CN101864960B - 岩溶地区双连拱公路隧道施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种岩溶地区双连拱公路隧道施工方法，包括以下步骤：一、施工准备；二、隧道洞口施工；三、采用三导洞法施工隧道进洞口段，且用三导洞法施工时采用台阶开挖法进行开挖；四、采用中导洞法施工隧道中部连通段，且用中导洞法施工时采用全断面法进行开挖；五、采用三导洞法或中导洞施工法隧道出洞口段，采用中导洞法对隧道出洞口段进行开挖施工时，采用台阶开挖法进行开挖；隧道进洞口段、隧道中部连通段和隧道出洞口段开挖施工过程中，由前至后同步进行二次衬砌施工。本发明设计合理、施工简便、施工过程安全可靠且施工方式灵活、施工周期短、施工步骤大幅简化，有效解决了传统岩溶地区双连拱隧道施工时存在的诸多缺陷。

Description

岩溶地区双连拱公路隧道施工方法

技术领域

本发明属于岩溶地区隧道施工技术领域，尤其是涉及一种岩溶地区双连拱公路隧道施工方法。

背景技术

近年来随着公路建设的发展，山区高等级公路建设中遇到大量的中、短隧道建设问题，若采用普通分离式隧道，隧道净距要求较大，道路与隧道接线处三角过渡区较大，当线路包括中、短隧道较多时，线路线形较差，土地使用量也高。正由于公路平面线形的要求或征地等外界条件的制约，有时难以将中、短隧道的双洞设计成分离式隧道，而不得不采用连拱隧道。连拱隧道在线路平面、洞口位置的选择上占有优势地位，且工程投资较少，少占农田，也便于运营管理。近几年越来越多的大跨连拱隧道被修建，也证明了这一优势。过去，由于受设计理论及施工技术水平的限制，在高等级公路建设中，跨越高程障碍或者大动土石修深路堑，或者修建两座独立的隧道，工程投资较大，也给施工管理和运营管理带来不便。

连拱隧道通过的地段一般山势较低，其最大埋深一般在50～80m之间，长度一般在500m以下，正好弥补了以往的不足。但是与单拱隧道相比，其跨度明显增大(连拱隧道的跨度一般为：双车道大于20m，三车道大于30m)且结构扁平，连拱隧道的断面形状决定了围岩自稳性较差，结构的应力集中更趋复杂化，拱腰及边墙的应力集中，极易造成该处支护结构的破坏。

大跨连拱隧道往往处在围岩地质条件差而且复杂多变的浅埋地段，围岩软弱破碎，节理发育，地表水对隧道内涌水量的影响较大，隧道成形及围岩稳定性的控制难度增大，给施工带来了极大的困难；通过地段一般地势较陡，上下行线两侧的埋深不同，整条隧道也就不同程度的存在偏压，特别是洞口段偏压比较严重，这给隧道施工特别是洞口段施工带来了很大困难，稍有不慎，就可能造成坍塌，进而影响到施工进度和工程质量。

连拱隧道主要是由一中隔墙将两拱相连，其结构特点决定了其施工必须分多个步骤进行，各个工序间相互影响又很大。从施工工艺来看，大跨连拱隧道的中隔墙是施工的关键，理论分析和施工量测均表明，中隔墙顶部的压力非常大，中隔墙是整个结构的应力集中区，其顶部的围岩受力最为不利，施工期间的多次扰动使其受到多次应力重分布的影响，施工工序复杂、工序间相互影响大，这就要求必须要有科学合理的施组设计，理清各个工序的先后顺序及相互关系。因而在施工过程中，应尽量减小各个工序之间的相互影响，并根据施工中的实际情况灵活的调整工序安排。

岩溶问题又是隧道工程的一大患，岩溶对隧道的工程影响主要表现在隧道周边变形、失稳问题，常常导致隧道开挖中的局部崩塌、掉块及落石；另一方面岩溶涌水也是岩溶对隧道的主要工程影响之一，它不仅影响施工安全，而且直接危及人员和机械设备的安全，在我国西部及西南地区修建的隧道往往会遇到岩溶问题。综上，岩溶地区双连拱公路隧道的施工难度非常大。

