隧道工程连拱隧道施工工艺研究

路海军

（山西晋通公路工程监理有限公司，山西晋城 048026）

1 连拱隧道的发展及特点

连拱隧道的主要特点是浅埋、偏压、大断面、大跨度等，应用于围岩条件较差的隧道施工中可以产生较好的效果。该隧道形式与单洞隧道的主要差异是其存在中墙结构，这是对整个隧道施工效果产生直接影响的部分。中墙结构为上、下结构提供共同的受力点，并且也可以作为上、下结构衬砌的连接点。因此，在当前的施工中，主要是采用布置中导洞的方式进行超前开挖施工，并进行中墙浇筑施工，为后续支护结构的施工提供基础，达到承载性能的要求。通常而言，在导洞与中墙混凝土施工完成后，正洞开挖应采用大跨度隧道施工方式进行，以确保结构性能合格。

连拱隧道的施工过程比较复杂，我国目前以三导洞施工方式为主，中隔墙在导洞内布置有居中、偏向一侧这两种方式。此外，公路隧道建设中，还有分片式、城市铁路特殊导洞等施工方式[1]。

2 工程概况

某高速公路隧道施工长度为249m，深度为83.8m。周边分布着149m 高的围岩，在施工阶段及投入运营后，不会发生脱落的问题。隧道周边地势起伏变化，斜坡较为稳定。

3 连拱隧道施工工艺流程

3.1 开挖Ⅳ级围岩导洞

考虑到项目具体情况，选择合适开挖方法，主要是如下三种：

第一种，开挖中导洞上部台阶，要求符合技术标准和规范。第二种，在中导洞下部进行台阶开挖施工，同时采用临时支护方式施工。第三种，以50m 间距交错设置，有序组织开挖施工，要求达到支护标准。分析上述方法，在初期阶段应明确具体的开挖长度、支撑性能，以满足工程要求[2]。

现场开挖施工环节，一般会选择全断面开挖或者交错开挖的方式，需要全面做好临时支护施工，满足爆破施工的要求。此外，应加强开挖尺寸控制，要求达到设计标准。

3.2 中隔墙施工操作

3.2.1 中隔墙施工方法

中导洞施工后，应执行标准要求，加强现场处理。为了使各部分的性能合格，在材料运输阶段即应加强管理和控制。此次隧道项目施工中，应用了倒退施工方式，这是提高隔墙稳定性的关键。在浇筑工作完成后，组织人员全面检查浇筑效果，查看是否符合技术要求。

3.2.2 中隔墙施工的关键点

在中隔墙施工前，需要做好中线复测工作。同时，将现场积水清理干净，预防发生下沉。加强锚杆施工操作的管控，防止出现不稳定的问题。中隔墙内的施工缝会对结构强度产生影响，所以应进行凿毛处理，以提升结构的总体性能。中隔墙施工时，应采用符合要求的拉杆进行固定；同时，在内部设置1.5m 的横向支撑机构，预防在施工时发生位移。中隔墙的结构以钢筋混凝土为主，因其基础断面尺寸较大，考虑到立面角度的问题，应合理确定角度及尺寸，以提高结构的稳定性。顶面浇筑环节，使用42.5mm 的注浆导管间距进行注浆施工。考虑到该项目主体支撑结构连接性能的要求，中隔墙应确保稳定。在间距符合要求后，加强偏压处理，因为爆破环节会产生很大的震动，可能造成中隔墙结构损坏。基于此，现场技术人员应落实周边支护检测分析，并选择合适的施工工艺开展偏压处理，保证后续回填施工顺利进行。

3.3 开挖主洞

根据设计标准的要求，分析确定施工技术规范。在开挖作业环节，可以应用台阶法进行施工。在开挖工作全部完成后，应落实导洞支立施工，从而形成封闭空间。为了确保项目施工符合要求，洞口开挖处理极为重要。

第一，使用新奥法可以消除暗洞沉积的问题，通常应用复合支护方式进行施工。

第二，围岩隧道开挖施工应按照下述步骤进行：一是开挖中导洞台阶，并选择合适支护方式。二是开挖中导洞下台阶，现场设置临时支护。三是中导洞全部开挖完成后，及时进行强度处理。在墙体质量合格后，进行后续环节的回填施工。四是按照50m 间距交错设置，并落实下一阶段的导洞开挖施工。同时，加强现场施工支护处理，保证回填稳定性合格。五是围岩周边开挖施工中，需要从左到右交错设置支架、钢架。六是交错设置必须严格按照技术标准，为后续支护施工提供基础。七是拆除临时支护。仰拱混凝土施工作业中，应落实二次操作施工步骤。

