四连拱隧道施工技术探讨

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引 言：长平高速正在建设的虹梯关隧道左线长13.122公里，右线长13.098公里，是山西省第二公路长隧，也是全线控制工程。本工程地下风机房施工采用四连拱施工技术，为国内首创，该工程具有断面多、跨度大、结构复杂、洞室交叉多、群洞效应明显的特点施工难度大等特点，我单位以较高的质量完成了合同工期内的施工任务，本文将与同行一起分享施工经验。

摘 要：本文结合虹梯关隧道四连拱施工方案进行论述，以期与同行进行交流，以促进我国隧道事业的健康发展，提升施工技术，防范安全事故发生。

Abstract: This paper discusses some schemes based on Hong Tiguan,a four multi-arch tunnel construction.These discussions will promote the healthy development of the tunnel in our country, promote the construction techniques, and prevent safety accidents.

关键词：四连拱；隧道；施工技术

中图分类号： U455 文献标识码： A 文章编号：

Key words: Four mult-arch; tunnel; construction technology

一、总体施工方案

风机房四连拱隧道设计施工方案为先开挖中导洞，施作初期支护及浇筑中墙，然后施加中隔墙横向临时支撑后，再开挖两侧洞室。

二、总体开挖顺序

㈠首先按照排送风通道断面进行1送风道2号排风道开挖支护至SC1-10断面；由1号送风道进行挑顶施工地下风机房拱顶标高，形成地下风机房开挖断面后，后进行地下风机房开挖及支护施工，然后开挖支护，到汽运通道优先施工汽运通道，以利于无轨运输出碴作业，

SC1-10断面中1、2号排风道至SC1-9断面；再开挖支护SC1-9断面、SC1-8断面中1、2号排风道。

开挖完成SC1-8、SC1-9、SC1-10型衬砌断面后，进行四连拱中导洞开挖。

㈡四连拱中导洞施工完成后，进行运输通道开挖，运输通道设计断面净宽5m、净高6.5m，运输通道贯通主线左洞后实现正洞出渣。

㈢运输通道与主线左洞贯通后，从地下风机房中导洞开始扩挖交叉口JC1-6处地下风机房段，并施作初期支护。地下风机房段开挖支护完成后，浇筑1、2号排风道SC1-8、SC1-9、SC1-10处二次衬砌，然后全断面光面爆破法开挖支护1、2号送风道，施作二次衬砌。

㈣交叉口JC1-6地下风机房段施工完成后进行1、2号排风道施工，由于1号排风道跨越左线后坡度设计为29.883%，不利于施工，因此1#排风道施工至跨越左线拱顶后停止掘进，剩余部分由主线右洞侧进行反向开挖。1、2号排风道与正洞交叉口（JC1-2、JC1-4）为斜交设置，斜交角度为30度，JC1-4与JC1-2交叉口处扩大后断面宽度为13m，为保证交叉口处的安全、稳定，施工时在交叉口处1、2号排风道内增设5榀I20b型钢拱架，以加强支护。拱架按斜交角度斜向设置，拱架纵向间距为0.8m；在拱部及边墙打设φ22砂浆锚杆，每根长度3.0m，间距为100×80cm；拱架与围岩间铺设φ8钢筋网，网格尺寸20×20cm，26cm厚C20喷射混凝土。

㈤1、2号排风道开挖完成后， 进行1、2号送风道开挖施工。由于1、2号送排风通道间距较近，1号排送风道间距为5.7m，2号排送风道间距为8.5m，1、2号送风道间距为6.95m，为保证施工安全， 1、2号送风道采用欲裂爆破爆破施工。

㈥1、2号排送风通道完成后，进行避难通道、检修通道及配电室施工。

三、具体施工方法、工艺

㈠1、2号排风道施工

1、2号排风道均按照Ⅲ级围岩开挖支护。

开挖采用全断面光面爆破施工，循环进尺控制在2.5～3m，开挖后及时进行锚喷网支护。

㈡ 1、2号排风道穿越SC1-8、SC1-9、SC1-10型衬砌段施工

开挖穿越SC1-8、SC1-9、SC1-10型衬砌段是该项工程施工的关键环节，也是安全控制的重点，为保证安全、平稳、快速通过，拟采取以下方法施工：

设计SC1-10型衬砌段为小净距隧道，SC1-9型衬砌段为四连拱变截面隧道，同时为方便施工，施工时将按照相应排送风道开挖断面进行开挖，待开挖完四连拱中导洞后进行SC1-8、SC1-9、SC1-10型衬砌段扩挖成型施工。

四连拱隧道段1、2号排风道，并采取以下施工方法：

设计连拱隧道之间为整体式中隔墙，施工时将1、2号送排风道间整体式中隔墙改为叠合式中隔墙，即将1、2号排风道断面扩大，并保证相邻风道在中隔墙处的设计衬砌厚度，同时将1、2号排风道拱部钢拱架接长落底，施作锚喷网支护，相邻风道拱部钢拱架搭接支撑于1、2号排风道初期支护内钢拱架上，拱脚设置连接钢板与之焊接牢固。1、2号送风道仍按照设计施工方案中导洞法开挖支护。

因四连拱隧道受力复杂，施工时在原设计基础上增设初期支护仰拱及衬砌仰拱，封闭成环，以保证洞身结构的安全、稳定。

调整后SC1-8型连拱隧道衬砌断面图

调整后衬砌支护参数：

⒈初期支护内型钢拱架1号排风道由原设计I18工字钢改为I20b工字钢，2号排风道由原设计I14工字钢改为I18工字钢，纵向间距均由原设计1.0m调整为0.6m；喷射混凝土厚度1号排风道为26cm、2号排风道24cm。

⒉原设计φ22砂浆锚杆均改为D25中空注浆锚杆，1号送排风道锚杆每根长度4.0m，2号送排风道锚杆每根长度3.5m，间距均为60×100cm。

⒊增设初期支护仰拱及衬砌仰拱，仰拱内钢拱架1号排风道采用I20b工字钢，2号排风道采用I18工字钢；衬砌仰拱厚度1号送排风道55cm，2号送排风道45cm。

⒋将1、2号送排风道间中隔墙墙身加高，基础加深，初期支护内仰拱钢拱架支撑于中隔墙基础两端，并在基础内预埋钢板与钢拱架焊接牢固。

⒌将1、2号排风道位于中隔墙一侧拱部钢拱架接长落底，纵向间距60cm，喷射混凝土厚度1号排风道26cm，2号排风道24cm。

⒍二次衬砌按照调整后断面施工，内部净空尺寸符合设计要求，衬砌钢筋在拱部、边墙和仰拱内全环布设，钢筋直径、规格、间距均维持原设计。

⒎超前支护1号排风道采用φ42×4mm无缝钢管，每根长4.0m，环向间距35cm，纵向每1.2m一排，沿拱部环向布设；4号排风道采用φ42×4mm无缝钢管，每根长3.5m，环向间距35cm，纵向每1.2m一排，沿拱部环向布设。注浆采用水泥－水玻璃双液浆。

8、运输通道与左线贯通后，进行地下风机房开挖支护，以上各道工序施工完成后，即可施工1、2号排风道。

㈢中导洞法施工工艺

施作1、2号排风道二次衬砌，接着进行地下风机房开挖支护，以上各道工序施工完成后，即可按照中导洞法施工1、2号送风道。具体施工方法及工艺如下：