摘要：双连拱隧道单导洞多台阶施工技术在贯通后施作中隔墙，两侧主洞采用多台阶分步开挖，然后分步同时支护，并形成支护整体的双连拱隧道单导洞多台阶。该技术可创造了大的施工空间，有利于大型机械开挖和大型车辆运输弃土，从而有效地加快了施工进度；同时省去了侧导洞的临时支护以及拆除工作，降低了工程施工成本。
关键词：双连拱；隧道；单导洞；多台阶
1 前言
目前双连拱隧道设计方案多采用三导洞（中央+侧壁）施工方法，这种施工方法从安全方面考虑比较周到，但在施工过程中由于受到侧导洞的空间限制只能使用小型机械配合人工开挖，并且增加了侧壁导洞的钢拱架、连接钢筋、钢筋网片、药卷锚杆、超前小导管、喷射混凝土的临时支护及拆除工程量，而且施工质量难以控制。综合以上因素导致整体掘进进尺缓慢，同时也增加了工程施工费用。
针对现有三导洞施工方法的不足，本技术结合具体工程应用案例，以工程为对象、工艺为核心，研发出了“双连拱隧道单导洞多台阶施工技术”，有效地加快了施工进度，降低了工程施工成本。
2 工艺原理
1.本技术首先进行中导洞开挖支护，贯通后施作中隔墙，两侧主洞根据地质条件及横断面尺寸采用多台阶分步开挖并进行相应支护，形成支护整体，主洞多台阶分步开挖法采用上、中、下三个台阶分六个部分进行循环作业。
2.单导洞多台阶法在双连拱隧道正洞开挖中错开进行施工，包括上、中、下台阶和仰拱四部分，多个工作面分别进行开挖支护，逐步向纵深处掘进[1]。
3.拱部采用环形开挖预留核心土，利用核心土的侧压力稳固掌子面，中台阶采用对称开挖两侧。
4 施工过程中充分利用机械化施工，并进行动态变形监测，提出各工序施工的合理时间和空间间隔。
3 施工工艺流程
双连拱隧道单导洞多台阶施工工艺流程如图1：
图1 双连拱隧道单导洞多台阶施工工艺流程图
4 操作要点
4.1 中导洞开挖及初期支护
1.中导洞开挖：
中导洞的尺寸按满足中隔墙施工要求选定，并要满足预埋钢筋的要求[2]。开挖时应加强测量放样控制，特别是双向开挖时。
2.中导洞初期支护：
III类围岩要采用锚杆喷混凝土联合支护措施，喷混凝土厚度可选择7~10厘米，并在拱部设置2米长Φ22砂浆锚杆，纵横向间距可选择1.2~1.5米。VI类围岩可不支护。
4.2 中隔墙施工
1.施工安排：在进洞条件允许的情况下，为缩短工期，中导洞开挖到一定里程后即可转入中隔墙施工。
2.中隔墙基础：采用大块拼装钢模板，泵送砼每循环浇注9m。基础两侧及时回填土石。
3.中隔墙墙身：每隔4～5m顶部预留一根φ50mm注浆管[3]，脱模后及时注1：1水泥砂浆，防脱空。
4.3 拱部超前支护
超前支护类型主要有三种，即超前锚杆、小导管注浆及超前管棚。
图2 拱部钢拱架超前支护
4.4 正洞施工
1.上台阶施工：开挖后要立即喷射3～5cm砼并及时进行钢拱架的架设，环向连接段钢板之间螺栓连接以及纵向钢筋连接要牢固[4]，靠中隔墙一侧钢拱架准确地与预埋在中隔墙上钢板连接并牢固焊接，钢筋网片的间距以及安装要满足设计要求。
图3 正洞上台阶开挖
2.中、下台阶施工：开挖后及时进行钢拱架的架设，环向连接段钢板之间螺栓连接以及纵向钢筋连接牢固[5]。
图4 正洞下台阶开挖
3.仰拱、仰拱回填施工：仰拱应紧跟下台阶施作，及时闭合构成稳固的支护体系，仰拱应超前拱墙衬砌，每循环浇筑长度宜为4～6m，仰拱应采用浮放模板支架成型。
图5 仰拱施作 图6 仰拱填充
4.5 正洞初期支护
1.钢拱架安装时，拱脚置于牢固的基础。
2.钢拱架之间用纵向钢筋连接。
3.在拱脚处增设两根砂浆锚杆并与钢拱架焊接。
图7 正洞初期支护
4.6 防排水体系
隧道内所有施工缝和变形缝均设置中埋式橡胶止水带。
4.7 二次衬砌施工
二次衬砌砼采用整体式模板台车。使用色拉油或新鲜柴机油作脱模剂，拱顶设φ25钢管排气孔，并作为拱顶空洞注浆孔。
5 效益分析
5.1 技术效益
该技术避免了三导洞施工时受到的空间限制，上、中、下台阶施工时空间较大，易于利用大型机械开挖和大型车辆运输弃土，可以多作业面平行作业，空间大能确保各个工作面同时开展起来时不会产生相互干扰。使用大型机械施工能够有效地提高工作效率，在保证工程质量和安全的前提下加快了施工进度，工期保障性强。
5.2 社会效益
本技术可以多作业面平行作业，空间大能确保各个工作面同时开展起来时不会产生相互干扰，便于使用大型机械施工和车辆运输，能够快速清理现场碎石，而且与三导洞施工方法相比，减少了两个侧壁导洞，减小了对周围环境干扰，具有明显的社会效益。
6 结论
双连拱隧道单导洞多台阶施工技术适用于岩石或土质双连拱隧道工程施工，尤其适用于地质条件较好、工期紧、质量要求高的双连拱公路隧道施工。经过实际工程应用得到如下结论：
1.采用多台阶分步开挖并进行相应支护的施工方法，主洞多台阶分步开挖法采用上、中、下三个台阶分六个部分进行循环作业。
2.单导洞多台阶法在双连拱隧道正洞开挖中错开进行施工，由上、中、下台阶和仰拱四部分组成，多个工作面进行开挖支护，逐步向纵深处掘进。
3.本技术采用单导洞多台阶施工克服了三导洞施工时施工作业空间小、施工进度慢等缺点，有利于大型机械开挖和大型车辆运输弃土，并可以实现多作业面平行作业，降低了施工组织的难度，有效解决了侧壁导洞施工空间小、工程进度慢的等问题。
4.本技术充分利用机械化施工和动态变形检测，并提出了各工序施工的合理时间和空间间隔。
5.本技术可有效减少临时支护、拆除以及人工开挖的工程量，具有良好的技术经济效益。
参考文献：
[1] 唐绍伟，杨旭东，录高伟，等.吴家庄双连拱隧道中导洞法施工技术[J].中外公路，2007，27（5）：102-105.
[2] 朱鹏军，高高.隧道钢拱架施工技术优化及质量控制研究[J].科技视界，2018（14）.
[3] 龚成术.浅谈大断面黄土隧道三台阶七步开挖法[J].铁道建筑技术，2009（6）：71-74.
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[5] 周俊.浅谈三台阶法在小断面隧道施工中的应用[J].城市建筑，2012（9s）：123-123.
论文作者:邓文全
论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期
论文发表时间:2018/11/26
标签：双连论文; 隧道论文; 多台论文; 隔墙论文; 台阶论文; 超前论文; 钢筋论文; 《基层建设》2018年第29期论文;