郭藝輝 吳金 池威 劉曉龍

通訊作者：郭藝輝，1994年1月，男，漢族，福建漳州人，現(xiàn)任中建一局集團(tuán)第五建筑有限公司助理工程師，本科。研究方向：市政工程。

摘? ? 要：雙連拱隧道是由兩座隧道通過共用的中墻連成一體的雙洞隧道，是一種較有發(fā)展前景而且發(fā)展較快的新型隧道結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有占地面積小、節(jié)省投資等優(yōu)點(diǎn)，但施工過程較為復(fù)雜，技術(shù)難度高，是近年來工程領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。本文結(jié)合楊真隧道的現(xiàn)場情況，從總體施工方案、施工實(shí)施步驟和施工方法等幾個方面介紹了雙洞連拱隧道的修建方法，為該種類型的隧道施工積累了知識和經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：雙洞連拱隧道;施工工藝;三導(dǎo)洞法

一、前言

目前連拱隧道開挖方法分為兩大類[1～2]，一類是以按兩個獨(dú)立單洞考慮的開挖方法;一類是先開挖中導(dǎo)洞再修建中墻的開挖法。前一類工藝方法只適用于較好的硬質(zhì)圍巖條件，不需要單獨(dú)地開挖中導(dǎo)洞，而中墻是在先行洞開挖中修筑。但目前大多數(shù)連拱隧道都是屬淺埋和軟弱圍巖條件，只能按后一類工藝方法進(jìn)行施工[3～4]，其傳統(tǒng)常用的施工方法主要有三種三導(dǎo)洞法、中導(dǎo)洞正洞臺階法、中導(dǎo)洞正洞全斷面法[5～6]。本文以三導(dǎo)洞法在楊真隧道的應(yīng)用為基礎(chǔ)介紹該工藝的具體施工過程及相關(guān)技術(shù)，為今后工程提供相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。

二、工程概況

楊真隧道位于福建省南平市，北起內(nèi)環(huán)路與馬坑路交叉口處，南至環(huán)城路（市拖拉機(jī)廠附近）彎道處，里程為K0+070～K0+270。隧道結(jié)構(gòu)為雙洞連拱隧道，明洞采用整體式襯砌，暗洞采用復(fù)合式襯砌，隧道長200 m。隧道采用雙洞布置，單洞寬度12.75 m，隧道最大埋深45.6 m。

根據(jù)《公路隧道設(shè)計規(guī)范》（JTG3370.1-2018）表3.6.5，對隧道圍巖進(jìn)行了分類，地層巖性特征見表1，整個隧道圍巖等級為Ⅴ級。隧址地未發(fā)現(xiàn)活動斷裂帶或斷層通過，但節(jié)理裂隙密集帶通過區(qū)域透水性較好，地表水對隧道洞身段施工有一定影響。單洞正常涌水量21 m3/d，最大涌水量155 m3/d。

隧道處于鬧市區(qū)，洞口附近居民小區(qū)，房屋多，交通情況復(fù)雜（表1）。

三、總體施工方案

第一，根據(jù)楊真隧道的實(shí)際情況，隧道入口位于內(nèi)環(huán)路與馬坑路交叉口，與馬坑路形成十字燈控平交口，入口處為創(chuàng)世紀(jì)小區(qū)及其配套地下停車場入口通道。因此，決定采用隧道出口端向入口端單向開挖方案，同時進(jìn)行地下停車場入口通道改為下穿通道施工。

第二，隧道采用中導(dǎo)洞+左右導(dǎo)洞+主洞臺階法施工。以中導(dǎo)洞為主，確保中導(dǎo)洞先貫通，兩側(cè)導(dǎo)坑為輔助施工方向。中導(dǎo)洞貫通后，從中導(dǎo)洞進(jìn)口端向出口方向澆筑中隔墻。待中隔墻混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度，并將中隔墻側(cè)面回填密實(shí)后，方可進(jìn)行主洞掘進(jìn)施工。同一端洞口左右兩側(cè)主洞掌子面間距應(yīng)大于20 m。

