双连拱隧道施工技术

摘要：宛坪高速公路是国家重点公路上海至武威国家重点干线公路的重要组成路段，B12标共有4座隧道总长783m，为关键和难点工程。本文结合现场施工的经验就公路双连拱隧道施工中的技术难题及其解决办法发表点看法。

关键词：公路连拱隧道 中隔墙 施工

1 总体施工方案

隧道采用先中导洞法进行施工，中导洞贯通、中隔墙衬砌完成后进行其余部分开挖作业。Ⅱ类、Ⅲ类围岩采用双侧壁导坑法施工；Ⅳ类围岩采用台阶法施工，台阶长度15-20m；左右洞开挖距离控制在30m以上；利用新奥法原理，开挖后及时施做初期支护，量测紧跟，以量测数据分析确定加强初期支护及二次衬砌时间，衬砌台车进行全断面衬砌。明洞采用明挖明做的方法施工，在确保洞口边仰坡稳定的条件下，然后就地模筑全断面整体式砼衬砌。

2 施工工艺与施工方法

2.1 施工工序 Ⅱ、Ⅲ类围岩：中导洞开挖及支护中隔墙衬砌左、右洞侧壁导坑开挖及支护（两洞相距30m）中隔墙加固左右洞上半断面开挖及支护左右洞下半断面开挖及支护仰拱开挖仰拱衬砌二次模筑砼施工。Ⅳ类围岩：中导洞开挖及支护中隔墙衬砌中隔墙加固左、右洞上半断面开挖及支护左右洞下半断面开挖及支护仰拱开挖仰拱衬砌二次模筑砼施工。

2.2 中导洞施工及中隔墙衬砌

2.2.1 导洞开挖及支护。开挖断面宽度为5.96m，高度为7.74m，中导洞采用全断面开挖，人工钻眼，采用光面爆破，装载机配合自卸车出渣。中导洞的支护：Ⅱ类围岩超前支护采用φ50注浆小导管，小导管长度5m，间距40cm，角度5～7°，搭接长度1m，注浆材料采用水泥浆，水灰比一般为0.5：1～2：1，注浆压力为0.5-1.0MPa，必要时在孔口处设置止浆塞。

2.2.2 Ⅲ类围岩。超前支护采用RDN25中空锚杆，锚杆长度3.5m，环向间距1m，搭接长度1m，锚固砂浆达到设计强度的70%后再进行开挖。

2.2.3 中隔墙衬砌。中隔墙衬砌开挖支护完成后统一衬砌，从中间向两侧同时进行，衬砌用墙架选用14#工字钢制作，模板采用组合钢模板，混凝土集中拌合，混凝土运输采用泵送，插入式振捣器振捣。

2.2.4 中隔墙的保护。在双洞联体隧道中，要注意中隔墙上方用混凝土回填密实，必要时及时进行压浆加固。在主洞掘进时，要保护中隔墙墙体和中隔墙顶部与拱部的结合部。针对被保护的部位在掘进时采取了以下措施：①在主洞开挖前，首先用I20b工字钢支撑对中隔墙左（右）侧部分进行加固处理，工字钢支撑的纵向间距应与中导洞临时支护的拱架一致，并与之焊接牢靠。②对中隔墙墙体及顶部的保护。开挖主洞时，在爆破手段上采取控制爆破，一次的齐爆药量控制在能承受的质点振动范围内。

2.3 主洞开挖

2.3.1 主洞洞口段大管棚施工。为保证主洞开挖的顺利进行，必须对主洞洞口段进行超前支护。洞口段用大管棚进行超前支护。大管棚施工就是沿拱部开挖轮廓线外0.3m处沿外插角2°打入φ89钢管（间距0.4m，钢管长20m），然后压入水泥浆，使拱部上方形成管棚。

2.3.2 超前支护。Ⅱ类围岩深埋段及Ⅲ类围岩破碎段采用小导管注浆进行超前支护，施工方法见中导洞超前支护部分。

2.3.3 主洞开挖及支护。主洞选用风动凿岩机钻孔开挖，施行光面爆破，喷锚支护，出碴运输方式用无轨运输，侧卸式装载机装渣，8t自卸车运输。

2.3.3.1 II、III类围岩。①II、III类围岩采用侧壁导坑法施工。②Ⅱ类围岩主洞临时支护。侧壁导坑内侧开挖时采用φ22砂浆锚杆超前支护，φ22砂浆锚杆、挂网、C25喷射砼18cm（浅埋段20cm）。③Ⅲ类围岩主洞临时支护。侧壁导坑内侧开挖时采用φ22砂浆锚杆超前支护，φ22砂浆锚杆、挂网、C25喷射砼16cm。

2.3.3.2 Ⅳ类围岩。Ⅳ类围岩采用台阶法施工，台阶长度为15-20m，临时支护采用RD25N锚杆，格栅钢架，C25喷射砼20cm。掏槽眼与距中隔墙较近的眼先起爆，实施逐排逐孔起爆顺序。

2.3.4 临时支护。断面开挖后，立即喷砼以封闭断面，同时量测紧跟，根据量测信息及时调整开挖及支护手段及时机，必要时立即进行砼二次衬砌。

2.3.5 围岩量测

2.3.5.1 量测项目及仪器。①洞内围岩、支护和地表状况观察。②上导拱顶下沉量测，采用拱顶位移计，精密水准仪和标准钢尺，读数精度1.0mm。③上导净空水平收敛量测，收敛计读数精度0.01mm。

