王師坤

（廣西桂商實(shí)業(yè)投資有限公司，廣西 南寧 530200）

0 引言

連拱隧道工程過(guò)程中，通常會(huì)采用中導(dǎo)洞、三導(dǎo)洞以及側(cè)壁導(dǎo)坑等方式來(lái)進(jìn)行。雖然采用導(dǎo)洞法具有較強(qiáng)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，但是導(dǎo)洞技術(shù)的工藝較為復(fù)雜，同時(shí)過(guò)程中各個(gè)工序之間會(huì)存在較大的干擾。導(dǎo)致在進(jìn)行導(dǎo)洞法過(guò)程中需要設(shè)置導(dǎo)洞的臨時(shí)支護(hù)，不僅增加了隧道的周期，還增加了隧道工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)投入。無(wú)導(dǎo)洞技術(shù)在隧道工程建設(shè)中不需要進(jìn)行導(dǎo)洞的設(shè)置，能夠有效縮短周期，降低過(guò)程中各種工序之間的干擾情況，從而更加快速地完成隧道工程的，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益[1]。

1 工程概況

某隧道工程為雙向4 車道連拱隧道，隧道長(zhǎng)度為420m，隧道左右幅累積長(zhǎng)度為840m，隧道的限界凈寬為10.25m，隧道凈高為5.0m，最大埋深為85.0m。由于隧道所處地區(qū)的地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)較為強(qiáng)烈，所以在進(jìn)行隧道建設(shè)過(guò)程中主要采取新奧法基本原理來(lái)進(jìn)行。并通過(guò)專業(yè)配套設(shè)備來(lái)形成超前地質(zhì)預(yù)報(bào)、光面爆破、錨噴支護(hù)、無(wú)軌運(yùn)輸以及全斷面襯砌等方案。同時(shí)，在過(guò)程中充分結(jié)合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方式來(lái)對(duì)隧道實(shí)際情況進(jìn)行判斷，從而來(lái)進(jìn)行圍巖輔助設(shè)施、支護(hù)參數(shù)和襯砌結(jié)構(gòu)類型的調(diào)整[2]。并采用有效的監(jiān)控措施來(lái)對(duì)圍巖的穩(wěn)定性、隧道輔助措施和支護(hù)效果進(jìn)行確定，確保隧道工程方法的合理性和可行性。連拱隧道如圖1 所示。

圖1 連拱隧道

隧道工程過(guò)程中采用了左右側(cè)先后分段的方式。并根據(jù)圍巖等級(jí)情況選擇相匹配的開(kāi)挖方式進(jìn)行，由于本工程所在位置圍巖等級(jí)為Ⅳ級(jí)圍巖和Ⅴ級(jí)圍巖，所以在過(guò)程中采用上下臺(tái)階預(yù)留核心土法和三臺(tái)階法進(jìn)行Ⅳ級(jí)圍巖開(kāi)挖，采用三臺(tái)階預(yù)留核心土法進(jìn)行Ⅴ級(jí)圍巖開(kāi)挖。同時(shí)在進(jìn)行隧道支護(hù)襯砌過(guò)程中，采用初期支護(hù)和二次襯砌相結(jié)合的支護(hù)襯砌方式，隧道施工如圖2 所示。

圖2 隧道施工

2 連拱隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本工程為了有效降低隧道對(duì)土地的占用，減小明挖隧道的開(kāi)挖寬度，所以在進(jìn)行隧道橫斷面設(shè)計(jì)的過(guò)程中采用了復(fù)墻式連拱隧道布置方式來(lái)進(jìn)行左右隧道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。而在隧道結(jié)構(gòu)過(guò)程中采用了初期支護(hù)和二次襯砌的方式來(lái)進(jìn)行隧道的支護(hù)，隧道襯砌設(shè)計(jì)參數(shù)如表1 所示。

表1 隧道襯砌設(shè)計(jì)參數(shù)

中隔墻是連拱隧道結(jié)構(gòu)中非常重要的內(nèi)容，所以，在進(jìn)行中隔墻二次襯砌邊墻的設(shè)計(jì)中，首先，需要按照不等厚的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式來(lái)設(shè)計(jì)，從而可以有效保證先行洞的隧道結(jié)構(gòu)能夠在過(guò)程中具有較好的承受偏壓荷載的能力。同時(shí)中隔墻的防水需要按照單個(gè)隧洞獨(dú)立防排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。其次，在進(jìn)行中隔墻設(shè)計(jì)過(guò)程中需要基底具有較強(qiáng)的承載能力，所以需要將隧道進(jìn)行仰拱設(shè)置來(lái)提升中隔墻過(guò)程中的穩(wěn)定性和抗壓壓扁能力。再次，在進(jìn)行隧道二次襯砌過(guò)程中，需要在二次襯砌的背后進(jìn)行二次注漿措施來(lái)使隧道圍巖與初期支護(hù)以及初期支護(hù)與二次襯砌之間的密貼效果更加優(yōu)秀。通過(guò)該方式能夠有效實(shí)現(xiàn)對(duì)中隔墻上部位置松散的圍巖結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理，從而使隧道結(jié)構(gòu)和圍巖的受力狀態(tài)處于一個(gè)較為穩(wěn)定的水平。最后，由于連拱隧道結(jié)構(gòu)和圍巖具有較為復(fù)雜的受力狀態(tài)，在隧道工程過(guò)程中，相鄰隧道會(huì)產(chǎn)生相互擾動(dòng)的情況，嚴(yán)重影響隧道結(jié)構(gòu)的安全性和圍巖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。所以在進(jìn)行過(guò)程中需要充分結(jié)合相關(guān)理論來(lái)對(duì)隧道圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算，采用合理的技術(shù)來(lái)提升隧道結(jié)構(gòu)和圍巖的安全性和穩(wěn)定性[3]。

