对连拱隧道中大跨度施工技术的探讨

对连拱隧道中大跨度施工技术的探讨

摘要对连拱隧道进行了介绍，结合具体工程实例，从中导洞施工、中隔墙施工、中隔墙顶部防排水、正洞开挖等方面对连拱隧道的施工工艺进行了介绍，强调了隧道监控量测的重要性，从而完善连拱隧道施工技术，积累连拱隧道施工工艺。

关键词连拱隧道；大跨度施工工艺

随着我国公路隧道建设的发展，连拱隧道也越来越多。连拱隧道一般应用于中短隧道，常常与边坡结合在一起，同时连拱隧道施工过程非常复杂，不同的施工方案带来不同的力学行为，故有必要对连拱隧道在施工方案进行了分析，尤其是在边坡影响的情况下。

1工程概况

某隧道全长450m，为双向六车道，隧道采用三心圆结构（r1=850cm，r2=600cm），双洞总跨度达34.39m，设计标高为5m，设计时速120km/h。

隧道地处钾长花钢岩构成剥蚀低山、丘陵区，山体东坡较缓，西坡相对较陡，地表植被十分发达，主要灌木及少量松木、杉树，进出口段表部为含碎石亚粘土，结构松散，下伏基岩为某山早期侵入强风化钾长石花岗岩，岩石节理发育，呈破碎结构，稳定性差，在隧道开挖后，改变了岩体的初始应力状态，在应力释放和应力重分布过程中，岩体向洞内产生变形，如不及时支护，极易造成坍塌现象的发生。隧道中间段为燕山晚期第二次侵入微风化钾长石花岗岩，岩石呈块状构造，岩体呈镶嵌结构，受风化程度小，硬度系数f≥13，围岩整体性强，利于洞身开挖的安全。该区内地震烈度为Ⅵ度区，地震强度低。

2施工方案

针对施工工期较为紧张，我们结合了本设计及地质实际情况，借鉴国内同类隧道施工的成功经验，优化了设计方案，采取了中导洞、中隔墙超前，隧道正洞与中隔墙平行作业的方式，其具体的工艺流程为：先施工中导洞，贯通后浇筑中隔墙墙砼，待砼强度达到设计强度，并能独立完成岩体承载后进行正洞施工，仰拱及二次衬砌跟上，正洞施工到围岩变形基本稳定后，进行另一侧正洞施工。

1）辅助施工措施。①超前大管棚施工工艺。隧道进出口属于浅埋段，属五级围岩，为保证安全进洞，本设计设置了长管棚支护，管棚钢管采用外径中108mm，壁厚6mm热轧无缝钢管，每根钢管总长为40m，由节长4m、6m的钢管采用15cm连接套管丝扣连接，相邻接头错开不小于1m，沿线路纵向同一横断面接头数不大于50，钢管以0.50～10夹角打设，每个洞口设置47根，环向间距40am，钢管上注浆孔径为10mm，呈梅花型布置，间距15cm，为方便插入，钢管前端做成尖形。打设完毕后，注浆机注入水灰比为1:1的C25水泥浆对围岩

进行加固，注浆压力为2.0～2.5MPa，注浆过程可根据现场情况进行调整，注浆结束后及时用锚固剂塞堵注浆口，防止跑浆。②小导管注浆。除大管棚范围外的四、五级围岩，均采用小导管作为超前支护，小导管采用外径为中50，壁厚4mm，长5m的无缝钢管，五级围岩每隔两榀拱架共设置一环，每环设置47根，环向间距为40cm，四级围岩每隔三榀拱架设置一环，每环设置53根，环向间距为35cm，前后两排搭接长度不小于1m，钢管前端呈尖锥状以便插入，尾部焊上中6加劲箍，管壁四周钻中10压浆孔，在施工过程中，小导管穿过钢拱架已设置好的孔洞，与洞轴线成60～90角打入围岩拱部，小导管尾端焊接在钢拱架上，注浆材料采用水泥浆，其浆液的水灰比为1:1，注浆压力为1.0～1.5MPa。

