复杂地质环境下双连拱公路隧道施工技术分析

刘志敏

（中国建筑第七工程局有限公司 河南郑州 450023）

1 双连拱隧道技术研究现状

国内公路隧道结构型式大致分为：双向行车单洞隧道、上下行分离双洞隧道、小净距隧道、连拱隧道。而连拱隧道又分为整体式中隔墙连拱隧道和夹心式中隔墙连拱隧道，两个隧洞就像“连体婴儿”一样，彼此相连在一起。我局施工的老山隧道正是夹心式中隔墙连拱隧道。

2 常见的复杂地质环境类型

通常下不良地质条件包括湿陷性黄土、煤层瓦斯、岩溶、断层带、膨胀岩、泥石流、粉砂层、滑坡、浅埋、软弱围岩等。①湿陷性黄土。该类地质极易引发下沉、突泥、突水、围岩变形以及塌方冒顶等事故。②煤层瓦斯。由于从煤（岩）层涌出的有害气体沼气达到一定浓度，施工时应严格控制浓度，不然极易引发瓦斯爆炸。③岩溶。岩溶在我国部分地区较为常见，是水对可溶性岩石进行化学溶蚀、流水的冲蚀、潜蚀和崩塌。可能会导致突泥、突水等问题。④断层带。断层相对运动，相互挤压，使附近的岩石破碎，形成与断层面大致平行的破碎带。隧道施工时产生岩爆。⑤膨胀岩。在膨胀岩中往往存在许多亲水物质，只要与水接触便会发生膨胀，产生较大内应力。⑥软弱围岩。软弱围岩的粘结力与承载力较小，只要遇水就极易出现软化，从而引发隧道工程滑坡、裂缝以及塌方等情况。

3 老山连拱隧道的特征

老山连拱隧道设计初为了布线方便，接线工程量小，减少路基大放坡开挖，使线形顺畅，最大限度的保护生态环境（穿越三个生态园林），减少对自然环境的破坏，使隧道与自然景观融为一体。由于隧道身处浅埋、软弱围岩复杂地质环境很大程度上影响着隧道的施工质量，所以非常有必要做好其地质勘测工作。需要按照地形图来科学预测实际施工地质情况，同时重点对可能会发生的意外事故以及地质灾害进行分析，并编制有针对性的方案。

3.1 隧道洞外截水沟施工技术要点

隧道施工时，进洞位置围岩破碎较为严重，依据地形需要将洞外截水沟设置于施工隧道洞口处5m外。施工时因为其洞口位置较低，如若没有设置截水沟在其洞外，特别是在雨季时更容易出现雨水倒灌到洞内的情况，情况严重的还会引发洞口塌陷的问题。

3.2 断层与破裂带的施工技术要点

3.2 .1超前支护技术

由于隧道属于浅埋隧道，覆盖层厚度最浅处不到10m，隧道施工时多处处于断层区域内，则需要使用φ42直径的超前注浆导管来进行隧道支护，并且采取超前注浆的方式来进行水泥浆体的灌注，以达到固结松散岩体的作用，如此一来就可以切实提高围岩强度，以有效改善围岩的变形情况。因此需要将注浆所使用的支护导管制作成花管样式，通常设置导管长度约4.5m为宜。

3.2 .2开挖

夹心式中隔墙连拱隧道在施工时典型特点是先施工中导洞，待中导洞贯穿后施做中隔墙，最后开挖主洞。在开挖隧道时一般都是使用光面爆破技术。由于围岩等级较差，存在许多裂隙水。施工时采用乳化炸药更为合理。在实际实施开挖过程中需要结合相应围岩情况来选用相应的钻孔装置，且编制相应的爆破计划，以确保其开挖效果达到预期。不仅如此，还需要及时反馈爆破中的相关数据信息以及爆破后的效果给技术人员，帮助其更好的把握爆破环节所存在的问题，以便于能够及时调整相应方案，保证后期爆破施工更好的开展。在隧道爆破时使用光面爆破技术不会对周边围岩产生过大扰动，有利于维持围岩的整体性，而且无需实施过多挖掘作业，有利于整体施工安全性以及效率的提高。施工时为有效控制超欠挖，尽量采用直眼掏槽，通过减少周边眼间距和减少周边眼装药量。看似增加了施工的工作量，其实减少了支护时间与喷射混凝土的喷浆量。

