浅析不良地质地段双连拱隧道的施工技术要点

厉航

摘要：现阶段我国社会经济的发展日行千里，隧道工程技术也随着国家公路铁路及市政交通基础设施的建成迈上了一个新的台阶。伴随着各大城市交通量的急剧增加，行车安全已经成为政府与人民群众普遍关注的社会性问题。为在最大程度上降低交通事故的发生率，现阶段我国的隧道已由传统的单洞双向行车逐步过渡到了双洞上下行分离的形式上来，双连拱隧道也在隧道工程技术的催化作用下应运而生。本文主要分析不良地质地段双连拱隧道的施工技术要点与隧道中墙结构类型的选择依据，为全面提升双连拱隧道的施工质量、优化我国的隧道施工水平提供经验参考。

关键词：不良地质地段；双连拱隧道；施工技术

1974年，日本的伊祖隧道首次应用了双连拱隧道施工技术，为世界隧道施工技术的发展变革翻开了崭新的一页。顾名思义，双连拱隧道由两座隧道共用的中墙连接而成，是当前各国隧道工程中应用较为广泛的一种新型隧道[1]。这种结构形式接线容易、施工简单，能够最大程度地减少隧道的占地面积，提升地下空间的资源利用率，既为施工方节省了隧道工程项目的成本，又能将施工活动对城市生态环境的破坏控制在一定的范围内，是当前我国隧道工程落实贯彻可持续发展战略的重要表现。迄今为止，我国已经成功建成双连拱隧道二百余座，是世界双连拱隧道应用最为广泛的国家之一。

一、不良地质地段双连拱隧道的施工要点

（一）灵活应用非对称施工技术

当双连拱隧道周围岩层的地质条件达到了III类及以上，或隧道两侧正洞的开挖条件差异较大时，隧道施工团队应采取二导洞的开挖技术。这种不对称开挖方法的安全性虽稍逊于三导洞开挖法，但贵在施工方便，可以有效地缩短隧道施工的周期。在施工中，隧道施工团队应当尽最大努力增加开挖断面的面积，在最大程度上减少隧道周围岩层受到的扰动，从而确保隧道围岩自身的承受能力不会超出负荷。

举例说来，如果双连拱隧道的左洞靠山且埋入山体的程度较深，或周围岩层地质条件达到了III类及以上时，这部分山体的施工环境明显好于右洞。在这种条件下，为将施工作业活动对隧道周围岩层的扰动降至最低，也为提升隧道工程项目的整体施工效率，施工团队应取消该隧道左导洞的施工计划，将左侧正洞的施工方案改为上下半面正台阶施工法，保证隧道右洞的开挖进度延后左洞至少80米。具体说来，施工团队应先进行双连拱隧道中导洞的开挖工作，待完成中导洞的支护工作后浇筑隧道中墙、回填隧道中墙顶；随后，施工团队开始隧道右侧导洞的开挖工作，完成右导洞的临时支护工作与隧道正洞右侧墙体的初期支护工作；其后，施工团队开挖隧道的左上半断面、进行左侧拱部的初期支护工作，继而开挖左洞下半断面，进行左侧墙体的支护工作与隧道仰拱的浇筑工作，同时做好隧道左洞的二次衬砌浇筑；此后，施工团队进行隧道右洞上台阶开挖工作，待右洞拱部的初期支护完成后开挖隧道右洞下部的核心土，最后，完成右洞仰拱的施工工作与右洞的二次衬砌浇筑[2]。

（二）重视隧道导洞的地质预报作用

我们知道，顺利完成双连拱隧道中导洞及右导洞的开挖能够为后续的施工工作提供强有力的保障。当隧道导洞的断面较大、周围岩层地质条件较差或自稳时间不够充裕时，施工团队应当严格按照“超前支护、短进尺、弱爆破、早支护”的原则进行施工[3]。“超前支护”即是说，施工团队应当依照隧道施工地段的地质情况酌情使用超前小导管进行注浆加固或超前锚杆加固，“短进尺”即指隧道的开挖进尺为1.5米，“弱爆破”即指针对泥质围岩地段，施工团队须使用小装药控制爆破开挖技术来完成开挖工作，“早支护”指施工团队应在人工开挖结束后及时进行钢支撑，从而避免隧道因周围岩层的过度变形而坍塌。