连拱隧道的施工方法与需施工连拱隧道的结构以及地质条件密切相关，按照中墙的构造，连拱隧道可分为整体直中墙、整体曲中墙、三层直中墙和三层曲中墙四种形式。在不同的结构形式和工程地质、水文地质条件下，不同围岩级别将采用不同的开挖方法，以做到技术可行和经济合理。根据地质条件的不同，总体来讲目前双连拱隧道开挖施工主要有中导洞开挖法和三导洞开挖两种类型，施工中根据现场需要分别与台阶法，CD法以及CDR法相结合组成配套的施工技术方法。

其中，中导洞法施工首先进行中导洞开挖及支护，中导洞贯通后进行中隔墙浇筑，中隔墙浇筑并达到一定强度后，进行主洞的开挖与支护，进行主洞仰拱及二次衬砌施工的方法。中导洞法采用分台阶开挖时，拱墙开挖均采用光面爆破技术，以保证隧道开挖成形及减小爆破对围岩的扰动。

三导洞法施工是首先进行中导洞超前开挖，两侧壁导洞(即左右两个侧导洞)跟进，中导洞贯通后浇筑中墙混凝土，开挖正洞，进行初期支护，施工仰拱，模板台车施工二衬。三导洞法施工因侧导洞开挖过程中正洞边墙初期支护已施作，故其初期支护是先墙后拱而不是先拱后墙。正洞上下台阶开挖爆破设计时均要考虑尽量减小对中隔墙及侧墙的影响，特别是下部开挖时不能认为初期支护已全部施工完而随意增加药量、加大进尺，造成已施作的初期支护垮坍。

将上述中导洞法与三导洞法施工过程进行对比可以看出：中导洞施工法具有工序简单、临时支护量及拆除量小、工期短、成本低等优点，但在地质条件复杂、围岩破碎地段不利于安全施工；而三导洞法施工具有正洞支护闭合早、施工安全等优点，但工序复杂、工期长且成本高。两种施工方法要根据隧道实际地质情况灵活运用，在地质条件复杂、围岩破碎、节理发育、涌水量大的隧道以及洞口浅埋偏压、围岩软弱段一般采用三导洞法施工，而在围岩条件较好的地段一般采用中导洞法施工。

岩溶地区一般特点是地形起伏，在低洼处易形成积水盆地，地表水长时间的溶蚀、侵蚀形成了形状各异的岩溶洼地或槽谷，地表水不断向岩体内富集转为地下水，地表水与地下水的反复循环形成了落水洞、漏斗等岩溶管道。在岩溶管道中的地下水向附近更低的水系寻找排泄出口以降低势能，而决定地下水径流途径的则是岩层产状、褶皱、断层、节理等。因此根据地下水补给区岩溶洼地、槽谷、落水洞、暗河等组合以及相应的地质构造构成岩溶地区主要的地质特征。实际施工时，因地表水对隧道内涌水影响较大，而公路隧道对渗漏水的要求又较高，故防排水采用以“防、排”为主，“防、排、堵、截”相结合的综合治理措施。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种岩溶地区双连拱公路隧道施工方法，其设计合理、施工简便、施工过程安全可靠且施工方式灵活、施工周期短、施工步骤大幅简化，有效解决了传统岩溶地区双连拱隧道施工时所存在的设备投入多、施工周期长、施工步骤繁琐、造价高等诸多缺陷和不足。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种岩溶地区双连拱公路隧道施工方法，所施工双连拱公路隧道由进洞口至出洞口分为隧道进洞口段、隧道中部连通段和隧道出洞口段三个施工段且包括以中隔墙为界的左右两个隧道主洞，所述进洞口段和出洞口段为地质条件复杂且围岩破碎的围岩软弱段，所述中部连通段为围岩条件好的围岩稳固段，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、施工准备：按设计图纸在施工现场进行施工测量，测设出需施工隧道洞口处边坡及仰坡的开挖轮廓线、中隔墙和左右两个隧道主洞在隧道洞口处的外围边线以及中隔墙和左右两个隧道主洞的中心线；

步骤二、隧道洞口施工：采用挖掘机根据步骤一中测量出的开挖轮廓线进行开挖；开挖完成后，采用锚网喷联合支护方法对开挖完成的边坡及仰坡进行防护处理；

步骤三、隧道进洞口段开挖施工，其施工过程如下：

301、超前地质预报并相应确定隧道进洞口段的施工方法：开挖之前，通过超前地质预报系统判定出隧道进洞口段的围岩级别为Ⅴ级或Ⅳ级，则确定隧道进洞口段的施工方法为三导洞法；

