大跨徑無中隔墻隧道結構體系施工技術

田應端

摘 要：本文以云南省大理至南澗高速公路西區隧道為例，闡述了大跨徑無中隔墻連供隧道結構體系的施工技術。

關鍵詞：隧道工程;連拱隧道;施工技術

中圖分類號：U455.4 文獻標識碼：A

0 引言

隨著我國“交通強國”戰略的不斷深入推進，高速公路建設的主戰場轉向西部山區省份，山區高速公路隧道數量不斷增加，并呈現長大隧道占比大、隧道群現象突出、隧道結構形式多樣化的特點。因此，山區高速公路無中隔墻連供隧道在建設時，會面臨各種技術問題，這就需要我們提高自身的技術能力同時，更需要加強施工管理。

1 工程概況

大理至南澗高速公路西區隧道為雙洞六車道大跨徑連拱隧道，全長455 m;洞門均采用明洞式，隧道最大埋深64.76 m，該隧道由于無中隔墻，同時左、右洞臨近邊墻初支共用鋼拱架，在隧道修建過程中采用的一種新的隧道結構體系，以確保隧道洞身施工結構體系的穩定性。

2 大跨徑無中隔墻隧道施工方法

大跨徑無中隔墻連拱隧道新型結構體系施工斷面圖如圖1所示，西區隧道的先行洞采用環形開挖預留核心土法按照①→④部逐步施工，后行洞采用CD法按照I→IV部逐步施工。在施作過程中，每一步開挖完成需及時施作該部分周邊的超前支護、初期支護與臨時支護，各個工序交替循環、逐段推進。

由于先行洞先開挖，先行洞需要承擔兩方面的偏壓作用，其一是后行洞開挖引起的偏壓作用，其二是后行洞鋼拱架騎立搭接在先行洞鋼拱架上引起的偏壓作用，還需承擔后行洞開挖引起的爆破振動作用。為抵抗偏壓受力，共用中邊墻部位按承受全部偏壓荷載的受壓短柱構件進行設計，以此加強結構承載力;采用樹根樁、擴大加深基礎等措施，控制共用邊墻地基沉降并加強端部約束，同時對先行洞中邊墻部位襯砌的位移和爆破振動進行監測;后行洞采用CD法開挖，快速支護封閉成環，且下臺階靠共用邊墻部位預留2 m寬的巖柱采用冷開挖處置;后行洞初期支護及時與共用邊墻連接為一體（洞外焊接，預埋接頭），且后行洞施工時工字鋼連接優先從連接處開始施作。

為減小爆破振動，在先行洞施工預埋接頭處將通過向后行洞方向超挖，以形成隔振空氣層，并對接頭處進行土工布包裹;先行洞鋪設減振層和抗裂鋼筋網。

先行洞采用環形開挖預留核心，將原本對上、中、下臺階都需預留核心土的方式改為僅對上、中臺階的核心土進行預留，下臺階則一次性開挖成型;這種處理方式不僅可以有效控制圍巖變形，同時可降低施工難度，提高施工效率;后行洞采用的CD法將原本的六部導坑開挖更改為四部導坑開挖，為減小后行洞爆破對先行洞共用邊墻產生影響，后行洞下臺階靠共用邊墻部位預留2 m寬的巖柱采用冷開挖處置，以此縮短施工工序，有效控制對先行洞的擾動。

3 施工工藝操作要點

3.1 施工準備

隧道在施工前，準備好設計圖紙及相關文件，做好技術交底及培訓工作，布置好施工現場，并根據設計資料詳細分析，制定合理的施工方案，及施工監控量測方案、沉降觀測計劃。

3.2 先行洞上部弧形導坑①部開挖

對拱部進行超前支護后，環向開挖上部弧形導坑①部，預留核心土，核心土長度為3 m～5 m，寬度為隧道開挖寬度的1/3～1/2。開挖循環進尺應根據初期支護鋼架間距確定，最大不得超過1.5 m，開挖后立即初噴2 cm～4 cm混凝土。上臺階開挖矢跨比應大于0.3，開挖后及時進行噴、錨、網系統支護，架設鋼架，在鋼架拱腳以上30 cm高度處，緊貼鋼架兩側邊沿按下傾角30°打設鎖腳錨桿，鎖腳錨桿與鋼架牢固焊接，復噴混凝土至設計厚度。

