双连拱隧道中隔墙设计与施工工艺

双连拱隧道中隔墙设计与施工工艺摘要：连拱隧道跨度大，空间利用率高，线形顺畅，引线占地面积少，在平面线路和洞口位置的选择上均较分修隧道具有一定的优越性，成为在特定条件下修建隧道时采用较多的大跨度结构形式。文章结合工程实例，重点介绍了连拱隧道中隔墙的设计与施工方案，并总结了双连拱隧道的施工技术要点，供类似工程参考。

关键词：高速公路；双连拱隧道；中隔墙；设计；施工

中图分类号： u412.36+6 文献标识码： a 文章编号：

引言：

连拱隧道由于跨度较大，结构复杂，开挖与支护交错进行，使得围岩应力变化和支护荷载转换变得尤为复杂。双连拱隧道的设计施工和研究己经有３０多年的历史，虽然取得了相当的成果，但是在以下几方面还有许多问题有待进一步研究解决：施工方法单一，施工工序复杂，工期长且造价高；围岩应力变化和衬砌荷载转化十分复杂，在施工全过程以及施工结束后作用在隧道结构上的荷载很难确定；设计存在一定的盲目性，总体支护体系普遍过强，但是局部位置又相对较弱，并且施作时机也不尽合理；有必要制订针对连拱隧道浅埋暗挖法施工的现场监控量测管理体系和监控基准，以及提出及时解决施工过程中出现不良情况时的各种应急措施；确定二次衬砌的厚度具有较大的主观性，现有施工技术水平和客观条件较难保证初期支护体系与二次衬砌同步维护及同寿命周期工作；有必

要在现有技术的基础上，从构造设计、防排水材料和施工工艺三个方面做系统、全面地研究，解决好连拱隧道的渗漏问题。本文主要结合双井隧道的特点及现场施工情况，重点通过对隧道的中隔墙设计、施工方案优化及中隔墙施工过程控制，探讨如何有效地提高中隔墙施工质量，加快隧道施工进度的中隔墙施工。

１双连拱隧道设计与施工方案

１工程概况

湖南吉茶高速公路德夯隧道为双向四车道双连拱隧道，全长６０６ｍ，位于半径为３５５０ｍ圆曲线上。隧道中隔墙采用三层夹心式曲墙结构，二次衬砌独立成环。

该隧道位于湖南境内，属于微丘地貌，地形起伏较大，最大相对高差６３ｍ，尤其是隧道进口段，隧道轴线与地形等高线呈小角度相交，地形上左薄右厚，存在一定偏压。全隧道设计５０ｍⅳ级围岩，其余均为ⅴ级围岩。隧道所处地层，上覆第四系更新统坡积粉质黏土、碎石，颗粒级配差，角砾充填。下伏基岩为元古界板溪群板岩，褐黄色，全风化岩体组织结构已全部破坏，呈土状；强风化，变余泥质结构，板状结构，岩体组织结构部分已破坏。节理裂隙发育，岩芯呈碎块、碎屑状，岩质软，岩体破碎。地下水主要为覆盖层碎石中的孔隙水及基岩中的裂隙水。且经调查洞身山坡上发育数处浅层小型土质滑坡。

２整体结构形式及设计参数

双井隧道采用柔性支护体系结构的复合式衬砌，即以系统锚杆、喷射混凝土、型钢钢架等为初期支护，模筑钢筋混凝土为二次支护，并在两次衬砌之间敷设ｐｖｃ防水板＋无纺土工布。中隔墙为曲墙断面形式，最薄处２．２ｍ（０．５ｍ＋１．２ｍ＋０．５ｍ），采用三层施工，具体参数如图１所示。