302、采用三导洞法对隧道进洞口段进行开挖施工，其施工过程包括以下步骤：

3021、中导洞超前开挖及初期支护：参照步骤一中测量出的中隔墙的外围边线和中心线进行中导洞开挖且开挖时分多个节段进行，每个节段开挖之前均采用超前地质预报系统对当前节段的围岩级别进行揭露判定与记录，且每个节段开挖过程中同步对开挖完成的中导洞进行初期支护；

3022、左右两个侧导洞跟进开挖及初期支护：参照步骤一中测量出的左右两个隧道主洞在隧道洞口处的外围边线及中心线，待中导洞超前开挖至设计开挖位置时，开始进行左右两个侧导洞的跟进开挖且跟进开挖方法与步骤3021中所述中导洞的开挖方法相同，且连续开挖至隧道中部连通段的起始端；

左右两个侧导洞跟进开挖过程中，步骤3021中所述中导洞的开挖施工同步不间断进行，直至施工至所述中导洞与另一端的隧道洞口相贯通；

3023、中隔墙及左右两侧边墙浇筑施工：步骤3021中所述的中导洞超前开挖及初期支护过程中，由前至后同步在开挖完成的中导洞中进行中隔墙的浇筑施工，直至施工完成中隔墙的整体施工过程；同时在中隔墙浇筑施工过程中，在步骤3022中开挖完成的左右两个侧导洞中进行左右两个侧导洞边墙的浇筑施工；

3024、左右两个隧道主洞的正洞开挖施工：待步骤3023中所述的中隔墙及左右两侧边墙浇筑施工完成且待混凝土强度达到设计要求后，采用台阶开挖法分别对左右两个隧道主洞的正洞进行开挖，且开挖过程中同步对开挖完成的左右两个隧道主洞的正洞进行初期支护；

步骤四、隧道中部连通段开挖施工，其施工过程如下：

401、隧道中部连通段起始端判定并相应调整隧道中部连通段的施工方法：步骤3022中所述的左右两个侧导洞跟进开挖过程中，当采用超前地质预报系统揭露判定得出当前开挖节段的围岩级别为Ⅲ级以上的围岩稳固段；且此时结合中导洞超前开挖过程中所记录的超前地质预报系统的揭露判定结果表明，自当前开挖节段之后的围岩级别均为Ⅲ级以上的围岩稳固段，则说明当前开挖节段的起始开挖处为隧道中部连通段的起始端；同时，将隧道中部连通段的施工方法调整为中导洞法；

402、隧道中部连通段开挖施工：待步骤3024中所述的左右两个隧道主洞的正洞开挖施工完成后，以步骤401中所判定的隧道中部连通段的起始端为开挖起点，采用中导洞法对隧道中部连通段进行施工；且采用中导洞法对隧道中部连通段进行施工时，采用全断面开挖法对左右两个隧道主洞进行开挖且开挖时分多个节段进行，每个节段开挖之前均采用超前地质预报系统对当前节段的围岩级别进行揭露判定与记录，且每个节段开挖过程中同步对开挖完成的左右两个隧道主洞进行初期支护；

步骤五、隧道出洞口段开挖施工，其施工过程如下：

501、隧道出洞口段起始端判定并相应调整隧道出洞口段的施工方法：步骤402中所述的隧道中部连通段开挖过程中，当采用超前地质预报系统揭露判定得出当前节段的围岩级别为Ⅴ级或Ⅳ级的围岩软弱段；且此时结合中导洞超前开挖过程中所记录的超前地质预报系统的揭露判定结果表明，自当前节段之后的围岩级别均为Ⅴ级或Ⅳ级的围岩软弱段，则说明当前节段的起始开挖处为隧道出洞口段的起始端；同时，将隧道出洞口段的施工方法相应调整为三导洞法或中导洞法；

