道路隧道工程中的无导洞技术研究

王师坤

（广西桂商实业投资有限公司，广西 南宁 530200）

0 引言

连拱隧道工程过程中，通常会采用中导洞、三导洞以及侧壁导坑等方式来进行。虽然采用导洞法具有较强的实践经验，但是导洞技术的工艺较为复杂，同时过程中各个工序之间会存在较大的干扰。导致在进行导洞法过程中需要设置导洞的临时支护，不仅增加了隧道的周期，还增加了隧道工程建设的经济投入。无导洞技术在隧道工程建设中不需要进行导洞的设置，能够有效缩短周期，降低过程中各种工序之间的干扰情况，从而更加快速地完成隧道工程的，具有较高的经济效益[1]。

1 工程概况

某隧道工程为双向4 车道连拱隧道，隧道长度为420m，隧道左右幅累积长度为840m，隧道的限界净宽为10.25m，隧道净高为5.0m，最大埋深为85.0m。由于隧道所处地区的地壳构造运动较为强烈，所以在进行隧道建设过程中主要采取新奥法基本原理来进行。并通过专业配套设备来形成超前地质预报、光面爆破、锚喷支护、无轨运输以及全断面衬砌等方案。同时，在过程中充分结合超前地质预报方式来对隧道实际情况进行判断，从而来进行围岩辅助设施、支护参数和衬砌结构类型的调整[2]。并采用有效的监控措施来对围岩的稳定性、隧道辅助措施和支护效果进行确定，确保隧道工程方法的合理性和可行性。连拱隧道如图1 所示。

图1 连拱隧道

隧道工程过程中采用了左右侧先后分段的方式。并根据围岩等级情况选择相匹配的开挖方式进行，由于本工程所在位置围岩等级为Ⅳ级围岩和Ⅴ级围岩，所以在过程中采用上下台阶预留核心土法和三台阶法进行Ⅳ级围岩开挖，采用三台阶预留核心土法进行Ⅴ级围岩开挖。同时在进行隧道支护衬砌过程中，采用初期支护和二次衬砌相结合的支护衬砌方式，隧道施工如图2 所示。

图2 隧道施工

2 连拱隧道结构设计

本工程为了有效降低隧道对土地的占用，减小明挖隧道的开挖宽度，所以在进行隧道横断面设计的过程中采用了复墙式连拱隧道布置方式来进行左右隧道的结构设计。而在隧道结构过程中采用了初期支护和二次衬砌的方式来进行隧道的支护，隧道衬砌设计参数如表1 所示。

表1 隧道衬砌设计参数

中隔墙是连拱隧道结构中非常重要的内容，所以，在进行中隔墙二次衬砌边墙的设计中，首先，需要按照不等厚的结构设计方式来设计，从而可以有效保证先行洞的隧道结构能够在过程中具有较好的承受偏压荷载的能力。同时中隔墙的防水需要按照单个隧洞独立防排水系统的设计标准来进行设计。其次，在进行中隔墙设计过程中需要基底具有较强的承载能力，所以需要将隧道进行仰拱设置来提升中隔墙过程中的稳定性和抗压压扁能力。再次，在进行隧道二次衬砌过程中，需要在二次衬砌的背后进行二次注浆措施来使隧道围岩与初期支护以及初期支护与二次衬砌之间的密贴效果更加优秀。通过该方式能够有效实现对中隔墙上部位置松散的围岩结构进行加固处理，从而使隧道结构和围岩的受力状态处于一个较为稳定的水平。最后，由于连拱隧道结构和围岩具有较为复杂的受力状态，在隧道工程过程中，相邻隧道会产生相互扰动的情况，严重影响隧道结构的安全性和围岩结构的稳定性。所以在进行过程中需要充分结合相关理论来对隧道围岩和支护结构的安全性和稳定性进行计算，采用合理的技术来提升隧道结构和围岩的安全性和稳定性[3]。

3 无导洞技术流程

无导洞技术工序流程：①进行后行洞大掌子面的开挖，并做好后行洞大掌子面的临时支撑和初期支护。②进行后行洞小掌子面的开挖，并做好小掌子面的初期支护。③进行后行洞下台阶的开挖并进行下台阶的初期支护。④进行后行洞下台阶右边墙开挖并进行后行洞仰拱的初期支护。⑤进行后行洞仰拱的二次衬砌浇筑，并进行仰拱的填充。⑥进行防水层铺设，并进行后行洞拱墙二次衬砌浇筑。无导洞技术工艺流程如图3所示。

图3 无导洞技术工艺流程

同时在进行无导洞技术的应用过程中需要严格按照无导洞原则来进行：①严格按照动态设计动态组织的方式进行，在过程中严格遵循“管超前、严注浆、弱爆破、短进尺、强支护、勤测量”的原则来进行。②连拱隧道的关键是降低过程对相邻隧道的不良影响，所以过程中需要充分考虑作业对相邻隧道围岩所产生的扰动影响和松弛影响，并对爆破所产生的振动对隧道衬砌结构的影响进行严密的关注，所以在过程中需要严格进行爆破的控制，将爆破产生的振动进行有效地控制。③过程中最重要的内容是注意中隔墙结构的安全性和稳定性，所以在过程中需要充分考虑中隔墙安全和稳定的条件，从而保证支护结构之间的受力处于较为平稳的状态[4]。

