浅谈多雨区浅埋偏压连拱隧道修建关键技术问题

浅谈多雨区浅埋偏压连拱隧道修建关键技术问题

陈建文

岳阳市城市建设投资集团有限公司湖南省岳阳市414000

摘要：在公路工程隧道施工中，重点使用分离式双洞模式，但在独特的地质和地形环境下，一定要采取连拱隧道。其存在潜埋、偏压以及中长短等显著特点，有效的处理了以往分离式双洞项目在线形方面的制约，因此获得了推行使用。文章结合某工程实例，就浅埋偏压连拱道路隧道建设环节的重要技术问题进行了简要的阐述和分析，以供参考。

关键词：浅埋偏压；连拱隧道；重要技术；问题；探究

0前言

连拱隧道重点用于山地洞口地形非常狭窄和桥隧连接路段，修建工序复杂，开发与支撑作业交叉，围岩作用变化，以及衬砌负荷变化非常繁复。左右洞修建工序对中墙的作用很难把握，加大了隧道修建的困难性，极易出现坍塌。连拱公路隧道基本上要浅埋，框架体上覆岩层厚转变对衬砌框架作用很大。连拱公路随带普遍出现偏压情况。因为受偏压的作用，隧道框架受力显得更为繁复，管理围岩与衬砌的位移也逐渐困难。

1、连拱道路隧道现状研究

1.1道路隧道的三类模式

国内在公路工程施工中，面对隧道修建时，重点采取分离式双洞模式。针对分离式双洞道路隧道的施工技术，中国已累积了很多的施工经验，并展开了一系列的理论探究，主要有二车道、三车道以及四车道，这类均体现在了道路隧道规划与修建标准中。

可是，采取分离式双洞隧道，需要两个隧道之间的间距最小要超过隧道洞口的两倍之上，因此，在那些单一特的地质与地形环境下，从线形与线桥隧连接手段等上面进行全面思考，分离式双洞模式的使用遭受了严重的制约。所以，产生了其他两类隧道模式，分为小间隔隧道与连拱隧道。在梁隧道间距低于标准上设定的最小间距时，就是小间隔隧道，通常情况下，隧道之间相互作用最大的为间距在一倍洞口中。在两隧道间距低于0.5倍洞口时，要采取连拱隧道，特别是在山区，连拱隧道已经变成一种关键的隧道框架模式。

1.2道路连拱隧道的特点

连拱隧道在道路工程中，重点建设在山区丘陵地带；在市区重点建设在受独特地理环境制约和有独特需要的路段。据相关统计资料显示，94%之上的双连拱隧道没有大于1000米，81%之上的隧道，其埋深低于30米。中国属于世界上当前在修筑连拱隧道数量最多的地区，其其埋深基本上在20米到50米左右，这表示连拱隧道的显著特点是中潜埋与中短长度。

2、工程概述

某一号隧道为一条双连拱隧道，长度为305米，净空宽度是11.93米，最大高度是8.65米。这条隧道地质环境很差，入口段表面是亚黏土，厚度是1米，洞口位置穿过强风化粉细砂岩物质，为半岩半土形式，裂缝十分发育，岩石损坏。

隧道入口段形式横向，表现出左高右低的特点，同时右洞铺设层薄，左洞左边山体很陡，属于常见的偏压隧道。在该种独特的地形环境下，怎样确保连拱隧道有效、迅速、稳定的进洞，选用科学的修剪计划显得非常重要。

3、修建关键技术分析

3.1施工明洞拉沟

拉沟满足基底高度0.5米到1米之上时，暂停爆破施工，采取人工风镐施工到基底，同时立即建设中隔墙和明洞，避免地基裸露时段太长。中隔墙承载力繁复，基底要实施特殊操作，该项目使用ф42灌浆锚管操作，锚管2.6米，间隔60厘米，以梅花形施工。为避免拉沟边坡滑塌，安装锚喷修建支护，基本方法为：ф23砂浆锚杆，距离1.5米，以梅花形施工，所有锚杆长3米，ф6钢筋笼，距离是20×20厘米，喷C20混凝土，层厚为10厘米。

