双连拱隧道的施工工序及注意事项
双连拱隧道的施工工序及注意事项
一、双连拱隧道设计、施工特点 双连拱隧道是在通过山势不高，纵向长度较短，横坡较陡，公路上，下行线在此分不开的情况下，设置双跨连拱隧道，结构特殊。其单跨断面为单心圆结构，边墙为曲墙，中隔墙也为曲墙，上下行线通过厚的钢筋砼中隔墙相连，初期支护是隧道的主要承载结构，一般采用锚杆、喷射混凝土或配合使用钢筋网、钢拱架，挂网锚喷砼与单跨隧道基本相同，二衬采用钢筋砼结构，双连拱隧道由于通过地段的地质条件特殊性，决定了其设计、施工具有以下特点：
1、埋深浅长度短： 双连拱隧道通过的地段一般山势较低，其最大埋深在50—80M左右，纵向长度在500M以下，在长度较大，山势较高一般不采用双连拱隧道，而采用上下行线分开的单拱隧道。
2、偏压： 双连拱隧道通过地段地势较陡，上下行线两侧埋深不同。整条隧道也就不同程度的存在偏压，特别是洞口偏压严重，这给隧道口施工带来很大困难。
3、由于埋深浅，双连拱隧道一般地质条件复杂，围岩软弱破碎，节理发育差。隧道内的水，受地表水影响较大。雨季施工困难，给隧道施工的安全增加了难度。
4、跨度大： 单跨公路隧道跨度与铁路隧道相比较大，双连拱隧道是两个单拱隧道连在一起，其跨度是单拱隧道的2倍。相当于铁路隧道车站的跨度，而且结构复杂，施工困难。
5、施工工序复杂，工序间相互影响大 双拱隧道的设计特点：偏压、跨度大。决定其施工必须分多个步骤进行。各个工序相互影响很大，就要求双连拱隧道的施工必须要有科学合理的施工组织设计。要理清各个工序的先后顺序及相联关系，在施工过程中尽量减小各施工工序之间的相互影响并根据施工中的实际情况灵活的调整，工序安排保证安全。
二、施工工序 双连拱隧道的施工，主要有中导洞和三导洞两种施工方法。中导洞法是中导洞现行施工，再施工中隔墙，然后以先左（右）后右（左）的顺序进行两侧主洞施工；三导洞施工方法除在中隔墙处开挖一导洞外，在上下行线两侧分别开挖一条侧导洞在中墙砼与边墙砼施工完后再开挖上，下行线正洞。重点介绍中导洞施工方法。
1、施工监控量测 隧道的监控量测贯穿施工的全部过程，是施工控制的重要组成部分，由于双连拱隧道跨度大，即使在围岩好的情况下也要坚持“短进尺、弱爆破、强支护、早闭合”的开挖施工原则，以减少或杜绝坍方。利用监控量测结果分析围岩变形规律和支护状态，以指导施工。如发现异常情况应及时采取措施进行处理和补救，所以在整座隧
道的施工过程中应勤量测。
A：洞口段10-15m范围之内，应布置不少于3-5个测点进行位移监测。
B：洞内围岩每隔适当距离布设一个收敛断面，每个收敛断面至少拱腰、边墙各有一对量测点。
C：中隔墙内应力、表面应力及裂缝量测，结合周边收敛位移监测中隔墙位移。每个洞口浅埋段，应不少于3个断面，每个断面不少于3个测点。
2、洞口施工
A：洞口开挖前必须具备如下条件：隧道进出口联测已经完成，且贯通误差符合规范要求；洞顶截水沟已完成，并设置了必要的临时排水设施；对洞口情况已进行了详细调查，如洞口的地形情况，有无不良地质或偏压情况等；洞口开挖及施工方案已经审批完毕；
B：洞口开挖后立即对其附近的边坡及仰坡进行必要的加固处理。在保证安全进洞的同时，尽量减少边仰坡的开挖与回填工程。隧道开挖进洞段严格按照施工工序图要求的施工工法施工，并及时进行初期支护，二次衬砌也要尽早施作，确保能安全可靠通过隧道洞口浅埋段。
C：洞口土石方开挖施工尽量避开降雨期和融雪期，采用明挖法施工，自上而下分阶段、分层进行开挖。第一阶段挖至设计临时成洞面，视围岩情况结合暗洞开挖方法，预留进洞台阶，第二阶段开挖其余部分，形成永久边仰坡；
