双连拱隧道施工工法

施工工艺
（一）工艺原理
双连拱隧道施工以新奥法的基本原理为依据，以“短开挖、快封闭、强支护、勤量测”为指导。

首先开挖中导洞并灌注中墙混凝土，然后开挖右洞，贯通后再进行左洞施工。

两洞在开挖中可根据不同的地质条件分成若干单元，分步开挖及时施作工字钢支撑、锚喷混凝土等初期支护，与围岩共同组成承荷系统，协同变形一承荷，充分利用围岩自承能力。

建立监控量测体系，实施信息化管理，根据反馈信息及时指导施工，确保安全、稳定。

（二）工艺流程
（三）施工方法
1、开挖及支护步骤
II类围岩采用中导坑加侧壁导坑法开挖，先墙后拱法衬砌。

开挖以中导坑超前并灌注中墙混凝土，然后侧壁导坑推进，衬砌边墙混凝土，上半断面开挖采用环形留核心土的方法，最后施作拱部二次衬砌，具体步骤见图。

III类围岩中导开挖并灌注中墙混凝土，正洞上下台阶法开挖（上下台阶
相距不小于10m）,全断面二次衬砌，具体步骤见图。

W、V类围岩中导先行，正洞全断面开挖、全断面衬砌，具体步骤见
图。

2、开挖及运输方法
开挖I类围岩主要以风镐为主，人工装碴，1t四轮翻斗车运碴，开挖ni、W、V类围岩用简易钻孔台车人工操纵7655型凿岩机钻孔爆破，ZL40B装载机配合8t自卸汽车运碴。

简易钻孔台车是自行研制的能供20人同时钻孔的工作平台，钻架的高度、
宽度可根据开挖面的不同加以调整，它固定于东风车底盘上，进出方便，
不必拆卸，操作安全可靠。

3、控制爆破及中墙防护
在双连拱隧道正洞开挖过程中，因中墙混凝土已灌注，开挖时必须考虑爆破振动和飞石对中墙混凝土的影响，中墙混凝土厚度只有1.4m，且初期支护的工字钢支点已作用于中墙顶面，所以在施工中必须有严格保护措施，不得有任何影响和扰动。

办法是，111类围岩上下断面开挖，采用火雷管分段分区爆破，以减小爆破振动的叠加，把振动降低到最小程度。

具体见图。

W、V类围岩采用全断面光面爆破，但在靠中墙一侧预留1.0m保护层进行二次切割预裂爆破，具体爆破设计见图。

爆破时，在爆破的另一侧对中墙辅以I16工字钢横撑（纵向间距2m,支点距中墙顶2m）。

为防止飞石砸坏中墙混凝土表面，影响混凝土外观质量，对中墙不小于60m范围内全表面用厚2cm泡沫塑料覆盖防护。

4、初期支护
隧道采用新奥法原理施工，初期支护作为永久衬砌的一部分是施工中的重要一环，主要有系统锚杆、I16工字钢支撑及挂网喷射混凝土。

支护参数见表。

开挖后及时对围岩初喷5cm厚混凝土，尽快封闭岩面，形成封闭的受力圈，防止围岩松动，然后施作系统锚杆，锚杆采用ZP型早强锚固剂锚固，同时设置86钢筋网并与锚杆外露头绑扎牢固，最后准确架立工字钢支撑复喷混凝土至设计厚度。

喷混凝土用PH-30型喷射机，掺入STC型粘稠剂，采用半干湿式二次拌
合喷射工艺，集料在洞外拌合，用0.5m3混凝土运输车运至洞内，分次投料。

5、洞口辅助加强措施
由于洞口段围岩破碎且上覆层较薄，为了能早进洞，进好洞，洞口段应加强防护。

（1）仰坡防护为防止仰坡的剥落及受雨水冲刷而造成滑塌影响安
全施工，仰坡按设计坡率成型后及时进行喷锚混凝土防护，参数为：锚杆长4.0m，直径25，按梅花形布置，间距1.0m，钢筋网0 8，网格间距25cm，混凝土喷层厚15cm，施工时分2次喷射完成。

（2）洞口超前支护进出口段为浅埋区，围岩破碎且自成拱能力较
差，为保证施工安全，采取超前锚杆支护，具体布置见图。

6、施工过程中的受力体系转换
为保证中导洞的安全而施作的临时支护（工字钢、锚喷）虽不构成隧道的主体结构，但又是施工过程中不可缺少的重要一环，中导洞开挖并支护后形成的受力结构在正洞开挖时又须拆除，受力体系将发生转换。

安全转换受力体系是隧道施工的重点，只有在正洞初期支护支点作用于中墙顶面时方可拆除中导洞临时支护，同时为防止中导洞临时支护突然断开影响中导另半侧的安全，中墙顶面与中导拱顶初期支护之间用15cm X 15cm方木与另半侧工字钢支撑顶紧，中墙另一侧与中导边墙初期支护之间用工字钢顶紧，确保受力体系的安全转换和中墙的受力平衡。