3.2模型混凝土衬砌

模型混凝土衬砌使用C25防水钢材料混凝土，使用NF-A防裂防水剂，含量是6%，防水级别是P8。中隔墙中有明洞拱圈推力的影响，因此明洞施工前，要在中隔墙另一边修建浆砌片石后边，由此分解明洞拱圈应力，避免中隔墙出现太大位移损坏，造成明洞拱圈断裂[1]。具体修建过程中，浆砌片石砂浆用量不能太多，要不然后续拆卸会非常困难。

3.3暗洞顶端“人工山体”的出现

施工拉沟时，暗洞区段山体被处理，修建时使用水泥混合土填充，出现“人工山体”。水泥配置比是：碎石土内加32.6级水泥9%，加水量的标准是不出现泌水现象，厚度管理在20厘米左右。

3.4暗洞施工和初期支撑

因为入口段少数暗洞是“人工山体”，同时原来山体岩损坏，在修建时有效采用“短进程、弱爆破、快喷锚、及时检测、迅速封锁”的工艺措施。

暗洞采取台阶法施工，为避免预埋与混凝土内的钢架结构施工时掉拱，顶部台阶以左右两部分施工，就是左半边先修建，新设钢架结构和预埋钢架结构衔接完成后，在施工右半边，加上重要的喷锚支撑，结束上导坑施工的一个循环，洞口位置上导坑施工结束后，接着展开下台阶施工工作。

此填充水泥混凝土的时候，要提前预埋一个拱形框架，这个钢架结构和中强衔接，左边拱脚埋进作业面最小0.5米，并通过销脚毛管把它封锁。预埋钢架是120b钢拱单位，距离是0.5米，纵、环角度分别安装衔接筋。预设钢架结构时，要提前挂网，如此施工暗洞人工填充土时就非常安全，也降低后续洞中挂网劳动量。

暗洞入口段采取管棚护顶，钢管使用ф108毫米热轨无缝设备，钢管中安装4ф23钢筋网。管棚长36米，环向距离40厘米。管棚修建之前，导向墙使用C20混凝土灌浆，其中根据设定钻洞部位埋设ф122毫米，层厚5毫米导向管。管棚打洞使用潜孔钻机设备，重量很小，容易稳定[2]。管棚浇筑使用水泥砂浆，水灰比为1:1，灌浆作用力0.5-1.0MPa。灌浆完成后使用M30水泥浆液回填钢管，由此加大钢管硬度。原来山体岩石损坏，管棚灌浆时气体将从岩时裂缝中出来，但独孔灌浆量很大。并且人工填充水泥混合土路段中的管棚灌浆，独孔灌浆量很小，必要时要安装排气管。

暗洞左侧墙以梅花形施工ф23砂浆锚杆，其长度为4米，距离1×0.8米。修建工作表明，需发挥锚杆的作用，垫板非常重要，经过增加垫板，能够有效挖掘出锚杆的3D制约作用。

隧道浇混凝土厚度27厘米，规划硬度为C20。一般条件下，混凝土在浇筑前和浇筑后的强度级别是不相同的，施工场地配置要适当增加浇混凝土的强度级别，由此保证依附于围岩外表的浇混凝土的规划强度[3]。通过现场测试显示，规划配置等级是C28，浇筑后的混凝土强度能够实现C20。

4、结论

4.1该项目使用的修建方式，能够较好处理连拱隧道中半明洞、偏压、跨越、浅埋等修建技术问题。

4.2公路连拱隧道修建阶段，中隔墙受力变换非常复杂，其作业缝属于一个软弱面，容易断裂，衔接钢筋要进行强化处理。

4.3在进行半明洞修建时，若中隔墙顶部铺设层相对偏厚，能够先施工中导洞，建设中隔墙，然后施工明洞拉槽，如此一来，不仅降低了明洞拉槽施工量，还降低了回填量。

4.4采取半明洞连拱公路隧道入洞计划，避免了对边仰坡的影响，可以将其视为“绿色入洞”。

参考文献：

[1]陈娱,张成良,王海强.浅埋偏压连拱隧道现场监测与分析研究[J].河北工程大学学报(自然科学版),2016(02):63-68+102.

[2]陈娱,张成良,王海强.浅埋偏压连拱隧道现场监测与结构受力分析研究[J].力学与实践,2016(04):391-397.

[3]张运良,万民科,王昌胜,聂子云,宋杰.浅埋偏压连拱隧道施工方案数值模拟[J].公路与汽运,2013(010):192-197.