双连拱隧道施工技术

浅谈双连拱的隧道施工技术
摘要：本文只要论述了双连拱隧道处于软弱地段的施工方法，根据各种不同围岩类别选择不同的施工方法，积累经验，保证安全，提高施工进度。

关键词：软弱围岩连拱隧道施工技术
一、工程概况
某隧道是一座上、下行合建的四车道联拱高速公路短隧道，长200m，隧道建筑限界净宅22m，净高5m，最大埋深45m。

隧道平面线型为曲线，曲线半径为r=300m(左偏)，竖曲线半径r=3000m，路面超高横坡进口为双向坡2％，出口为单向坡5％；纵面线型为人字坡，进口纵坡i=+2.0％，出口纵坡12=一1.305％，变坡点拉号ak0+180。

隧道进、出口地层为残破积的硬塑砸粘土及强风化的粉砂岩、角砾岩，掘进较容易，但易出现滑动和坍塌。

隧道出口已经爆破取土，并没作防护，坡面极陡，入口为两小山合会处，坡面陡峭并面凹形。

隧道进口采用削竹式洞门，出口喇叭型削竹式洞门。

二、隧道支护设计
某隧道是按新奥法理论进行围岩压力和支护设计方法进行设计，新奥法设计思路是最大限度发挥围岩的自承能力，在施工过程中尽可能保持围岩的原始状态，把隧道围岩和各种支护结构作为一个共同的承载体系，控制围岩变形的发展，由于受地质条件的影响较大，隧道的支护形式也随之变化，共有3种支护形式。

三、洞口施工
1．进口端洞口施工
洞口工程施工时，在做好洞顶截水沟的开挖及施工后；自上而下开挖，挖至起拱线标高。

在开挖过程中，根据仰坡开挖总高度及挖掘机有效工作高度确定开挖台阶数量，准确按边桩开挖，以真正实现从上而下开挖；按设计刷坡，边刷坡边打锚杆、挂网及喷射混凝土防护，每次工作高度2m左右，避免搭架作业。

不论土层或软岩一次修刷出设计边坡。

2．出口端洞口施工
出口端洞口由于受爆破取土影响，坡面陡峭并现凹形反坡，进洞20m埋深只有1.5m，施工时在洞顶截水沟挖通以后，使用挖掘机按自然坡直接刷坡并防护，严禁爆破开挖。

在松动地段用小导管代替锚杆注浆。

3．出口端洞口进洞准备
由于受爆破取土影响，坡面陡峭并面凹形反坡，进洞20m长埋深只有1．5m，为了保证进洞安全。

在原地面标高上50cm的坡面按1×lm布置小导管注浆，小导管长6m，预留lm露出坡面，在原地面上人工造山，浇筑c20砼地梁，厚度为1．5m，上下两层钢筋网格，规格为50×50era，qo16钢筋，钢筋与小导管焊接牢固，保证进洞施工安全。

四、辅助施工
1．长管棚施工
某隧道两端洞口均位于ⅱ类围岩地段，隧道进、出口地层为残破
积的硬埋亚粘士及强风化的粉砂岩、角砾岩，且覆盖层厚度小，利用一般的施工方法难于安全进洞，因此采用长管棚结构，规格为长16m，外径中108mm，壁厚6mm，环向间距50cm，注浆按固结管棚周围有限范围内土体设计浆液扩散半径不小于50cm，双液注浆，施工时必须控制好其仰角，防止侵入开挖范围，注浆必须规范施工，使长管棚真正起到辅助施工的作用，保证隧道安全进洞。

