双连拱隧道施工技术控制和质量管理

中图分类号： TU74文献标识码： A

高速公路双连拱隧道施工难度大，技术要求高，安全管理、质量管理要求严格。地质状况不良时，双连拱隧道的作业安全技术质量控制的要求更为突出，稍有不慎，施工中就会出现险情。本人参加的某高速公路项目施工有四座隧道，在施工过程当中，出现的问题比较多，经验和教训也是很深刻。现就双连拱隧道的施工过程中技术和质量的控制与管理中的各个环节加以总结，以供同行在类似的工程施工中参考。

一、边仰坡处理和洞口作业

1、边仰坡的处理

按照设计意图进行准确放样，边开挖，边进行防护。在边仰坡的清刷过程中，应尽可能的保护原有植被，有利于边仰坡的稳定。按要求进行锚杆的施作，不得随意减少加固用锚杆的数量。

2、洞口作业：包括明洞施工和洞口锁定

按设计要求，在边仰坡清刷结束后，及时进行明洞作业。在明洞开挖前，应注意预留核心土，以保证掌子面的稳定，开挖量要注意尽可能小。

明洞修筑完成后，及时进行洞口锁定，即按暗洞设计进行大管棚或是超前小导管作业，并将超前支护根部与明洞靠暗洞一侧采用牛腿护墙形成整体支撑，以利于边仰坡的稳定，并形成对掌子面的抵抗，保证进洞安全。

二、中导洞施工

对于双连拱隧道来说，中导洞的掘进质量和支护质量的控制，对于后续作业至关重要，必须严格进行质量控制和技术管理，切实保证为后续作业打好基础。中导洞的掘进一方面为双连拱隧道预先完成中隔墙，提供左右洞成洞的条件，另一方面也为后续作业起到先探测围岩类别和相关地质情况的作用，注意跟踪对围岩的观测并形成详细的质量记录，给下一步正洞的掘进提供有价值的参考。

1、掘进作业与超挖处理

中导洞掘进前，施工人员要对设计文件进行认真的核对与审核，明确各个开挖段落的围岩类别与设计要求，并严格按设计施工方案进行作业，特别是控制好爆破的质量。不得出现超挖现象。对于不可避免的超挖作业，要在技术人员的监督下，认真进行回填处理，不得出现支护背后有空洞。中导洞初期支护背后的空洞是对下步作业最大的危害，处理不良时，有可能导致大的坍塌事故。

2、控制爆破的管理

爆破作业必须采用控制爆破，严格爆破设计，施工中按爆破设计要求认真布孔和装药，不得随意布置。严格控制超欠挖。爆破设计应注意尽可能的避免对围岩的扰动，为后续四次大小洞室的开挖打好基础。特别注意不得放大炮，否则不仅形成超挖，增加处理工作量，也容易对围岩造成扰动，对下步主洞的开挖形成安全隐患。

3、初期支护

作为复合式的衬砌结构设计，初期支护的喷锚及型钢拱架结构，不仅是承受围岩的变形压力，而且还可以提高围岩的强度指标，提高围岩本身的自承能力，充分发挥对围岩的作用，达到施工期间的初步稳定，是主要的承载结构。因此，对初期支护的质量控制在隧道的整体作业当中显得尤为重要。

掘进作业完成一个循环后，先进行掌子面的封闭作业，即先喷射一层3－5cm的混凝土对掌子面进行全面的封闭。而后及时进行初期支护作业，按设计的拱架形式和间距，布置好型钢或是钢格栅拱架，挂网进行初期喷射混凝土的作业。施工中注意喷射混凝土必须分层进行，保证与围岩间密贴，达到设计的厚度要求。

4、中隔墙施工

在中导洞贯通后，进行中隔墙作业。按设计要求在基底处打入下部锚杆，加固基础。施工前，注意按设计要求进行基底标高和中线的检查，防止施工偏差超过设计要求。在基底施工时注意检查基底的土质符合设计要求，当与设计不一致时，及时上报监理及设计部门。中隔墙顶部的标高注意按设计标高认真校核，保证在二衬施作时，主洞初期支护的位置的准确，同时注意在施工中按设计要求准确预埋支护连接钢板，保证主洞初期支护钢拱架安装时与中隔墙的紧密连接。预埋的钢板要保证位置与设计位置相符，才能满足主洞初期支护的安装质量要求，使主洞钢拱架与中隔墙形成整体，保证隧道的稳定与安全。在中隔墙混凝土作业前需对中隔墙的模板要认真进行检查验收，要求模板有足够的强度和刚度，及拼缝的严密性，保证中隔墙混凝土施工质量。

三、主洞施工

主洞的开挖在贯通中导洞、浇筑中隔墙以后进行，选择地质条件较差，或受力状态较为不利的一侧，开始主洞的掘进，左右洞应保证前后有一定的错开距离。在一侧主洞掘进20-30m后，另一侧主洞方可掘进。

1、开挖方法的确定

主洞掘进时，要根据设计文件的要求并充分利用中导洞和侧导洞开挖时形成的地质记录，选择合理的掘进作业方案，重点考虑开挖方法和支护措施，保证主洞作业的安全。按不同的围岩类别，控制掘进的每一循环的进尺距离，不要超过设计进尺，以保证掌子面的稳定，为掌子面的封闭与初期支护作业提供安全作业时间，保证隧道作业的安全。