502、隧道出洞口段开挖施工：采用三导洞法对隧道出洞口段进行开挖施工时，其开挖施工方法与步骤302中所述隧道进洞口段的开挖施工方法相同；采用中导洞法对隧道出洞口段进行开挖施工时，采用台阶开挖法对左右两个隧道主洞的出洞口段进行开挖且开挖时分多个节段进行，每个节段开挖之前均采用超前地质预报系统对当前节段的围岩级别进行揭露判定与记录，每个节段开挖之前先对当前所开挖的节段进行超前支护或超前预加固，且每个节段开挖过程中同步对开挖完成的左右两个隧道主洞的出洞口段进行初期支护；

步骤三中所述的隧道进洞口段开挖施工、步骤四中所述的隧道中部连通段开挖施工和步骤五中所述的隧道出洞口段开挖施工过程中，应及时对发现的渗水段和溶洞段进行相应处理，由前至后同步对施工完成的进洞口段、中部连通段和出洞口段进行二次衬砌施工；且二次衬砌施工过程中，在步骤三、四和五中所述的初期支护与所述二次衬砌之间均铺装一层防水层一。

上述步骤302中所述的隧道进洞口段开挖施工和步骤502中所述的隧道出洞口段开挖施工过程中，所采用的初期支护方法均为锚网喷联合支护方法且包括对围岩级别为Ⅴ级的节段进行支护的初期支护一和对围岩级别为Ⅳ级的节段进行支护的初期支护二两种类型；所述初期支护一中所采用的锚杆为长度3.5±0.3m的中空注浆锚杆一，所述中空注浆锚杆一的纵向间距为50±5cm且其环向间距为100±10cm，所述中空注浆锚杆一外侧所挂钢筋网一的网格尺寸为20±3cm×20±3cm且所述钢筋网一通过多个均匀布设且由工字钢形成的钢拱架一进行加固，所喷射的混凝土为C20混凝土且喷射厚度为28±3cm，所述钢拱架一的间距为50±5cm；所述初期支护二中所采用的锚杆为长度3.0±0.3m的中空注浆锚杆二，所述中空注浆锚杆二的纵向和环向间距均为100±10cm，所述中空注浆锚杆二外侧所挂钢筋网二的网格尺寸为20±3cm×20±3cm且所述钢筋网二通过多个均匀布设且由工字钢形成的钢拱架二进行加固，所喷射的混凝土为C20混凝土且喷射厚度为25±3cm，所述钢拱架二的间距为100±10cm；步骤402中对所述左右两个隧道主洞进行初期支护时，所采用的初期支护为采用锚网喷联合支护方法形成的初期支护三，所述初期支护三中所采用的锚杆为长度2.5±0.3m的药卷锚杆，所述药卷锚杆的纵环向间距均为120±10cm，所述药卷锚杆外侧所挂钢筋网三的网格尺寸为20±3cm×20±3cm，所喷射混凝土的厚度为15±3cm，所述钢筋网三通过多个均匀布设且由工字钢形成的钢拱架三进行加固。

所施工的双连拱公路隧道为浅埋偏压隧道且向左侧偏压，左右两个隧道主洞分别为左侧主洞和右侧主洞；步骤3022中进行左右两个侧导洞跟进开挖、步骤3024中进行左右两个隧道主洞的正洞开挖施工、步骤402中进行隧道中部连通段开挖施工和步骤502中对隧道出洞口段进行开挖施工过程中，左侧主洞的开挖施工均超前右侧主洞进行。

所述二次衬砌施工过程中，采用自动衬砌台车进行施工且所采用自动衬砌台车的数量为一台；由前至后同步对施工完成的进洞口段、中部连通段和出洞口段进行二次衬砌施工时，均分多个节段交替对左侧主洞和右侧主洞进行二次衬砌施工，且左侧主洞的二次衬砌施工超前右侧主洞进行；左侧主洞和右侧主洞的二次衬砌施工步调与左侧主洞和右侧主洞的开挖施工步调相对应。

上述步骤3023中所述的中隔墙浇筑施工过程中，由步骤二中所述的隧道洞口向另一端的隧道洞口方向进行浇筑，且所施工完成的中隔墙顶部应直接顶在步骤3022中开挖完成的中导洞顶部围岩上，且在中隔墙顶部预埋PVC压浆管和用于连接步骤402中所述初期支护的连接板，同时在中隔墙上设置由上至下进行排水的竖向泄水管；并且步骤3024中所述的左右两个隧道主洞的正洞开挖施工之前，在中隔墙上部铺设防水层二且所述防水层二铺设完成后通过所述PVC压浆管进行压浆处理。