2．超前锚杆施工
对于ⅲ类围岩，采用ф22药卷锚杆作为超前支护，长4m，环向间距40cm。

搭接长度不小于1 50 cm，保证开挖掘进的安全。

由于某隧道地质条件差，变化大，针对不同的围岩类别采用不同的超前支护形式，又经济安全，又能提高工效，洞身开挖时证明各种超前支护形式是比较有效的。

五、隧道施工
1．施工顺序
先开挖中导坑进行中隔墙施工及侧边回填，后错开开挖两边侧壁导坑并初期防护，最后错开开挖主洞并防护，各施工工序如图1。

2．施工方法
(1)中导坑开挖及初期支护
中导坑采用微台阶法施工，洞口段循环进尺0.75m，围岩好转循环进尺可按1.5m。

全风化层采用人力开挖，在风镐不能挖动后，方采取风钻钻孔，光面爆破作业；采用挖掘机扒碴，装载机装车运至弃碴场，随即进行喷锚临时支护作业。

进口端反坡开挖，采用每20m
设集水井，抽水管排出洞。

直至中导坑开挖贯通，进行中隔墙衬砌施工。

(2)中隔墙施工
先施工洞口20m段，然后从洞中向洞口进行。

首先施工基础加固锚杆，中隔墙衬砌采用定型大块钢模拼装，结构钢筋采用现场绑扎，砼采用泵送入模浇注，先作中隔墙基础，后作墙身，强度达拆模强度后方可拆模，并随即立模施作中隔墙顶回填干喷混凝土，中隔墙达一定强度后施作，中隔墙左侧回填。

(3)侧导坑开挖及初期支护
中隔墙顶部回填混凝土强度达到28天、中隔墙左侧相应地段回填后，施作侧导坑开挖。

侧导坑采用微台阶法施工，洞口段循环进尺0.75m，围岩好转、离洞达到一定距离后可按1.5m。

全风化采用人力开挖，在风镐不能挖动后，方采取风钻钻孔，光面爆破作业；采用挖掘机扒碴，装截机装车运至多弃碴场，随即进行喷锚临时支护作业。

出口端反坡开挖时，采用每10m设集水井，抽水至洞外，直至侧导坑开挖贯通。

注：
一、在完成洞口段工程施工后才能进行左、中、右导坑施工。

二、中导坑必须先施工。

三、中导坑主要施工工序如下：
i、中导坑开挖（可采用上下台阶法，如果有超前支护应先期施作）；
ⅱ、施作中导坑初期支护以及顶部加强锚杆；
在中导坑贯通之后；
ⅲ、施作基底加固锚杆；
ⅳ、浇筑中隔墙基础（与基底锚杆同步施作）；
v、浇筑中隔墙墙身；
四、在完成中隔墙顶部以及侧边回填工程后才能进行两侧导坑开挖。

五、侧导坑主要施工工序如下：
i、侧导坑开挖(可采用上下台阶法)；
ⅱ、施住侧导坑外侧初期支护以及导坑支护；侧导坑贯通2后：ⅲ、施作基底加固锚杆：
ⅳ、浇筑侧边二次计砌基础：
v、浇筑侧边二次对砌墙身；
六、在侧导坑边墙部次衬砌前注意防水板及排水管的铺设。

七、在侧导坑边墙部二次衬砌强度达到设计强度上后才能进行相应地段主洞开挖。

(4)侧导坑二次衬砌边墙基础施工
先施作右线侧导坑边墙部基础，从洞内向洞外施作模版采用定型大板钢模板拼装，结构钢筋采用预制钢筋骨架安装，砼采用泵送入模浇注。

先作边墙基础加固锚杆，后作边墙基础，强度达到规范要求后方可拆模。

右线完成后施作左线，方法相同。

(5)主洞开挖及初期支护、二次衬砌
先施作右线主洞，左线主洞在右线二次衬砌模板能周转后进行。

主洞开挖采用上下台阶法，上台阶采用弧形开挖法，上台阶超前3-6m，凡人力及风镐能开挖的段落，必须采用人工开挖弧形导坑，循环长度一个钢支撑间距按设计轮廓线开挖，高约1.8m，以便人工架立钢拱架支撑和方便操作为宜。