第三，围岩隧道施工流程如下：一是中导洞施工开始后，应进行初期支护施工。二是中导洞开挖工作结束后，需要落实补强处理，然后是注浆施工。三是开挖根据50m 的间距实施，加强支护处理。四是中导洞回填以及临时支撑按照标准进行。五是以交错方式开挖台阶。六是拆除临时支护。七是仰拱混凝土浇筑。八是制作防水结构。需要注意的是，在施工环节要严格按照工艺规范开展作业，针对存在施工异常或质量问题的地方，要及时纠正，保证隧道的质量以及安全性[3]。

3.4 初期支护操作

根据现场需要，使用符合要求的钢筋网以及钢架结构进行施工，且在现场进行混凝土的喷射作业，以增强结构受力性能，达到承载性能的要求。对于此次工程项目而言，选择合适的混凝土型号，并加强钢筋材料的质量管理，对项目施工总体水平的提升有着重要的意义（初期支护效果见图1）。

图1 初期支护效果图

3.5 二次衬砌

部分围岩的压力较大，所以在执行设计方案时也要考虑现场的实际情况进行改进和调整，选择最佳的施工工艺，以满足项目建设的要求。同时，对于现场敏感部位要有充分的了解，合理处理敏感部位结构，以达到浇筑施工要求[4]。

4 加强隧道工程施工管理的措施

4.1 加强地质超前预报

对于隧道工程项目而言，进行超前地质预报可以及时发现地质危害，便于采取必要的处理措施。目前主要包含如下预报方式：一是超前导坑法；二是正洞地质扫描法（模型图见图2）；三是水平超前探孔法；四是声波测试法；五是红外探水法；六是电磁波法；七是弹性波法。综合分析各种方法的优劣，发现超前导坑法建设成本较高，而且在地质复杂的区域内准确度较差。正洞地质扫描法受隧道夹角影响较大，如果存在前倾的情况，容易导致地质报告数据精度较差。水平超前探孔法对于复杂地质条件的应用效果不理想，难以达到正常的使用标准。电磁波法存在较多的干扰因素，尤其是无法准确探测异常情况。其他预报方式也存在一些局限和不足。因此，应结合工程设计方案和现场实际情况，合理选用最佳的超前地质预报方法。

图2 正洞地质扫描三维信息模型

4.2 创建高效的信息化管理体系

隧道工程建设现场施工过程复杂，且存在较多的影响因素，尤其是在不良地质条件下，此类问题更为严重，而且项目资金投入多，技术要求高，还存在多种专业同时进行作业的情况，容易相互干扰，所以必须加强现场施工管理。施工单位创建高效的信息化管理体系，采取动态化控制措施，发挥先进信息技术的优势，有助于更好地掌握现场施工情况，采取有针对性的、科学合理的处理措施，消除不良地质条件的影响，为整个项目施工创造良好的基础条件，保证隧道施工顺利实施。

4.3 强化施工现场质量管理

对于隧道工程建设而言，加强施工现场质量管理起到极为重要的作用。

第一，建立健全项目施工管理体系，设置项目经理，明确管理责任，划分工作区域，每个部分都有专人负责落实质量管控措施。如果发现存在施工质量问题，则及时追究相关单位和人员的责任，以提高现场施工管理人员的工作积极性，确保施工管理有效落实。

第二，原材料采购人员必须具备较高的专业素质和良好的职业道德。原材料必须有出厂合格证明，并且落实采购管控措施，保证原材料质量合格。

第三，引入先进的质量检测技术及设备，加强检测人员的培训和教育，根据不同原材料选择合适的检测方法，并且落实检测管控措施，确保原材料性能满足施工要求。总之，隧道施工要加强全面管理，落实现场质量管控措施，确保每个环节都符合工程施工要求[5]。

4.4 加强隧道施工的安全管理

对于隧道工程建设而言，安全事故的发生概率偏高，所以加强现场施工安全管理有着极为重要的意义。

第一，设置施工安全生产责任制，全面落实安全生产责任，并且形成完善的安全监督管理体系，各个部门相互配合，落实隧道工程现场施工安全管理措施，在安全管理中发挥出应有的作用，切实提升安全管理水平。

第二，全面落实隧道施工管理工作，加强现场施工安全管理，每项工作都必须严格执行设计方案和技术标准，保证安全管理工作有序落实，禁止存在违章作业等情况。如果现场发生安全事故，应该及时找到相关责任人，并且落实惩罚处理措施，有效地预防安全事故的发生。

第三，根据隧道工程施工需要，建设完善的应急管理及救援体系。加强相关人员的应急处理措施培训，掌握应急处理手段，万一发生安全事故，也能尽快采取合理的应对措施，保证施工人员的人身安全，也能减少企业的经济损失，为隧道工程顺利建设夯实基础。

5 结语

综上所述，在连拱隧道施工工艺应用中，中隔墙的处理极为重要，关系到工程的质量和稳定性，所以应加强该结构的管理与控制，分析了解影响因素，从而提高施工效果。而且，在现场施工之前，必须加强地质条件分析，制定切实可行的施工方案和工艺技术标准，为工程施工起到良好的指导作用。