双连拱隧道施工技术研究

张瑞鸿

（山西辰润交通科技有限公司,山西 晋中 030600）

0 引言

当前，随着我国社会经济的快速发展，公路工程的规模正在快速扩张，由于我国公路工程覆盖范围不断扩大，经常需要在一些山区复杂地形条件下进行施工。因此，需要进行大量的隧道工程建设，由于隧道工程施工面临的地形条件多样化，对于隧道施工技术的选择和使用非常关键。在公路工程建设施工过程中，经常会经过一些小山鼻和小垭口等地形，在该地形条件下进行隧道施工，通常会选择双连拱隧道结构，双连拱隧道的外观比较简单、占地面积相对较小，同时隧道内部空间使用率相对较高，可以保证隧道洞口路基部分桥梁和洞口外部道路之间的衔接更加顺畅，并且还可以起到环境保护以及降低前期资金成本、投入量等多方面优势。

1 双连拱隧道工程常用的施工技术方法

目前在我国国内隧道工程建设施工当中，比较常见的公路双连拱隧道工程施工技术主要包含两种形式：第一种为新奥法；第二种是挪威法。新奥法比较适用于一些软质、中硬岩隧道工程项目中，挪威法比较适用于一些中硬或者是比较坚硬的隧道工程施工当中。

第一，新奥法施工技术。在实际使用中，主要是针对隧道施工区围岩结构的自承载能力进行提升，然后对开挖施工面的空间约束条件进行利用，通过使用锚杆支护施工技术方法，进一步强化对周围岩体结构的加固处理效果。与此同时，通过该方法的应用，可以最大程度上减轻对周围围岩结构所产生的影响和扰动。对于隧道开挖施工中的岩石地层条件，可以对分布或者是全断面施工方法进行合理应用，然后进行一次性开挖施工和锚喷支护工作。对于一些比较复杂的地层地质条件，通常情况下需要进行地层基础部分的加固处理，然后再进行后续的开挖和支护工作。与此同时，新奥法施工技术的应用，围岩是隧道稳定性保障的基础部分，可以进一步提高隧道开挖周围岩体结构的稳定性，避免出现大面积围岩松动等安全隐患。需要对围岩结构特性以及围岩应力变化时间进行准确计算，有效做好监控测量工作，对隧道周围围岩结构支护参数进行合理选择，提高隧道整体加固效果[1]。

第二，挪威法施工技术。该项技术在使用过程中整体的施工效率更快，同时建设成本和维护成本较低，在国外一些发达国家当中应用比较普遍。通常情况下，新奥法和挪威法在使用过程中具有很多相似性，在施工当中都需要对隧道施工周围岩体承载能力进行强化处理，但是从施工技术本质意义上进行分析，二者之间也存在一定的差异性。因此，该项技术在使用过程中，不需要进行超前地质预报工作，减少了原型观测工作时间，同时不必使用二次衬砌施工技术方法，使得工程施工成本得到了全面控制，整个工程施工工序也得到简化，可提高隧道工程的整体施工效率，同时保证工程施工质量和稳定性。

2 双连拱隧道施工技术应用策略分析

该文结合某隧道工程项目施工案例展开分析，隧道工程施工采用的是双连拱隧道结构形式，隧道开挖总长度为110 m，施工中采用的是新奥法施工技术，并且使用三导洞法来进行施工作业。如图1。

图1 双连拱隧道

2.1 施工前的准备工作

公路双连拱隧道工程施工正式开始之前，需要做好施工前的各项准备工作，要结合当地的气候环境特点和施工地形条件，对整个隧道工程施工进行规划和完善。在工程施工方案的制定以及施工面的选择方面，要遵循因地制宜的工作原则，需要满足当地的施工地质条件和环境条件，保证施工的顺利进行。与此同时，在施工作业期间，需要对工程施工数据信息进行准确记录，并根据力学原理展开详细分析，对整个隧道的受力条件加以充分明确。在有坡度地区要做好坡度防护工作，同时在隧道工程施工中需要尽可能避免对周围环境造成破坏。在施工作业正式开始之前要做好排水工作，需要将坡中的水体彻底排出，避免施工过程中产生地质沉陷等问题，提高工程的整体施工效率。

2.2 双连拱隧道施工工艺要点

第一，隧道洞口开挖施工。在隧道洞口开挖施工前期，施工人员需要对洞口开挖区域范围内的碎石进行彻底清理，然后进行坡顶部的排水工作，洞口削坡位置要遵循自上而下的开挖施工原则，进行分层开挖施工。在隧道洞身开挖工作中，可以使用三导洞法来进行开挖施工作业，在此工作中隧道开挖是其中的关键技术要点，对于洞身开挖的方向起到了决定性作用。与此同时，对隧道自身的岩层条件需要进行全面探查和分析，要保证隧道主洞开挖积累更多的材料。在此过程当中，所有人员可以通过使用短进尺和岩体爆破等方法来进行处理。在隧道的进口段和出口段位置，中导洞可以使用半段两个台阶控制爆破开挖施工方法，即在隧洞拱部大约超前隧洞3～5 m的位置，可以保证新奥法施工喷锚支护工作台，可以顺利进行后续的各项开挖工作内容。在隧道主洞部分的开挖工作过程中，需要先开挖隧道上半断面，然后再开挖核心土，最后再进行隧洞开挖施工作业[2]。

