双连拱隧道工法

双连拱隧道中导洞-正洞施工工法

前言

中导洞-正洞施工工法是双连拱隧道施工的一种高效施工方法。它根据新奥法原理，采用光面爆破大断面开挖，使用锚、喷、网、钢拱架和超前导管及超前管棚等支护手段，先开挖贯通中导洞，浇筑中隔墙混凝土，然后采用上下台阶法开挖左右正洞，最后进行全断面二次衬砌。

早期的双连拱隧道多采用三导洞法施工，对围岩扰动的次数多，施工周期长，工效慢、工期长、成本高，不利于隧道防水。同三线浙江省境内的岵岫岭隧道设计的施工方案为三导洞法，后采用中导洞-正洞台阶法施工，效果良好。

一、工法特点

（一） 采用新奥法施工，尽量减少对围岩的扰动，充分保护和利用围岩的自承载能力，提高隧道结构的整体安全度。

（二） 与三导洞法相比，减少了两个侧壁导洞，施工干扰少、临时支护量小，有效地降低了对围岩的扰动，缩短了施工周期，降低成本，减少工程投资。

二、适用范围

本工法适用于双连拱山岭隧道的各种围岩情况，隧道的开挖方式则根据具体的情况来选择。

正台阶二步开挖法是全断面一次开挖法的改进方法，多用于围岩能短期内处于稳定的地层中。台阶法根据台阶长度的不同，可划分为长台阶、短台阶和超短台阶三种，在IV类以上的围岩中一般采用长台阶，对于III、IV类围岩多采用短台阶，而对于II类以下的软弱中围岩则常采用超短台阶开挖法。

对于V、VI类整体性好的围岩，可采用全断面法；而对于土质围岩及软弱围岩则采用台阶分部开挖留核心土法。

三、工艺原理

（一） 本工法的基本理论基础是新奥法。开挖后允许围岩有一定的变形，从而释放部分

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地应力；通过监控量测和适时支护来控制围岩变形，使围岩不会失稳；围岩与锚喷等支护共同作用形成复合承载结构。

（二） 中导洞-正洞法根据新奥法的基本原理，简化施工工序，采用薄膜支护，减少了开挖数量及衬砌圬工数量。

四、施工工艺

（一）施工方法及顺序

采用中导洞-正洞法施工，其步骤为先开挖中导坑，并做导坑临时支护直到中导洞贯通，然后由内向外浇筑中隔墙直到全部完成，铺设中隔墙顶防水材料，并将中隔墙相同标号的砼回填，打设长管棚注浆，然后开挖右洞上拱及初期支护，同时做好围岩的变形观测。待右洞上拱推进适当距离（约5～10m）后，开挖左洞上拱并做好上拱的初期支护，做好围岩的变形观测，上拱掘进适当距离（约50m左右）开挖洞身中槽，采用“马口”跳槽的方法进行侧墙的开挖与初期支护，“马口”开挖宽度控制在2～3m，施工过程中侧墙与拱部初期支护严禁通缝。侧墙初期支护完成后铺设防水层，采用衬砌台车双对称浇筑二次衬砌砼。对于不同的围岩类别，具体的施工顺序图如图1、图2、图3所示。 III S中隔墙超前导洞中线2V 20号喷砼3左隧道轴线超前导洞中隔墙右隧道轴线4IV 1I II 15号片石砼土石回填5图1 中导洞-正洞法施工顺序图（台阶分部开挖留核心土法） 1——中隔墙超前导洞开挖（含导洞锚喷支护及中隔墙连接锚杆） I——中隔墙衬砌施作，墙顶挂网，喷砼回填 II——中隔墙侧边回填（15号片石砼、土石） S——超前预支护（II类“管棚+注浆”，III类“超前锚杆”） 2——左（右）洞拱部环状留核心开挖 III——左（右）洞拱部初期支护施作 3——核心土开挖 4——隧道下台阶开挖 IV——边墙初期支护施作 5——仰拱施作 V——拱部及侧墙衬砌施作