3.2.3 支护

结合新奥法有关理论可知，在开展隧道前期施工时进行有效的支护尤为重要。一般来说开展隧道施工时，对其部分初期支护要求都比较保守，由于在初期，作业人员都无法全面的了解施工所在区域的地质环境情况，因此在施工初期都是采取强化支护措施来处理隧道施工区域中的断层以及存在较大塑性变形的施工。根据围岩不通的结构合理需用锚杆的形式，增加拱架与岩体的锚固力。喷浆作业时建议采用湿喷机械，由拱脚到拱顶，先墙后拱式喷射，减少喷射混凝土的回弹量。

3.2.4 二衬

二衬施工时拌和站做好充分准备。二衬台车选用10m，因为中隔墙模板为9m，控制好中隔墙施工缝与二衬的施工缝。开盘时假如初期支护背后存在空洞，必须进行处理，直至合格后，方可浇注二衬。围岩收敛和相对位移变化速率应满足规范要求，围岩变形较大的，应及早施作仰拱和二次衬砌。认真做好二衬前的防水、排水工作，对明显的围岩渗水点要增加环向透水管将水引入纵向排水管里。二次衬砌拱部、边墙及仰拱混凝土抗渗等级不低于P8，隧道初期支护与二次衬砌之间拱部及边墙部位铺设防水板加无纺土工布防水，防水板厚度不小于1.5mm，每一单焊缝宽不小于15mm，搭接宽度不小于15cm，无纺土工布重量≥400g/m2，防水材料应满足设计及验标要求。隧道拱墙环向施工缝设中埋式橡胶止水带，隧道纵向施工缝设中埋式橡胶止水条。二衬拱部每隔3~5m预留回填注浆孔，待混凝土达到设计强度后进行充填注浆。软式透水管盲沟：布设位置。透水管盲沟设在初期支护与复合防水层之间，环向透水管盲沟在边墙底部与隧道洞内水沟相连，纵向间距10m/环。纵向透水管盲沟在防水卷材下端泄水孔标高处与侧沟相连。纵向盲沟每10m设一段。按设计位置布设盲管。为防止透水管侵占衬砌厚度，喷混凝土时预埋一根φ100mm钢管，喷毕后拆下钢管，在喷混凝土上形成一圆槽以利透水管安设。夹心式中隔墙连拱隧道的优点就是二衬施工时防水层更加连续，能够直达拱底，防水板能够直接铺到中隔墙角，达到很好的防水效果。

3.3 隧道变形控制技术

部分隧道所处区域存在粉质砂岩与泥质页岩，则极易有软化的情况出现，大大增加塌方发生率。所以，要想实现隧道承载能力得提升，则要求使用有效得技术来将隧道的抗塌方与抗变形能力提升。如若在施工中通过前期监测将出现较大塌方概率的地段判断出来，隧道水平收敛在2mm/d以上，或是已经发生变形情况下，要求作业人员能够进行药卷锚杆，且基于此将钢筋网挂上，随后将一定数量的混凝土进行补喷，以达到约束隧道变形的情况，从而对变形与塌方等情况进行有效阻止。除此之外，还需要实施收敛观测，每日观测不得少于3次。如若出现岩体顺层滑动或者V形塌方情况，就需要往隧道四周增打化学药卷锚杆，结合塌方范围来将钢筋网挂上，并实施焊接连接整体，最后进行混凝土喷射实施支护。在进行爆破与钻孔时，需要采用长度约4.5m的化学药卷锚杆用在边墙部位。而且需要结合爆破威力来合理增设减震孔数量并采取隔孔装药的方式。

4 结束语

总而言之，在实施公路隧道施工时不可避免会遇到复杂地质环境，这就需要工作人员能够正确掌握常见的复杂地质环境类型，并采取有效的施工技术进行处理，以提高公路隧道工程的施工安全与质量。