单洞法施工连拱隧道的实例

1 工程概况
　　富宁连拱隧道是云南富广高速公路上一座短连拱隧道，设计为单向行车双车道，富宁连拱隧道左右幅起止桩号：K83+068~K83+325段，全长257m，Ⅱ类围岩97m，Ⅲ类围岩45m，Ⅳ类围岩82m，明洞33m，纵坡采用+2.9%的单向坡,最大埋深39m；本隧道富宁端位于R=3000m的右偏圆曲线上长111.151m，广南端位于直线上长155.849m。隧道设计净跨×净空=9.75×7(m)，中墙采用曲墙形式。该隧道位于南岭纬向构造带的西端，黔桂经向构造带的南缘，青藏滇缅印巨型“歹”字构造体系中部东支的东侧。隧道穿越地层岩性主要为石炭系、泥炭系和二叠系，岩性主要为灰岩局部夹泥岩，其次为寒武系砂质板岩夹白云质灰岩，岩浆岩为辉绿岩。区内节理裂隙较发育，尤以剪切节理更多；公路沿线地下水类型分布受地质构造的控制，水量丰富程度由地层岩性制约。大气降水是地下水的主要补给源，地貌特征影响地下水的迳流，河溪是地下水的排泄通道。富宁隧道地质纵断面见图1：
　　2　连拱隧道单洞法施工工艺原理
　　单洞法施工双连拱隧道的原理：先开挖支护一侧正洞、后跳槽开挖衬砌中隔墙，再开挖衬砌仰拱填充混凝土形成闭合环，正洞全断面二次衬砌后再开挖支护另侧主洞。
　　3 连拱隧道单洞法施工工艺步骤流程
　　(1) 左洞开挖、初期支护及中隔墙跳槽式浇筑；（2）左洞二次衬砌；（3）右洞开挖及初期支护；（4）右洞二次衬砌。单洞法施工工艺步骤如图2所示。
　　4　单洞法施工连拱隧道的实例
　　4.1　洞身施工方案
　　4.1.1　施工中左、右洞按单洞前后错开施工
　　对于先行施工的单洞，采用正台阶法开挖如图3所示：（1）Ⅱ类围岩采取台阶法开挖，环形开挖并预留核心土法，其中上弧导坑采取人工铁锹结合风镐开挖，核心土及下部采用小型挖掘机开挖，装载机协助装车，自卸汽车运碴出洞。开挖顺序如下：注浆小导管→上弧形导坑开挖→Φ25中空注浆锚杆→混凝土喷射、钢筋网、钢拱架组成的拱部初期支护施作→中核开挖→下部开挖→Φ25中空注浆锚杆、混凝土喷射、钢筋网、钢拱架组成的边墙初期支护施作→底部初期支护及仰拱施作，仰拱回填→铺设土工布和隧道专用防水卷材→整体灌注二衬混凝土；（2） Ⅲ、Ⅳ类围岩开挖采用正台阶法开挖，上台阶超前20~50m，以使断面及早闭合。初期支护或临时支护必须紧跟开挖工作面及时施作，支护未完成，不得进行下一循环的开挖作业。采用机械化配套作业，搞好工序衔接和运输的调度组织，以加快施工进度。施工顺序：施作超前小导管→钻眼、装药进行光面爆破→Φ25中空注浆锚杆施作→喷射混凝土、钢拱架、钢筋网组成的初期支护施作→仰拱施作及仰拱回填→铺设土工布和隧道专用防水卷材，灌注二衬混凝土）。中隔墙部分落后上导坑50m左右采用马口形式跳槽开挖、支护，在正洞拱部靠近中隔墙侧加设锁脚锚杆以确保开挖中隔墙安全。开挖支护后及时立模灌注中隔墙钢筋混凝土衬砌形成整体受力结构，部分地段只需将工字钢接腿至稳定的围岩上形成整体即可。在中隔墙顶部围岩应根据实际具体地质情况及时采取措施加强支护（在中隔墙马口顶部横向增设管棚并加设工字钢立柱支撑管棚或增设径向锚杆支护如图4）。
　　4.1.2　后施工的单洞则应特别注意不对称受力影响
　　后开挖的单洞，最好采用上、下台阶分步开挖，尤其要严格控制下台阶的开挖长度，下台阶开挖后要及时作二次衬砌，最大限度地缩短不对称结构，确保结构在时间和空间上的安全性。原则上，后开挖的洞要在先开挖的洞施工完主体结构后才能进行，尤其是要在仰拱施工后，使之形成闭合受力结构后施工；后开挖的洞，在开挖靠中墙部分的围岩时，可以适当控制爆破，减少对中墙的破坏。下台阶开挖时可采取先施工远离中墙一侧围岩，增加靠中墙一侧围岩的爆破临空面。