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1工程概況

萬石山隧道位于廈門市機場路一期工程（仙岳路～演武大橋）上，按城市快速路標準兩車道外加一輔道設計，設計車速60km／h，隧道單洞凈寬115m，凈高50m，隧道左洞全長28505m；右洞全長2805m。萬石山隧道下穿既有鐘鼓山隧道，其洞頂距鐘鼓山隧道路面最近距離僅43cm。兩隧道基本上同時開工，萬石山隧道屬于新建隧道，鐘鼓山隧道屬于改建隧道。萬石山隧道地下立交為目前我國第一座大型暗挖地下互通式立交，涉及到平面分岔口6處，上下交叉結構4處，立交平面線形，萬石山地下立交平面線位結構如圖2所示。本文主要介紹萬石山隧道與鐘鼓山隧道十字交叉部位的設計與施工。

2建設條件

萬石山隧道圍巖主要為各種風化花崗巖，十字交叉段圍巖以Ⅲ、Ⅴ級圍巖為主，局部地段地下水較為密集，施工時有裂隙水滲出。另外，受地質構造的影響，段內分布有大小不等的斷層帶。鐘鼓山隧道最初為人防洞室工程，后來為了滿足交通要求，于20世紀80年代和20世紀90年代兩次改造，形成如今的雙洞單向行駛的公路隧道。鐘鼓山隧道由于修建年限已久，隧道采用單層條石襯砌或混凝土襯砌，襯砌背后存在大量的坍塌體或空腔，對隧道行車安全造成很大的安全隱患，并且隧道內空斷面已經不能滿足現在行車的標準限界要求，因此，此次對該隧道一并進行改造設計和施工。

3十字交叉段結構設計

萬石山下穿鐘鼓山隧道段，共有4處下穿工程。設計上考慮的施工方法是：先擴挖鐘鼓山隧道至設計開挖線，然后施作初期支護，再開挖萬石山隧道下穿段。萬石山隧道施工時先開挖萬石山隧道基坑并支護，然后澆注隧道二次襯砌，外設防水板，回填襯砌與基坑間的空隙，最后澆筑鐘鼓山隧道二次襯砌。按照上述施工步序，萬石山隧道設計的主要措施是：基坑開挖時采用55m長32自進式錨桿護壁，間距80cm×80cm，按梅花形布設，基坑開挖面采用C20噴射混凝土封閉，厚度26cm，內設65鋼筋網，網格間距為15cm；由于交叉段萬石山隧道為擴大斷面，隧道凈寬1687m，凈高107m，因此二次襯砌做了適當加強處理，隧道拱墻二次襯砌采用75cm的C25鋼筋混凝土結構，仰拱采用60cm的C25鋼筋混凝土結構；考慮到鐘鼓山隧道對萬石山隧道的影響，在交叉段萬石山隧道加強段結構型式相對于鐘鼓山隧道外延5m左右，即交叉段萬石山隧道加強段襯砌長度為20m；萬石山隧道拱背與基坑間的空隙至鐘鼓山隧道路面底采用C15混凝土回填。鐘鼓山隧道采用新奧法設計，礦山法施工，設計的主要措施是：采用噴錨支護，錨桿采用35m長22普通砂漿錨桿，按80cm×80cm間距梅花形布設；噴射混凝土厚度20cm，內設單層65鋼筋網，網格間距為20cm，噴射混凝土內采用格柵鋼架加強，格柵鋼架間距80cm；隧道二次襯砌按照塌落拱荷載進行設計，便于結構受力和節省造價，二次襯砌采用變截面形式，拱頂襯砌厚度為50cm，從拱頂到邊墻逐漸加厚處理，邊墻底部結構厚度達到115cm，鐘鼓山隧道結構橫斷面設計。為了分散鐘鼓山隧道結構對萬石山隧道的作用力，鐘鼓山隧道兩側邊墻做了加強處理，在邊墻內設置暗梁，暗梁長度須在萬石山隧道基坑邊界兩側各延伸30m左右，總長度25m，以便鐘鼓山隧道的結構荷載通過兩側邊墻的暗梁傳遞到萬石山隧道兩側的基巖山，減少鐘鼓山隧道結構對萬石山隧道襯砌結構的直接作用，以保證萬石山隧道的穩定。暗梁為一矩形截面，結構寬度為80cm，結構高度為26m；暗梁底部設置7排32的主筋，頂部設置兩排32的主筋，暗梁設計。由于施工工期的調整，施工中需要先施作鐘鼓山隧道二次襯砌，再施作萬石山隧道。結合施工的實際情況，設計上也及時調整了設計參數，以保證工程的順利進行。為了保證萬石山隧道施工中不影響鐘鼓山隧道的運營，鐘鼓山隧道的設計措施沒有進行調整，但是將萬石山隧道的二次襯砌結構作了一定的修改，由于萬石山隧道的開挖是在鐘鼓山隧道洞內進行（萬石山隧道的開挖面到交叉部位還有很長的距離），因此施作的萬石山隧道基坑不能一次開挖到位，一次只能施作萬石山襯砌結構的上半斷面，并且即使萬石山隧道開挖到位，其襯砌結構也無法采用模板臺車進行澆筑，保證不了襯砌結構的澆筑質量。為了不影響萬石山隧道的結構整體性，并保證防水層的完整，設計上將原來的單層襯砌結構變成雙層襯砌結構：第一層襯砌結構厚度75cm，采用先拱后墻法澆筑；第二層襯砌結構厚度30cm，在萬石山隧道主洞施工過程中通過模板臺車整體澆筑。

