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1、雙連拱隧道施工技術(shù)雙連拱隧道施工技術(shù)1雙雙連連拱拱隧隧道道形形式式正在建設(shè)中的銅陵黃山的汪王嶺隧道2主主要要內(nèi)內(nèi)容容 1 1 引言引言 2 2 開挖方案開挖方案 3 3 中導(dǎo)洞的設(shè)置與施工中導(dǎo)洞的設(shè)置與施工 4 4 各部分之間的施工順序各部分之間的施工順序 5 5 中隔墻的穩(wěn)定性中隔墻的穩(wěn)定性 6 6 洞口施工洞口施工 7 7 建議與結(jié)論建議與結(jié)論 3近幾年快速發(fā)展的公路、鐵路工程中，雙連拱形式的隧道近幾年快速發(fā)展的公路、鐵路工程中，雙連拱形式的隧道越來(lái)越多，尤其在丘陵山區(qū)中更為常見，如：越來(lái)越多，尤其在丘陵山區(qū)中更為常見，如：廣環(huán)公路白云隧道廣環(huán)公路白云隧道廣鄰公路馮家埡口隧道廣鄰公路馮家埡

2、口隧道滬蓉公路金竹林隧道滬蓉公路金竹林隧道寧波寧波329國(guó)道于家?guī)X隧道國(guó)道于家?guī)X隧道銅湯高速公路汪王嶺隧道、焦家山隧道銅湯高速公路汪王嶺隧道、焦家山隧道沿江高速公路大尖山隧道等沿江高速公路大尖山隧道等我國(guó)起步較晚，尚有很多施工工藝技術(shù)問題不夠成熟，甚我國(guó)起步較晚，尚有很多施工工藝技術(shù)問題不夠成熟，甚至存在著爭(zhēng)議，如：至存在著爭(zhēng)議，如：開挖方案的確定開挖方案的確定中導(dǎo)洞的設(shè)置中導(dǎo)洞的設(shè)置各部分的施工順序各部分的施工順序中隔墻的穩(wěn)定性保護(hù)等中隔墻的穩(wěn)定性保護(hù)等1 引言4特點(diǎn)：特點(diǎn)：平面線路流暢、占地面積少、便于運(yùn)營(yíng)管理。平面線路流暢、占地面積少、便于運(yùn)營(yíng)管理。斷面比較大，整體跨度大（斷面比較大，整

3、體跨度大（2030m）、）、結(jié)構(gòu)復(fù)雜結(jié)構(gòu)復(fù)雜長(zhǎng)度比較短（大多在長(zhǎng)度比較短（大多在600m以內(nèi)）以內(nèi)）施工工序多、施工難度大、效率低施工工序多、施工難度大、效率低造價(jià)高造價(jià)高開挖方案既定性開挖方案既定性中導(dǎo)洞施工法，廣泛采用中導(dǎo)洞施工法，廣泛采用52雙連拱隧道的開挖方案雙連拱隧道的開挖方案 首先在中隔墻位置開鑿中導(dǎo)洞，并進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，待中導(dǎo)洞貫通后，再開挖兩側(cè)正洞。正洞開挖視圍巖穩(wěn)定性狀況可采用全斷面施工法或兩側(cè)導(dǎo)坑開挖法或者臺(tái)階法等。（1）正洞全斷面施工方案 在中導(dǎo)洞貫通在中導(dǎo)洞貫通后利用鑿巖臺(tái)架后利用鑿巖臺(tái)架鉆眼，全斷面一鉆眼，全斷面一次爆破開挖兩側(cè)次爆破開挖兩側(cè)正洞，并進(jìn)行初正洞，并進(jìn)行初