在单洞进行初期支护和衬砌时，中墙较薄，因单洞的初期支护和衬砌给中墙造成偏压力，因此在中墙的另一侧用I16工字钢支撑加固中墙，以防中墙侧移或倾覆，该支撑在双洞边拱成型后方可拆除。

受力体系转换步骤见图。

7、防排水处理
由于各种预埋设施和行车的需要，高速公路对洞内防水要求非常高，必须做到滴水不渗。

防水以排为主，防排结合。

做法是：在二次衬砌与初期支护之间铺设一层250g/m2的无纺布和1mm厚阻燃型防水板，施工缝处设橡胶止水带，沿隧道轴向每隔6m设1道①5环向弹簧盲沟（即加劲透水软管）且与止水带交错布设，中墙顶设1Q 10环纵向弹簧盲沟，用三通管与埋在中墙内的PVC管连接，水从PVC管通过中墙排到洞内水沟，形成完整的排水系统。

隧道中墙只有1.4m厚，特别是在H类围岩段二次衬砌占去近1.25m,初期支护工字钢支撑点与纵向盲沟所剩空间较小，互相干扰较大。

为使纵向盲沟预埋定位准确，排水畅通，又不受工字钢支点的影响，施工时纵向弹簧盲沟与工字钢支撑一步到位，架立工字钢前先在中墙顶部预埋纵向盲沟，在工字钢落脚处放一20槽钢作支点，纵向盲沟从槽钢下通过，且在纵向盲沟与中墙间铺设一定长宽的无纺布与防水板。

为使槽钢不压破防水板，在槽钢与防水板之间增设3层无纺布，预埋的防水板与两正洞的防水板粘接，这样就解决了洞顶排水难的问题。

中墙排水及工字钢支点布置见图。

施工中一定要保证预埋的纵向盲沟不能被混凝土堵死。

防水板接头较多，接头又是防水最薄弱处，且又在工作面进行粘接，稍有不慎，就会在接头处出现渗漏水，所以粘接应注意：搭接宽度不小于10cm；将接头处用钢丝刷擦净晾干，然后用胶刷均匀地刷上粘胶剂（粘胶剂必须经试验合格后方可使用），刷胶时忌反复多次刷，以免“咬”起底胶；涂刷的胶浆宜薄不宜厚；待粘胶剂用手接触有粘性时（约5〜8min）,将接头垫在托板（2cm X10cm X 50cm的光面木板）上，用手滚压，平顺地将接头面粘好，直至粘接平顺、牢固为止，不得有气泡和漏胶现象；将粘接好的防水板全面检查一遍，确保无破、无漏。

8、监控量测
隧道开挖后，在应力重分布和应力释放的过程中，围岩呈现出各种状态，如位移、性质变化等，特别是双连拱隧道开挖断面大，围岩自稳、成拱能力较
弱，且这种结构的隧道又没有成熟的经验可遵循，所以在施工中建立严密的监控量测是保证安全的主要手段，同时也是调整支护参数的信息来源。

为将变形量控制在允许范围内，必须制定出相应的控限标准，采用有限元法计算出的数据结合单洞控限标准，确定的双连拱隧道具体控限标准见表。

主要量测项目有：地表下沉、拱顶下沉、围岩收敛及地质变化情况。

测点布置见图。

(1)相对位移量测
用有限元计算结果，无论是左洞还是右洞，通过现场测得的结果，除进口段n类围岩呈不稳定状态外，其余ni、w、v类围岩经过一段时间，收敛值大部分未突破控限标准的80%就已趋于稳定，且后施工的隧道与先施工的隧道变形相差不大，说明支护参数和施工方法是安全、可行的，进口段n类围岩不稳定，及时施作了钢筋混凝土二次衬砌(衬砌厚度75cm),施工完后观测了拱顶下沉和位移收敛，无变化，说明洞口已稳定。

III类以上的围岩经过一段收敛变形后趋于稳定，说明采用的初期支护参数和施工方法是安全可行的。

(2)拱顶和地表下沉量测
隧道拱顶下沉洞口段n类围岩最大67mm,III类围岩最大39mm,W 类围岩最大8mm,V类围岩最大4mm。

与控限标准比，11、111类围岩要小的多，W、V类围岩按设计不发生下沉，实际有部分变形，是因为爆破振动后围岩自身要进行应力重分布和结构自稳，加之围岩较破碎有一定的下沉量也属正常变化，但很快便趋于稳定。

地表下沉进口浅埋段围岩较破碎，在洞口段地表埋设测点，开挖后至二次衬砌，测得最大下沉量为75mm。

对进口段及时施作二次衬砌后，经过一段
时间观测未再发生下沉现象。

出口为HI类围岩，地表下沉最大为30mm,在二次衬砌时下沉速度为0.1mm/d, 说明已呈稳定状态。