在针对上半断面开挖工作过程中，需要保证中墙混凝土位置设计强度，达到中隔墙加固完成之后的强度标准方可进行后续工作，对于地质条件较差的施工地段，可以使用弧形开挖施工方法，剩余施工段则可以使用微台阶法来进行开挖工作。当弧形断面开挖完成之后，进行隧道核心土开挖施工。通常情况下，核心土开挖施工方法存在两个临空面，主要是以岩体松动爆破施工方法为主，但是在实际施工中需要对爆破使用的炸药数量进行严格控制，以保证不会对整个工程施工造成严重的影响。在进行仰拱开挖工作中需要保证在核心土开挖工作完成之后进行。在正式开挖施工期间需要对隧道拱部标高大小进行准确测量和控制，同时在隧道左右主洞的施工作业面位置，实际施工高度需要控制在15 m以上，时间需要保证在15天左右，以此来提高整个隧道工程的施工安全性和稳定性[3]。双连拱隧道结构见图2。

图2 双连拱隧道结构

2.3 双导坑法施工技术

双导坑法施工技术属于一种不对称式的开挖方法，在隧道工程施工当中的应用非常普遍。该项技术在使用过程中，需要保证隧道周围的围岩结构条件良好，一侧的洞室开挖条件良好，同时另外一侧开挖条件较差的情况下应用效果比较明显，同时该项施工技术可以有效解决中墙渗水和漏水问题。具体而言，在开挖施工中采用的是开挖环境条件良好的台阶法施工技术，另外一侧使用侧倒坑辅助开挖技术，主要是解决开挖条件较差一侧的问题。双导坑法在施工结构断面形式上，主要是基于两个单独的洞室独立进行施工，同时两个隧道有独立的排水系统，在工程施工技术方面，主要是基于双洞开挖施工方法。在隧道工程施工当中，通过双导坑法施工技术的应用，可以保证不对称结构受力不均匀问题得到进一步优化和完善。首先是施工洞室如果在左洞主体结构存在两种的情况下，为了保证整个隧道结构的稳定性，需要在该隧洞的中间位置同步进行仰拱施工，提高隧道的整体受力稳定性。同时为了保证隧道结构的平衡性，需要保证隧道的中墙厚度符合标准，隧道围岩结构需要在锚杆和中墙位置直接进行加固衔接，以此可以为隧道的左洞位置提供稳定的支撑，达到隧道主体结构的受力平衡。除此之外，该结构可以有效缓解双连拱隧道工程当中产生的渗水和漏水问题，在施工中需要对爆破施工的装药量进行严格控制，爆破施工方法要使用损害最小的光面爆破和控制爆破法，避免对隧道主体结构造成不利影响[4]。

2.4 混凝土锚喷支护施工

在该次隧道工程初期支护施工当中，使用的是钢纤维混凝土喷锚支护施工方法，其中锚杆为径向锚杆，材料为强度等级C25的钢纤维混凝土材料。在基岩裂隙水部位施工作业中，为了进一步提高施工的安全性和稳定性，必须要充分做好临时支护施工，并且需要及时向开挖施工作业面喷射混凝土材料，然后进行封闭处理，提高隧道工程内部围岩结构的承载能力和稳定性[3]。

在隧道的浅埋洞口位置，使用2.5 m长的砂浆锚杆来进行支护施工，直径为25 mm，根据图纸的设计要求和标准，对锚杆孔的位置进行准确设定。与此同时，在钢拱架拱脚的位置需要设置出相应的锁脚锚杆，要保证锚杆端头位置外露10 cm左右，同时和钢架结构进行焊接。在钢纤维混凝土材料的喷锚支护施工中，为了充分保证混凝土施工质量和稳定性，通过使用湿喷方法，利用湿喷机对表面进行均匀喷射。通过试验，确认混凝土材料的配合比以及外加剂材料的实际掺入量。掺入混凝土材料需要和相关工程施工标准的规定相符合。在混凝土材料喷射施工之前，需要对受喷面进行彻底清理，通过使用压缩空气和清水，将受喷面表面上的浮灰以及油污等进行有效清除。一次性喷射施工厚度不能超过6.0 cm，上一层材料凝结完成之后再进行下一层材料的喷射施工[5]。

2.5 管棚支护施工

在隧道开挖施工过程中，管棚注浆超前支护施工技术的有效应用，可以提高开挖施工的安全性和稳定性。第一，使用热压无缝钢管材料进行管棚的制作和加工，同时在钢管表面设置出相应的孔眼，保证孔眼直径大小范围控制在6～8 mm之间，每一个空间之间的距离保证在50 cm左右，进行梅花型设置。为了方便施工将钢管的端头制作成锥形，方便插入接头部位，使用丝扣进行连接，同时需要在每一根钢管的尾端焊接纸浆板，避免出现浆液倒流问题。第二，专业的测量工作小组在工程施工现场进行测量放样工作，保证施工轮廓线位置和管棚的支护位置形成对应，每一根钢管的间距大小保证在40 cm左右。管棚钻机正式就位之后，通过使用顶驱液洞锤将套管以及对应的传感直接打入岩土层内部，必须保证打入深度符合工作要求，以此来保证套管结构和钻具施工同步进行，获得良好的护孔效果，有效避免钻杆在提升工作过程中产生塌孔等问题。

3 结语

当前，在我国已经建设完成的联拱隧道工程项目中，对于双连拱隧道工程建设施工并没有过多的经验参考，因此双连拱隧道工程施工仍然处于不断的技术探索和经验积累的工作阶段，要求工程施工单位对双连拱隧道施工技术进一步探索，对以往的双连拱隧道工程施工技术方法进一步优化和完善，对其中存在的各种问题进行解决，以此来保证双连拱隧道工程施工质量和安全性。