淺析連拱隧道洞身開挖及其支護

羅華胤

（貴州省公路工程集團有限公司，貴州貴陽 551000）

淺析連拱隧道洞身開挖及其支護

羅華胤

（貴州省公路工程集團有限公司，貴州貴陽 551000）

根據某具體工程施工案例，對其施工過程中涉及的隧道洞身的開挖以及支護施工工藝進行深入分析和詳細的闡述，為連拱隧道洞身開挖和支護施工提供參考。

連拱隧道；洞身開挖；支護

1 工程概況

某隧道，為雙向六車道連拱市政道路隧道，起訖樁號K4+060～K4+340，全長280 m，縱坡2. 72％，其中明洞20 m，暗洞260 m。隧道最大埋深56.5 m，凈寬（13.75 m=0.75（檢修道）+0.5（左側側向寬）+3×3.5+0.5（右側側向寬）+1.5（人行道）），凈高7.10 m，建筑限界高5.0 m。本隧道V類圍巖280 m。本隧道按城市市政主干道，雙向六車道標準設計，主要設計標準：設計行車速度為50 km/h，雙跨連拱凈寬（14.356+3.00+14.356= 31.712）m，凈高7.49 m，建筑限界高5.0 m，洞內路面設計荷載為城-A級。

2 連拱隧道開挖施工

2.1對明洞的施工

上述工程明洞施工的首要步驟就是確定開挖的邊線，該工作的主要目的是保證邊坡上的雜物如危石以及浮土等能夠被清除干凈。同時，需要將地表和邊坡處的積水排干凈，可以建立設置天溝或者是截水溝。明洞施工過程中，需要格外注意砂石土以及亞粘土的開挖工作，可以從外部逐漸向內部深入，或者是從上往下的順序進行挖掘，而對于強風化巖和軟石的開挖，則是使用反鏟挖掘機進行的。對于石方的開挖工作，施工單位采用的是微震光面爆破法。光面爆破選用的炸藥是2硝銨炸藥，藥卷的直徑是32 mm；爆破連線時每階段的爆破工作需要間隔時間100 ms左右再進行，施工過程中采用的毫秒雷管段差在兩段或者是以上，從而才能有效避免各階段爆破時震波相互疊加。在爆破時，要對掏槽眼單段總裝藥量進行全面控制，上述工程掏槽形式采用的是四方形4中孔眼直眼掏槽。在進行爆破土方開挖的同時還要兼顧邊坡的防護工作。施工單位為了保證施工安全以及施工進度，設置了支撐架，方便明洞初砌工作的開展。值得一提的是，為了保證洞門和洞口的牢靠和穩固，洞身、端墻、洞門三個部分的初襯工作可以同時展開。但是若初襯的砌混凝土已經基本達到了設計要求，那么在拆架和回填之前需要按照設計圖紙的相關要求和指示對排水設施進行合理安置，并且還要注重對外貼式防水層的完善。在回填階段，還需要進行夯實，夯實作業是分層進行，每層的厚度約控制在20 cm。

2.2對暗洞的施工

暗洞的施工通常都是依據中導洞施工的一般施工方法進行。第一，要在暗洞中墻的位置的開挖中導洞，再開挖其兩側的導洞，開挖三洞之后再對上、下行線的正洞。三導洞法施工通常都是依照隧道施工現場的環境以及地質條件進行，該方法適用于地質條件比較復雜或者是惡劣的地區，如偏壓度較高、周圍的巖土軟弱、洞口涌水量大、洞口淺等區域。上述工程引用了三導洞施工法，雖然施工過程比較復雜，對于施工操作的要求較為嚴格，但是正洞支護閉合比較早，且施工安全性較高。若施工環境較高，那么三導洞施工法的應用可以簡化施工工序，縮短施工工期，在一定程度上節約了施工成本。