3 無(wú)導(dǎo)洞技術(shù)流程

無(wú)導(dǎo)洞技術(shù)工序流程：①進(jìn)行后行洞大掌子面的開(kāi)挖，并做好后行洞大掌子面的臨時(shí)支撐和初期支護(hù)。②進(jìn)行后行洞小掌子面的開(kāi)挖，并做好小掌子面的初期支護(hù)。③進(jìn)行后行洞下臺(tái)階的開(kāi)挖并進(jìn)行下臺(tái)階的初期支護(hù)。④進(jìn)行后行洞下臺(tái)階右邊墻開(kāi)挖并進(jìn)行后行洞仰拱的初期支護(hù)。⑤進(jìn)行后行洞仰拱的二次襯砌澆筑，并進(jìn)行仰拱的填充。⑥進(jìn)行防水層鋪設(shè)，并進(jìn)行后行洞拱墻二次襯砌澆筑。無(wú)導(dǎo)洞技術(shù)工藝流程如圖3所示。

圖3 無(wú)導(dǎo)洞技術(shù)工藝流程

同時(shí)在進(jìn)行無(wú)導(dǎo)洞技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中需要嚴(yán)格按照無(wú)導(dǎo)洞原則來(lái)進(jìn)行：①嚴(yán)格按照動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)組織的方式進(jìn)行，在過(guò)程中嚴(yán)格遵循“管超前、嚴(yán)注漿、弱爆破、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、勤測(cè)量”的原則來(lái)進(jìn)行。②連拱隧道的關(guān)鍵是降低過(guò)程對(duì)相鄰隧道的不良影響，所以過(guò)程中需要充分考慮作業(yè)對(duì)相鄰隧道圍巖所產(chǎn)生的擾動(dòng)影響和松弛影響，并對(duì)爆破所產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)隧道襯砌結(jié)構(gòu)的影響進(jìn)行嚴(yán)密的關(guān)注，所以在過(guò)程中需要嚴(yán)格進(jìn)行爆破的控制，將爆破產(chǎn)生的振動(dòng)進(jìn)行有效地控制。③過(guò)程中最重要的內(nèi)容是注意中隔墻結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，所以在過(guò)程中需要充分考慮中隔墻安全和穩(wěn)定的條件，從而保證支護(hù)結(jié)構(gòu)之間的受力處于較為平穩(wěn)的狀態(tài)[4]。

4 采用無(wú)導(dǎo)洞技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)

（1）本工程過(guò)程中采用了先進(jìn)行地質(zhì)較差且埋深較淺一側(cè)的隧道，也就是先進(jìn)行隧道右側(cè)隧洞，作為本工程的先行洞。完成右側(cè)隧洞的貫通并做好二次襯砌澆筑后，再根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和方案來(lái)進(jìn)行左側(cè)隧洞的，即后行洞。

（2）在進(jìn)行后行洞過(guò)程中，大掌子面和小掌子面需要采用錯(cuò)步開(kāi)挖的方式，并將錯(cuò)步的距離控制為10～15m。同時(shí)，需要將大掌子面的開(kāi)挖循環(huán)尺寸控制在0.6～1.2m，將小掌子面的開(kāi)挖循環(huán)尺寸控制在≤0.6m，下臺(tái)階的邊墻開(kāi)挖循環(huán)尺寸控制為≤1.8m，仰拱開(kāi)挖的循環(huán)尺寸控制在≤3.0m。

（3）在進(jìn)行Ⅴ級(jí)圍巖段后行洞開(kāi)挖過(guò)程中，需要保證初期支護(hù)與大掌子面、小掌子面保持合適的距離。將仰拱與大掌子面的距離控制為≤30.0m，將仰拱與小掌子面的距離控制為≤20.0m。同時(shí)在進(jìn)行Ⅴ級(jí)圍巖段后行洞襯砌過(guò)程中，需要在圍巖與錨噴支護(hù)形變處于較為穩(wěn)定的狀態(tài)后再進(jìn)行二次襯砌澆筑。同時(shí)需要將二次襯砌澆筑與大掌子面開(kāi)挖位置的距離控制在≤50.0m，與小掌子面開(kāi)挖的距離控制在≤40.0m。Ⅴ級(jí)圍巖段后行洞縱向水平示意圖如圖4 所示[5]。