2、初期支护

在每循环完成掘进作业后，及时进行初次喷射混凝土作业，对掌子面进行封闭，维持围岩的稳定状态，在初次喷射混凝土作业完成后，及时进行工字钢拱架的安装和挂网喷射混凝土作业。

3、爆破的控制

在主洞掘进作业时，必须采用控制爆破进行掘进所需要进行的爆破作业，不得随意放大炮，炮孔的布置与装药量严格按爆破设计进行，并根据现场实际的效果进行修正，保证开挖轮廓线的准确，不出现超挖和欠挖的现象。

4、超挖的处理

在初期支护的施工中，对于掘进过程中出现的极个别超挖情况要认真进行处理，特别注意初期支护背后，不得出现空腔体。防止在后续作业中，临空面受到爆破等振动和围岩收敛时，造成位移破坏和局部坍塌情况的出现。

5、超前支护

对于Ⅲ类围岩以下的围岩类别，需要按设计要求进行超前支护的施作，特别要注意系统锚杆和超前导管的施作，在地质条件不良时，尤为重要。要充分保证初期支护完成后，形成支承圈，与围岩共同形成承载体，对周边形成稳定支承。

四、仰拱施工

1、仰拱开挖

在主洞初期支护完成后，结合监测结果，在具备仰拱施作条件后，应及时进行仰拱的开挖和混凝土浇筑作业。依据设计要求，横向以中央排水沟为界，将仰拱分成两部分，分块进行。按前期完成的中隔墙的混凝土施工缝的布置，进行仰拱的纵向分块。仰拱开挖时不得在左右洞对称开挖，应前后错开至少一模的距离。

注意按设计要求进行相关的钢筋安装及拱架连接（Ⅱ类围岩），保证仰拱与上部侧墙部位的型钢拱架、钢筋间有良好的接合。对于Ⅱ类围岩在钢拱架安装完成后，还要及时进行喷射混凝土的作业，形成强度后，方可进行仰拱混凝土的施工。

2、仰拱回填

仰拱作业另一个控制重点是在施作片石混凝土回填时注意控制回填片石的质量和掺入片石的方法，这是一个薄弱环节。不得采用不合格的片石填入仰回填混凝土，也不得采用机构掺片石。否则将导致仰拱内部混凝土不实及混凝土总体强度不足，影响仰拱质量，也对隧道运营安全形成隐患。

3、排水设施

仰拱作业时，注意进行测量控制，保证仰拱的顶面标高及底面标高符合设计，控制仰拱的线型，准确设置中央排水沟，并按隧道洞内排水的要求设置中央排水管和横向排水管，保证侧墙部位的水能排入中央排水沟中。

五、二衬施工

复合式的衬砌结构设计中的二次衬砌是作为安全储备或承受后期围岩压力和饰面，在Ⅳ类及以上围岩，二次衬砌按安全储备和饰面设计，在Ⅲ类及以下围岩，按承载(后期的围岩压力)结构设计。对于本项目的隧道工程而言，隧道围岩均为Ⅲ类及以下类别，因此，二次衬砌支护是作为承载的结构为主的，必须在合适的时机完成，保证隧道的安全。

1、施作的时机

二次衬砌施工过早，会使二次衬砌承受较大的围岩压力，易造成开裂，过晚又不利于初期支护的稳定。因此，在施工中应进行监控量测，掌握围岩和支护的变化规律，及时调整支护与衬砌设计的参数，并确定二次砌和仰拱的施作时间，使衬砌结构保证质量和安全可靠。

2、施作的条件

二次衬砌应在围岩和初期支护变形基本稳定，并按照设计要求，达到以下条件时进行施作。

a.隧道周边的位移速率有明显的减缓的趋势；

b.的工作脚附近水平收敛的速度小于每天0.2mm，或拱顶的位移速度小于每天0.15mm；

c.施作二次衬砌前，已产生的位移量（收敛量）已达总位移量（总收敛量）的80%以上。

d.初期支护没有再发展的明显裂缝。

e.对于Ⅱ类围岩而言，因其自稳的能力比较差，稳定性不易控制，二次衬砌可适当提前进行施工，可以早些形成隧道的承载圈，达到稳定、安全的目的。

3、二次衬砌施作时的注意事项与要点

a.施工前注意将初期支护的锚杆与小导管的露头进行处理，使初期支护表面无尖锐突出物，防止对防水板造成破坏。

b.防水板的安装要认真按设计要求进行，相邻板块间焊接要满足搭接宽度要求。在钢筋安装时，注意对防水板进行防护，防止出现烧伤。

c.注意按设计要求预埋各种防排水设施与材料，处理好相邻混凝土段落间的接头部分，防止出现隧道的渗、漏。

d.预埋好各种电气、通讯管道和槽口，按设计位置安装，不得遗漏。

六、结语

尽管在施工作业的过程当中，我们按照设计要求和隧道作业施工规范认真实施，但因为隧道工程本身的特点，地质条件的复杂性和不均匀性，因此，在处治措施不及时时也会不可避免的出现一些意外事件。因此，在双连拱隧道施工过程中要特别重视加强观察和监测、加强掘进控制、初期支护的质量控制和掌子面局部坍塌的处理。提前制定各种处治方案，严把工序质量关，严格工艺控制措施，确保隧道安全。