公路双连拱隧道施工技术

何 慧 吴 婷

（1、江西省高速公路投资集团有限责任公司，江西 南昌 330000 2、广东晶通公路工程建设集团有限公司，广东 广州 510635）

1 双连拱隧道设计和施工特点

1.1 埋深浅长度短

因连拱隧道通过的地段一般山势较低，其最大埋深在50-80M左右，纵向长度在500M以下，在长度较大，山势较高一般不采用连拱隧道，而采用上下行线分开的单拱隧道。

1.2 偏压

连拱隧道通过地段地势较陡，上下行线两侧埋深不同。整条隧道也就不同程度的存在偏压，特别是洞口偏压严重，这给隧道口施工带来很大困难。

1.3 由于埋深浅，双拱隧道一般地质条件复杂，围岩软弱破碎，节理发育差。隧道内的水，受地表水影响较大。雨季施工困难，给隧道施工的安全增加了难度。

1.4 跨度大

与铁路隧道相比，单跨公路隧道本身跨度就较大（12.8M），两个单拱隧道连在一起，其跨度是单供隧道的2倍达26.4M。相当铁路隧道车站的跨度，而且结构复杂，施工非常困难。

1.5 施工工序复杂，工序间相互影响大

双拱隧道的设计特点：偏压、跨度大。决定其施工必须分多个步骤进行。各个工序相互影响很大，就要求双连拱隧道的施工必须要有科学合理的施工组织设计。

2 双联拱隧道开挖及支护施工方法

本隧道开挖施工采用中导洞-侧导坑-主洞开挖施工方法。隧道衬砌设计以新奥法原理为指导，采用复合式衬砌。Ⅱ级围岩采用中导洞、侧导坑临时支护形式开挖施工。

2.1 施工前准备工作

连拱隧道施工机具设备同一般隧道，施工前做好边仰坡的临时防护及排水工作，洞口地表沉降观察点布设埋置完成并测量初始数据。

2.2 连拱隧道施工工序

中导洞开挖、初期支护→中隔墙施工→侧导洞开挖、初期支护→主洞上台阶开挖支护→主洞下台阶开挖→主洞仰拱开挖、初期支护→仰拱钢筋混凝土浇筑→防排水设施的施工→二次衬砌浇筑→洞内装饰。

2.2.1 中导洞施工：中导洞超前施工，是连拱隧道施工的关键工序之一。一是便于探明地质情况，做好记录，为确定主洞施工方案提供依据；二是通过初期支护和中隔墙施工，提前对导洞上部围岩进行支护，加强围岩本身的稳定性，充分利用围岩本身的自承力，抑制围岩在主洞开挖时产生过大的变形。

2.2.2 中隔墙施工。中隔墙上方的围岩是薄弱环节，施工过程中在中导洞开挖及左右侧隧道拱部开挖时有三次扰动，同时伴有不利的偏压、变位和不平衡推力都要作用在坚实的隔墙上，故中隔墙施工是本隧道施工的一个重点和难点。（1）基底处理。清除基底浮碴、杂物和积水，施作混凝土找平层。由于Ⅱ级围岩段基底岩层破碎，采用地基锚杆锚固地层，锚杆采用φ22砂浆锚杆，长度为2.5m，纵向间距20cm横向间距100cm梅花形布置。（2）中隔墙分段浇筑。中隔墙底清理完毕后，分段浇筑中隔墙混凝土。浇注段每段长9.0m。模板采用6mm厚钢板制作大块模板，拐角处设异形定形钢模，模板间螺栓连结；钢筋现场绑扎、焊接；泵送混凝土施工，插入式振捣器捣固。混凝土按先基础、后墙身、再顶帽的顺序进行灌注。中隔墙顶面与主洞初支混凝土联结处，凿毛处理。（3）中隔墙顶部填充。中隔墙与拱顶间空隙采用KBY-50/7型注浆泵、分次压注水泥浆回填密实。（4）中隔墙防护。在侧导坑、主洞环形开挖及核心土开挖爆破时将对已完成的中隔墙衬砌带来影响，施工中除采取“短进尺，弱爆破”及调整最小抵抗线方向外，采用4～5mm厚的人造纸板和圆木支顶进行防护；同时加强另一侧导洞的支护，防止单侧二次衬砌后产生偏压，引起中隔墙偏移。（5）中隔墙顶防排水。中隔墙衬砌拆模后，先对中隔墙与中间岩体接触段进行喷射混凝土封闭，然后进行灌浆处理，确保中隔墙顶与中间岩体间密贴。主洞开挖时，在中隔墙顶部两侧与水平排水管对应设排水立管，排入中心排水沟中。