D：洞口边仰坡开挖成型后，采取锚喷挂网支护形式，对边仰坡及成洞面进行临时支护是保证洞口坡体稳定的有效措施；
3、中导洞开挖：
A：根据隧道进出口地形条件及施工场地的实际情况，中导洞开挖可以从隧道两端同时施工，在隧道中间贯通，也可从隧道一端开挖，在另一端贯通。
B：根据地质条件中导洞开挖分全断面和短台阶两种施工方法，在围岩较好的Ⅳ类围岩可采用全断面开挖中导，加快施工进度；在围岩破碎，节理发育及在洞口地段采用短台阶也可保证安全。无论采用哪种方法，皆采用光面爆破技术尽量减少中导洞对两侧正洞围岩的扰动，每一循环进尺要控制在1M以下，围岩好的情况下也不能超过1.5M。
C：支护要紧跟开挖面，不允许围岩暴露时间太长，杜绝坍方，中导洞即使有小面积坍方，也会给正洞开挖带来很大影响。
D：施工工艺流程：施工准备→测量放样→超前支护 →炮眼布置 →钻孔装药 →起爆 →洒水、排烟 →出渣。其中炮眼布置和装药起爆为重要控制工序，开挖采用光面爆破或预裂爆破，严格控制超欠挖，并根据地质变化情况及爆破效果，不断调整爆破参数，使之达到最佳爆破效果。
4、中隔墙施工： 中隔墙砼的施工顺序刚好和中导洞开挖顺序相反，宜在中导洞贯通后施工，一般
采用从隧道中间开始向洞口进行施工的顺序。中隔墙采用大块模板进行施工，用钢桁架和对拉钢筋固定牢靠。纵向施工阶段长度宜为6-8m，采用泵送混凝土施工。
5、主洞开挖：
A：对于主洞四级浅埋、五级浅埋应进行弱爆破、短掘进。采用三导洞法进行施工。
B：主洞中部采用短台阶法施工，上台阶长度宜控制在5m以内。当上台阶为软弱围岩、机械或人工开挖可行时，应采用环形开挖留核心土法，每循环开挖进尺控制在0.6–0.8m;若上台阶为较坚硬岩、掌子面稳定、需爆破开挖时，应采用弱爆破技术对上台阶一次挖除，每循环开挖进尺控制在0.8–1.0m。
C：对于三级、四级围岩应采用上下台阶法的方式进行开挖与支护。四级围岩每循环开挖进尺控制在1.5m–2.0m，三级围岩每循环开挖进尺控制在2.0m–2.5m，开挖方式采用弱爆破或机械开挖。上台阶进尺取较小值，下台阶可取较大值。
6、初期支护：
A：初期支护系统锚杆采用Φ22砂浆锚杆及Φ25中空注浆锚杆，超前锚杆及洞口边坡防护采用Φ22砂浆锚杆。 B：锚杆施工应保证注浆质量，锚杆必须设置垫板，并灌注早强水泥砂浆，锚杆孔内灌浆应密实饱满；锚杆必须在砂浆强度达到5.0MPa之后才允许上紧垫板螺母；施工时锚杆垫板必须与围岩密贴，锚杆尽量垂直于岩石层面施作。 C：喷射砼原材料质量符合规范要求，强度评定合格，喷层厚度均匀且不小于设计值，施工采用湿喷工艺，喷层表面平顺美观。喷射砼应采用湿喷工艺进行施工，该工艺具有效率高、粉尘小、回弹少、质量便于控制等优点。
7、二次衬砌：
A：为扼制拱顶下沉，二次衬砌宜紧随开挖进行，及时施做以提供足够的刚度和强度，并视情况对结构予以补强
B：防水板安装应根据实际开挖情况预留足够的富余量，以避免模筑砼时防水板撕裂或绷紧的防水板导致衬砌背后产生空洞，使衬砌厚度不足；防水板铺设前要对喷射砼的基面进行认真的检查，不得有钢筋、管件等尖锐突出物。在浇筑二次衬砌混凝土前一定要检查防水板、环向盲沟、横向排水管等设施的安装符合设计要求。
C：二次衬砌除模板应有足够的强度、刚度和稳定性，模板表面光滑。浇筑混凝土时一定要振捣密实，且严格按照配合比要求施工。通风、照明、消防三大系统的预埋件是否已经按设计和规范要求布设到位。
D：拆模采用最后一盘封顶混凝土试件达到的强度来控制。衬砌拆模后用高压水喷淋混凝土表面，以降低水化热，养护期不少于14天，寒冷地区应做好衬砌的防寒保暖工作。
8、路面及洞内装修：
A：隧道采用沥青混合料上
