摘要：連拱隧道具有平面線形順暢、占地面積少、洞口位置選擇自由度大、便于運營管理等優點，在山區公路隧道中應用越來越多，但同時具有埋深淺、偏壓、跨度大、結構復雜的特點，因而其施工難度大。結合廣巴高速公路元包子連拱隧道工程實際，介紹了連拱隧道“短進尺、弱爆破、快封閉、勤量測”以及格柵鋼架安裝、注漿錨桿、噴射砼等方面的施工技術。
　　關鍵詞：連拱隧道；中導洞開挖；信息化施工
　　
　　0引言
　　隨著我國公路建設的快速發展，山區高速公路建設越來越多。由于山區地形地質水文條件十分復雜，為了適應行車的需要和生態環境保護，公路隧道也越建越多。連拱隧道作為公路隧道的一個組成部分，由于其平面線形順暢、占地面積少、洞口位置選擇自由度大、便于運營管理等優點，故在特定條件下已越來越多地被采用。按照隧道設計規范要求,高速公路與高等級公路通常應為上、下行分開的雙洞結構,當隧道偏壓嚴重,或是在市郊區域場地狹窄,使得雙洞分開建造受到限制時,從總體線型、橋隧銜接方式、工程造價等因素的綜合考慮，為獲得良好的技術經濟效果，一般設計為連拱隧道。但是，連拱隧道一般具有埋深淺、偏壓、跨度大、結構復雜的特點，加上我國連拱隧道建設的起步較晚，我國的連拱隧道在斷面形狀與尺寸、結構型式與參數等方面的差異較大，因而其設計、施工難度較大,存在問題還很多。從目前國內已建成的為數不多的連拱隧道工程來看，在施工中不同程度地出現了開挖過程中圍巖坍塌、襯砌產生大面積裂縫、襯砌接頭處嚴重漏水等問題。隨著山區高速公路的進一步發展，連拱隧道將大量出現，因而，針對連拱隧道施工技術進行必要的研究是非常重要的。下面結合廣巴高速公路元包子連拱隧道工程實際對連拱隧道施工技術進行分析。
　　1工程概況
　　包子連拱隧道位于廣元至巴中高速公路ZK（YK）146+935~ZK(YK)147+247，隧道左線全長312m，雙洞單向行車，隧道洞身最大埋深約50m。廣元端左右洞端口高程為420.08m，巴中端左右洞端口高程為425.58m，洞內縱向設計為人字坡，隧道凈空（寬×高）為2×10.25×5m。隧道洞口開挖遵循“早進晚出”的原則，采用“無仰坡”開挖技術進洞。洞門型式采用1:1.5的同斷面削竹式洞門。廣元端左右線明洞長度均為20m，巴中端左右線長度均為19m。隧道洞身結構按新奧法施工原理進行設計，即以系統錨桿、噴砼，鋼筋網，格柵鋼架等組成的初期支護與二次模注砼相結合的復合襯砌型式。
　　洞身穿越泥巖和砂巖，泥巖分布于底部。隧址區場地位于恩陽向斜北翼，未發現斷層、滑坡、地下采空區等不良地質現象，地質構造較為簡單，圍巖受構造影響微弱，無液化失穩、失效的可能，現狀整體穩定。地層產狀平緩，為單斜構造，巖層優勢產狀傾向為184°,傾角為3°,圍巖級別級Ⅳ、Ⅴ級。場地內地下水類型主要為松散層孔隙水和基巖裂隙水，地下水分布不廣，巖層透水性強，賦水性差，具有良好的地下水排水條件，不利于地下水的富集。
　　2連拱隧道施工技術
　　2.1基本指導思想
