雙連拱隧道施工工法探討

摘要：基于浙江省諸（暨）永（嘉）高速公路臺州段某標段公路工程項目的施工，結(jié)合該標段某隧道的工程實施，本文就隧道五步開挖方法談談該施工工法。

關(guān)鍵詞：雙連拱隧道；施工工法；探討

1.工程概況

1.1概述。諸（暨）永（嘉）高速公路是浙江省公路水運交通建設規(guī)劃綱要(2003-2020)的重要組成部分，是浙江省公路主骨架“兩縱兩橫十八連三繞三通道”中的其中“一連”，即杭金衢、甬金、臺縉及溫州繞城四條高速公路主干線的連接線，它橫貫浙江中部，溝通紹興、溫州、臺州、金華四地，連接諸暨、東陽、磐安、仙居、永嘉五個縣(市)。同時，它也起到杭甬、上三、甬臺溫高速公路及杭金衢、金麗溫高速公路的分流作用，對完善浙江省高等級公路網(wǎng)絡、發(fā)揮規(guī)模效益具有重要意義。

1.2隧道描述。諸（暨）永（嘉）高速公路臺州段某標段某隧道全長665m，是目前華東最長的連體隧道，隧道設計為四車道雙洞連拱結(jié)構(gòu)，單洞內(nèi)凈高9.91m。襯砌內(nèi)凈高7.24M，雙跨凈寬23.12m，中隔墻厚2.5m。隧道位于浙東南中低山丘陵地貌區(qū)，山體基巖淺部風化強烈，植被發(fā)育。大部分山體弱風化基巖風化裸露。河谷平原覆蓋層厚4～20m不等，主要為白堊小平田組織角礫凝灰?guī)r。

2.施工程序

先開挖中導洞，進洞后再開挖左、右洞；完成左、右導洞永久性邊墻支護，中隔墻襯砌后，左導洞擴挖支護成型，襯砌，右導洞再擴挖支護成型，完成施工。

3.勞動力組織

3.1隧道開挖。風槍手32人，爆破工8人，裝碴4人，出碴8人，質(zhì)檢、記錄4人，合計：56人。

3.2初期支護。錨噴：錨桿安裝8人，砼噴射4人，砼供料8人，攪拌司機2人，立格柵、掛網(wǎng)16人，質(zhì)檢、記錄4人，合計42人。

3.3襯砌。立模16人，防水板安裝12人，砼運輸4人，砼澆筑12人，攪拌機司機4人，質(zhì)、檢測記錄4人。合計52人。

3.4測量及量測。測量放樣8人，圍巖量測7人（其中專職安全員1人），共計15人。

3.5配屬人員。壓風機司機2人，抽水機司機1人，電工2人，管道工4人，試驗員2人，調(diào)度2人，管理人員12，合計25人。

4.機具設備

4.1施工通風及照明。通風機2臺，變壓器1臺

4.2開挖。電動壓風機4臺，簡易臺架4臺，風動鑿巖機2臺，裝載機2臺，自卸運輸汽車4臺

4.3初期支護。鋼筋切割機1臺，鋼筋彎曲機1臺，電焊機4臺，噴射砼機4臺，強制式攪拌機（400L）2臺，錨桿注漿器4臺

4.4襯砌。砼攪拌機（500L）2臺，砼輸送車2臺，砼輸送泵2臺，插入式振搗器10臺，襯砌臺車2臺

4.5量測及測量儀器。SWJ-Ⅲ型收斂計4臺，經(jīng)緯儀2臺，水準儀2臺。

4.6高壓風管、水管、通風管、照明燈具的規(guī)格和數(shù)量，根據(jù)隧道長度、設計風壓力、光明等參數(shù)來確定。

5.施工方法

5.1中導洞施工。中導洞開挖尺寸的確定。中導洞開挖的尺寸，主要取決于中隔墻的尺寸，使得既能夠進行中隔墻的施工，又盡量減少開挖截面尺寸，還要有利于左、右洞開挖和減少中隔墻頂部回填空間，也有利于受力體系的轉(zhuǎn)換，由于中隔墻厚2.5m（基礎厚度 2m），高5.6m，故確定中導洞凈空4.0(寬)×6.0m（高），所以決定開挖尺寸采用4.4m×6.2m。

中導洞的開挖。中導洞的開挖，采用全斷面開挖，光面爆破的施工方法，由進口和出口相向開挖，950裝載機裝碴，大噸位自卸車運輸。由于洞身狹窄，裝載機裝碴比較困難，故每掘進100-150m，就得掘一個會車通道，裝載機在此裝車，會車通道以后可以作為和左、右導洞聯(lián)系的橫通道。采用壓入式通風方式通風排污。

中導洞支護。中導洞支護，均采用鋼格柵掛網(wǎng)噴射20cm厚砼。不論圍巖類別如何，對于中導洞這樣的小斷面洞室，采用安全系數(shù)如此富裕的支護，顯然是考慮到左、右洞開挖時爆破震動會對中導洞安全造成威脅，因為左、右導洞距中導洞凈距只有4m，而擴挖時則凈距為零，采用如此支護可以確保開挖時左、右洞及中導洞的開挖安全。

