1、第10章 连拱隧道与小净距隧道施工技术华北水利水电大学 资源与环境学院地下工程施工与管理王江锋 副教授10.1 连拱隧道施工技术10.2 小净距隧道施工技术10.1连拱隧道施工技术华北水利水电大学 资源与环境学院10.1连拱隧道施工技术公路连拱隧道的特点：形态上两洞洞身紧紧相连，只有一中墙相隔，两洞的拱顶共同搭建在钢筋混凝土中墙之上。不对称曲线连拱隧道不对称曲线连拱隧道马宅顶隧道马宅顶隧道双向八车道连拱隧道双向八车道连拱隧道福州机场高速罗汉山隧道福州机场高速罗汉山隧道10.1连拱隧道施工技术连拱隧道的适用范围：洞口地形狭窄和地质条件在V级围岩以上的岩石地层地形上或经济上不适宜采用分离式隧道的情
2、况山岭重丘地形内，左右路幅难以拉开成独立的左右线时城市周边，土地资源紧张的情况由于造价高和一些其他不足，目前连拱隧道在我国主要应用于一些中短规模隧道。10.1连拱隧道施工技术优点：在特殊的山岭重丘地区，有利用洞口和洞身的选择，减少隧道长度，减少投资避免隧道洞口桥隧或路隧分幅，节约土地缩小所占地下空间，提高地下空间利用率在城乡交接的山丘上，满足人流量大和交通量的的需求开挖土石方量较少，减少对环境和名胜古迹的破坏缺点：开挖跨度大，因而经受围岩压力较大埋深浅，多次开挖爆破导致围岩多次扰动，易引起塌方施工工序多，技术难度大，维护不便施工过程中支护系统受力复杂整体式中墙渗漏水现象较为常见，施工质量和洞口
3、安全比不上分离式隧道目前主要适用于特殊地形和中短规模隧道等10.1连拱隧道施工技术隧道施工方法 全断面法 台阶法 分部开挖法选择施工方法要考虑的因素 施工条件 围岩条件 隧道断面积 埋深 工期 环境条件10.1连拱隧道施工技术开挖施工原则及方法开挖施工原则：弱爆破、短进尺、少扰动、强支护、勤测量、紧封闭施工方法：连拱隧道的施工，不宜左右两洞齐头并进，同时开挖、衬砌，宜先左(右)洞，后右(左)洞，再左(右)洞，继而右(左)洞的逐步推进，如此往复循环地依次进行，最终完成连拱隧道的开挖衬砌。开挖模式:中导洞一正洞全断面开挖 中导洞一正洞台阶法开挖 中导洞一双侧壁三导洞一核心土台阶法开挖10.1连拱隧
4、道施工技术双连拱隧道施工方法(1)三导洞法施工方法 所谓的“三导洞法”是将连拱隧道整体开挖面分为三个小洞室超前掘进(一个中导洞和两个侧导洞)，中导洞超前施工，两侧导洞滞后2030 m，左右洞室施工也错开一定的距离施工。特点:三导洞超前掘进，可起到超前地质预报的作用，并疏排未开挖围岩中的水分，明显改善开挖条件。三导洞建立初期支护后，为后续施工建立了稳固的支撑面，从而可及早实施二次衬砌。另外，大跨度隧道的稳定性得以保证，有利于隧道施工安全。机动灵活，可增加工作面，进度稳定，工期保障性强。无需大型机械设备，投入少，操作性强，易推广。10.1连拱隧道施工技术双连拱隧道施工方法(2)中导洞拓展法施工 中
5、导洞拓展法是指隧道中导洞先施工后，然后向两侧拓展新洞室的开挖方法。(3)双导坑施工方法 如果待建连拱隧道的围岩以N级及其以上围岩为主，或者一侧正洞室开挖条件比较有利，而另一侧稍差，或者为了解决中墙渗漏水、施工开挖工序多等因素，可以根据具体工程条件，应用一种不对称的开挖方法双导坑法。即开挖条件差的一侧用侧导坑辅助施工，在开挖条件较好的一侧用台阶法或全断面法施工。中导洞正洞台阶法中导洞正洞全断中展法面法导洞拓10.1连拱隧道施工技术双连拱隧道施工方法(4)中导洞一法。此方案是借助单幅隧道的法施工延伸而来的一种方法，对于洞口软弱围岩段，此方案有利于保证施工的安全和质量。一般适用于软弱破碎围岩地带、存
