连拱隧道结构复杂，施工步序多，工期较长，结构受力状态频繁变化，质量控制困难，施工中稍有疏忽就会出现衬砌开裂、中隔墙漏水等病害。所以，连拱隧道施工质量控制极为重要。复合式中墙连拱隧道是目前采用最多的连拱隧道，下面以复合式中墙连拱隧道为对象，讨论连拱隧道的施工方法，其它形式的连拱隧道的施工方法与之大同小异。复合式中墙连拱隧道施工方法包括中导洞开挖与支护、中墙核浇筑、正洞开挖与支护、隧道防排水、正洞衬砌等。
一、中导洞开挖与支护
对于复合中墙连拱隧道，中导洞的作用主要是形成中墙核。中导洞的高度和宽度均以有利于中墙核的施工而定，一般都在5m左右。由于属隧道施工辅助工程，中导洞的开挖方法与支护方式由具体工程条件灵活确定。中导洞的顶部是下凹的，中墙核混凝土浇筑时要求用上凸的混凝土将中导洞的下凹空间充填密实，施工和质量控制都相当难。为了方便中导洞下凹空间的密实充填并约束中墙顶的左右移动，中导洞顶部支护时，可设置系统锚杆并留出长尾。喷射混凝土时，有意加厚中导洞顶部的喷射混凝土，使中导洞的顶部由常见的下凹变为略微下凸（图10-34）。留出的锚杆长尾供与中墙核的钢筋连接。这样做的好处有：
（1）喷射混凝土长梁下面的混凝土可以浇筑密实，保证中墙核及时承载；
（2）中墙核混凝土与其上部围岩及支护结构形成整体，有利于隧道稳定，防范病害；
二、中墙核浇筑
连拱隧道中墙核施工包括基底处理、基础浇筑、钢筋布置、模板设置、浇筑养护等。
1．基底处理
连拱隧道的工程地质条件经常较差，其中一些隧道中墙基底不够稳定。当隧道中墙基底与边墙基底不稳定时，隧道的基础会发生不均匀沉降，主要包括基础发生纵向和横向不均匀沉降。
（1）沿隧道纵向特别是在隧道明、暗洞交接地段，往往由于基础发生不均匀沉降而导致中隔墙开裂，产生斜向裂缝，严重时裂缝贯穿基础底部。在运营隧道则表现为路面开裂。所以，在连拱隧道施工时应结合现场工程地质情况，对隧道基底进行妥善处理，如注浆加固，将软土（岩）换填等。在基底地质条件和山体地形变化较大部位沿隧道纵向加设沉降缝或变形缝。
（2）沿隧道横断面方向，由于山体内外侧岩体风化程度不一，往往容易导致隧道内外侧基础发生不均匀沉降太大致使衬砌开裂，其主要表现形式为明洞侧向开裂和洞门开裂。对于这种情况，应对山体边坡和隧道基底采取加固措施，如外侧隧道基底加设抗滑桩。基底处理时，应对基底进行适当锚固，并外露锚杆长尾，以备与基础钢筋连接，使基础与基底形成整体承载结构。
2．基础浇筑
中墙核基础浇筑时，除钢筋布置，混凝土性能应满足设计要求外，要特别注意中墙核下部的排水管路埋设，应注意管路坡度顺畅，接头可靠，并准确留设排水管接口和钢筋接头。
3．钢筋布置
为了保证隧道在施工过程中的稳定性和运营期的抗震要求等，中墙核的配筋率比较高。当中墙为曲中墙时，竖向主筋还呈弯曲状，因此，设置中墙核钢筋时，要注意钢筋准确就位，可靠连接。特别要注意中墙主筋与基础钢筋、顶部锚杆间的焊接。
4．模板设置
曲中墙核的侧模板呈曲面，需加工规整，并保证有足够的强度与刚度。模板设置时，应注意就位准确，稳定可靠。
5．浇筑养护
混凝土浇筑时应注意保护预埋管件；合理振捣，保证混凝土施工质量；浇筑至顶部时，按照预先设定的施工方案，设法使顶部充填密实并振捣密实。完成浇筑后，加强混凝土养护，龄期强度满足要求后再拆除模板。