　　國內的連拱隧道所采用的施工方法大多為“三導坑先墻后拱法”。以新奧法原理為指導，在施工中遵循“弱爆破、短進尺、多循環、勤測量、強支護、快襯砌”的原則，先進行中導坑的開挖及支護，貫通后進行中隔墻澆注，然后根據地形情況選擇左洞或右洞的施工。左洞與右洞間隔一定距離開挖（通常為洞徑的2倍距離）。洞開挖根據不同的圍巖類型采用導洞法、分部法、全斷面法進行開挖及支護，使初期支護與圍巖形成共同的受力結構，充分發揮圍巖的自承能力，建立監控體系，及時掌握圍巖及支護狀況，保證安全及圍巖穩定。
　　針對元包子隧道的實際情況，堅持“光面爆破噴錨緊跟監控量測，及時反饋和修正”的原則，在施工中結合設計，積極推廣國內外隧道施工新技術，采用大型施工機械設備配套施工。開挖、出碴、噴錨支護與二次襯砌施工相配合一條龍作業。隧道洞身主要穿越的是泥巖，巖層產狀平緩，在開挖后隧道拱部易發生掉塊或小的坍塌，施工中嚴格遵循“短進尺、弱爆破、快封閉、勤量測”的指導原則，洞口加強段和淺埋段優先采用留核心土開挖法和側壁導坑法開挖，洞身部分采用上下臺階法（短臺階法）開挖，對軟巖、破碎巖層，實施淺眼多循環，超前支護及強支護、早封閉的開挖原則。隧道洞內按無軌運輸組織施工，挖、裝、運，錨噴施工支護、襯砌等工序按配套完善、匹配合理原則組織機械化作業。采取必要的措施、方案，克服施工中可能發生的一切問題，高速、優質的完成隧道的建設，確保隧道施工安全。
　　2.2具體技術措施
　　2.2.1洞口工程
　　根據據隧道洞口的工程地質現狀和地面斜坡，進洞前對洞口、洞頂地表進行預加固。加固時，首先在仰、邊坡刷坡頂外5m處作雙向截水溝，以攔截地表水，防止流水沖刷洞門造成危害。對洞門頂部斜面刷坡用錨桿并結合地表網噴射砼進行加固,錨桿長度為3m，呈梅花型布置，間距0.6×0.8m。
　　隧道進出口均地處Ⅴ級圍巖，土質或風化破碎巖層，地質條件差。洞口采用路塹式明洞開挖法，進洞前先完成地表預加固，洞口加強段采用留核心土開挖法或側壁導坑法開挖。
　　廣元端洞口ZK146+935～ZK147+946.5段，L=11.5M，洞門進口～拱頂起點，V級圍巖，按設計洞門做成削竹段式，ZK147+946.5～ZK147+955為明洞部分。巴中端洞口ZK147+235.5～ZK147+247段，L=11.5，拱頂起點～洞門進口，V級圍巖，按設計洞門做成削竹段式，ZK147+228～ZK147+235.5為明洞部分。兩側外露坡面表面將松散土清理，清水洗干凈，臨時邊坡采用掛網噴砼防護，掛Φ6.5@30cm鋼筋網，噴C20砼。施工做到“短進尺、弱爆破、快封閉、勤量測”，確保洞口段施工安全。
　　2.2.2洞內施工
　　（1）短進尺。對V、VI級圍巖段采用超短臺階法施工，臺階長3～5m，用風鎬和十字鎬人力開挖，確需爆破時采用短進入（1.0～1.5m）分階段起爆的控制爆破。臺階法施工每次掘進1.2m。
　　（2）超前支護。在進、出口圍巖破碎段，采用3.5m長的錨桿進行超前預支護。對于隧道其它地段，結合現場地質實際情況，對淺埋、破碎及斷層等地質不良地段，會同設計、監理，共同制定超前支護方法，穩妥掘進，確保施工安全。