4、次支護(hù)。該法適次支護(hù)。該法適用于比較穩(wěn)定的用于比較穩(wěn)定的、類圍巖類圍巖中導(dǎo)洞施工法中導(dǎo)洞施工法67（2）正洞臺(tái)階施工方案）正洞臺(tái)階施工方案 正洞開挖采用正臺(tái)正洞開挖采用正臺(tái)階分層開挖，先拱后階分層開挖，先拱后墻進(jìn)行初次支護(hù)。分墻進(jìn)行初次支護(hù)。分層數(shù)一般為層數(shù)一般為23個(gè)。個(gè)。考慮到正洞支護(hù)與考慮到正洞支護(hù)與中隔墻的連接施工，中隔墻的連接施工，頂層臺(tái)階的底板應(yīng)低頂層臺(tái)階的底板應(yīng)低于中隔墻頂面。于中隔墻頂面。（3 3）雙側(cè)導(dǎo)洞施工方案）雙側(cè)導(dǎo)洞施工方案 又稱又稱“三導(dǎo)洞法三導(dǎo)洞法”。即。即在兩個(gè)正洞的外側(cè)各開一個(gè)在兩個(gè)正洞的外側(cè)各開一個(gè)導(dǎo)洞，導(dǎo)洞超前正洞一定深導(dǎo)洞，導(dǎo)洞超前正洞一定深度或整個(gè)不良圍

5、巖。側(cè)導(dǎo)洞度或整個(gè)不良圍巖。側(cè)導(dǎo)洞按初次支護(hù)設(shè)計(jì)施工。導(dǎo)洞按初次支護(hù)設(shè)計(jì)施工。導(dǎo)洞的尺寸以裝渣、運(yùn)渣方便為的尺寸以裝渣、運(yùn)渣方便為度。視圍巖穩(wěn)定性狀況，導(dǎo)度。視圍巖穩(wěn)定性狀況，導(dǎo)洞也可全斷面開挖或短臺(tái)階洞也可全斷面開挖或短臺(tái)階開挖。使用最為廣泛。但由開挖。使用最為廣泛。但由于多次開挖對(duì)圍巖的擾動(dòng)大，于多次開挖對(duì)圍巖的擾動(dòng)大，次數(shù)多。次數(shù)多。8側(cè)側(cè)導(dǎo)導(dǎo)洞洞施施工工9（4）正洞臺(tái)階兩側(cè)導(dǎo)洞施工方案該法是上述臺(tái)階法和兩側(cè)導(dǎo)洞法的組合方案，即在兩側(cè)導(dǎo)洞基礎(chǔ)上，正洞剩余部分再采用臺(tái)階法，先進(jìn)行拱部支撐，再開挖下部。該法適用于圍巖穩(wěn)定性較差的隧道。103 3 中導(dǎo)洞的設(shè)置與施工中導(dǎo)洞的設(shè)置與施工 （1）中

6、導(dǎo)洞的位置）中導(dǎo)洞的位置 根據(jù)與中隔墻的位置關(guān)系，中導(dǎo)洞位置有根據(jù)與中隔墻的位置關(guān)系，中導(dǎo)洞位置有:對(duì)稱布置對(duì)稱布置:中導(dǎo)洞的垂直中線與中隔墻的中線重合。中導(dǎo)洞的垂直中線與中隔墻的中線重合。缺點(diǎn)是當(dāng)中隔墻澆筑好后，兩側(cè)的通道寬度比缺點(diǎn)是當(dāng)中隔墻澆筑好后，兩側(cè)的通道寬度比較狹窄，影響前方施工。較狹窄，影響前方施工。非對(duì)稱布置非對(duì)稱布置:二者的中線相錯(cuò)一定距離。二者的中線相錯(cuò)一定距離。兩側(cè)通道寬度不同，較寬的一側(cè)作為施工通道，兩側(cè)通道寬度不同，較寬的一側(cè)作為施工通道，通行比較便利；較窄的一側(cè)作回填用，可減少回填工通行比較便利；較窄的一側(cè)作回填用，可減少回填工作量。作量。中導(dǎo)洞高度相同情況下，非對(duì)稱