第三，隧道掘進(jìn)采用人工配合機(jī)械的方式，隧道洞渣采用無軌運(yùn)輸方式，隧道通風(fēng)采用壓入式機(jī)械通風(fēng)。

四、施工步驟

洞口及明洞施工（截水天溝→邊仰坡施工→明洞施工及洞門墻澆筑）→中導(dǎo)洞施工（超前地質(zhì)預(yù)報→超前支護(hù)→開挖→臨時支護(hù)→監(jiān)控量測→中隔墻混凝土澆筑）→側(cè)導(dǎo)洞施工（大管棚施工→超前支護(hù)→側(cè)導(dǎo)開挖→支護(hù)→監(jiān)控量測）→主洞施工（超前支護(hù)→開挖→初期支護(hù)→監(jiān)控量測→仰拱及隧底填充→防排水施工→二次襯砌→機(jī)電、裝修及路面）。

五、施工工藝及過程

（一）開挖

1. 中導(dǎo)洞開挖

中導(dǎo)洞施工采用臺階法開挖，上臺階掌子面超前3～5 m，作為施工作業(yè)平臺;開挖前先進(jìn)行小導(dǎo)管超前支護(hù)施工;中導(dǎo)洞掘進(jìn)主要以機(jī)械配合人工開挖為主，視圍巖穩(wěn)定情況，每循環(huán)進(jìn)尺1.5 m，每0.5 m設(shè)置一道I18臨時支護(hù);初期支護(hù)采用錨、網(wǎng)、噴及鋼拱架聯(lián)合支護(hù)，緊跟掌子面及時施工。

中導(dǎo)洞開挖循環(huán)作業(yè)時間見表2。

2.側(cè)導(dǎo)洞開挖

為防止側(cè)導(dǎo)洞初期支護(hù)暴露時間過長，縮短側(cè)導(dǎo)洞開挖支護(hù)至二次襯砌的間隔時間，且隧道長度較短。因此，側(cè)導(dǎo)洞在中導(dǎo)洞貫通，中隔墻施作完畢后開始施工。右導(dǎo)洞先行開挖施工，待右導(dǎo)洞開挖進(jìn)尺到達(dá)8～10 m后，同步進(jìn)行左導(dǎo)洞的開挖施工。

側(cè)導(dǎo)洞的開挖支護(hù)方法和作業(yè)周期于中導(dǎo)洞施工相同。

3.主洞開挖

主洞待同側(cè)側(cè)導(dǎo)洞掘進(jìn)10～15 m后開始施工，先施工右洞，待右洞掘進(jìn)超過20 m后，再開挖左洞。主洞施工采用臺階法。

中導(dǎo)洞、主洞（含側(cè)導(dǎo)洞）采用三導(dǎo)洞法開挖。

洞身開挖采用上臺階預(yù)留核心土法，以機(jī)械開挖為主，人工配合的方式進(jìn)行。上斷面比下斷面超前20～30 m。

（二）通風(fēng)降塵及洞內(nèi)排水

隧道內(nèi)通風(fēng)采用壓入式機(jī)械通風(fēng)，通風(fēng)管采用軟質(zhì)風(fēng)管。降塵則采用灑水噴霧的方法進(jìn)行。隧道兩側(cè)應(yīng)設(shè)置排水溝，排水溝不得侵入混凝土襯砌基礎(chǔ)，并防止基礎(chǔ)被積水浸泡。施工道路應(yīng)設(shè)置橫向排水措施，確保施工道路不積水，道路暢通。

（三）裝渣運(yùn)輸

隧道施工裝渣運(yùn)輸工作采用無軌運(yùn)輸方式，主要包括棄渣的裝、運(yùn)、卸和洞外運(yùn)進(jìn)各種材料、工具、設(shè)備等。運(yùn)輸主要機(jī)械設(shè)備為裝載機(jī)和自卸汽車。

（四）支護(hù)

錨噴支護(hù)采用φ25中空注漿錨桿、鋼筋網(wǎng)、鋼拱架、C25噴射早強(qiáng)混凝土等支護(hù)措施。為了縮短圍巖暴露時間，抑制圍巖變形，防止圍巖在短時間內(nèi)松弛剝落，應(yīng)在掌子面開挖后立即進(jìn)行支護(hù)施工。

1.錨桿施工

隧道錨桿采用φ25中空注漿錨桿。按照設(shè)計間距100 cm×100 cm布孔;鉆孔方向盡可能垂直于結(jié)構(gòu)面或初噴混凝土表面;成孔后采用高壓風(fēng)清孔。

2.鋼筋網(wǎng)

