隧道工程連拱隧道施工工藝研究

路海軍

（山西晉通公路工程監理有限公司，山西晉城 048026）

1 連拱隧道的發展及特點

連拱隧道的主要特點是淺埋、偏壓、大斷面、大跨度等，應用于圍巖條件較差的隧道施工中可以產生較好的效果。該隧道形式與單洞隧道的主要差異是其存在中墻結構，這是對整個隧道施工效果產生直接影響的部分。中墻結構為上、下結構提供共同的受力點，并且也可以作為上、下結構襯砌的連接點。因此，在當前的施工中，主要是采用布置中導洞的方式進行超前開挖施工，并進行中墻澆筑施工，為后續支護結構的施工提供基礎，達到承載性能的要求。通常而言，在導洞與中墻混凝土施工完成后，正洞開挖應采用大跨度隧道施工方式進行，以確保結構性能合格。

連拱隧道的施工過程比較復雜，我國目前以三導洞施工方式為主，中隔墻在導洞內布置有居中、偏向一側這兩種方式。此外，公路隧道建設中，還有分片式、城市鐵路特殊導洞等施工方式[1]。

2 工程概況

某高速公路隧道施工長度為249m，深度為83.8m。周邊分布著149m 高的圍巖，在施工階段及投入運營后，不會發生脫落的問題。隧道周邊地勢起伏變化，斜坡較為穩定。

3 連拱隧道施工工藝流程

3.1 開挖Ⅳ級圍巖導洞

考慮到項目具體情況，選擇合適開挖方法，主要是如下三種：

第一種，開挖中導洞上部臺階，要求符合技術標準和規范。第二種，在中導洞下部進行臺階開挖施工，同時采用臨時支護方式施工。第三種，以50m 間距交錯設置，有序組織開挖施工，要求達到支護標準。分析上述方法，在初期階段應明確具體的開挖長度、支撐性能，以滿足工程要求[2]。

現場開挖施工環節，一般會選擇全斷面開挖或者交錯開挖的方式，需要全面做好臨時支護施工，滿足爆破施工的要求。此外，應加強開挖尺寸控制，要求達到設計標準。

3.2 中隔墻施工操作

3.2.1 中隔墻施工方法

中導洞施工后，應執行標準要求，加強現場處理。為了使各部分的性能合格，在材料運輸階段即應加強管理和控制。此次隧道項目施工中，應用了倒退施工方式，這是提高隔墻穩定性的關鍵。在澆筑工作完成后，組織人員全面檢查澆筑效果，查看是否符合技術要求。

3.2.2 中隔墻施工的關鍵點

在中隔墻施工前，需要做好中線復測工作。同時，將現場積水清理干凈，預防發生下沉。加強錨桿施工操作的管控，防止出現不穩定的問題。中隔墻內的施工縫會對結構強度產生影響，所以應進行鑿毛處理，以提升結構的總體性能。中隔墻施工時，應采用符合要求的拉桿進行固定；同時，在內部設置1.5m 的橫向支撐機構，預防在施工時發生位移。中隔墻的結構以鋼筋混凝土為主，因其基礎斷面尺寸較大，考慮到立面角度的問題，應合理確定角度及尺寸，以提高結構的穩定性。頂面澆筑環節，使用42.5mm 的注漿導管間距進行注漿施工。考慮到該項目主體支撐結構連接性能的要求，中隔墻應確保穩定。在間距符合要求后，加強偏壓處理，因為爆破環節會產生很大的震動，可能造成中隔墻結構損壞。基于此，現場技術人員應落實周邊支護檢測分析，并選擇合適的施工工藝開展偏壓處理，保證后續回填施工順利進行。

3.3 開挖主洞

根據設計標準的要求，分析確定施工技術規范。在開挖作業環節，可以應用臺階法進行施工。在開挖工作全部完成后，應落實導洞支立施工，從而形成封閉空間。為了確保項目施工符合要求，洞口開挖處理極為重要。

第一，使用新奧法可以消除暗洞沉積的問題，通常應用復合支護方式進行施工。

第二，圍巖隧道開挖施工應按照下述步驟進行：一是開挖中導洞臺階，并選擇合適支護方式。二是開挖中導洞下臺階，現場設置臨時支護。三是中導洞全部開挖完成后，及時進行強度處理。在墻體質量合格后，進行后續環節的回填施工。四是按照50m 間距交錯設置，并落實下一階段的導洞開挖施工。同時，加強現場施工支護處理，保證回填穩定性合格。五是圍巖周邊開挖施工中，需要從左到右交錯設置支架、鋼架。六是交錯設置必須嚴格按照技術標準，為后續支護施工提供基礎。七是拆除臨時支護。仰拱混凝土施工作業中，應落實二次操作施工步驟。