7、式有利于降低中中導(dǎo)洞高度相同情況下，非對(duì)稱式有利于降低中隔墻位置的頂板高度，減少無(wú)效開挖量和污工充填量。隔墻位置的頂板高度，減少無(wú)效開挖量和污工充填量。因此認(rèn)為，一般情況下采用非對(duì)稱布置比較有利。因此認(rèn)為，一般情況下采用非對(duì)稱布置比較有利。11（2 2）中導(dǎo)洞頂板巖層穩(wěn)定性的保護(hù)）中導(dǎo)洞頂板巖層穩(wěn)定性的保護(hù) 中導(dǎo)洞最先施工，頂板巖石將受到中導(dǎo)洞及左右中導(dǎo)洞最先施工，頂板巖石將受到中導(dǎo)洞及左右正洞開挖的正洞開挖的多多次爆破擾動(dòng)，中導(dǎo)洞頂板的穩(wěn)定是一個(gè)次爆破擾動(dòng)，中導(dǎo)洞頂板的穩(wěn)定是一個(gè)關(guān)鍵。關(guān)鍵。施工的基本要求施工的基本要求：搞好光面爆破，少裝藥，淺孔爆破，減少初次搞好光面爆破，少裝藥，淺孔爆破，

8、減少初次炮震的影響，減少圍巖松動(dòng)范圍炮震的影響，減少圍巖松動(dòng)范圍適當(dāng)加強(qiáng)頂板支護(hù)，保證支護(hù)質(zhì)量適當(dāng)加強(qiáng)頂板支護(hù)，保證支護(hù)質(zhì)量施工正洞時(shí)要及時(shí)做好中隔墻的接頂施工正洞時(shí)要及時(shí)做好中隔墻的接頂（3 3）中導(dǎo)洞的寬度與高度）中導(dǎo)洞的寬度與高度 寬度寬度應(yīng)根據(jù)中隔墻的寬度并考慮掘進(jìn)出渣、通行應(yīng)根據(jù)中隔墻的寬度并考慮掘進(jìn)出渣、通行及回填的要求確定。及回填的要求確定。高度高度主要依據(jù)中隔墻的高度以及正洞施工時(shí)的接主要依據(jù)中隔墻的高度以及正洞施工時(shí)的接頂要求而定。應(yīng)盡量減少中隔墻頂部與中導(dǎo)洞頂板之頂要求而定。應(yīng)盡量減少中隔墻頂部與中導(dǎo)洞頂板之間的高度，以減少污工充填。間的高度，以減少污工充填。12（4 4）

9、中導(dǎo)洞頂部的防水）中導(dǎo)洞頂部的防水 中中隔隔墻墻與與拱拱結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)之之間間存存在在著著縱縱向向施施工工縫縫，是是隧隧道道防防水水的薄弱環(huán)節(jié)，在施工中應(yīng)保證防水質(zhì)量。的薄弱環(huán)節(jié)，在施工中應(yīng)保證防水質(zhì)量。中隔墻頂部要充填密實(shí)。中隔墻頂部要充填密實(shí)。所有施工縫位置要設(shè)置所有施工縫位置要設(shè)置橡膠止水帶橡膠止水帶和和止水條止水條。必必 要要 時(shí)時(shí) 可可 預(yù)預(yù) 埋埋 導(dǎo)導(dǎo) 管管 將將 滲滲 水水 引引 至至 隧隧 道道 底底 板板 排排 水水 溝溝 內(nèi)內(nèi)。目目前前，比比較較好好的的作作法法是是中中隔隔墻墻分分兩兩次次（三三層層）砌砌筑筑，兩兩邊邊的的中中隔隔墻墻（兩兩外外層層）與與兩兩隧隧道道拱拱墻墻二二次

10、次襯襯砌砌一一次次澆澆筑筑完完成成，拱拱圈圈襯襯砌砌與與中中隔隔墻墻沒沒有有縱縱向向施施工工縫縫，所所以以在在結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)整整體體受受力力與與中中隔隔墻墻防防排排水水等等方方面面有有了了根根本本的的改改善。善。1314 4 4 各部分之間的施工順序各部分之間的施工順序4.1 4.1 中導(dǎo)洞與中隔墻的施工順序中導(dǎo)洞與中隔墻的施工順序中隔墻一般在中導(dǎo)洞貫通之后施工（運(yùn)渣方便）。中隔墻一般在中導(dǎo)洞貫通之后施工（運(yùn)渣方便）。中隔墻施做方法：中隔墻施做方法：一是一是一次全厚澆注鋼筋混凝土一次全厚澆注鋼筋混凝土。二二是是分分次次澆澆筑筑鋼鋼筋筋混混凝凝土土。兩兩側(cè)側(cè)留留出出正正洞洞二二次次襯襯砌砌的厚度，待二