3 隧道主洞施工

3.1 侧导坑开挖及防护。侧导坑可根据现场实际情况及时施工，以不干扰中隔墙为原则。其开挖支护同中导洞施工。

3.2 隧道主洞施工。洞身开挖施工隧道主洞采用上台阶下台阶以及仰拱三步施工，隧道出碴方式采用无轨出碴，配备挖掘机和侧翻装载机进行装碴作业，大型自卸运输车运碴，设备按“快速掘进”模式配备，重点是做好施工工序的合理安排及机械的合理调配。

1）型钢拱架支护施工方法。钢架加工：按照设计尺寸在平整的场地上放出1∶1大样，把整榀钢架根据不同的开挖方法分成不同的单元和块别，并焊好连接法兰，法兰的焊接准确周正，孔眼对应。使用前将各单元编号预拼，无侧弯、扭曲、错台等缺陷，方可使用。钢架架立：首先要测量准确，架立后复核，钢架尽可能与围岩贴靠紧密，两侧底脚使用垫块支垫牢固。如基底松软时设置垫板，防止支撑受力下沉，必要时用混凝土加固基底。锁脚：每单元接头处施作锁脚锚杆，通过钢架或型钢钢架与锚杆的焊接，将钢架锁定到墙上。锚杆打设，与水平成约45°角倾斜向下，以改善受力状态。连接：用螺栓连接牢固，钢架与纵向锚杆焊牢，钢架与钢架之间用φ22螺纹钢焊接连成整体，起到整体支护效果。纵向连接筋按八字型交错连接成桁架结构，结点呈不可活动绞形式。此法抗扭性好，利于整体性和稳定性的提高。加楔：在钢架与围岩间空隙加混凝土预制楔块，保证围岩压力均匀传至钢架上。

2）中空注浆锚杆施工方法。中空锚杆由锚杆杆体、钢筋混凝土用钢筋、连接套、垫板、螺母、排气管、止浆塞和锚头等组成。锚杆必须设置垫板，施工时锚杆垫板必须与围岩密贴，锚杆尽量垂直与岩石层面和节理裂隙面施工。用凿岩机凿孔并清孔，将组合好的杆体插入锚孔的同时，安放好排气管；在锚孔的尾端套上止浆塞，并安装在锚孔内，用快装注浆接头把露在外端的中空注浆锚杆与注浆泵相连，排气管从注浆接头穿出；开动注浆泵，使砂浆充盈锚杆及杆体与孔壁空隙，如有需要压注浆改善围岩结构，必须待注浆的压力示值达到设计要求后再停止注浆。

3）钢筋网施作方法。钢筋网铺挂以前必须进行除锈，铺设时搭接长度不得小于设计要求，并且保证网片与围岩见接触紧密，当岩面有明显凹凸时，要将网片压弯或采用钢筋敷条以保证密贴；钢筋网片须与钢架或锚杆焊接牢固以达到整体受力。

4）喷锚支护施工。操作顺序：初期支护中，根据围岩量测结果，分4～7层喷射混凝土。喷射时先开液态速凝剂泵，再开风，后送料，以凝结效果好、回弹量小、表面湿润光泽为准。

喷射混凝土采用湿喷工艺。搅拌混合料采用强制式搅拌机，搅拌时间不小于2分钟。原材料的称量误差为：水泥、速凝剂±1%，砂石±3%；拌合好的混合料运输时间不得超过2小时；混合料应随拌随用；混凝土喷射机具性能良好，输送连续、均匀，技术性能满足喷射混凝土作业要求；喷射混凝土作业前，清洗受喷面并检查断面尺寸，保证尺寸符合设计要求。

4 结束语

双连拱隧道具有结构紧凑、跨度大、承载能力好等诸多优点，采用双连拱结构可以使双线线路整幅通过山体，在保证相同的行车道宽度条件下可减少对土地的占用，又可以大大节省投资。但同时又由于双连拱隧道又存在覆跨比小、难以自然成拱、开挖时易坍塌以及中隔墙部位易渗漏水等质量通病使施工难度增大。

[1]陈浩雄，殷杰.隧道施工[M].中国铁道出版社，1995.

[2]易萍丽.现代隧道设计与施工[M].中国铁道出版社，1997.