連拱隧道施工技術

林奎君

（貴州路橋集團有限公司，貴州 貴陽 550001）

1 工程概況

某連拱隧道左線長599.48m，右線長595m，縱坡-2.7%。隧道單跨凈寬10.84m，凈高7.02m，單跨采用單心圓，中隔墻為曲線墻，中隔墻最薄處厚1.30m。

2 淺埋段分布情況

某連拱隧道Ⅱ類圍巖地段都是淺埋段，左洞長度為134.66m，右洞長度為127.11m，分別占隧道全長的22.46%和21.36%，其中左洞進口端49.66m、出口端85m，右洞進口端42.11m、出口端85m；明洞進口端左洞5.34m，右洞12.89m，出口端均為22m。隧道場區發育有2條節理密集帶和1條構造破碎帶，洞身受節理密集帶及構造破碎帶影響明顯，涌水量大，圍巖地質條件較差，地下水受季節性影響大，雨季注意防護。

3 施工方案

按照新奧法原理組織施工。Ⅱ類圍巖淺埋段施工堅持“短進尺、強支護、早封閉、勤量測、緊襯砌”的原則。在大管棚或超前注漿小導管超前預支護下，采用側導洞法施工。施工工藝流程是：超前中空錨桿→中導洞開挖支護→中隔墻澆筑→大管棚或超前注漿小導管預支護→側導洞開挖支護→主洞分臺階開挖支護→仰拱澆筑→二次襯砌。

4 隧道Ⅱ類圍巖淺埋段施工要點

4.1 洞口段開挖施工

1)洞口段開挖。洞口段采用分層開挖，以PC22025挖掘機開挖為主，遇堅硬石質地層采用人工鉆眼爆破。2)加強邊仰坡防護。做好洞頂截排水措施，減少雨水對洞口山體穩定的影響，邊仰坡應做好防護，采用10cm厚噴射混凝土+<6220cm×20cm鋼筋網+<22砂漿錨桿(L=5.00m)組成錨噴網防護加固。根據實際情況，對局部進行加強防護，加深或加密錨桿，加大噴層厚度等。

4.2 中導洞施工

洞口圍巖破碎、穩定性差，在中導洞進洞之前，采用<25超前中空注漿錨桿對圍巖進行超前預支護，<25超前中空注漿錨桿長5m，環向間距80cm，縱向間距300cm，以確保施工安全，更好地控制超欠挖。中導洞在開挖時不對稱于中隔墻設置，一側留寬些，易做施工通道，另一側留窄些，減少工字鋼支撐。中導洞從出口端單向掘進，采用全斷面開挖，Ⅱ類圍巖開挖以人工風鎬開挖為主，輔以松動爆破。為防止中隔墻施工前基巖暴露時間過長和洞身積水軟化基底，開挖時基底應預留0.3m～0.5m，待中隔墻施工前再進行基底清理。

4.3 中隔墻施工

中導洞貫通后，中隔墻從進口端開始施工，墻身和基礎分開進行。將中導洞底部開挖到設計高程，基底采用同級混凝土找平，進行基礎施工，立模澆筑基礎鋼筋混凝土。待基礎鋼筋混凝土強度達到1.2MPa以上后，進行墻身鋼筋綁扎、模板安裝、混凝土澆筑。

4.4 輔助施工措施

4.4.1 大管棚施工

隧道采用超前大管棚對Ⅱ類圍巖淺埋段進行預加固。大管棚在套拱施作完成后方可進行施工，套拱長度2m，埋設4榀U25型鋼和<127×4mm孔口套管，采用C25混凝土澆筑而成。套拱對大管棚施工起到導向墻的作用，能較準確控制大管棚打設精度。大管棚采用<108×6mm熱軋無縫鋼管，按環向間距50cm布置，節長6m，大管棚長度35m。大管棚施工采用金星2900管棚專用鉆機鉆孔，先打有孔鋼花管，注漿后再打無孔鋼管。進行水泥-水玻璃雙液注漿，體積比為1∶0.5，水泥漿濃度選擇為1∶1，水玻璃濃度為35Be'。注漿初始壓力在 0.7MPa～1.0MPa之間，終壓為2.0MPa。