11、襯時(shí)澆筑。二襯的整體性好，有利于防水。的厚度，待二襯時(shí)澆筑。二襯的整體性好，有利于防水。4.2 4.2 中隔墻與正洞的施工順序中隔墻與正洞的施工順序 中中導(dǎo)導(dǎo)洞洞貫貫通通之之后后即即可可施施工工兩兩側(cè)側(cè)正正洞洞和和中中隔隔墻墻。中中隔隔墻墻一一般般從從洞洞口口開開始始由由外外向向里里施施工工，并并超超前前正正洞洞303050m50m，以以保保證證中中隔隔墻墻混混凝凝土土有有一一定定的的養(yǎng)養(yǎng)護(hù)護(hù)時(shí)時(shí)間間，達(dá)達(dá)到到一一定定的的承載能力。承載能力。154.3 4.3 左右正洞的施工順序左右正洞的施工順序兩側(cè)同時(shí)開挖，同時(shí)扣拱，同步進(jìn)行，齊頭并進(jìn)兩側(cè)同時(shí)開挖，同時(shí)扣拱，同步進(jìn)行，齊頭并進(jìn)兩側(cè)正洞先完成

12、一洞，再施工另一洞兩側(cè)正洞先完成一洞，再施工另一洞兩正洞掌子面錯(cuò)開一定距離，同時(shí)推進(jìn)兩正洞掌子面錯(cuò)開一定距離，同時(shí)推進(jìn) 第一種順序是第一種順序是鐵路工程設(shè)計(jì)技術(shù)手冊(cè)（隧道）鐵路工程設(shè)計(jì)技術(shù)手冊(cè)（隧道）的要求，但實(shí)際上很難做到。因?yàn)椴灰藘蓚€(gè)掌子面同時(shí)的要求，但實(shí)際上很難做到。因?yàn)椴灰藘蓚€(gè)掌子面同時(shí)爆破，所以至少兩個(gè)掌子面相差爆破，所以至少兩個(gè)掌子面相差1 12 2個(gè)循環(huán)。個(gè)循環(huán)。有的人認(rèn)為，第二種順序比較好，不僅兩洞要分別有的人認(rèn)為，第二種順序比較好，不僅兩洞要分別施工，而且在一洞施工完成后還要滯后施工，而且在一洞施工完成后還要滯后20d20d左右再施工左右再施工另一洞。左右洞的開挖順序應(yīng)是先難

13、后易，巖體較差的另一洞。左右洞的開挖順序應(yīng)是先難后易，巖體較差的一側(cè)正洞要先開挖，這樣變形和位移較?。粚?duì)偏壓隧道一側(cè)正洞要先開挖，這樣變形和位移較?。粚?duì)偏壓隧道應(yīng)先外側(cè)后內(nèi)側(cè)。應(yīng)先外側(cè)后內(nèi)側(cè)。從維護(hù)中隔墻的穩(wěn)定角度分析，筆者傾向于第三種從維護(hù)中隔墻的穩(wěn)定角度分析，筆者傾向于第三種順序，且偏壓隧道時(shí)外側(cè)正洞超前、及時(shí)進(jìn)行初次支護(hù)，順序，且偏壓隧道時(shí)外側(cè)正洞超前、及時(shí)進(jìn)行初次支護(hù)，以平衡偏壓力。以平衡偏壓力。16 左洞右洞中隔墻中導(dǎo)洞施工順序平面圖側(cè)導(dǎo)洞174.4 4.4 左右側(cè)導(dǎo)洞的施工順序左右側(cè)導(dǎo)洞的施工順序左右側(cè)導(dǎo)洞兩側(cè)同步進(jìn)行兩側(cè)不同步進(jìn)行，以免引起圍巖有較大變形和應(yīng)力的急劇釋放。特別是淺

