羅華胤

（貴州省公路工程集團(tuán)有限公司，貴州貴陽(yáng) 551000）

淺析連拱隧道洞身開挖及其支護(hù)

羅華胤

（貴州省公路工程集團(tuán)有限公司，貴州貴陽(yáng) 551000）

根據(jù)某具體工程施工案例，對(duì)其施工過(guò)程中涉及的隧道洞身的開挖以及支護(hù)施工工藝進(jìn)行深入分析和詳細(xì)的闡述，為連拱隧道洞身開挖和支護(hù)施工提供參考。

連拱隧道；洞身開挖；支護(hù)

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(hào)K4+060～K4+340，全長(zhǎng)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(cè)側(cè)向?qū)挘?3×3.5+0.5（右側(cè)側(cè)向?qū)挘?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(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，主要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：設(shè)計(jì)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(nèi)路面設(shè)計(jì)荷載為城-A級(jí)。

2 連拱隧道開挖施工

2.1對(duì)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(shí)，需要將地表和邊坡處的積水排干凈，可以建立設(shè)置天溝或者是截水溝。明洞施工過(guò)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(nèi)部深入，或者是從上往下的順序進(jìn)行挖掘，而對(duì)于強(qiáng)風(fēng)化巖和軟石的開挖，則是使用反鏟挖掘機(jī)進(jìn)行的。對(duì)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(shí)每階段的爆破工作需要間隔時(shí)間100 ms左右再進(jìn)行，施工過(guò)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(shí)震波相互疊加。在爆破時(shí)，要對(duì)掏槽眼單段總裝藥量進(jìn)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(jìn)行爆破土方開挖的同時(shí)還要兼顧邊坡的防護(hù)工作。施工單位為了保證施工安全以及施工進(jìn)度，設(shè)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(wěn)固，洞身、端墻、洞門三個(gè)部分的初襯工作可以同時(shí)展開。但是若初襯的砌混凝土已經(jīng)基本達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，那么在拆架和回填之前需要按照設(shè)計(jì)圖紙的相關(guān)要求和指示對(duì)排水設(shè)施進(jìn)行合理安置，并且還要注重對(duì)外貼式防水層的完善。在回填階段，還需要進(jìn)行夯實(shí)，夯實(shí)作業(yè)是分層進(jìn)行，每層的厚度約控制在20 cm。

2.2對(duì)暗洞的施工

暗洞的施工通常都是依據(jù)中導(dǎo)洞施工的一般施工方法進(jìn)行。第一，要在暗洞中墻的位置的開挖中導(dǎo)洞，再開挖其兩側(cè)的導(dǎo)洞，開挖三洞之后再對(duì)上、下行線的正洞。三導(dǎo)洞法施工通常都是依照隧道施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境以及地質(zhì)條件進(jìn)行，該方法適用于地質(zhì)條件比較復(fù)雜或者是惡劣的地區(qū)，如偏壓度較高、周圍的巖土軟弱、洞口涌水量大、洞口淺等區(qū)域。上述工程引用了三導(dǎo)洞施工法，雖然施工過(guò)程比較復(fù)雜，對(duì)于施工操作的要求較為嚴(yán)格，但是正洞支護(hù)閉合比較早，且施工安全性較高。若施工環(huán)境較高，那么三導(dǎo)洞施工法的應(yīng)用可以簡(jiǎn)化施工工序，縮短施工工期，在一定程度上節(jié)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(cè)共用一個(gè)中隔墻，這就決定了隧道中主要的受力結(jié)構(gòu)就是中隔墻，而該部分的受力情況也會(huì)十分復(fù)雜。因此，需要對(duì)中隔墻進(jìn)行合理設(shè)置，并且對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格控制。連拱隧道中隔墻施工之前，需要先開挖中導(dǎo)洞，然后進(jìn)行支護(hù)，直到其中導(dǎo)洞打通完畢，才能開始中隔墻部分的施工任務(wù)。為了保證中隔墻的連續(xù)性以及垂直性，需要對(duì)中隔墻墻頂?shù)牟糠诌M(jìn)行排水，同時(shí)，還要防治水滲漏問(wèn)題的出現(xiàn)，即在混凝土回填結(jié)束之后，開始主動(dòng)的開挖支護(hù)工作。但是為了保證中墻的穩(wěn)定性，需要在其基底處增設(shè)4. 5m的小導(dǎo)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(shè)計(jì)標(biāo)高找平基底。如何做好中墻以及中導(dǎo)洞頂巖石密實(shí)回填是中隔墻施工的核心所在。中導(dǎo)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(shí)度，在施工時(shí)，還需要預(yù)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(shí)度滿足質(zhì)量要求，待到左右兩側(cè)的主洞二次襯砌結(jié)束之后還能夠?qū)靥钅酀{進(jìn)行一次壓漿處理，保證其沒(méi)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(wù)的重要組成部分。因?yàn)橹懈魤κ翘幱趦蓚€(gè)隧道的中底部，為了保證該處結(jié)構(gòu)受力的平衡，需要在中隔墻的頂中部設(shè)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(shè)PVC排水管和水軟管。在該部分施工時(shí)，混凝土可能會(huì)因?yàn)槭┕きh(huán)境和施工的因素出現(xiàn)干燥收縮以及硬化熱等問(wèn)題，最終產(chǎn)生不同大小的裂縫，影響了隧道整體的安全穩(wěn)定。為了防止此類問(wèn)題的出現(xiàn)，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(qiáng)化混凝土的抗?jié)B能力。另外，中導(dǎo)坑以及左右的主洞爆破開挖會(huì)對(duì)中隔墻頂部的三角區(qū)巖土層造成很大的擾動(dòng)，使得土體破碎嚴(yán)重，如不妥善處理就會(huì)造成涌水坍塌事故。該現(xiàn)象的主要應(yīng)對(duì)措施時(shí)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(hù)