面层与水泥混凝土下面层组合的复合式路面。水泥混凝土的弯拉强度标准值不应低于5.0MPa，面层以下设素混凝土基层，无仰拱时基层以下设整平层。整平层顶面和仰拱回填混凝土顶面应做成向中心水沟的横向排水坡度，其坡度不应小于1.5%。
B：隧道衬砌表面装修，在隧道电缆槽顶面以上一定范围内用白色隧道专用砖镶面；为了增强防火及照明效果，在拱部范围内应用防火涂料喷涂。
三、施工中安全注意事项
1、隧道洞口区在施工前首先施作截、排水沟，尽早完成洞口排水系统，并确保排水畅通，以减少积水对洞口的冲蚀，保证洞口安全施工。
2、主洞进口前，应加强洞口周围和掌子面临时边仰坡的锚喷网防护，确保安全进洞。开挖中严格按照规范要求进行沉降观测，随时监测、检查边坡和仰坡稳定情况。
3、洞身施工中应严格遵循早预报、弱爆破、短进尺、强支护、快封闭、勤量测、小循环的施工方法，应坚持“随挖随支护和先喷后锚”的原则，即喷锚或钢架支护必须紧跟开挖工作面，应在爆破、通风后及时对岩面进行初喷混凝土，尽快封闭围岩，控制围岩的初期变形。
4、及时施作锚杆、挂钢筋网、架立钢架，最后复喷混凝土达到设计厚度，在喷锚作业期间，应有专人随时观察围岩变化情况，并及时对不利情况做出应急预判和处理。
5、隧道施工作业中应采取各种有效的防护措施，做好通风、照明、防尘、防水、降温和防治有害气体等得措施，保护环境卫生，保障施工人员的健康和生产安全。
四、施工中常见问题的处理措施：
1、由于双联拱隧道跨度大，即使在围岩好的情况下也要坚持短进尺、弱爆破、强支护、早闭合”的开挖施工原则，以减少或杜绝坍方。
2、初期支护要遵循“短进尺，早封闭”的原则，必须一炮一支，防止围岩爆露太长而引起的坍方，特别是正洞下部开挖，钢架接脚时要控制好进度（不能过长）绝不能使拱部初期支护长距离或连续长时间悬空，钢架架立要控制在2小时以下(工艺安全、人身安全)。
3、隧道内的超前支护，注浆锚杆，除加固围岩的同时，也起一定堵水的作用（要有这个认识）。所以说双连拱隧道结构上的特点决定了其施工过程中必然会有不同于单拱隧道的特殊性问题。
4、中导洞断面的选择 中导洞为安全开挖正洞而首先贯通的辅助导洞，其断面大小；在设计上一般没有严格的要求，选择断面主要是考虑导洞开挖施工机械配备情况，在单口开挖长度大于100M时的情况下，一般采用装载机配汽车出渣，断面宽度最好在5.5M左右，在单口长度小于100M的情况
下，4M宽就可以满足要求，中导洞的高度一般比中隔墙高出0.5M即可。
5、中导洞的开挖施工，对正洞来说是最好的、最准确的超前地质预报，因而在开挖过程中要对围岩进行详细、准确的记录，指导正洞施工。
6、中隔墙的水平推力平衡 上下行线的开挖施工不能齐头并进，必须一前一后错开40M左右，这样在上、下行线两个开挖面之间一侧正洞的初期支护已完。而另一侧支护还未施工，该段中隔墙必须要受到一个向未开挖一侧的水平推力，为增强中隔墙抗变位能力，在一侧主洞施工前完成另一侧中隔墙的支顶工作，采用方木或钢管纵向间距2米一排，必须支撑牢固，开挖另一侧时再拆除。
7、排水系统 开挖施工过程中及时做好洞内排水系统，严禁洞内积水、排水沟不能沿边墙设置，避免软化边墙基底围岩，使其强度降低造成隧道坍塌。中隔墙的排水方案在其顶部设一条ф80的纵向透水管，每隔几米用硬塑引管将水引至水沟中，中隔墙平铺防水板将水引至排水沟。
8、由于联拱隧道跨度大、洞口一般偏压严重，洞口刷坡后极易造成山体松动下滑，进而失稳，从开挖到支护时间间隔不能太长，同时加强边仰坡的变形观测。
9：明洞与暗洞衔接往往是渗漏水的薄弱环节，因此，应严格按要求做好明洞与暗洞衬砌衔接处沉降缝的防水措施。
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