所述防水层二包括铺装在中隔墙顶部的PVC复合防水板、纵向布设在所述PVC复合防水板上部左右两侧的两个透水管和布设在中隔墙顶部施工缝处的缓膨型遇水膨胀止水条，两个透水管以中隔墙的中心线为对称线左右对称布设。

所述钢筋网一和钢筋网二均由直径为8±1mm的钢丝编织而成，所述钢筋网三由直径为6±1mm的钢丝编制而成。

上述步骤301、步骤402和步骤501中所述的超前地质预报系统均为地质雷达或TSP203系统。

所述自动衬砌台车为液压全自动衬砌台车施工。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、设计合理、施工步骤简单且各步骤间的衔接安排妥当，施工方便且造价低。

2、使用效果好，施工工期短，所用施工设备数量少，能简单、方便、快速、高质量的完成岩溶地区的双连拱隧道施工，施工过程中左右两个隧道主洞的开挖、初期支护、二次衬砌等施工过程中交替进行，省时省力。

3、施工过程安全可靠，隧道开挖之前采用超前地质预报系统对前方地质状况进行超前预测，且施工过程中对采用地质量测体系进行实时量测，确保施工安全，即通过理论分析与现场实践的手段，对隧道进洞施工，主洞开挖中的钻爆设计、初期支护、防排水以及二次衬砌施工等施工过程进行指导。

4、以往隧道初期支护设计往往是根据工程类比的方法进行设计，即按照一定的围岩级别采用相应的支护方法进行支护，但由于隧道围岩级别的判定存在差异，导致支护方案的选定难以取得最佳的安全效益和经济效益。本发明的隧道初期支护设计，以围岩量测数据为根据，进行相应调整，即对于不同的围岩级别，采用不同的初期支护方案，因而在确保施工安全的前提下，也能减少大量的施工材料投入，同时可以节省大量不必要的繁琐工序，缩减了施工工期。

5、实用价值高，具有很高的经济和社会价值，推广应用前景广泛，本发明出一套适合岩溶地区双连拱隧道快速安全施工的隧道施工方法，实际施工中结合超前地质预报结果相应对隧道施工方法进行调整，采用三导洞法进洞进行过渡，根据地质变好后转变为中导洞法施工，大大缩短了施工工期，节省了大量的人力物力投入。同时从经济性来考虑，主要考虑隧道施工过程中尽量采用大型机械设备，减少作业工序以及各工序之间加强协调，非常重要的一点就是考虑二次衬砌台车的设置问题；采用大型机械设备及减少工序方面，本发明将施工方法由原来的三导洞法施工变为中导洞法全断面施工以及隧道出口端的中导洞法分台阶开挖；对于各工序之间的协调；对于模板衬砌台车的设置问题，施工要求隧道左右洞掌子面开挖间隔一定的距离，因此，通过合理的组织，认为本隧道采用一台衬砌台车施工可以满足施工的要求。因而，本发明在二次衬砌施工中采用一台自动衬砌台车进行施工，在快速、高质量完成二次衬砌施工的同时，也节约了设备及人员的投入。综上，本发明改变了传统双连拱隧道施工时所采用的待一条隧道完工后再施工另一条隧道的施工模式，并且根据监控数据，在保证中隔墙及隧道安全施工的前提下，工期比原设计提前4个月，该施工方法省工、省时，更重要的是节约资金，经业务部门计算，比计划成本节约36万元。

综上所述，本发明设计合理、施工简便、施工过程安全可靠且施工方式灵活、施工周期短、施工步骤大幅简化，从安全性和经济性两方面进行综合考虑，提出了一套适合岩溶地区双连拱隧道快速安全施工的隧道施工方法，有效解决了传统岩溶地区双连拱隧道施工时所存在的设备投入多、施工周期长、施工步骤繁琐、造价高等诸多缺陷和不足。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的施工方法流程图。