鋼格柵網(wǎng)噴厚度達到20cm，左、右洞擴挖時形成一道屏障，可以將爆破隔擋在中隔墻以外，對于保護中隔墻砼表面非常有利。

中隔墻襯砌。中隔墻貫通后，從中間沿隧道軸線方向往洞口倒退進行中隔墻襯砌。砼運送和入模采用輸送Φ20cm鋼質(zhì)管道，砼振搗采用插入式振搗器。

5.2左、右洞導洞施工

中導洞開挖并進行支護后，在左線隧道開挖左導洞，左導洞開挖尺寸定為4.5m（寬）×5.5m（高），左側(cè)輪廓線和正洞左邊墻開挖輪廓線重合，這樣左導洞進洞后就可以在左側(cè)進行正洞邊墻永久性支護，拱部和右側(cè)邊墻視圍巖類別情況進行臨時支護以確保左導洞施工安全，左導洞進洞后就可以在右洞同樣的位置開挖右導洞。

左、右洞每進行100~150m利用原中導洞會車車道擴大，形成左導洞、中導洞、右導洞相互聯(lián)通的橫通車道，即有用利于增開工作面，又便于洞內(nèi)交通。

進行左、右洞的施工，核心步驟就是左、右導洞的爆破是否會對中導洞的安全產(chǎn)生較大的影響，這就是實施五步開挖方案能否成功的關(guān)鍵，對此，項目部和毗陵的兄弟單位聯(lián)合攻關(guān)，優(yōu)化左、右導洞爆破設計，將爆破產(chǎn)生的震動控制在最小的范圍內(nèi)，并在中導洞設置量測儀器測量爆破時對中導洞產(chǎn)生的震動速度。經(jīng)過多次監(jiān)測，收集到的爆破震動速度均在10cm/s左右，均未超過15cm/s的規(guī)范范圍，說明左、右導洞爆破未對中導洞產(chǎn)生破壞性影響。

諸永高速公路某隧道左洞開挖的成功，證明了只要爆破參數(shù)設計合理，施工過程控制嚴格，監(jiān)控措施得當，完全有可能在間距較小的情況下開挖圍巖，為以后類似的工程提供了一種新方法。

5.3左、右洞擴挖

左導洞進洞一段距離后，左洞擴挖開始，由于有了左導洞，給左洞擴挖提供了一個臨空面，所以炸藥用量大大減少，相應爆破震動也大大減少，實測均小于5cm/s，表明左洞擴挖爆破震動對中隔墻砼不會造成損害。

左洞擴挖過程中，既要保證順利開挖，又要保證不損傷中隔墻表面砼，為此，項目部制定了3套施工方案：第一，用鋼板支擋中隔墻表面；第二，用廢舊輪胎支擋中隔墻表面；第三，用竹笆支擋中隔墻表面。經(jīng)過現(xiàn)場試驗和比選 ，最后決定采用廢舊輪胎覆蓋中隔墻表面，取得了很好的效果。事實上，中導洞支護時采用了鋼格柵掛網(wǎng)噴射20cm砼，已經(jīng)支擋了大部分爆破飛石，用廢舊輪胎覆蓋中隔墻表面，是又增多了一個保險層，這樣，確保了中隔墻砼表面不收到任何損傷。

左洞擴挖后，圍巖產(chǎn)生的壓力將要傳遞到中隔墻，使左洞支護能形成完整的閉合體系。為了解決此類問題，在未擴挖前，首先用漿砌片石砌滿中隔墻頂部至中導洞拱頂?shù)目臻g，然后擴挖，擴挖后圍巖產(chǎn)生的壓力，通過中導洞拱頂支護體傳遞到漿砌片石，再傳遞到中隔墻，完成了由中導洞支護體系受力到中隔墻受力的體系轉(zhuǎn)換。左洞擴挖成型后，及時拆除中導洞邊墻支護，完成左洞拱部噴錨支護，因左洞左邊墻支護已在左導洞施工階段完成，這樣左洞支護已全部完成，形成了完整的支護體系。

右洞擴挖過程同左洞擴挖，但為了確保隧道施工安全，在左洞襯砌一段距離后才開始擴挖右洞，并且始終保持右洞擴挖面落后于左洞襯砌面。

5.4襯砌

某隧道襯砌施工的一個顯著特點是在襯砌前，中隔墻已經(jīng)施工完成，二次襯砌實際上只是襯砌除中隔墻以外的部分，灌注砼時存在偏壓的問題。

襯砌采用仰拱鋪底先行，首先施工仰拱鋪底，再施做襯砌基礎（矮邊墻），最后用襯砌臺車進行二襯，充分利用襯砌臺車剛度大的特點解決偏壓問題，并加強邊墻一邊的支撐。二襯工藝流程如下：

仰拱鋪底→矮邊墻基礎→拱部防水層（LDPE板）→二襯

砼灌注采用砼運輸泵泵送入模，插入式振搗器振搗成型。

6.結(jié)語

諸（暨）永（嘉）高速公路臺州段某標段隧道工程項目采用五步開挖法施工，增加了施工工作面，縮短了施工周期，提高了施工工效，并且達到了保護中隔墻外觀質(zhì)量的目的。該工法在未增加工程成本的前提下加快了施工進度，保證了施工安全和質(zhì)量，確保了工期，提高了效率，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益，受到業(yè)主和監(jiān)理的一致好評。

參考文獻

[1] 關(guān)寶樹編隧道工程施工要點 北京：人民交通出版社2003

[2] 吳煥通等編隧道施工及組織管理指南北京： 人民交通出版社2004

[3] 劉仁陽雙連拱公路隧道單洞法施工技術(shù) [A] 中國土木工程學會第十二屆年會暨隧道及地下工程分會第十四屆年會論文集 [C]2006年2005.05