开挖后及时进行拱架安装及锚喷支护作业，及早形成封闭的受力环。

洞口段循环进尺0．75m，围岩好转进尺可按1.5m、2.25m进行。

二次衬砌模板采用模板台车，钢筋采用预制钢筋骨架安装，砼采用泵送入模浇注。

六、隧道二次衬砌设计的优化
按设计施工图隧道二次衬砌分为两部分，第一部分为侧导坑开挖防护后进行边墙二次衬砌，然后再进行拱部二次衬砌，且边墙二次衬砌达到设计强度才能进行相应主洞开挖。

如果在侧导坑开挖防护后进行边墙二次衬砌时只进行基础施工。

其存在很多优点：
(1)从成本上考虑：全断面二次衬砌浇注和去除边墙二次衬砌施工所耗人工及物力没区别；
(2)从进度上考虑：加快施工进度，把耗在边墙二次衬砌的时间节约f来，及早进行主洞开挖几防护；
(3)从质量上考虑：全断面二次衬砌浇注整体性好，隧道渗水的薄若环节施工缝的标商也降低，提高隧道二次衬砌的外观质量。

在经过认真分析后，对设计二次衬砌施工方法进行优化，减少了施工工序，加快了进度，节约成本。

七、监控量测指导施工
某隧道监控量测有专门的作业队伍，在施工中能真正起到指导施工的作用，保证隧
七、监控量测指导施工
某隧道监控量测有专门的作业队伍，在施工中能真正起到指导施工的作用，保证隧
道开挖的安全。

按新奥法原则设计和施工的隧道，施工期间进行监控量测是必不可少的一道生产工序，根据量测成果信息反馈，指导施工。

某隧道在开挖时通过监控量测指导施工取得了较大的经济效果。

使我们在施工中能根据地质条件及时改变施工方法，做好各种应急措施及施工准备。

加快施工进度，保证开挖安全，节约了成本。

(1)本隧道进行洞内观察，拱顶下沉，周边收敛及地表下沉量测等3项必测项目，选测项目根据业主和施工需要确定。

(2)量测数据处理及应用
①据现场最测数据绘制位移一时问曲线或散点图，在位移一时间曲线趋平缓时应进行回归分析，以推算最终位移和掌握位移变化规律。

当位移一时间曲线出现反弯点，即位移出现反常的急骤增加现象，表明围岩和支护已呈不稳定状态，应及时加强支护必要时应停止掘进，采取必要的安伞措施。

②根据位移变化速率判断围岩稳定状况，当变化速率大于10～20mm／天时，需加强支护系统；当变化速率小于是0.2mm／天时，认为围岩达到基本稳定。

八、结语与经验
(1)对于围岩变化大，地质条件差的隧道，必须充分利用监控量测及其它的监控手段来指导施工，及时改变施工方法及施工准备工作，做好各种应变措施。

(2)导坑开挖是仅适用于软弱、围岩未扰动下的一种不得已的施工方法，施工技术应该根据现场情况及一线施工人员的意见及时调整。

(3)双联拱隧道施工难度高，又缺少经验借鉴，要求我们在施工中必须做好施工原始记录，特别是对于隧道施工这种循环施工，更应该认真对待，以便随时调整施工方法，保证安全生产，节约成本。

(4)双联拱隧道中墙施工难度高，特别是砼浇筑，由于其自身的设计特点，造成浇筑砼空间小，施工质量难控制，因此在进行施工时必须严格做好施工组织，配置好施工人员，做好施工准备，以便控制好施工质景。

(5)双联拱隧道中墙防排水问题施工时必须谨慎，由于其自身的没计特点，接头多，施工难度高，很容易在施工缝出现渗漏水现象，因此中墙防排水足双联拱隧道防排水的关键所在。

(6)中导坑侧边回填砼及夯实土时，可通过受力计算用简易支撑替换，节约成本提高进度。