圖4 Ⅴ級(jí)圍巖段后行洞縱向水平示意圖

（4）在進(jìn)行臨時(shí)支撐與隧道型鋼拱架連接過(guò)程中，需要將縱向間距與隧道拱架保持一致。同時(shí)需要將臨時(shí)支撐的位置設(shè)置在L 單元和M 單元，并通過(guò)螺栓連接的方式進(jìn)行單元間連接。本工程的初期支護(hù)設(shè)置選擇了HPB300A8 型15cm×15cm 的鋼筋網(wǎng)片，并在鋼筋網(wǎng)片的掛設(shè)過(guò)程中采用了緊貼噴射混凝土面的方式。并采用了HRB400C22 縱向鋼筋采用沿著鋼架內(nèi)外側(cè)縱向向上交叉布置的方式來(lái)進(jìn)行相鄰鋼架的連接，并將環(huán)向間距控制為1.0m。本工程采用了標(biāo)號(hào)為C25 的混凝土來(lái)進(jìn)行噴涂，并將噴層的厚度控制為0.27m。在進(jìn)行機(jī)械破除區(qū)域過(guò)程中，需要采用機(jī)械碎頭的方式來(lái)進(jìn)行，并需要注意控制質(zhì)量，防止對(duì)永久初期支護(hù)產(chǎn)生擾動(dòng)。

（5）需要在大掌子面的A 單元鋼支撐裝置與L 單元鋼支撐裝置連接處進(jìn)行注漿導(dǎo)管的設(shè)置，總共設(shè)置2根導(dǎo)管，每根導(dǎo)管的長(zhǎng)度為3.0m，直徑為?42×4，同時(shí)需要將導(dǎo)管之間的徑距控制為800mm×600mm，并將導(dǎo)管與隧道掘進(jìn)方向的夾角保持為45°。本工程注漿導(dǎo)管如圖5 所示。

圖5 本工程注漿導(dǎo)管

（6）在進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)過(guò)程中，需要充分結(jié)合實(shí)際情況來(lái)將工字鋼的循環(huán)利用形式設(shè)置成3 次，更好地保障的有序開(kāi)展。

（7）在進(jìn)行先行洞與后行洞鋼拱架E 連接位置的過(guò)程中，需要在先行洞的鋼架之間設(shè)置一道寬度為30cm，厚度為16mm 的縱向連接鋼板，并通過(guò)焊接的方式與鋼拱架進(jìn)行連接，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)后行洞小掌子面中鋼拱架連接。

（8）在進(jìn)行大掌子面過(guò)程中主要采用微爆破與風(fēng)鎬挖掘相結(jié)合的方式來(lái)進(jìn)行掘進(jìn)，同時(shí)在過(guò)程中需要采取有效的措施來(lái)進(jìn)行圍巖振動(dòng)情況的監(jiān)測(cè)和控制，從而保障能夠更好地發(fā)揮圍巖自身所具備的支撐能力。而在進(jìn)行微爆破過(guò)程中，需要充分結(jié)合實(shí)際情況以及圍巖情況來(lái)進(jìn)行微爆破參數(shù)的設(shè)計(jì)和修正，來(lái)提升微爆破的效果，有效降低過(guò)程中出現(xiàn)超挖或者欠挖的情況，提升大掌子面斷面的精準(zhǔn)度和整齊度[6]。

（9）過(guò)程中為了防止在進(jìn)行側(cè)壁開(kāi)挖時(shí)出現(xiàn)臨時(shí)支撐朝著已開(kāi)挖支護(hù)相鄰領(lǐng)導(dǎo)洞傾倒或者失穩(wěn)的情況，需要采取有效的措施來(lái)保證臨時(shí)支撐與永久支護(hù)拱架之間連接的穩(wěn)定性。所以在過(guò)程中需要保證拆除臨時(shí)支撐與小掌子面支護(hù)同時(shí)進(jìn)行，也就是拆除臨時(shí)支撐過(guò)程中立即進(jìn)行小掌子面掘進(jìn)，掘進(jìn)0.6m 后立即進(jìn)行小掌子面的支護(hù)。而需要在主體結(jié)構(gòu)初期支護(hù)完成后，且支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性達(dá)到設(shè)計(jì)要求后再進(jìn)行臨時(shí)鋼架的拆除[7]。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文以某雙拱隧道工程為例來(lái)對(duì)雙拱隧道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及無(wú)導(dǎo)洞技術(shù)的流程和要點(diǎn)進(jìn)行了說(shuō)明。雖然無(wú)導(dǎo)洞技術(shù)在進(jìn)行隧道過(guò)程中存在一定的局限性，但是能夠有效縮短周期提升隧道工程的經(jīng)濟(jì)效益。在實(shí)際過(guò)程中，需要充分結(jié)合隧道所在地區(qū)的地質(zhì)情況特點(diǎn)來(lái)合理選擇技術(shù)，并在過(guò)程中做好監(jiān)測(cè)工作才能更好地提升隧道工程的建設(shè)質(zhì)量，從而更好地提升整個(gè)隧道工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益。