第三，圍巖隧道施工流程如下：一是中導洞施工開始后，應進行初期支護施工。二是中導洞開挖工作結束后，需要落實補強處理，然后是注漿施工。三是開挖根據50m 的間距實施，加強支護處理。四是中導洞回填以及臨時支撐按照標準進行。五是以交錯方式開挖臺階。六是拆除臨時支護。七是仰拱混凝土澆筑。八是制作防水結構。需要注意的是，在施工環節要嚴格按照工藝規范開展作業，針對存在施工異常或質量問題的地方，要及時糾正，保證隧道的質量以及安全性[3]。

3.4 初期支護操作

根據現場需要，使用符合要求的鋼筋網以及鋼架結構進行施工，且在現場進行混凝土的噴射作業，以增強結構受力性能，達到承載性能的要求。對于此次工程項目而言，選擇合適的混凝土型號，并加強鋼筋材料的質量管理，對項目施工總體水平的提升有著重要的意義（初期支護效果見圖1）。

圖1 初期支護效果圖

3.5 二次襯砌

部分圍巖的壓力較大，所以在執行設計方案時也要考慮現場的實際情況進行改進和調整，選擇最佳的施工工藝，以滿足項目建設的要求。同時，對于現場敏感部位要有充分的了解，合理處理敏感部位結構，以達到澆筑施工要求[4]。

4 加強隧道工程施工管理的措施

4.1 加強地質超前預報

對于隧道工程項目而言，進行超前地質預報可以及時發現地質危害，便于采取必要的處理措施。目前主要包含如下預報方式：一是超前導坑法；二是正洞地質掃描法（模型圖見圖2）；三是水平超前探孔法；四是聲波測試法；五是紅外探水法；六是電磁波法；七是彈性波法。綜合分析各種方法的優劣，發現超前導坑法建設成本較高，而且在地質復雜的區域內準確度較差。正洞地質掃描法受隧道夾角影響較大，如果存在前傾的情況，容易導致地質報告數據精度較差。水平超前探孔法對于復雜地質條件的應用效果不理想，難以達到正常的使用標準。電磁波法存在較多的干擾因素，尤其是無法準確探測異常情況。其他預報方式也存在一些局限和不足。因此，應結合工程設計方案和現場實際情況，合理選用最佳的超前地質預報方法。

圖2 正洞地質掃描三維信息模型

4.2 創建高效的信息化管理體系

隧道工程建設現場施工過程復雜，且存在較多的影響因素，尤其是在不良地質條件下，此類問題更為嚴重，而且項目資金投入多，技術要求高，還存在多種專業同時進行作業的情況，容易相互干擾，所以必須加強現場施工管理。施工單位創建高效的信息化管理體系，采取動態化控制措施，發揮先進信息技術的優勢，有助于更好地掌握現場施工情況，采取有針對性的、科學合理的處理措施，消除不良地質條件的影響，為整個項目施工創造良好的基礎條件，保證隧道施工順利實施。

4.3 強化施工現場質量管理

對于隧道工程建設而言，加強施工現場質量管理起到極為重要的作用。

第一，建立健全項目施工管理體系，設置項目經理，明確管理責任，劃分工作區域，每個部分都有專人負責落實質量管控措施。如果發現存在施工質量問題，則及時追究相關單位和人員的責任，以提高現場施工管理人員的工作積極性，確保施工管理有效落實。

第二，原材料采購人員必須具備較高的專業素質和良好的職業道德。原材料必須有出廠合格證明，并且落實采購管控措施，保證原材料質量合格。

第三，引入先進的質量檢測技術及設備，加強檢測人員的培訓和教育，根據不同原材料選擇合適的檢測方法，并且落實檢測管控措施，確保原材料性能滿足施工要求。總之，隧道施工要加強全面管理，落實現場質量管控措施，確保每個環節都符合工程施工要求[5]。

4.4 加強隧道施工的安全管理

對于隧道工程建設而言，安全事故的發生概率偏高，所以加強現場施工安全管理有著極為重要的意義。

第一，設置施工安全生產責任制，全面落實安全生產責任，并且形成完善的安全監督管理體系，各個部門相互配合，落實隧道工程現場施工安全管理措施，在安全管理中發揮出應有的作用，切實提升安全管理水平。

第二，全面落實隧道施工管理工作，加強現場施工安全管理，每項工作都必須嚴格執行設計方案和技術標準，保證安全管理工作有序落實，禁止存在違章作業等情況。如果現場發生安全事故，應該及時找到相關責任人，并且落實懲罰處理措施，有效地預防安全事故的發生。

第三，根據隧道工程施工需要，建設完善的應急管理及救援體系。加強相關人員的應急處理措施培訓，掌握應急處理手段，萬一發生安全事故，也能盡快采取合理的應對措施，保證施工人員的人身安全，也能減少企業的經濟損失，為隧道工程順利建設夯實基礎。

5 結語

綜上所述，在連拱隧道施工工藝應用中，中隔墻的處理極為重要，關系到工程的質量和穩定性，所以應加強該結構的管理與控制，分析了解影響因素，從而提高施工效果。而且，在現場施工之前，必須加強地質條件分析，制定切實可行的施工方案和工藝技術標準，為工程施工起到良好的指導作用。