6、在一定的地层或地形偏压、与山体坡面是斜交等条件的施工。10.1连拱隧道施工技术连拱隧道中隔墙处理及防排水 左右洞的不对称施工，爆破的振动，以及分部施工的反复干扰，使初期支护传递到中隔墙的压力不会平衡，当中隔墙不能抵抗不平衡推力而发生较大位移时，就会引起拱部的开裂失稳，因此，解决中隔墙水平推力的平衡是连拱隧道施工的关键。1.中隔墙的处理 (1)应做好爆破控制。(2)应提高地基承载力。(3)中隔墙施工后，要及时将顶部与围岩的空隙用喷射混凝土填实。(4)主洞上拱部的开挖，在中隔墙混凝土浇筑完毕并达到强度要求后进行。(5)如地质条件不好，仰拱施工应尽可能早日封闭成环，发挥相应的作用，防止侧压力将侧墙推
7、裂。10.1连拱隧道施工技术2.连拱隧道的防排水(a)整体式中墙防排水整体式中墙防排水(b)分层式曲中墙防排水分层式曲中墙防排水10.2小净距隧道施工技术华北水利水电大学 资源与环境学院10.2小净距隧道施工技术小净间距隧道定义：小净间距隧道指上下行双洞洞壁净距较小，不能按独立双洞考虑的隧道结构。施工方法：全断面法、台阶法和侧壁导坑法。施工方法选取的总原则：少扰动、快加固、勤量测、早封闭。10.2小净距隧道施工技术小净间距隧道中岩墙加固技术原理：如下图所示。中岩墙受力图示中岩墙受力图示中岩墙受力的莫尔圆中岩墙受力的莫尔圆10.2小净距隧道施工技术加固方法：不同加固方法提高中岩墙受力性能示意图不
8、同加固方法提高中岩墙受力性能示意图10.2小净距隧道施工技术 小导管注浆、系统锚杆及水平贯通预应力锚杆3种加固技术及其组合方法，是确保小净距隧道中夹岩稳定的有效措施。3种加固技术通过提高围岩力学参数与改变围岩受力状态两方面来实现加固作用。小导管注浆对提高低类别围岩力学参数效果明显，更多适用于低类别围岩和作为预加固方式。对高类别围岩，选择小导管注浆需慎重，且因其变形较小，选择系统锚杆加固技术较为合理。水平贯通预应力锚杆可独立用于较好围岩；在较差围岩中，为防止围岩变形大导致预应力损失，需与小导管注浆组合使用。10.2小净距隧道施工技术关于各种加固方法的几点认识：(1)对小净距隧道中岩墙进行加固，可
9、以减小隧道变形，稳定围岩，改善支护受力，减小后行洞爆破开挖的影响。但是，不同加固方法对不同围岩的加固效果是不同的，宜区别选取。(2)对中岩墙采用注浆加固，把注浆范围扩大到岩墙顶部雁行部优于仅对岩墙核心部位注浆，把注浆范围同时扩大到岩墙底部拱脚的方案效果更好。(3)采用预应力锚杆进行加固，为了避免预应力的损失，可采用多次张拉的措施。(4)在特殊情况下，采用注浆加固和预应力锚杆加固的联合加固方案对中岩墙实施加固其效果比采用单一的加固方案更好。10.2小净距隧道施工技术 监控测量管理：(1)小净距隧道中岩墙是设计、施工中的薄弱部位和薄弱环节，应加强对中岩墙变形、受力以及爆破振动影响的监控量测。(2)小净距隧道开挖对本洞及相邻洞室开挖掌子面前后1B范围影响较明显，因此应对该范围进行重点监控量测，增加量测频率。对开挖掌子面前后2B范围内宜加强量测。(3)小净距隧道相互影响程度不同，其监控量测的侧重点应有所区别，因此，宜根据围岩类别、小净距类别选取相应监控对策。(4)对于小净距隧道监控量测项目，仍分为必测项目和选测项目。
