连拱隧道施工技术

林奎君

（贵州路桥集团有限公司，贵州 贵阳 550001）

1 工程概况

某连拱隧道左线长599.48m，右线长595m，纵坡-2.7%。隧道单跨净宽10.84m，净高7.02m，单跨采用单心圆，中隔墙为曲线墙，中隔墙最薄处厚1.30m。

2 浅埋段分布情况

某连拱隧道Ⅱ类围岩地段都是浅埋段，左洞长度为134.66m，右洞长度为127.11m，分别占隧道全长的22.46%和21.36%，其中左洞进口端49.66m、出口端85m，右洞进口端42.11m、出口端85m；明洞进口端左洞5.34m，右洞12.89m，出口端均为22m。隧道场区发育有2条节理密集带和1条构造破碎带，洞身受节理密集带及构造破碎带影响明显，涌水量大，围岩地质条件较差，地下水受季节性影响大，雨季注意防护。

3 施工方案

按照新奥法原理组织施工。Ⅱ类围岩浅埋段施工坚持“短进尺、强支护、早封闭、勤量测、紧衬砌”的原则。在大管棚或超前注浆小导管超前预支护下，采用侧导洞法施工。施工工艺流程是：超前中空锚杆→中导洞开挖支护→中隔墙浇筑→大管棚或超前注浆小导管预支护→侧导洞开挖支护→主洞分台阶开挖支护→仰拱浇筑→二次衬砌。

4 隧道Ⅱ类围岩浅埋段施工要点

4.1 洞口段开挖施工

1)洞口段开挖。洞口段采用分层开挖，以PC22025挖掘机开挖为主，遇坚硬石质地层采用人工钻眼爆破。2)加强边仰坡防护。做好洞顶截排水措施，减少雨水对洞口山体稳定的影响，边仰坡应做好防护，采用10cm厚喷射混凝土+<6220cm×20cm钢筋网+<22砂浆锚杆(L=5.00m)组成锚喷网防护加固。根据实际情况，对局部进行加强防护，加深或加密锚杆，加大喷层厚度等。

4.2 中导洞施工

洞口围岩破碎、稳定性差，在中导洞进洞之前，采用<25超前中空注浆锚杆对围岩进行超前预支护，<25超前中空注浆锚杆长5m，环向间距80cm，纵向间距300cm，以确保施工安全，更好地控制超欠挖。中导洞在开挖时不对称于中隔墙设置，一侧留宽些，易做施工通道，另一侧留窄些，减少工字钢支撑。中导洞从出口端单向掘进，采用全断面开挖，Ⅱ类围岩开挖以人工风镐开挖为主，辅以松动爆破。为防止中隔墙施工前基岩暴露时间过长和洞身积水软化基底，开挖时基底应预留0.3m～0.5m，待中隔墙施工前再进行基底清理。

4.3 中隔墙施工

中导洞贯通后，中隔墙从进口端开始施工，墙身和基础分开进行。将中导洞底部开挖到设计高程，基底采用同级混凝土找平，进行基础施工，立模浇筑基础钢筋混凝土。待基础钢筋混凝土强度达到1.2MPa以上后，进行墙身钢筋绑扎、模板安装、混凝土浇筑。

4.4 辅助施工措施

4.4.1 大管棚施工

隧道采用超前大管棚对Ⅱ类围岩浅埋段进行预加固。大管棚在套拱施作完成后方可进行施工，套拱长度2m，埋设4榀U25型钢和<127×4mm孔口套管，采用C25混凝土浇筑而成。套拱对大管棚施工起到导向墙的作用，能较准确控制大管棚打设精度。大管棚采用<108×6mm热轧无缝钢管，按环向间距50cm布置，节长6m，大管棚长度35m。大管棚施工采用金星2900管棚专用钻机钻孔，先打有孔钢花管，注浆后再打无孔钢管。进行水泥-水玻璃双液注浆，体积比为1∶0.5，水泥浆浓度选择为1∶1，水玻璃浓度为35Be'。注浆初始压力在 0.7MPa～1.0MPa之间，终压为2.0MPa。

