公路雙連拱隧道施工技術(shù)研究

張偉峰

（中交一公局海威工程建設(shè)有限公司， 北京 101100）

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國的公路建設(shè)也進入了一個新階段。俗話說要致富先修路。公路建設(shè)對于地方經(jīng)濟發(fā)展起著非常重要的作用，尤其是中西部地區(qū)。連拱隧道施工技術(shù)一般就在這些地區(qū)普遍使用。因為中西部地區(qū)有一些是山嶺重丘，在公路建設(shè)設(shè)計路線時會經(jīng)過小山鼻和小婭口，就需要考慮采用連拱隧道的方案。由于連拱隧道具有外觀簡潔、占地面積比較小的特點，除此之外對于空間的利用度也比較高，可以使洞口路基、大橋和洞外線路的銜接更順暢，而且能夠還能體現(xiàn)保護環(huán)境、節(jié)約投資的優(yōu)勢。但是，我國現(xiàn)有已建成的連拱隧道對于雙連拱隧道沒有可操行的隧道施工方案可以進行借鑒參考。對于雙連拱隧道的施工還處于探索和初期累積的階段。隧道施工最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是如何制定科學(xué)合理的是施工方法。近年來，我國經(jīng)過長期的工程實踐，期間遇到過各種實際問題，也解決了很多實際問題，已經(jīng)積累了扎實的理論基礎(chǔ)和豐富的實踐經(jīng)驗，逐步形成一套完整的符合中國特色的隧道施工方法體系。在進行隧道施工的過程中，對于選擇哪一種施工方法，不僅要考慮地質(zhì)條件，還要充分考慮施工隊伍的整體素質(zhì)、施工的能力和管理的水平。地質(zhì)條件就是我們說的圍巖的條件，主要包括圍巖的級別、地下水和不良地質(zhì)等等條件。施工隊伍如果管理水平高、施工能力強、整體素質(zhì)也高，那么在進行施工過程中，不僅能保證工期，還能保證工程的安全和質(zhì)量。除此之外，還要考慮環(huán)境條件，即在進行隧道爆破是產(chǎn)生的振動、噪聲，以及地表下沉、地下水等造成的損害。所以我們在進行雙連拱隧道施工時，要結(jié)合單幅隧道施工的方法，根據(jù)具體的施工條件和環(huán)境制定科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖┕し椒ā?/p>

1 三導(dǎo)洞法施工技術(shù)

三導(dǎo)洞法施工技術(shù)，顧名思義就是在連拱隧道的整體開挖面上挖一個中導(dǎo)洞，然后側(cè)面各挖一個側(cè)導(dǎo)洞，一共三個小洞室。三個小洞室各有各的作用，中導(dǎo)洞在連拱隧道中是起著交點支撐的作用，兩邊的側(cè)導(dǎo)洞是起著邊墻角支撐的作用。在施工時也是有順序的，超前施工中導(dǎo)洞，然后是側(cè)導(dǎo)洞。在進行兩邊側(cè)導(dǎo)洞施工時要注意保證施工距離。和單幅隧道相比，中墻是雙連拱隧道最重要的特征。在施工過程中，值得注意的是中墻上的圍巖，這是隧道施工的薄弱環(huán)節(jié)。在隧道施工過程中，會出現(xiàn)三次以上的大幅度的擾動，如果操作不當(dāng)就會導(dǎo)致中墻受力不穩(wěn)，會有施工偏壓荷載的情況發(fā)生。要想緩解雙連拱隧道在施工過程中整體結(jié)構(gòu)受力穩(wěn)定的問題，就需要根據(jù)現(xiàn)場情況采取合理的施工方法。雙連拱隧道有一個顯著的特點就是由于雙洞間的巖柱換成了混凝土，就導(dǎo)致雙洞的拱墻是相連的結(jié)構(gòu)型式，且施工程序比較復(fù)雜，工期也較長，結(jié)構(gòu)受力點會不斷的因此施工的具體情況而變化。運用三導(dǎo)洞法進行雙連拱隧道的施工可以大大提升施工進度，保證施工過程的安全性。三導(dǎo)洞提前掘進會在一定程度上對開挖的條件有改善。主要是因為提前掘進三導(dǎo)洞，相當(dāng)于對隧道所處地質(zhì)的起到提前預(yù)報的作用，且對沒有開挖的圍巖中的水分進行疏排。三導(dǎo)洞的初期支護會為后續(xù)的施工打好了基礎(chǔ)，可以提早進行二次襯砌。如果是跨度比較大的隧道，利用三導(dǎo)洞法也可以保證其隧道的穩(wěn)定性。除此之外，工期也可以得到保障，而且還能提升施工過程的安全性。

2 中導(dǎo)洞拓展法施工技術(shù)