鋼筋網(wǎng)在洞外鋼筋加工場提前加工成型。鋼筋種類及網(wǎng)格間距應(yīng)符合設(shè)計要求，按φ8鋼筋網(wǎng)20 cm×20 cm加工制作。安裝搭接長度為1～2個網(wǎng)格，采用焊接方式連接。鋼筋網(wǎng)片隨噴射混凝土表面起伏鋪設(shè)。與錨桿或其他固定裝置連接牢固。

3.鋼架

本隧道均采用鋼架支護(hù)，鋼架按設(shè)計預(yù)先在洞外鋼筋加工場加工成型，在洞內(nèi)用螺栓連接成整體。型鋼鋼架采用冷彎成型。每榀鋼架加工完畢后放在平整地面上進(jìn)行試拼，平面翹曲度應(yīng)符合規(guī)范要求。

4.噴射混凝土

隧道初期支護(hù)噴射混凝土設(shè)計厚度為22～29 cm，設(shè)計強(qiáng)度等級為C25。噴射混凝土的配合比設(shè)計應(yīng)滿足的要求是強(qiáng)度應(yīng)符合設(shè)計要求，管路不發(fā)生堵塞、噴射混凝土可向上噴射至設(shè)計厚度。

（五）二次襯砌

1. 防排水

防水層和初期支護(hù)之間的拱墻環(huán)向設(shè)置φ50單壁波紋管，縱向間距為10 m/環(huán);拱墻墻角縱向設(shè)置φ110HDPE雙壁打孔波紋管，橫向設(shè)置φ110HDPE雙壁無孔波紋管，間距為10 m/道。

防水層采用土工布與防水板分離的防水結(jié)構(gòu)，防水層的施工應(yīng)在初期支護(hù)變形基本穩(wěn)定后，二次襯砌澆筑前進(jìn)行。

2.二次襯砌澆筑

在圍巖和初期支護(hù)變形基本穩(wěn)定，滿足條件后，進(jìn)行二次襯砌施工，二次襯砌采用全液壓襯砌臺車一次澆筑成型。

3.注漿回填

為保證初期支護(hù)與二次襯砌密實(shí)無空洞，在初期支護(hù)完成后，二次襯砌前用探地雷達(dá)對初期支護(hù)背后進(jìn)行檢測，如若發(fā)現(xiàn)空洞應(yīng)及時進(jìn)行注漿回填;二次襯砌時，每隔5 m在拱部預(yù)埋一根φ42注漿管。注漿應(yīng)在襯砌混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后進(jìn)行。注漿材料為水泥砂漿（水灰比1∶1，砂灰比2∶1），注漿從低標(biāo)高注漿孔開始，注漿壓力不低于1 Mpa，直至高標(biāo)高拱頂注漿孔冒漿為止。

（六）施工用水及照明

施工用水由隧道出口處的邊坡頂部平臺設(shè)置的蓄水池提供，輔以水泵增壓。洞內(nèi)采用LED燈照明。

（七）隧道主體工程進(jìn)度安排

隧道主體工程計劃在15個月內(nèi)完成。

（八）施工監(jiān)測

監(jiān)控量測是為了及時掌握圍巖和支護(hù)的動態(tài)信息，并反饋到施工作業(yè)。通過對圍巖和支護(hù)的位移、應(yīng)力監(jiān)測，及時提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和可靠的預(yù)測，修改支護(hù)系統(tǒng)設(shè)計;對已經(jīng)開挖、支護(hù)段的力學(xué)狀態(tài)進(jìn)行評價，發(fā)現(xiàn)危險時及時采取必要的補(bǔ)救措施。確保隧道安全、經(jīng)濟(jì)、快速施工。

六、結(jié)語

目前，國內(nèi)外對于城市復(fù)雜環(huán)境下的雙洞連拱隧道施工尚無完善的施工規(guī)范，此類隧道的設(shè)計和施工經(jīng)驗(yàn)較少，尚處于探索研究階段。因此，針對楊真隧道工程進(jìn)行城市復(fù)雜環(huán)境雙連拱隧道安全高效施工關(guān)鍵技術(shù)研究，具有重要的時代背景和研究價值，不僅對該工程施工的安全、進(jìn)度和質(zhì)量有所保障，也能夠得到推廣到其他類似工程，具有良好的推廣應(yīng)用前景。

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