4.4.2 超前注浆小导管施工

在Ⅱ类围岩浅埋段采用超前注浆小导管进行预支护 (在有大管棚地段不需施作超前注浆小导管，但要保留5m的搭接长度)。小导管采用<50×5mm热轧无缝钢管，长度5m，环向间距50cm，纵向间距250cm，外插角15°，呈梅花形布置。小导管前端加工成尖锥状，尾部焊上<6加劲箍，管壁四周钻8mm注浆孔。注浆采用30号水泥浆。注浆初始压力在0.7MPa～1.0MPa之间，终压为 2.0MPa。

4.5 主洞洞身开挖

在中隔墙混凝土强度达到设计强度的70%以上时方可进行主洞开挖。由于左洞处于偏压状态，主洞开挖时先开挖左洞。主洞开挖前，在中隔墙右侧用工字钢钢支撑将中隔墙腰部与围岩顶紧，防止中隔墙倾覆、侧移。采用侧导洞法施工。

4.6 主洞初期支护

开挖以人工风镐开挖为主，尽量减少对围岩的扰动，开挖后及时喷混凝土封闭岩面，采用U25型钢钢支撑、Φ25中空注浆锚杆、Φ6钢筋网和喷混凝土进行组合支护。下台阶开挖支护后仰拱要紧跟施工，尽早使初期支护闭合成环。在拱脚处每侧打4根长3.5m的锁脚小导管与钢支撑焊接牢靠，并用焊在小导管上的Φ20钢筋将钢支撑箍紧、抱住，对锁脚小导管进行注浆，以更好地控制初期支护沉降。

4.7 加强隧道浅埋段的监控量测

4.7.1 施工量测

1)周边收敛量测。采用收敛仪监测。即用一根在弹簧作用下被拉紧的带状钢尺作为传递位移的媒介，通过百分表测读隧道周边两点相对位置的变化，从而计算出该两点基线方向上的相对位移。2)拱顶下沉量测。采用精密水平仪、水平尺、挂钩式钢尺配合测量拱顶下沉，精度可达0.01mm。量测时用一把2m～4m长的挂钩式钢尺挂上即可。测点的大小要适中。3)地表下沉量测。采用精密水平仪、水准尺配合测量地表沉降，精度可达0.01mm。用经纬仪将所有测点布设于同一直线上。测点钢筋安设就位后，表面磨平，并用钢钉等锐器在其表面冲眼标记。

4.7.2 量测数据分析和信息反馈

1)将量测数据进行处理和分析，绘制时间-位移曲线。一般情况会出现以下两种情况：a.绝对位移值逐渐减小，支护结构趋于稳定，当周边收敛速度小于0.2mm/d或拱顶下沉速度小于0.15mm/d，且周边位移率及初期支护表面裂缝发展有明显减缓趋势时，可施作二次衬砌。b.位移变化异常，反弯点锚喷支护出现严重变形，这时该段支护必须采取加强措施。2)现场监控量测的结果。a.周边收敛量测。Ⅱ类围岩浅埋段经过一段时间收敛变形后趋于稳定，说明采用的初期支护参数和施工方法是安全可行的。b.拱顶下沉和地表下沉量测。拱顶下沉：Ⅱ类围岩浅埋段最大40mm，比控制标准小得多。地表下沉：Ⅱ类围岩浅埋段开挖后至二次衬砌，测得最大下沉量为72mm，对浅埋段及时施作二次衬砌后，经过一段时间观测未再发现下沉现象。

5 结语

在快速发展的公路铁路建设中，在多山的地区，隧道工程在公路铁路工程中就变成一个重要的组成部分。而且隧道工程相对路面，桥梁工程来说有它的特殊性，一般地质条件都比较复杂而且很难预测，完工后隐患不易察觉，这就须在施工过程中加强施工管理，做好工艺控制。连拱隧道的整个施工过程中，开挖是主要控制规格，初期支护和二次支护的主要目的是变被动支护为主动支护。以达到堵水、引水、排水、防止渗漏。

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