4.4.2 超前注漿小導管施工

在Ⅱ類圍巖淺埋段采用超前注漿小導管進行預支護 (在有大管棚地段不需施作超前注漿小導管，但要保留5m的搭接長度)。小導管采用<50×5mm熱軋無縫鋼管，長度5m，環向間距50cm，縱向間距250cm，外插角15°，呈梅花形布置。小導管前端加工成尖錐狀，尾部焊上<6加勁箍，管壁四周鉆8mm注漿孔。注漿采用30號水泥漿。注漿初始壓力在0.7MPa～1.0MPa之間，終壓為 2.0MPa。

4.5 主洞洞身開挖

在中隔墻混凝土強度達到設計強度的70%以上時方可進行主洞開挖。由于左洞處于偏壓狀態，主洞開挖時先開挖左洞。主洞開挖前，在中隔墻右側用工字鋼鋼支撐將中隔墻腰部與圍巖頂緊，防止中隔墻傾覆、側移。采用側導洞法施工。

4.6 主洞初期支護

開挖以人工風鎬開挖為主，盡量減少對圍巖的擾動，開挖后及時噴混凝土封閉巖面，采用U25型鋼鋼支撐、Φ25中空注漿錨桿、Φ6鋼筋網和噴混凝土進行組合支護。下臺階開挖支護后仰拱要緊跟施工，盡早使初期支護閉合成環。在拱腳處每側打4根長3.5m的鎖腳小導管與鋼支撐焊接牢靠，并用焊在小導管上的Φ20鋼筋將鋼支撐箍緊、抱住，對鎖腳小導管進行注漿，以更好地控制初期支護沉降。

4.7 加強隧道淺埋段的監控量測

4.7.1 施工量測

1)周邊收斂量測。采用收斂儀監測。即用一根在彈簧作用下被拉緊的帶狀鋼尺作為傳遞位移的媒介，通過百分表測讀隧道周邊兩點相對位置的變化，從而計算出該兩點基線方向上的相對位移。2)拱頂下沉量測。采用精密水平儀、水平尺、掛鉤式鋼尺配合測量拱頂下沉，精度可達0.01mm。量測時用一把2m～4m長的掛鉤式鋼尺掛上即可。測點的大小要適中。3)地表下沉量測。采用精密水平儀、水準尺配合測量地表沉降，精度可達0.01mm。用經緯儀將所有測點布設于同一直線上。測點鋼筋安設就位后，表面磨平，并用鋼釘等銳器在其表面沖眼標記。

4.7.2 量測數據分析和信息反饋

1)將量測數據進行處理和分析，繪制時間-位移曲線。一般情況會出現以下兩種情況：a.絕對位移值逐漸減小，支護結構趨于穩定，當周邊收斂速度小于0.2mm/d或拱頂下沉速度小于0.15mm/d，且周邊位移率及初期支護表面裂縫發展有明顯減緩趨勢時，可施作二次襯砌。b.位移變化異常，反彎點錨噴支護出現嚴重變形，這時該段支護必須采取加強措施。2)現場監控量測的結果。a.周邊收斂量測。Ⅱ類圍巖淺埋段經過一段時間收斂變形后趨于穩定，說明采用的初期支護參數和施工方法是安全可行的。b.拱頂下沉和地表下沉量測。拱頂下沉：Ⅱ類圍巖淺埋段最大40mm，比控制標準小得多。地表下沉：Ⅱ類圍巖淺埋段開挖后至二次襯砌，測得最大下沉量為72mm，對淺埋段及時施作二次襯砌后，經過一段時間觀測未再發現下沉現象。

5 結語

在快速發展的公路鐵路建設中，在多山的地區，隧道工程在公路鐵路工程中就變成一個重要的組成部分。而且隧道工程相對路面，橋梁工程來說有它的特殊性，一般地質條件都比較復雜而且很難預測，完工后隱患不易察覺，這就須在施工過程中加強施工管理，做好工藝控制。連拱隧道的整個施工過程中，開挖是主要控制規格，初期支護和二次支護的主要目的是變被動支護為主動支護。以達到堵水、引水、排水、防止滲漏。

[1]韓繼勇.連拱隧道施工方法研究[J].山西建筑，2007，33(4):3212322.