三、傍山明洞典型施工方法
傍山明洞与地面线一般成斜交，此时的洞口往往处于偏压状态，极易发生顺层滑坡。对于这样的偏压连拱隧道洞口段，应采取“一明一暗”施工法。视连拱隧道洞口段的地形条件，灵活选用施工方法。如图10-36所示的连拱隧道，位于陡峭的斜坡上，为防止仰坡滑塌，需要先对仰边坡进行加固，然后再进行开挖。其施工顺序如下所示：
（1）在右洞拱顶以上，对右洞上断面临时边坡进行刷坡，图中序号①。
（2）在右洞上断面临时边坡上，施工锚索、小导管注浆及边坡挂网、喷射混凝土②。
（3）开挖右明洞下断面③。
（4）右洞下断面临时边坡支护。
（5）施工右明洞仰拱⑤。
（6）全断面衬砌右明洞。
（7）右明洞顶回填⑦，及左暗洞小导管注浆超前预支护。
（8）开挖左暗洞上半断面⑧。
（9）进行左暗洞上半断面初期支护⑨。
（10）开挖左暗洞下半断面⑩。
（11）进行左暗洞下半断面初期支护⑩。
（12）施工左暗洞仰拱⑥。
（13）全断面衬砌左暗洞。
按照上述施工顺序，在施工过程中，严格控制隧道开挖、支护的施工顺序，做到开挖后及时对边坡进行支护、加固。右明洞施工完成后，再开始左暗洞的开挖。在左暗洞施工过程中，认真做到“短进尺、强支护”，加强监控量测，及时反馈信息，确保隧道施工安全。
四、正洞掘进方法
连拱隧道正洞的施工方法，与连拱隧道的结构形式和地质条件密切相关。对于一个具体工程，应视不同的工程地质和水文地质条件以及围岩级别，选用适宜的开挖方法。下面简要介绍工程上常用的三导洞工法和台阶法。
（一）中导洞一双侧导洞工法
1．施工顺序
中导洞-双侧导洞施工方法的施工顺序，如图10-37。图中的罗马数字表示开挖顺序，阿拉伯数字表示衬砌施作顺序。
开挖I部分（中墙位置上的岩土）施工内容：①中导洞施作初期（临时）支护；②浇筑中墙核混凝土；
开挖II部分（边导洞）施工内容：③施作正洞边墙的初期支护。
开挖III部分（上半断面）施工内容：④施作拱部初期支护。
开挖IV部分（下半断面）施工内容：⑤施作仰拱的初期支护、依次⑥施作仰拱、⑦二次衬砌、⑧仰拱回填、⑨路面及水沟等工作。
2．三导洞工法适用性评价
（1）工法优点
①三导洞工法中的三条导洞，可同时用作探洞，可超前探明隧道正洞地质情况，为左右正洞安全施工创造条件。
②确保了隧道正洞施工中采用整体式衬砌。
③采用小断面多次支护，在地质条件较差的情况下，可确保施工安全。
④较好地处理了左右拱部在施工初期的不对称性到施工完毕后的对称结构体系转换，确保了结构在施工过程中的安全。
⑤通过左右导洞开挖顺序和进尺的调整，对于偏压地形具有一定的适应性，可有效地防止偏压裂缝和洞口滑坡。
⑥对于实现隧道的光面爆破及富水破碎带的预注浆十分有利，可用于通过围岩富水破碎带。
⑦能很好地维持隧道围岩的应力状况，有效防止围岩产生较大的松弛变形，做到封闭及时、结构可靠，可用于对隧道变形控制要求严格地区以及大变形围岩的支护。
（2）工法缺点
①施工工序多，对围岩和已建结构多次扰动，不同部位衬砌间隔时间长，使得围岩变形增加、荷载增加。工序衔接不合理时，施工中稍有不慎，易造成衬砌开裂等病害。