单位：ｍ

图１双井隧道具体尺寸

３隧道整体施工方案：开挖采用采用中导洞、两侧导洞三导坑法进行施工，如图２所示，具体施工步骤如下。

图２双井隧道整体施工方案示意

（１）开挖中导洞上导坑ｉ１，施作中导洞上导坑临时支护ｉ２，开挖中导洞下导坑ｉ３，施作中导洞下导坑临时支护ｉ４。

（２）施作中隔墙ｉ５，同时安装中隔墙左侧的临时支撑，两侧回填ｍ７．５浆砌片石。

（３）错开２倍洞径开挖右侧导洞上导坑ⅱ１，施作右侧导洞上导坑临时支护ⅱ２，开挖右侧导洞下导坑ⅱ３，施作右侧导洞下导坑临时支护ⅱ４。

（４）错开２倍洞径开挖左侧导洞上导坑ⅲ１，施作左侧导洞上导坑临时支护ⅲ２，开挖左侧导洞下导坑ⅲ３，施作左侧导洞下导坑临时支护ⅲ４。

（５）开挖右幅主洞上台阶ⅳ１，施作右幅主洞拱部初期支护

ⅳ２，开挖右幅主洞上台阶及中心核心土ⅳ３、ⅳ４，拆除右侧导洞临时支护，施做右幅主洞仰拱初期支护及仰拱填充ⅳ５。

（６）错开２倍洞径开挖左幅主洞上台阶ｖ１，施作左幅主洞拱部初期支护ｖ２，开挖左幅主洞上台阶及中心核心土ｖ３、ｖ４，拆除左侧导洞临时支护，施做左幅主洞仰拱初期支护及仰拱填充ｖ５。

（７）浇筑右幅主洞二次衬砌钢筋混凝土ⅵ、ⅶ。

（８）浇筑左幅主洞二次衬砌钢筋混凝土ⅷ、ⅸ。

２中隔墙的受力情况分析

连拱隧道的中隔墙受到两主洞施工时各个方向反复荷载和拱顶以上荷载的作用，受力十分复杂，压、拉、弯、剪均有，内力经常发生变化，主要发生５次明显的内力转换，如图３所示。

图３双井隧道内力转换

主洞开挖前：中导洞相当于单线隧道，中隔墙主要承受来自拱顶围岩松弛产生的压力，属于轴心受压结构，由于中隔墙断面比较大，这一阶段受力比较稳定。如果隧道存在偏压，中隔墙还受偏压荷载的作用。

（２）右洞开挖后未支护前：开挖左洞时，破坏了开挖中导洞后围岩形成的稳定，整个隧道产生了偏压。中隔墙属于偏心受压结构，此时中隔墙主要抗剪、抗弯。

（３）右洞支护后未开挖左洞时：右洞支护后抑制了围岩变形，同时右洞初期支护的基脚设置于中隔墙右侧顶部。此时，不但左洞同样对中隔墙产生侧压力，且承受右洞初期支护传递的压力。

（４）左洞开挖后未支护时：开挖左洞时，右洞给中隔墙形成了偏压。

（５）两侧主洞初期支护完成后：由于左右洞均已成形，中隔墙主要承受竖向力，受力稳定。中隔墙的受力过程还会与地质、施工等因素密切相关。如果隧道整体存在偏压，或者施工中一侧主洞发生坍塌，将给中隔墙受力带来很大的影响。

３中隔墙施工工艺

测量放样。中隔墙是连拱隧道的主要结构，不但影响隧道整体衬砌而且影响隧道整体线性，因此中隔墙的位置要特别准确。中导洞贯通后，要进行贯通测量，贯通测量后，要对贯通误差进行平差，得出洞内导线的坐标和标高，然后以平差后的洞内导线指导中隔墙施工。

（２）材料选用。施工所用的钢筋、水泥、砂石料、外加剂等不但要提前做好计划、进行储备，且要提前做好各项试验工作。中隔墙混凝土采用ｃ２５防水钢筋混凝土。

（３）设备选用。双井隧道采用整体１２ｍ长模板台车，与主洞模板台车相互匹配。整体模板台车的横梁、立柱与主洞模板台车统一尺寸，在主洞衬砌中循环使用；面板尺寸也与主洞尺寸相互配