图2为本发明所施工双连拱隧道的结构示意图。

图3为本发明所施工双连拱隧道中隔墙顶部防排水系统的结构示意图。

图4为本发明所用平直式支架的使用状态示意图。

图5为本发明所用十字拐角形支架的使用状态示意图。

附图标记说明：

1-中隔墙；      2-竖向泄水管；       3-遇水膨胀止水条；

4-透水管；      5-左侧主洞；         6-右侧主洞；

7-90°弯头；    8-横向泄水管；       9-复合式防水板；

10-钢筋架；     11-已浇筑二次衬砌节  12-待浇筑二次衬砌节

                段；                 段；

13-平直式支架； 14-十字拐角形支架；  15-螺栓；

16-竖向墙体；   17-弧形端头；        18-初期支护结构；

19-成型模板；   20-PVC复合防水板。

具体实施方式

如图1所示的一种岩溶地区双连拱公路隧道施工方法，所施工双连拱公路隧道由进洞口至出洞口分为隧道进洞口段、隧道中部连通段和隧道出洞口段三个施工段且包括以中隔墙1为界的左右两个隧道主洞，所述进洞口段和出洞口段为地质条件复杂且围岩破碎的围岩软弱段，所述中部连通段为围岩条件好的围岩稳固段。本实施例中，所施工的双连拱公路隧道呈近270°方向展布，左线起讫桩号为ZK274+579.849～ZK274+982.245，长402.396m；右线起讫桩号为YK274+577～YK274+980，长403m，具体结构见图2。设计路面标高1125.5～1119.8m，隧道左线最大埋深约64m，右线最大埋深约78m，设计为夹心式连拱隧道，左右测设线间距为4.5m。左右线隧道纵坡均为-1.4％的单下坡。隧道穿越地带地貌单元属构造剥蚀溶蚀峰丛低中山地貌，地面标高在1140～1180m之间，相对高差近40m。施工区内地形起伏较大，局部地段地形稍陡，隧道进出口段地形坡度15°～20°，且大部分地带植被发育。

对上述处于岩溶地区的双连拱公路隧道进行施工时，包括以下步骤：

步骤一、施工准备：按设计图纸在施工现场进行施工测量，测设出需施工隧道洞口处边坡及仰坡的开挖轮廓线、中隔墙1和左右两个隧道主洞在隧道洞口处的外围边线以及中隔墙1和左右两个隧道主洞的中心线。

步骤二、隧道洞口施工：采用挖掘机根据步骤一中测量出的开挖轮廓线进行开挖；开挖完成后，采用锚网喷联合支护方法对开挖完成的边坡及仰坡进行防护处理。

本实施例中，隧道洞口开挖前，为防雨季山坡汇积水冲洗已开挖的坡面，在洞口开挖边坡线5米以外施工截水沟，截水沟通向路基边沟。截水沟上游进水口略低于原地面，下游出水口与路堑排水系统顺接，按梯形断面施工，人工开挖，沟底宽60cm，沟深60cm，用M7.5浆砌片石牢固砌筑。

对洞口土石方进行施工时，首先清除地表草木植被等影响施工的地面植物；第二步，按设计图纸的坡度进行施工测量，精确测设出边、仰坡开挖轮廓线；第三步，履带式挖掘机进入施工场，并沿路修筑车辆通行的道路；第四步，进行开挖作业；对坡积亚粘土、残坡积砂质粘性土等土质直接用挖掘机开挖，从坡顶开始自上而下进行刷坡，用装载机装土，汽车运输；岩石爆破开挖地段，采用密眼、少药光面爆破，以减小对洞口围岩的扰动；第五步，清理坡面上的浮石、危石，并修整坡面凹凸不平的地方。

隧道洞口边、仰坡的防护为锚网喷结构，在已清理好的坡面上钻孔施作Φ22mm砂浆锚杆，锚杆长2.5m或3m，纵横向距离均为120cm，梅花形布置。然后挂网孔间距20×20cm的φ6mm钢筋网，钢筋网与砂浆锚杆的锚杆头采用焊接连接。钢筋网挂好后，湿喷C20混凝土(10cm厚)将钢筋网与锚杆头进行覆盖包裹，并及时进行养护。

步骤三、隧道进洞口段开挖施工，其施工过程如下：

301、超前地质预报并相应确定隧道进洞口段的施工方法：开挖之前，通过超前地质预报系统判定出隧道进洞口段的围岩级别为Ⅴ级或Ⅳ级，则确定隧道进洞口段的施工方法为三导洞法。