2.3中隔墻施工

連拱隧道的一大特征就是隧道兩側共用一個中隔墻，這就決定了隧道中主要的受力結構就是中隔墻，而該部分的受力情況也會十分復雜。因此，需要對中隔墻進行合理設置，并且對施工過程進行嚴格控制。連拱隧道中隔墻施工之前，需要先開挖中導洞，然后進行支護，直到其中導洞打通完畢，才能開始中隔墻部分的施工任務。為了保證中隔墻的連續性以及垂直性，需要對中隔墻墻頂的部分進行排水，同時，還要防治水滲漏問題的出現，即在混凝土回填結束之后，開始主動的開挖支護工作。但是為了保證中墻的穩定性，需要在其基底處增設4. 5m的小導管，并事先完成注漿處理，在注漿之后，再將基地的泥漿和破碎巖石清理到基底硬巖上，再使用C25的混凝土按照設計標高找平基底。如何做好中墻以及中導洞頂巖石密實回填是中隔墻施工的核心所在。中導洞一般是矩形，其回填工作難度較低，但是需要注意回填的密實度，在施工時，還需要預留出一定空隙量，作為干硬性混凝土回填的空間。回填干硬性混凝土的主要作用是保證中隔墻和其周圍的巖土之間能夠緊密相連，且密實度滿足質量要求，待到左右兩側的主洞二次襯砌結束之后還能夠對回填泥漿進行一次壓漿處理，保證其沒有任何空隙存在。

另外，中隔墻的防排水工作是隧道施工任務的重要組成部分。因為中隔墻是處于兩個隧道的中底部，為了保證該處結構受力的平衡，需要在中隔墻的頂中部設置深度和寬度都要大于縱向排水管的PVC排水暗槽。為了保證水能夠順利排出，還需要在凹槽中鋪設PVC排水管和水軟管。在該部分施工時，混凝土可能會因為施工環境和施工的因素出現干燥收縮以及硬化熱等問題，最終產生不同大小的裂縫，影響了隧道整體的安全穩定。為了防止此類問題的出現，需要在防水混凝土中加入適量的膨脹劑，使得混凝土密化程度大幅度提高，強化混凝土的抗滲能力。另外，中導坑以及左右的主洞爆破開挖會對中隔墻頂部的三角區巖土層造成很大的擾動，使得土體破碎嚴重，如不妥善處理就會造成涌水坍塌事故。該現象的主要應對措施時在洞身襯砌前向中隔墻的頂部注入水泥漿，這樣就可以加固巖土，并且最大程度封堵滲水。

3 連拱隧道施工中的支護

3.1初期支護

連拱隧道施工中初期支護大多采用掛網錨噴或鋼筋混凝土單一形式或綜合應用形式。在實際的工程施工中，會因為施工現場環境的不同或者是地質條件的差異性，造成初期支護中支護結構所選取的參數值不同，其中，對于暗洞V類圍巖淺埋段，初期支護需要采用洞外的超前大管棚結合徑向注漿小導管、配合I22a工字鋼、系統錨桿、鋼筋網、C25噴射混凝土通過；而暗洞V類圍巖深埋段初期支護就要使用間隔距離為S-Va50 cm（S-Vb60 cm）的I22a工字鋼做拱架，結合φ8雙層鋼筋網，R25中空注漿錨桿，并采用C25級噴射混凝土錨噴厚28 cm來組合完成，尤其應重視圍巖的監控量測工作，是隧道施工掘進安全控制的重中之重。

3.2二次襯砌

二次襯砌對于提高隧道的外觀以及延長使用壽命具有積極影響，且其自身是工程永久性承力的部分。在初期支護的基礎上，對隧道進行二次襯砌可以使得圍巖以及初期支護的變形率縮小到允許范圍內，并在日后逐漸趨于穩定。二次襯砌的施工一般采取從掘進端雙洞單向襯砌至出口處，然后再對出口明洞進行襯砌。

二次襯砌施工前，應重點做好隧道洞身的防排水系統的施工，否則會在冬末春初，雨雪初融時節，因為圍巖的凍脹導致二襯施工接縫漏水，此類隧道病害在高寒區喀斯特地貌普遍存在。

4 結束語

綜上所述，在隧道洞身開挖和支護過程中，需要對其施工質量影響因素進行綜合考量，如地質條件，巖石類別等，結合工程建設目的和范圍選擇最佳的施工方案，保證工程施工的質量和安全。同時，還要采取必要的防治措施防止結構開裂、滲漏等問題的出現，保證施工進度，降低施工成本，提高工程的經濟效益。

［1］ 王忠林.雙連拱隧道開挖支護施工技術淺析［J］.北方交通，2014，（6）：108-111.

［2］ 余元全，劉小琳，張學富.黃土連拱隧道中導洞臨時支護的比選分析［J］.現代隧道技術，2014，（1）：138-143.

［3］ 冉茂倫.雙連拱隧道開挖支護的施工淺談［J］.科技致富向導，2010，（17）：146-147.

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U458

C

1008-3383（2016）09-0157-02

2016-01-21

羅華胤（1982-），男，重慶人，工程師，主要從事路橋、市政工程方面工作。