3.3 先行洞左、右側中臺階②部開挖

開挖進尺應根據初期支護鋼架間距確定，最大不超過1.5 m，開挖高度一般為3 m～3.5 m，左、右側臺階錯開2 m～3 m，開挖后立即初噴3 cm～5 cm混凝土，及時進行噴、錨、網系統支護，接長鋼架，在鋼架墻腳以上30 cm高度處，緊貼鋼架兩側邊沿按下傾角30°打設鎖腳錨桿，鎖腳錨桿與鋼架牢固焊接，復噴混凝土至設計厚度。

3.4 先行洞上、中臺階預留核心土③部開挖

各臺階分別開挖預留的核心土，開挖進尺與各臺階循環進尺相一致。

3.5 先行洞下臺階④部開挖

每循環開挖長度為3 m～5 m，開挖后及時進行噴、錨、網系統支護，接長鋼架，在鋼架墻腳以上30 cm高度處，緊貼鋼架兩側邊沿按下傾角30°打設鎖腳錨桿，鎖腳錨桿與鋼架牢固焊接，復噴混凝土至設計厚度，同時施作仰拱，仰拱分段長度不宜超過8 m。

3.6 后行洞I部開挖

待先行洞掘進40 m后，后行洞開始施工，首先對后行洞右上部導坑I部開挖。對拱部進行超前支護后，開挖后行洞右上部導坑I部，開挖循環進尺應根據初期支護鋼架間距確定，最大不得超過1.5 m，開挖后立即初噴2 cm～4 cm混凝土，待開挖I部開挖全部完成后及時進行噴、錨、網系統支護，架設鋼架，同時施作中隔壁初期支護，復噴混凝土至設計厚度。

3.7 后行洞左上部導坑II部開挖

開挖循環進尺應根據初期支護鋼架間距確定，最大不超過1.5 m，開挖后立即初噴2 cm～4 cm混凝土，待開挖II部全部完成后及時進行噴、錨、網系統支護，接長鋼架，布設鎖腳錨桿，同時施作中隔壁初期支護，復噴混凝土至設計厚度。

3.8 后行洞左下部導坑III部開挖

開挖循環進尺應根據初期支護鋼架間距確定，最大不得超過1.5 m，開挖后立即初噴2 cm～4 cm混凝土，待開挖III部開挖全部完成后及時進行噴、錨、網系統支護，接長鋼架，此時需要注意的是，該部分鋼拱架需要騎立搭接在先行洞鋼拱架上，搭接好后需要及時焊接，同時施作共用邊墻部分及對中隔壁進行初期支護，然后復噴混凝土至設計厚度。另外就是，在靠近先行洞共用中邊墻部位需要預留2 m寬的巖柱采用冷開挖處置，目的是為了減小對先行洞產生過多擾動。

3.9 后行洞右下部導坑IV部開挖

開挖循環進尺應根據初期支護鋼架間距確定，最大不得超過1.5 m，開挖后立即初噴2 cm～4 cm混凝土，待開挖IV部開挖全部完成后及時進行噴、錨、網系統支護，接長鋼架，布設鎖腳錨桿，同時施作中隔壁初期支護，復噴混凝土至設計厚度。

3.10 中隔壁及臨時支撐拆除

待I→IV部開挖完成后，中隔壁及臨時支撐在澆筑二次襯砌時逐段拆除，拆除距離與各部循環進尺一致。在中隔壁臨時支護拆除時應該注意：7d間拱頂下沉的增量≤2 mm，7d間的凈空位移量的增量≤4 mm。然后對仰拱進行澆筑、回填混凝土，最后監控量測進入下一循環施工。

4 施工質量控制

（1）由于先行洞先開挖，此時先行洞需要承擔兩方面的偏壓作用，其一是后行洞開挖引起的偏壓作用，其二是后行洞鋼拱架將騎立搭接在先行洞鋼拱架上引起的偏壓作用;同時還需承擔后行洞開挖引起的爆破震動作用;后行洞下臺階部分鋼拱架安設時，會刨開先行洞下臺階部分襯砌，待鋼拱架安設好后在噴射混凝土填充，這個過程會對先行洞的結構產生影響，造成先行洞開裂。

（2）開挖步距過大，閉環時間過長，鋼架發生變形，待下一臺階鋼拱架施作時無法與上一臺階鋼拱架對接。

（3）后行洞在共用中邊墻部位預留冷開挖部分巖體厚度過薄，后行洞下部爆破對共用中邊墻的穩定性產生影響。

5 結束語

山區高速公路無中隔墻連供隧道在建設時，會面臨各種技術問題，這就需要我們提高自身的技術能力同時，更需要加強施工管理。

參考文獻：

[1]劉春，賀志剛，陸啟宏.上長坪連拱隧道無中導洞施工方法比選研究[J].隧道建設（中英文），2019（S1）：398-

403.