14、埋地段，容易引起塌方。側(cè)導(dǎo)洞與正洞施工超超前前一一次次掘掘完完：不良巖層段長(zhǎng)度不大時(shí)（數(shù)十米），可將側(cè)導(dǎo)洞一次掘完，再施工正洞；分段超前交替施工分段超前交替施工。開挖順序全斷面開挖：全斷面開挖：圍巖比較好時(shí)臺(tái)階法開挖：臺(tái)階法開挖：圍巖極不穩(wěn)定時(shí)184.5 4.5 初次支護(hù)與二次襯砌的順序初次支護(hù)與二次襯砌的順序 初次支護(hù)肯定在二次支護(hù)之前。二次襯砌的時(shí)機(jī)要通過隧道變形監(jiān)測(cè)確定。單行作業(yè)：正洞掘砌完后再施工內(nèi)襯（二襯）。平行作業(yè)：長(zhǎng)段平行作業(yè)：圍巖不太穩(wěn)定時(shí)采用，在掘進(jìn)工作面的后方及時(shí)進(jìn)行二次襯砌；短段平行作業(yè)：圍巖很不穩(wěn)定時(shí)，二次襯砌要緊跟初次支護(hù)進(jìn)行。195中隔墻的穩(wěn)定性中隔墻的穩(wěn)定性5.1

15、 5.1 受力分析受力分析在正洞開挖時(shí)，中隔墻處于垂直懸臂狀態(tài)。在正洞開挖時(shí)，中隔墻處于垂直懸臂狀態(tài)。隧道中墻的最不利受載時(shí)間是在開挖過程之中，并不是出現(xiàn)在最終完工時(shí)，隧道中墻的最不利受載時(shí)間是在開挖過程之中，并不是出現(xiàn)在最終完工時(shí)，。中隔墻主要承受隧道左右正洞由襯砌結(jié)構(gòu)傳來(lái)的壓力中隔墻主要承受隧道左右正洞由襯砌結(jié)構(gòu)傳來(lái)的壓力。如果左右正洞同步開挖、同步襯砌，中隔墻將受到對(duì)稱的外荷載，可以認(rèn)如果左右正洞同步開挖、同步襯砌，中隔墻將受到對(duì)稱的外荷載，可以認(rèn)為中墻是穩(wěn)定的；為中墻是穩(wěn)定的；如果左右正洞非對(duì)稱開挖，中隔墻就會(huì)受到來(lái)自先施工正洞的非對(duì)稱壓力，如果左右正洞非對(duì)稱開挖，中隔墻就會(huì)受到來(lái)自先

16、施工正洞的非對(duì)稱壓力，中隔墻的穩(wěn)定性就會(huì)受到偏壓影響。中隔墻的穩(wěn)定性就會(huì)受到偏壓影響。當(dāng)隧道處于傍山地段時(shí)，隧道還會(huì)受到來(lái)自右高左低（或左高右低）的上當(dāng)隧道處于傍山地段時(shí)，隧道還會(huì)受到來(lái)自右高左低（或左高右低）的上覆傾斜山體的不均衡壓力，叫著覆傾斜山體的不均衡壓力，叫著山體偏壓山體偏壓。山體偏壓一般發(fā)生在淺埋地段，深。山體偏壓一般發(fā)生在淺埋地段，深埋隧道由于圍巖具有埋隧道由于圍巖具有“成拱作用成拱作用”，其作用荷載主要來(lái)自隧道周邊一定破壞范，其作用荷載主要來(lái)自隧道周邊一定破壞范圍內(nèi)的巖體壓力。圍內(nèi)的巖體壓力。因此，因此，中隔墻會(huì)產(chǎn)生傾倒力矩和水平位移，隧道底板不好時(shí)，可中隔墻會(huì)產(chǎn)生傾倒力矩和水平位移，隧道底板不好時(shí)，可能還伴隨有沉降。能還伴隨有沉降。20受到山體偏壓的受到山體偏壓的隧道隧道21 中隔墻在由拱部襯砌結(jié)構(gòu)傳來(lái)的外荷載Pg作用下，將受到水平分力Pgh和垂直分力Pgv的影響。水平推力可能會(huì)使中墻發(fā)生水平位移、產(chǎn)生傾倒力矩（繞墻趾A點(diǎn)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)）、沿墻身產(chǎn)生縱向彎矩；垂直分力由于不作用于軸線上，將使中墻偏心受壓，同時(shí)也產(chǎn)生縱向偏心彎矩。理論分析和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)都證明了這些現(xiàn)象的存在。22