4 采用无导洞技术的关键点

（1）本工程过程中采用了先进行地质较差且埋深较浅一侧的隧道，也就是先进行隧道右侧隧洞，作为本工程的先行洞。完成右侧隧洞的贯通并做好二次衬砌浇筑后，再根据设计图纸和方案来进行左侧隧洞的，即后行洞。

（2）在进行后行洞过程中，大掌子面和小掌子面需要采用错步开挖的方式，并将错步的距离控制为10～15m。同时，需要将大掌子面的开挖循环尺寸控制在0.6～1.2m，将小掌子面的开挖循环尺寸控制在≤0.6m，下台阶的边墙开挖循环尺寸控制为≤1.8m，仰拱开挖的循环尺寸控制在≤3.0m。

（3）在进行Ⅴ级围岩段后行洞开挖过程中，需要保证初期支护与大掌子面、小掌子面保持合适的距离。将仰拱与大掌子面的距离控制为≤30.0m，将仰拱与小掌子面的距离控制为≤20.0m。同时在进行Ⅴ级围岩段后行洞衬砌过程中，需要在围岩与锚喷支护形变处于较为稳定的状态后再进行二次衬砌浇筑。同时需要将二次衬砌浇筑与大掌子面开挖位置的距离控制在≤50.0m，与小掌子面开挖的距离控制在≤40.0m。Ⅴ级围岩段后行洞纵向水平示意图如图4 所示[5]。

图4 Ⅴ级围岩段后行洞纵向水平示意图

（4）在进行临时支撑与隧道型钢拱架连接过程中，需要将纵向间距与隧道拱架保持一致。同时需要将临时支撑的位置设置在L 单元和M 单元，并通过螺栓连接的方式进行单元间连接。本工程的初期支护设置选择了HPB300A8 型15cm×15cm 的钢筋网片，并在钢筋网片的挂设过程中采用了紧贴喷射混凝土面的方式。并采用了HRB400C22 纵向钢筋采用沿着钢架内外侧纵向向上交叉布置的方式来进行相邻钢架的连接，并将环向间距控制为1.0m。本工程采用了标号为C25 的混凝土来进行喷涂，并将喷层的厚度控制为0.27m。在进行机械破除区域过程中，需要采用机械碎头的方式来进行，并需要注意控制质量，防止对永久初期支护产生扰动。

（5）需要在大掌子面的A 单元钢支撑装置与L 单元钢支撑装置连接处进行注浆导管的设置，总共设置2根导管，每根导管的长度为3.0m，直径为ϕ42×4，同时需要将导管之间的径距控制为800mm×600mm，并将导管与隧道掘进方向的夹角保持为45°。本工程注浆导管如图5 所示。

图5 本工程注浆导管

（6）在进行临时支护过程中，需要充分结合实际情况来将工字钢的循环利用形式设置成3 次，更好地保障的有序开展。

（7）在进行先行洞与后行洞钢拱架E 连接位置的过程中，需要在先行洞的钢架之间设置一道宽度为30cm，厚度为16mm 的纵向连接钢板，并通过焊接的方式与钢拱架进行连接，来实现对后行洞小掌子面中钢拱架连接。

（8）在进行大掌子面过程中主要采用微爆破与风镐挖掘相结合的方式来进行掘进，同时在过程中需要采取有效的措施来进行围岩振动情况的监测和控制，从而保障能够更好地发挥围岩自身所具备的支撑能力。而在进行微爆破过程中，需要充分结合实际情况以及围岩情况来进行微爆破参数的设计和修正，来提升微爆破的效果，有效降低过程中出现超挖或者欠挖的情况，提升大掌子面断面的精准度和整齐度[6]。

（9）过程中为了防止在进行侧壁开挖时出现临时支撑朝着已开挖支护相邻领导洞倾倒或者失稳的情况，需要采取有效的措施来保证临时支撑与永久支护拱架之间连接的稳定性。所以在过程中需要保证拆除临时支撑与小掌子面支护同时进行，也就是拆除临时支撑过程中立即进行小掌子面掘进，掘进0.6m 后立即进行小掌子面的支护。而需要在主体结构初期支护完成后，且支护结构的稳定性达到设计要求后再进行临时钢架的拆除[7]。

5 结语

综上所述，本文以某双拱隧道工程为例来对双拱隧道的结构设计以及无导洞技术的流程和要点进行了说明。虽然无导洞技术在进行隧道过程中存在一定的局限性，但是能够有效缩短周期提升隧道工程的经济效益。在实际过程中，需要充分结合隧道所在地区的地质情况特点来合理选择技术，并在过程中做好监测工作才能更好地提升隧道工程的建设质量，从而更好地提升整个隧道工程建设的经济效益。