2.3.5.2 量测内容。监控量测项目分为必测项目和选测项目。必测项目为日常施工管理必须进行的量测，其中包括：地质及支护状况观测、周边位移、拱顶下沉、锚杆内力及抗拔力量测。选测项目包括：围岩内部位移量测、地表下沉量测、初期支护及二次衬砌混凝土应力量测、围岩压力及层间支护量测以及钢支撑应力量测等。

2.3.5.3 量测方法。①隧道每次爆破后和初喷后通过肉眼观察、地质罗盘测量和锤击检查。对围岩稳定性进行评价，判断围岩类别是否与设计相符，必要时拍照，测量地下水流量。每一量测断面要有一张记录。②围岩周边位移量测。在预设点的断面，隧道开挖爆破以后，尽可能早地沿着隧道周边的拱顶、拱腰和边墙部分埋设球头测桩。测桩埋深在35cm左右，钻孔直径同锚杆，用快凝混水泥或早强锚固剂固定，测桩球头需设保护罩。采用钢尺式周边收敛计量测周边收敛变形。

2.3.6 防排水施工

2.3.6.1 隧道衬砌防水卷材的安设。两隧道衬砌防水采用350土工布和1.5mm厚防水板，铺设在初期支护和二次衬砌之间。防水卷材的安设在自制的台车上进行，安设采用吊挂式，每1m2不少于一个吊挂点。为了保证粘结质量，粘结工作在洞外进行，粘结成大块后进洞安装。洞外场地平整硬化，并采取防雨措施。防水卷材大块在平整的场地上拼接，环向长度根据隧道实际喷砼内轮廓长留出1.0～1.5m富余量，以防浇注砼时拉坏。拼接缝宽度10cm，洞内接缝和二次衬砌工作缝错开1m以上。

2.3.6.2 施工缝和沉降缝防水。施工缝和沉降缝均采用中埋式橡胶止水带，间距10m。止水带预埋于衬砌厚度的1/2处，在浇捣砼及止水带定位时，应注意安装位置和振捣压力，以避免止水带偏移，要充分振捣，使止水带和砼很好贴合。

2.3.6.3 衬砌排水施工。纵向间隔5～10m环向设置Ω型半管排水管，把水引入横向排水管经由排水沟排出洞外。环向排水管安装在初喷砼后进行，在有渗水处安装排水半管，然后再喷砼覆盖。在初期支护完成后，有渗水处纵向间隔3.0m，无水处间隔5.0m，从拱腰至墙底打深50cm排水孔3～5个，环向设置YAS型排水半管，把水引入纵向排水管，半管外用砂浆封闭。在边墙下部设PVCφ100×4纵向排水管和防水板同时施工。

2.4 主洞衬砌

2.4.1 衬砌工艺流程

2.4.2 施工方法

2.4.2.1 拱衬砌及填充。仰拱衬砌及填充前：一是清除仰拱底部的虚碴、杂物及积水；二是制作仰拱拱架，准备水沟、电缆沟架及模板；三是复核好隧道中线。先衬砌仰拱，待混凝土终凝后，随即进行半幅仰拱填充施工。填充顶面以下的边墙及水沟、电缆沟可与填充同时施工。

2.4.2.2 基底处理。在衬砌施工前，首先彻底清除基础下的松渣，露出基岩，严禁欠挖，排除积水。

2.4.2.3 防水板及排水管铺设。严格按设计施工，保证洞内不积水，确保施工正常进行。

2.4.2.4 衬砌台车就位及模板安立控制。采用整体式液压衬砌台车进行隧道拱、墙二次模注砼衬砌。首先铺设台车轨道，纵向移动台车至衬砌位置，调整就位符合要求后，支立牢固；调整模板支立丝杠及千斤顶，按设计顺序逐块立模至设计位置，经校核无误后，锁死丝杠及千斤顶，搭设平台，准备灌注混凝土。①混凝土浇注。混凝土在浇注送入仓时，注意经常通过衬砌台车的观察窗口观察混凝土的浇注情况。混凝土分层厚度0.3～0.4m，采用插入式振捣器为主、附着式振捣器为辅的振捣方式，封顶时用附着式振捣器振捣。②拆模及养护。砼强度达到设计强度的20%，即5Mpa方可拆模，然后浇水养护，养护时间为24天。

3 结束语

双连拱隧道是目前高速公路施工中一种较新的隧道结构形式。它不仅可以满足上、下行车分离的要求，而且占地少，接线难度小，是当前高速公路隧道施工常采用的隧道结构。笔者结合实践经验，对双连拱隧道的施工方案和工艺流程进行整体说明，并重点解析Ⅱ、Ⅲ类围岩和Ⅳ类围岩的开挖支护技术措施，希望能对解决连拱隧道设计与施工的难点提供一定的帮助。

参考文献：

[1]田如金.双连拱隧道施工问题研究[J].科技创新导报，2008（25）.

[2]邵晓龙，朱广平，苏清义.FLAC-2D在双连拱隧道施工过程中的应用[J].价值工程，2010（05）.

[3]陶宪忠.双连拱隧道开挖施工技术研究[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2009（04）.