中導(dǎo)洞拓展法施工技術(shù)主要是對圍巖條件好的情況比較適用。具體來說就是提前挖掘中導(dǎo)洞，再向兩側(cè)拓展新洞室的施工方法。需要注意的是在進行兩側(cè)洞室挖掘前要保持安全的施工距離。兩側(cè)每個洞室的施工方法和單幅隧道的臺階法施工大致相同。隧道臺階法還可以根據(jù)臺階的不同長度分為長、短和超短臺階法三類。選擇臺階法有兩個決定條件：一是時間要求，即在圍巖初期支護時，閉合斷面形成的時間長度，一般圍巖條件好，形成閉合的時間就長；二是場地大小的要求，即在進行上部斷面施工時，對于相關(guān)機械設(shè)備在使用時所需要的場地大小。

如果圍巖的條件比較好，那需要考慮第二個決定條件。這樣就能提升機械設(shè)備的效率，從而提高經(jīng)濟效益。如果圍巖的條件較差，那就需要在考慮第一個決定條件的基礎(chǔ)上還要考慮第二個決定條件，從而保障施工過程的安全性。

3 雙導(dǎo)坑法施工技術(shù)

雙導(dǎo)坑法是以一種不對稱的開挖方法，在高速公路建設(shè)施工中比較普遍。主要是適用于隧道圍巖條件較好，一側(cè)洞室的開挖情況比較好，另外一側(cè)開挖情況較差的情況，另外，使用這種開挖方法還可以解決中墻滲水、漏水的問題、施工工序多的問題。具體來講，就是開挖條件較好用臺階法施工，另外一側(cè)用側(cè)導(dǎo)坑輔助開挖條件差的一側(cè)進行施工。雙導(dǎo)坑法施工所考慮的結(jié)構(gòu)斷面型式是按照兩個單獨的洞室進行施工的，兩個洞室各自有獨立防排水系統(tǒng)，施工方法是按照雙洞開挖的，事實上，施工是按照具體的地形和地質(zhì)條件用單洞開挖的方法進行施工的。高速公路設(shè)計施工用雙洞法，可以使不對稱結(jié)構(gòu)的受力不對稱問題得到改善。先施工的洞室，如果左洞的主體結(jié)構(gòu)有仰拱的現(xiàn)象，為了能夠使整個結(jié)構(gòu)達(dá)到完整的受力，就應(yīng)該在施工中同時進行仰拱施工，從而提升受力的狀態(tài)。為了使結(jié)構(gòu)能得到平衡，需要中墻較厚，圍巖用錨桿與中墻上部進行銜接，這樣就能為左洞提供可靠的支撐，從而達(dá)到結(jié)構(gòu)平衡。除此之外，這個結(jié)構(gòu)式還可以改善雙連隧道中出現(xiàn)的中墻滲水和漏水的問題。而在右洞施工的過程中需要注意的是裝藥量和爆破方法，裝藥量要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進行控制，爆破方法應(yīng)該采用損害最小的光面爆破和控制爆破，這樣就能大大降低對已經(jīng)建好的結(jié)構(gòu)造成的損失。

4 中導(dǎo)洞CD 法

中導(dǎo)洞CD 法它一般用于軟弱圍巖大跨度隧道中，即先開挖隧道的一側(cè)，并在設(shè)計中間部位作中隔壁，然后再開挖另一側(cè)的施工方法。以途徑京福高速公路中文山下隧道為例，這個隧道是雙洞連拱隧道，就是采用的中導(dǎo)洞CD 法。隧道的兩邊洞口都是軟弱破碎圍巖，且有地形偏壓的情況出現(xiàn)。在這種情況下，想要在確保安全和施工質(zhì)量的前提下進行雙連拱隧道的設(shè)計施工，就需要根據(jù)實地情況進行嚴(yán)謹(jǐn)周密的方案探討。施工方案需要注意；中導(dǎo)洞開挖以及初期支護、中墻的澆筑問題、兩側(cè)左右洞左右導(dǎo)炕開挖以及初期支護問題以及左右洞二次襯砌的問題。在雙連拱隧道施工中實施中導(dǎo)洞CD 法的過程中，當(dāng)對中墻施工結(jié)束后，將開始對左洞左導(dǎo)洞上導(dǎo)坑和下導(dǎo)坑按照短臺階的方法進行施工，與此同時，需要進行初期支護和右側(cè)臨時支護，將右洞右導(dǎo)洞和左洞左導(dǎo)洞進行對稱施工，在此期間一定要注意左右洞室之間的開挖距離，然后為了盡快的形成閉合的環(huán)襯砌，需要盡早進行仰拱和二次襯砌的施工。中導(dǎo)洞CD 法是對單幅隧道的施工方法的一種延伸，對于軟弱的圍巖地質(zhì)情況非常適用。雙連拱隧道在實行此方案時，采用人和機械設(shè)備同時配合施工，這樣可以降低純機械設(shè)備施工對于軟弱圍巖的擾動。這個方法不僅可以使施工質(zhì)量有保障，而且能保證施工過程的安全。