　　（3）中導洞開挖。洞身ZK146+955～ZK147+228采用中導洞法施工，中導洞先貫通，進一步查明隧道地質情況為主洞施工提供參考。主洞開挖采用臺階法，后行洞掌子面宜落后先行洞掌子面30～40m。開挖工序從上而下進行，襯砌工序從下而上。
　　（4）快封閉。噴錨支護作為穩定圍巖，確保施工安全的必要措施，必須在開挖后立即進行。支護作業視圍巖穩定程度，依據設計文件，采用不同的支護參數。Ⅴ、Ⅵ級圍巖噴錨施工支護必須緊跟開挖面實施，安設系統錨桿，拱墻部掛鋼筋網加設格柵鋼架，噴C20早強速凝混凝土。對于軟弱破碎圍巖噴射混凝土作業應緊隨工作面，隨挖隨噴，當工作面巖體自穩時間小于一個掘進循環時，除加強量測和修改施工方法外，工作面應及時采用噴射砼加固，錨桿安裝應采用速凝早強砂漿錨桿，錨桿施工盡早安排，一般不超過24h。
　　（5）隧道襯砌。模筑襯砌的施工時間根據施工工序安排，原則上與開挖面的距離不大于50m，在洞口淺埋、破碎帶，適當布點進行監控量測，量測項目為拱頂下沉周邊收斂量測，用以指導施工，盡早進行模筑襯砌。對有明顯流變或未膠結松散地層，由于圍巖壓力大和支護變形無收斂趨勢時，應及時提前做二次襯砌。并會同有關部門對這類二次襯砌進行加強。模筑襯砌采用襯砌臺車，采用混凝土輸送泵灌注，機械振搗。
　　(6)弱爆破。臺階法爆破掘進時，采用7655型風鉆鉆眼；人工裝二號巖石硝銨炸藥或乳化油炸藥，非電導爆管微差起爆網絡。光面爆破施工總工藝流程是：依據掌子面的地質情況，確定圍巖類別，選定爆破方案→據爆破設計放線布眼→7655型風鉆鉆眼→（按規程領取加工爆破火工品）裝藥→人員設備退場→起爆→排煙→檢查爆破效果→修正爆破設計→進入下道工序。
　　光面爆破時，炮眼的位置、角度、裝藥量等是光爆效果是否好的關鍵，應認真按爆破設計進行布眼、鉆眼，并對鉆爆操作人員進行崗前培訓，強化過程管理，確保光爆效果良好。裝藥采用人工進行，周邊眼按爆破設計方案，采用間隔裝藥法裝藥，藥卷與藥卷之間用木棍進行間隔。其它炮眼按設計的裝藥量，進行偶合連續裝藥結構。爆破結束后，經排煙完畢，檢查爆破效果，如爆破進尺、輪廓線超欠挖、炮痕保存率、爆方石塊大小、拋距等情況，并綜合考慮，逐步修正爆破設計，以達到滿意的鉆爆效果。
　　2.2.3格柵鋼架安裝技術
　　格柵鋼架在現場制作平臺上就地加工，人工就地安裝成型，裝載機配合安裝。首榀鋼架加工完成后應放在水泥地面上試拼，當各部尺寸符合設計要求時，才可進行批量生產。周邊接裝允許偏差為±3cm，平面翹曲應小于2cm。施工注意:⑴安裝前分批按設計圖檢查驗收加工質量，不合格禁用。⑵安裝鋼架前，應檢查開挖斷面的中線及高程，開挖輪廓線應符合設計要求，中線、高程允許偏差為±3cm。⑶清除干凈底腳下的虛碴及其他雜物，超挖部分宜用混凝土填充。安裝允許偏差橫向和高程均為±5cm，垂直度允許偏差為±2゜。⑷按設計焊連定位筋及縱向連接筋，段間連接安設墊片擰緊螺栓，確保安裝質量。⑸鋼架與巖面間安設鞍形砼墊塊，確保巖面與鋼架密貼。⑹確保初噴質量，鋼架在初噴4cm后架立。⑺鋼架與混凝土必須緊密接觸，空隙處用墊塊楔緊，沒榀鋼架不少于8處，每處一號墊塊1塊，二號墊塊兩塊，施工時刻酌情調整。
　　2.2.4注漿錨桿施工技術