具体说来，施工团队在开挖隧道的导洞时，应先进行中导洞的超前支护，进而相继完成中导洞的开挖工作、中墙基底的清底、找平和加固工作、中墙的整体浇筑工作、中墙顶部的预防排水及中墙顶部的回填，随后施工团队开始右导洞的超前支护工作，相继完成右侧导洞的开挖、右导洞的临时支护与右洞的初期支护，待右导洞基底部分的碎石换填完成后结束整个隧道导洞的施工。

此外，施工团队必须重视隧道导洞的地质预报作用。众所周知，双连拱隧道的导洞不僅承担着为隧道中墙、侧墙提供空间的重要功能，更能在最大限度上确保不良地质地段的隧道施工作业质量，对后续隧道的主洞开挖、初期支护和二次衬砌浇筑起着至关重要的地质预报作用。因此，在具体的隧道施工作业中，施工团队务必在已有地质勘察报告的基础之上不断依照实际情况完成施工计划的修正和调整，在最大程度上保证施工安全，杜绝隧道施工安全事故的发生。

二、不良地质地段双连拱隧道中墙结构的选择依据

我们知道，双连拱隧道中墙断面的类型选择不仅决定着中墙的具体施工方案，更影响其结构的受力作用与预防排水等问题。现阶段我国隧道设计的国家规范主要把双连拱隧道中墙的结构分为整体式中墙及复合式中墙两种类型，其中，如果该施工地段的地质条件可以满足加厚中墙的要求，则应选择复合式中墙的结构形式。在具体的结构形式划分上，整体式中墙可分为直中墙和曲中墙两种类型，而直、曲中墙均可进一步细分为整体式中墙与中空式中墙两种。当前我国的双连拱隧道施工主要选用整体式直中墙及复合式曲中墙两种结构形式[4]。

在二者的比较上，整体式直中墙的施工工艺较为简单，复合式曲中墙的施工工艺较为复杂、难度较大；采取整体式直中墙的结构可以在最大限度上降低隧道洞内外线路中心线的偏离，但外表不够美观；此外，整体式直中墙的二次衬砌浇筑台车利用率明显低于复合式曲中墙，极易造成建筑资金资源的大量浪费，不符合当前我国的可持续发展战略，且其中墙顶部的回填工作难度较大，中墙顶部密实程度的不足通常引发渗水漏水，难于治理和维护；最后，整体式直中墙结构致使隧道中导洞的开挖跨度过大，大幅度地降低了中导洞周围岩层的稳定性。总体上看，整体式直中墙强与复合式曲中墙两种结构形式各有得失，施工团队应当充分考虑结合施工地段的地质条件，因地制宜，依据实际情况选择最为安全可靠的中墙结构。

结束语：

综上所述，建筑设计师在对不良地质地段的双连拱隧道进行初期规划时，应当高度重视隧道中导洞和右导洞断面的设计，使之科学合理，在最大程度上发挥隧道导洞的运输通道功能，促进隧道的里外多作业面同时挖掘；如果双连拱隧道埋深较深的里侧与埋深较浅的外侧地质条件差异较大，施工团队可以积极采取非对称开挖的技术，选择最贴合实际情况的支护方式，有效减少隧道施工的周期[5]。此外，施工团队应确保隧道中墙的施工工序规范标准，全面提升不良地质地段双连拱隧道施工的安全质量。

参考文献：

[1]杨嵩桥.双连拱隧道施工技术控制和质量管理[J].城市建设理论研究，2014，（10）.

[2]吕剑云.浅埋偏压软弱围岩双连拱隧道施工技术[J].铁道工程学报，2011，（3）：72-76.

[3]李建铭.宜万铁路云雾山隧道溶腔段双连拱隧道施工技术[J].铁道标准设计，2010，（8）：122-125.

[4]刘尚雨.某高速公路双连拱隧道施工技术[J].重庆建筑，2011，10（9）：13-20.

[5]冯海暴.土石夹杂连拱隧道施工技术[J].河北工程大学学报（自然科学版），2012，29（1）：44-47.