4十字交叉段施工組織設計及其實施

根據設計思想，交叉段萬石山隧道基坑的開挖主要從萬石山隧道內組織施工，先采用模板臺車澆筑萬石山隧道交叉段襯砌結構，再回填后澆筑鐘鼓山隧道二次襯砌，這樣兩隧道的結構受力更加明確，施工更加簡單，是比較理想的施工方法。但是施工中由于其他因素的限制，萬石山隧道一直不能動工，并且鐘鼓山隧道工期比較緊張，根據工期編排，鐘鼓山隧道通車后，萬石山隧道交叉部才開始組織施工。因此不得已將原施工方案進行變更，采用半明半暗的方式開挖萬石山隧道。實際的施工順序是：先擴挖鐘鼓山隧道→施作鐘鼓山隧道初期支護→開挖萬石山隧道上半斷面→澆筑萬石山隧道第一層襯砌拱部→萬石山隧道第一層襯砌外基坑回填→鐘鼓山隧道二次襯砌澆筑→鐘鼓山隧道路面等附屬設置施工→萬石山隧道下半斷面開挖→萬石山隧道第一層二次襯砌落底→萬石山隧道防水板鋪設→萬石山隧道第二層襯砌模筑混凝土施工→萬石山隧道洞內附屬設施施工。萬石山隧道襯砌結構如果能夠一次澆筑完畢，將大大提高襯砌結構的整體性和承載能力。但是，萬石山隧道基坑開挖深度達到12m（從鐘鼓山隧道路面到萬石山隧道底板），從鐘鼓山隧道組織基坑開挖基本上沒有辦法實施。因此，萬石山隧道只能分臺階分部實施。施工過程中，鐘鼓山隧道初期支護改造完畢后，通過鎖腳錨桿等設施，穩定鐘鼓山隧道初期支護，然后開挖萬石山隧道拱部圍巖，綁扎外層襯砌鋼筋，通過臨時內外模板澆筑外層第一層襯砌。外層襯砌拱腳加設邊梁，防止該段萬石山隧道落底時外層襯砌的不均勻沉降。并且拱腳與基巖之間鋪設2cm厚砂層，便于萬石山隧道下臺階開挖時圍巖與襯砌間的脫離。通過外層鋼筋混凝土結構的施作，滿足上層鐘鼓山隧道行車的結構安全。萬石山隧道下半部開挖過程中，采用機械法或弱爆破等開挖方式跳槽開挖，減少萬石山隧道的施工對鐘鼓山隧道的影響。十字交叉段的施工

5結語

十字交叉隧道開挖斷面高，結構受力復雜，施工組織繁瑣，施工組織不當即可能出現塌方或大變形。因此，合理設計、周密施工組織是保證交叉隧道成功修建的前提。通過萬石山地下十字交叉隧道的成功修建，可得出如下結論。

（1）地下十字交叉隧道開挖斷面很高，設計中只有采取有效的支護措施保證邊墻下半斷面的穩定，才能保證整個十字交叉斷面的穩定。

（2）十字交叉隧道由于結構復雜，施工過程對圍巖的擾動較大，因此設計中應采用加強結構進行處理，并宜采用抗擾動能力較強的鋼筋混凝土結構。

（3）為了減少上層隧道對下層隧道的作用力，上層隧道兩側邊墻應設置暗梁跨越下層結構，上層結構的荷載宜按照塌落拱荷載進行設計。

（4）十字交叉隧道宜先修建下層結構的襯砌結構，再組織施作上層結構的襯砌結構；在施工條件難以滿足時，下層結構也可采用分臺階施工，待下層隧道拱部結構澆筑完畢后即施作上層隧道結構，但設計和施工中應充分考慮下層隧道下半斷面的施工對上層隧道的影響。

作者：逄鐵錚單位：北京交通大學隧道及地下工程教育部工程研究中心廈門路橋建設集團有限公司