2）中导洞掘进施工方法。中导洞开挖对连拱隧道施工所起到的作用是相当显著的，它既可对洞身岩层情况起到先行探察的作用，可以为主洞开挖积累资料和摸索情况，指导正洞的施工，在明洞开挖完毕后，经过精确测量定出中导洞的开挖轮廓线，五级围岩采用微台阶法施工，上台阶采用手持式气腿凿岩机进行开挖，每次开挖进尺为0.7～0.8m，下台阶采用浅眼松动爆破与小型挖掘机相结合进行，上下台阶相距3～5m，四级以上围岩采用台阶施工，微差控制爆破，严格控制单段药量，以降低爆破垂振动速度对围岩的扰动。

3）正洞开挖方法。在强预超前支护的作用下，正洞开挖采用三台阶法，先拱后墙、自上而下、分部开挖，上台阶采用拱部环形开挖留核心土，开挖高度以中隔墙基准面至主洞拱顶之间部分，以便能及时对拱部进行支护，中台阶为边墙顶至上台阶之间，下台阶主要为边墙部分，为方便机械化配合施工及出碴，每个台阶间距控制在5～8m之间，由于跨度大，危险性高，在开挖过程中，控制爆破是关键，拱部开挖严格控制周边眼间距，以10～20cm为宜，遵循着“多布眼，少装药” 的原则进行，采用毫秒微差控制爆破，分片、分区进行，为防止爆破过程飞石将中墙砼撞出，应保证中导洞未拆除初期支护部位距离掌子面不小于10m，同时，为保证开挖安全，两侧正洞开挖需错开一定距离，以30～50m为宜，此时有可能形成了对中隔墙的偏压，如处理不当，极易造成中隔墙受力抗弯破坏。

4）初期支护。在施工过程中，应严格遵循新奥法理念，对每个循环开挖完成后及时对围岩进行初喷与支护、喷射砼，保持围岩自承状态，防止严重的松弛卸载钢支撑在初喷2cm后架设，拱脚必须置于稳固的基础上，钢筋网片与锚杆、拱架必须焊接连成整体后喷射砼，喷射作业分段、分片、分层自下而上依次进行。

5）砼衬砌施工方法。①中隔墙砼浇筑。中隔墙作为整个隧道的受力平衡支撑点，其施工的好坏直接影响整个洞身的整体安全性，对基底的承载能力要求也极为严格，要求不小于300KMp，因此，对五级围岩中隔墙基础设置了Φ22mm早强砂浆锚杆长3m，间距为80*75cm，进行地基加固处理。采用自制的定型模板，7.5m为一组进行循环施工，钢筋安装好后，认真对模板进行了支撑加固，严格控制中隔墙顶标高、尺寸，采用输送泵泵送施工，中隔墙顶部空隙采用C25喷射砼回填密实。②仰拱施工。仰拱随正洞的开挖一段距离后及时施工，以形成封闭结构，与拱圈初期支护组成一个整体的受力环。为不影响前方施工，我们采用半幅错开旅工，为保证厚度，施工过程中准确测出仰拱基底标高，待仰拱砼强度达到70％后，采用C10片石砼进行回

填。

6）防排水施工技术。隧道内防排水坚持“以排为主，防排堵相结合”的综合治理原则，结合隧道水文地质情况，结合环保要求，本着将地下水和冲洗水分开排放的原则。隧道施工前应先按设计要求及时做好洞顶、洞口的地面排水系统，防止地表水的下渗和冲刷；应清理洞口附近地面，开沟疏导封闭积水洼地，不得积水。勘探用的坑洼、探抗等应回填粘土，并分层夯实。洞外路堑向隧道内为下坡时，路基边沟应做成反坡，向路堑外排水，并宜在洞口3m～5m位置设置横向截水设施，拦截地表水流人洞内。洞内反坡排水时必须采取机械排水，排水方式可根据距离、坡度、水量和设备等情况选用排水沟或管路，或分段接力或一次将水排出洞外。施工废水应通过管路及不透水的沟槽排泄到隧道范围以外，临时开挖面底部不得积水。施工中遇到地下水应逐段取样化验，了解有否侵蚀性，以便及早采取防腐蚀措施。

3结语

随着高速公路的发展，整体式设计频频出现，伴随着出现连拱隧道，但在很多情况下，连拱隧道施工存在着很多的施工问题，给工程带来较大的负面影响，隧道基本施工过程来谈谈连拱隧道的施工技术，协调导洞与主洞施工的关系。