山岭无中导洞连拱隧道的施工技术探讨

2018-05-25沈冲刘文豪张龙

建筑与装饰 2018年6期

沈冲刘文豪张龙

中交二公局第二工程有限公司陕西西安 710000

1 无中导洞连拱隧道概述

1.1 无中导洞连拱隧道

在无中导洞连拱隧道的施工中，根据围岩稳定性和超前地质预报可以采用特殊开挖方法或者采用全断面开挖的处理方式，这样一来就使得施工的程序不再烦琐，减轻了对围岩结构的影响，施工操作人员和施工设备也有了足够的操作空间，施工效率得到了比较明显的提高。与以往的工程建设相比，其施工速度明显加快。此外，该类工程的建设中还加入了防水技术，隧道的性能得到了显著的优化。采用该隧道施工方式能够缩短工程的建设周期，对减少工程建设中成本的投入有着非常重要的作用。

1.2 无中导洞连拱隧道优缺点

（1）优点

无中导洞连拱隧道有很多优点，其不采用洞口分幅，所以减少了征迁的工作量。该隧道形式在施工中对隧道两端接线的要求相对较松，接线的工作量较传统方式明显减少，接线的整体走向更加合理。在地形比较复杂的位置，其可更好地进行洞口位置选择，此外还可显著缩短隧道修建的长度。在工程建设中，不需要大量开挖洞口，因此减少了工程周围生态环境的破坏。在工程建设中能够缩小地下空间的占用面积，使空间得到了充分的利用。

（2）缺点

若在工程建设的过程中，围岩条件相对较差且有断层破碎带存在，或隧道偏压的情况下，就需要对施工区域的地表变形予以严格的监控量测。若是采取台阶开挖的施工方法可能会出现比较严重的变形现象，此外，还有可能造成较为严重的地质灾害。该施工方法与传统的中导洞施工方式相比，无法提前精准的对施工前方隧道的地质灾害状况予以有效预报[1]。

2 连拱隧道采用的施工方法

2.1 传统导洞法

这种施工方式首先需要完成中导洞的开挖工作，后要进行中导洞的支护，在中导洞建设完成后还应设置中隔墙，中隔墙建设完成后还应做好墙背的回填处理，保证回填的质量。完成中隔墙的回填后应按照围岩的具体情况选择不同的方式进行先行主洞的开挖和支护，完成后还应对先行洞进行衬砌处理，衬砌的次数为两次。先行主洞施工结束后应对后行主洞进行有效的开挖和支护，最后对后行主洞进行衬砌施工，衬砌的次数为2次。如图1所示。

采用传统中导洞施工存在着较为明显的不足，首先，中隔墙和中导洞顶部的衬砌效果不佳，中隔墙施工的基本条件相对较差，从而增大了松散土体的范围，其荷载作用会施加到衬砌结构上，因此也会极大地影响围岩的稳定性，隧道的受力不能达到最佳状态。其次在对一侧主导洞进行开挖施工时，土体的夯实效果无法得到保证，故而受到主导洞拱架推力的影响会使中隔墙的稳定性受到较大的影响，在施工中空间相对较小，因此也会对施工的质量和水平产生较大的影响。再次，中隔墙顶部与中导洞的支护效果很难满足回填施工的基本要求，所以如果在工程建设中没有采取切实可行的堵水措施，就会对工程的质量及性能产生非常大的影响。

图1 连拱隧道的传统施工步骤

2.2 无中导洞法施工方法分析

（1）无中导洞连拱隧道工法1—单洞施工法

这种施工方法主要是将无中导洞连拱隧道视作两个单独的单洞处理，在工程建设中首先应完成先行洞的开挖处理，在保证先行洞衬砌施工效果的前提下完成后行洞的开挖处理。施工中首先要完成先行洞上台阶的开挖和支护处理，后进行先行洞下台阶的开挖和支护施工。之后应采取有效措施开展加强区及先行洞和仰拱的混凝土施工环节，完成后进行先行洞的二衬处理，之后要分别对后行洞的上下台阶进行开挖和支护施工，结束后应完成后行洞仰拱的开挖和支护施工，最后完成后行洞的二衬施工。

该施工方法将隧道作为单洞处理，加强区以及二衬共同承担了上部荷载，因此结构具有较强的稳定性和安全性，对围岩造成的负面影响也相对较少。但是这种方式下的隧道二衬直接参与到了结构的受力当中，后行导洞开挖中容易对二衬以及加强区产生较为显著的影响，结构的强度防水性都会有所下降。此外该方式施工周期长，增加了工程的建设成本。

（2）无中导洞连拱隧道工法2—先加强区后仰拱

这种施工方法在后导洞上下台阶的开挖施工中不需要在先行洞二衬施工结束后进行，且其加强区可直接作用在围岩结构上。该施工方法中首先应完成先行洞上下台阶的开挖和支护处理，其次是要保证加强区的施工质量和施工效果，后应完成先行洞仰拱混凝土施工工序，再次是要完成后行洞上下台阶的开挖和支护处理，在这一工序结束后还应进行后行洞仰拱混凝土施工，最后完成先行洞和后行洞的二衬以及混凝土施工环节。

该施工方法能够实现先行洞与后行洞开挖的同时进行，此外二衬还可以作为提高结构强度的一个重要元素，工期更短，但是施工中加强区的荷载直接作用在了底部的围岩上，因此对底部结构的稳定性造成了较大的影响，结构受力不理想。