②在经济方面，由于多导洞开挖和支护，增加了成本，工程造价高。
③ 在工期方面，多导洞施工工序多且互相干扰，工期相对较长。
④多导洞分部开挖施工断面小，不利于大型机械作业。
（3）适用性评价
中导洞一双侧导洞工法多用于地形、地质和围岩状况较差的连拱隧道施工。若采用该法，可通过调整左右导洞开挖支护顺序，以达到调整优化洞身受力的目的。该工法对于围岩破碎、偏压地形，以及可能产生滑坡的地形和地质条件，均有较好的适用性。
（二）中导洞一正洞台阶工法
早期修建的连拱隧道，多采用中导洞一双侧导洞工法施工。由于该工法工序多、造价高、工期长、施工质量不易控制，工程承包商往往在实践中对其加以改进和变通，有时直接取消两条侧导洞，而形成了中导洞一正洞台阶工法。中导洞一正洞台阶工法的基本步骤是：先贯通中导洞，并浇筑中墙核混凝土；然后，采用上下台阶法开挖左右正洞，最后进行全断面二次衬砌（图10-38）。
正洞台阶包括：长台阶、短台阶和微台阶。其中，中导洞一微台阶工法，是指在正洞台阶开挖中，保持上台阶长度在2～5m，初期支护紧跟并快速成环，是目前施工中应用较多的工法。中导洞-正洞台阶法施工适用性评价如下：
（1）工法优点
①工序简单、施工干扰少、临时支护量小，因而节约成本，质量易于保证。
②减少了两个边（下）导洞的施工，节约了造价，缩短了工期。
③采取整体一次衬砌，具有工序较简单、施工干扰少、机戒化程度较高、施工进度较快。
④中导洞先施工，起到了超前探明隧道地质情况的作用，为左右正洞施工创造了条件。
（2）工法缺点
①在围岩条件较差、遭遇断层破碎带、隧道浅埋、偏压或者地表对变形控制要求较严格的情况下，采用中导洞台阶或全断面开挖可能产生大变形、连通地表的塌方和边坡滑移等地质灾害。
②在侧墙开挖过程中，控制不严易引起上拱部产生大的沉降，导致上拱部开裂、拱顶形成空洞、坍陷，甚至出现掉拱。
（3）适用性评价
在地质条件较好的情况下，中导洞-台阶法省略了两条侧（下）导洞，直接对围岩进行大断面开挖，工期短、造价低。但是，应特别注意，当工程地质条件较差时，这种施工方法相对与三导洞法来说，施工风险较高，使用前应充分分析论证。在围岩条件较差、遭遇断层破碎带、隧道浅埋、偏压或者地表对变形控制要求较严格的情况下，采用中导洞台阶施工时，需要加强中导洞地质编录预报、现场监测工作，并采取有效的超前支护措施．确保施工安全。
五、钻爆作业设计
除黄土隧道和一些特殊情况外，连拱隧道的中导洞和正洞掘进开挖，钻爆作业是不可缺少的。由于连拱隧道的结构特点，对施工中的钻爆作业有严格的要求。基本要求可以概括为：开挖出的断面轮廓应平整准确，减少超挖和欠挖，尽量维护围岩的自承能力，降低爆破振动对既有结构的不良影响。为达到此目的，爆破作业时，应尽力采用微震爆破技术和光面爆破相结合方法进行作业。施工中，应根据围岩情况及时修正爆破参数，以达到最佳爆破效果，形成整齐准确的开挖断面。
1．钻爆作业设计应遵循的基本原则
（1）在开挖作业中，严格遵循“弱爆破、短进尺”的施工原则，IV级围岩进尺控制在0．8～1．5m，减小每次爆破的炸药总用量，采用光面爆破或预裂爆破。