3.1初期支護(hù)

連拱隧道施工中初期支護(hù)大多采用掛網(wǎng)錨噴或鋼筋混凝土單一形式或綜合應(yīng)用形式。在實(shí)際的工程施工中，會(huì)因?yàn)槭┕がF(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的不同或者是地質(zhì)條件的差異性，造成初期支護(hù)中支護(hù)結(jié)構(gòu)所選取的參數(shù)值不同，其中，對(duì)于暗洞V類圍巖淺埋段，初期支護(hù)需要采用洞外的超前大管棚結(jié)合徑向注漿小導(dǎo)管、配合I22a工字鋼、系統(tǒng)錨桿、鋼筋網(wǎng)、C25噴射混凝土通過(guò)；而暗洞V類圍巖深埋段初期支護(hù)就要使用間隔距離為S-Va50 cm（S-Vb60 cm）的I22a工字鋼做拱架，結(jié)合φ8雙層鋼筋網(wǎng)，R25中空注漿錨桿，并采用C25級(jí)噴射混凝土錨噴厚28 cm來(lái)組合完成，尤其應(yīng)重視圍巖的監(jiān)控量測(cè)工作，是隧道施工掘進(jìn)安全控制的重中之重。

3.2二次襯砌

二次襯砌對(duì)于提高隧道的外觀以及延長(zhǎng)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(hù)的基礎(chǔ)上，對(duì)隧道進(jìn)行二次襯砌可以使得圍巖以及初期支護(hù)的變形率縮小到允許范圍內(nèi)，并在日后逐漸趨于穩(wěn)定。二次襯砌的施工一般采取從掘進(jìn)端雙洞單向襯砌至出口處，然后再對(duì)出口明洞進(jìn)行襯砌。

二次襯砌施工前，應(yīng)重點(diǎn)做好隧道洞身的防排水系統(tǒng)的施工，否則會(huì)在冬末春初，雨雪初融時(shí)節(jié)，因?yàn)閲鷰r的凍脹導(dǎo)致二襯施工接縫漏水，此類隧道病害在高寒區(qū)喀斯特地貌普遍存在。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在隧道洞身開挖和支護(hù)過(guò)程中，需要對(duì)其施工質(zhì)量影響因素進(jìn)行綜合考量，如地質(zhì)條件，巖石類別等，結(jié)合工程建設(shè)目的和范圍選擇最佳的施工方案，保證工程施工的質(zhì)量和安全。同時(shí)，還要采取必要的防治措施防止結(jié)構(gòu)開裂、滲漏等問(wèn)題的出現(xiàn)，保證施工進(jìn)度，降低施工成本，提高工程的經(jīng)濟(jì)效益。

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U458

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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。