　　錨桿采用φ20鋼筋，L＝3m，施工范圍內梅花型布置，環向間距0.8～1.1m，縱向間距0.6～0.9m。采用7655型風鉆鉆眼，孔眼方向垂直于巖面，鉆孔直徑至少應大于錨桿直徑15mm。錨桿安裝采用砂漿錨桿時，應根據設計要求截取桿體并整直和除銹。錨桿注漿安裝前須先做好材料、機具、腳手平臺和場地準備工作，注漿材料使用標號大于等于425#水泥，粒徑小于3mm的砂子、并需過篩，水灰比為0.4～0.45m，注漿應用強水泥砂漿（等級不低于M20）。砂漿錨桿作業程序是：先注漿，后放錨桿。
　　具體操作是：先將水和稀漿濕潤管路，然后將已調好的砂漿倒入泵內，將注漿管插至錨桿眼底，將泵蓋壓緊密封，一切就緒后，慢慢打開閥門開始注漿，在氣壓推動下，水在前，砂漿在后，水濕潤泵體和管路，引導砂漿進入錨桿孔中，隨著砂漿不斷壓入眼底，注漿管跟著緩緩退出眼孔，直至砂漿注滿眼孔后，立即把錨桿插入眼孔，接著用推、錘擊方法，把錨桿插至眼底，然后用大楔塞緊眼口，防止砂漿流失。注漿壓力不宜過大，保持在0.2Mpa為宜。壓注漿時，必須密切注視壓力表，發現壓力過高，須立即停風，排除堵塞。錨桿孔中必須注滿砂漿，發現不滿需拔出錨桿重新注漿。注漿管不準對人放置，注漿管在未打開閥門前，不準搬動，關啟密封蓋，以防止高噴出物射擊傷人。使用摻速凝劑砂漿時，一次拌制砂漿數量不應多于3個孔，以免時間過長，使砂漿在泵、管中凝結。
　　2.2.5噴射砼施工技術
　　噴射砼配合比,需符合砼的強度和噴射工藝要求,通過經驗選擇,并通過試驗確定。速凝劑摻量通過試驗確定，一般為水泥重量為2～4%，水泥選用普通硅酸鹽水泥，水泥標號不得低于425號，細骨料采用堅硬耐久的中砂或粗砂。細度模數宜大于2.5，含水率控制在5～7%。粗骨料采用堅固耐久的碎石或卵石，粒徑不宜大于15mm。
　　采用強制式攪拌機攪拌，射采用TK961型濕式混凝土噴射機噴射。噴射前做好噴面尺寸檢查、清除障礙物等準備工作。加強噴射混凝土材料控制、檢查噴射混凝土是否密實，加強養生。
　　2.2.6動態化信息施工
　　監控量測是噴錨構筑法的重要組成部分。通過監控量測對圍巖動態和支護工作狀態作出正確評價，為隧道施工的安全提供依據。元包子隧道屬淺埋短隧道，V類圍巖較長，洞門均在軟巖層面上。在元包子隧道設立監控量測小組，對隧道地質和支護狀況、周邊位移、拱頂下沉、錨桿軸力、地表下沉等項目進行觀察和量測，掌握圍巖和支護的動態信息,根據圍巖和支護的變位、應力量測結果及時調整支護系統的參數，提供二次襯砌施作的合理時機，驗證支護型式、支護參數，評價支護結構、施工方法的合理性，并為優化設計參數、調整施工工藝提供根據，達到安全生產的目的。
　　3結束語
　　雙連拱隧道的結構形式新穎美觀，但其施工序較復雜，工序較多，必須根據地質條件、水文質條件、埋深、斷面形狀及尺寸、施工技術條件、工期等許多因來確定不同的施工方法。元包子隧道Ⅳ、Ⅴ類圍巖是本工程的一個顯著特色，Ⅳ類、Ⅴ類圍巖采用中導洞、正短臺階分部法開挖，在實施動態信息化施工技術，既確保了工程的質量和安全、加快了施工進度、降低了工程成本，證明施工方法是合理的有效的方法。