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III 中隔墙超前导洞中线V 2中隔墙20号喷砼3IV 1I II 15号片石砼土石回填4图2 中导洞-正洞法施工顺序图（上下台阶开挖法） 1——中隔墙超前导洞开挖（含导洞锚喷支护及中隔墙连接锚杆） I——中隔墙衬砌施作，墙顶挂网，喷砼回填 II——中隔墙侧边回填（15号片石砼、土石） 2——左（右）洞上半部开挖 III——左（右）洞拱部初期支护施作 3——隧道下台阶开挖 IV——边墙初期支护施作 4——仰拱施作 V——拱部及侧墙衬砌施作 100左隧道轴线超前导洞右隧道轴线 中隔墙超前导洞中线IV III 左隧道轴线20号喷砼右隧道轴线2超前导洞中隔墙1I II 15号片石砼土石回填100 图3 中导洞-正洞法施工顺序图（全断面开挖法） 1——中隔墙超前导洞开挖（含导洞锚喷支护及中隔墙连接锚杆） I——中隔墙衬砌施作，墙顶挂网，喷砼回填 II——中隔墙侧边回填（15号片石砼、土石） 2——左（右）洞全断面开挖 III——左（右）洞初期支护 IV——拱部及侧墙衬砌施作 （二） 作业要点 1．复测导线并布设隧道施工测量控制网 首先组织测量人员对导线点，水准点进行复测，复测结果无误后进行导线网和水准网的布

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设，洞内导线根据洞口投点向洞内作引伸测量，洞口投点纳入控制网并满足测量精度要求。洞内测量采用导线法进行，中线点根据导线点逐段放样用全站仪施测。隧道开挖断面控制采用断面支距法，洞内高程控制由洞口水准点引伸到洞内布设，采用精密水准仪施测，所有洞口、洞内导线控制点，水准点都要定期进行检查复核。

2．洞口及明洞开挖

洞口开挖前应先行做好天沟、边沟等洞口排水设施，确保地表水不致危及隧道的施工安全。应贯彻“早进晚出”的原则，尽量早进洞晚出洞、减少洞口刷坡，提高隧道运营期间的安全度。

3．中导洞开挖和初期支护 （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。开挖时应加强测量放样控制，特别是双向开挖时。围岩较好时可采用全断面开挖，围岩差时可采用上下微台阶法开挖。开挖应采用光面爆破，以直眼掏槽为宜；爆破设计参数应经过试验段检验和调整，如果无条件试验时，可按《公路隧道施工技术规范》有关内容选用。

开挖进尺I、II类围岩采用0.4~1.0米，III类及以上围岩可选择1~4米。开挖时应严格控制洞顶和洞底的超欠挖，不同围岩地质条件下的允许超挖值按《公路隧道施工技术规范》有关规定采用。

（2）中导洞初期支护

I至III类围岩根据具体情况选用超前支护措施，包括超前管棚注浆、超前小导管注浆或超前锚杆。I类围岩的初期支护参数应根据围岩情况慎重选定。开挖后应及时喷一层5厘米厚的早强混凝土，然后施工钢筋拱架和锚杆，最后再喷一层喷混凝土。VI类围岩可不支护。V类围岩一般也可不进行初期支护，对稳定性差的局部地段应进行喷混凝土支护。IV类围岩要采用喷混凝土支护，喷混凝土厚度5厘米。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。II类围岩须采用锚杆喷混凝土联合支护，喷混凝土厚度10厘米，并采用钢筋拱架，拱部设置2.5米长的Φ22砂浆锚杆，必要时墙部也要设置锚杆。其具体支护情况按《公路隧道施工技术规范》有关规定执行。

4．中隔墙衬砌施工，墙顶挂网，喷混凝土回填。

中隔墙衬砌施工前，要将洞底的水、泥、碴清理干净，一般先施工中隔墙基础，再施工墙身。模板可以使用组合钢模板或整体钢模板台车。混凝土浇筑宜采用泵送混凝土施工。混凝土应采用抗渗混凝土，抗渗标号须达到S10。预留排水管必须固定牢固，保证畅通。

5．中隔墙侧边（后开挖主洞一侧）回填或支撑顶紧。

在开挖主洞前，为防止爆破产生的冲击波对中隔墙的破坏，应在中隔墙靠后开挖的主洞一侧用型钢把中隔墙和岩面顶紧，或者用土石回填并在上部浆砌1米高的片石。

6．超前预支护。

预支护类型主要有三种，即超前锚杆、小导管注浆及管棚。具体按《公路隧道施工技术规范》有关规定执行。

7．主洞上台阶（拱部）留核心土环状开挖。

在导洞进行到一定距离，中隔墙浇筑混凝土达到设计强度，并且施工完长管棚超前支护后，

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