（2）采用预裂爆破时，周边眼间距应尽量减小，根据围岩条件的不同，一般控制在30～1000px，并采用小直径药卷间隔装药控制开挖成形，减小爆破对围岩的扰动。图10-39示出了某工程正洞开挖炮孔布置实例，炮眼间距如此之密，是为了控制预裂缝的形成，以便切出理想的轮廓线。靠近中墙一排炮眼，应与一次爆破中的其它炮眼分开爆破。
2．爆破参数调整
每次爆破作业完成后，应利用断面仪对开挖面进行检查记录，并结合监控量测的信息反馈，及时调整爆破参数。
采用台阶法，下半断面开挖钻爆作业时，应注意尽量减少对上半断面和中墙等已完成工程造成的影响。下半断面开挖可采用松动爆破，之后采用大型挖掘机装渣。
侧墙开挖时，应严格控制炮眼深度、眼数和装药量，个别地段使用风镐逐层开挖，避免拱脚处发生悬空，防止拱部下沉。
大量的工程实践表明，采用控制爆破技术进行连拱隧道开挖，能最大限度地减弱爆破对围岩的破坏，基本保持围岩体的完整性，确保施工安全，加快工程进度，降低施工成本。
（1）爆破方式确定
对于开挖后自稳时间相对较长的地段，应采用光面爆破技术；开挖后自稳时间相对较短的地段，可采用预裂爆破技术，选用小直径低爆速专用炸药，采用间隔装药进行爆破；节理发育密集带、断层及其影响破碎带，采用双导爆索进行密眼预裂切割爆破技术。具体参数可参照《公路隧道施工技术规范》（JTG F60-2009）确定。
（2）选择合理起爆间隔时差
根据爆破理论，爆破过程要经过爆轰、膨胀、抛掷3个阶段。工程实践表明，爆轰和膨胀的时间很短，瞬间可以完成，抛掷过程时间较长。据高速摄影资料，药包爆炸后10ms岩面开始有明显移动，最后加速形成鼓包，约20ms鼓包运动接近最大，到100ms鼓包爆破。
连拱隧道的爆破宜采用微差控制爆破。在一般微差爆破中，采用50ms时间间隔就能收到良好的工程效果。起爆段间隔时差大于50ms，基本上可以认为是两个相对独立的爆破。在施工条件允许的情况下，一般选取l00ms间隔时差；如果需要的段数较多，部分辅助炮眼间隔时差可选取50ms，其他炮眼仍选取l00ms的间隔时差。
（3）起爆顺序
采用光面爆破时，起爆顺序为：掏槽眼——扩槽眼——辅助眼——次边眼（内圈眼）——周边眼——底眼。采用预裂爆破时，起爆顺序为：周边眼——掏槽眼——扩槽眼——辅助眼——次边眼一底眼。
采用控爆技术，能使超欠挖控制在规范要求之内。由于控制了超欠挖，可减少大量超挖出渣量，减少衬砌回填量，既节省了工程费用，也节约了时间．同时给后续锚喷支护打下良好基础，并为安全高效施工创造了良好条件。
（4）炮眼深度、角度和间距
掏槽眼眼口间距误差和眼底间距误差，辅助眼眼口排行距误差，不得大于50mm。周边眼沿隧道设计断面轮廓线上的间距误差，不得大于50mm；周边眼外斜率不得大于50mm/m，眼底不得超出开挖断面轮廓线100mm，最大不得超过150mm。次边炮眼至周边炮眼的排距误差不得大于50mm，炮眼深度超过2.5m时，次边炮眼与周边炮眼宜采用相同的斜率。
全部回复（7 ）
只看楼主 我来说两句-
加倍努力
沙发
很好的资料，多谢楼主！
2015-12-13 20:33:13
赞同0
-
hjh-123
板凳
谢谢你的分享，很不错。
2015-12-13 09:29:13
赞同0
加载更多回复 举报
回复 举报