错开10～15m，临时支护拆除根据量测结果，每次拆除6～8m.
Ⅳ级围岩的稳定性相对好一些，因而采用上下台阶法开挖施工，主要施工步骤如下：
⑴开挖上台阶；⑵施作上台阶拱部初期支护，包括系统锚杆、钢格栅、钢筋网和喷射混凝土，钢格栅每米一榀，用Ф22螺纹钢连接起来，其环向间距为1.0m，打Φ25中空注浆锚杆，喷射钢筋网混凝土；⑶开挖两侧下台阶（预留核心土）；⑷施作下半断面边墙初期支护，支护参数同⑵步；⑸开挖预留核心土；⑹施作仰拱初期支护；⑺铺设防水层，模筑混凝土，施作内部附属结构。开挖过程中采用光面爆破，爆破时注意对初期支护的保护。
隧道开挖后，围岩整体性被破坏，自身需要重新应力分布，再加上隧道本身跨度较大，因此，测量拱顶下沉直接可以反映隧道的稳定性。在隧道施工過程中对拱顶断面下沉情况加强量测，根据测量结果指导施工，调整支护参数，以确保施工安全。
3.隧道拱顶下沉量测
拱顶下沉量测结果可以用来判断周边围岩的稳定性，初期支护是否妥当及二次衬砌的施作时间等。采用精密水准仪配合钢尺，精度0.05mm，测点用Ф22螺纹钢焊接一三角形铁钩组合而成。测点安装完后，喷射混凝土封闭岩体表面，做好测点保护。
4.结语
仰口隧道开挖跨度大，高跨比小，隧道围岩较差，易发生塌方。在施工过程中，严格遵循着“管超前，严注浆，短开挖，强支护，勤量测，早封闭”的基本原则，通过采取超前大管棚和超前小导管注浆预加固，并采用系统锚杆、钢拱架和喷射钢筋网混凝土作为初期支护结构，眼镜法和台阶法开挖等技术措施，并通过光面爆破，控制装药量等手段，加强监控量测，通过测量数据调整施工参数，指导施工，确保了隧道施工安全，为顺利完工提供了强有力的技术保障。