本实施例中，由于隧道所处地段的地质构造较为复杂，且围岩破碎、节理发育，隧道洞口位置属于围岩软弱段，施工应以保证施工安全为第一原则，采用三导洞法施工，其左右两个侧导洞开挖后施工的边墙，为主洞开挖的初期支护钢拱架提供支点，减小初期支护跨度，同时通过侧导洞的开挖可以了解前方的围岩情况，为正洞的开挖提供依据，为隧道确定合理的施工方法及支护参数提供参考。

302、采用三导洞法对隧道进洞口段进行开挖施工，其施工过程包括以下步骤：

3021、中导洞超前开挖及初期支护：参照步骤一中测量出的中隔墙1的外围边线和中心线进行中导洞开挖且开挖时分多个节段进行，每个节段开挖之前均采用超前地质预报系统对当前节段的围岩级别进行揭露判定与记录，且每个节段开挖过程中同步对开挖完成的中导洞进行初期支护。

本实施例中，由于所施工隧道属于典型的岩溶地区隧道，施工过程中尤其需要加强对溶洞和地下水的监测。本实施例中，主要采用物探手段为主进行监测，具体采用地质雷达或TSP203系统对隧道进行超前地质预报工作；地质雷达主要在隧道进口端使用，每次预报长度在25米左右；TSP203系统的预报长度较大，预报长度可以达到100米以上。在物探揭露掌子面前方有不良地质现象时，采用超前钻孔进行二次揭露。超前地质预报要求每一预报段开挖结束前进行，为提高预报的准确性，要求预报段重叠15～20米之间。本实施例中，超前地质预报以物探手段为主，主要采用TSP203系统；仅在隧道进口端采用地质雷达进行短期预报，在物探手段探明掌子面前方有不良地质现象时，采用超前钻孔手段进行取芯钻探。

所述中导洞的进洞口段里程从K274+587开始，且中导洞进洞前，首先按照图纸设计的成洞面采用小导管注浆手段，对中导洞前端围岩进行加固，改善中导洞顶端围岩的物理力学性质，确保中导洞开挖安全。当中导洞进洞后，发现围岩条件变好时，改由超前锚杆支护方法进行支护，并根据围岩情况逐渐过渡到无超前支护直接开挖方法。本实施例中，考虑到一定的施工作业空间及中隔墙1顶部不致于造成过多的混凝土回填，同时还要考虑中导洞临时支护拆除后可重复利用等方面的因素，确定采用宽为6.2m且高为5.4m的中导洞开挖断面。为控制中导洞的成洞面，开挖采用光面爆破技术全断面开挖，对超欠挖进行非常严格的控制。所述进洞口段的中导洞爆破出渣后进行初期支护时，先初喷3～5cm厚混凝土，再安装锚杆且所采用的锚杆为Φ22mm且长2.5m或3m的砂浆锚杆，相邻砂浆锚杆间的距离100×100cm且呈梅花形布置；然后，挂网孔间距20×20cm的φ8mm钢筋网，并根据围岩条件架立间距为50Gm-120cm间距不等的I14钢拱架，最后复喷混凝土至设计厚度12cm，中导洞出碴采用ZL50装载机直接出至洞外，再由4台5t自卸汽车运碴弃至渣场。

3022、左右两个侧导洞跟进开挖及初期支护：参照步骤一中测量出的左右两个隧道主洞在隧道洞口处的外围边线及中心线，待中导洞超前开挖至设计开挖位置时，开始进行左右两个侧导洞的跟进开挖且跟进开挖方法与步骤3021中所述中导洞的开挖方法相同，且连续开挖至隧道中部连通段的起始端。

本实施例中，所施工的双连拱公路隧道为浅埋偏压隧道且向左侧偏压，左右两个隧道主洞分别为左侧主洞5和右侧主洞6。本步骤中，进行左右两个侧导洞跟进开挖时，左侧主洞5的开挖施工超前右侧主洞6进行。也就是说，为平衡隧道偏压对隧道安全的影响，先进行左侧主洞5中左侧导洞的开挖：当中导洞施工至里程K274+687时，开始进行左侧导洞施工，左侧导洞施工至K274+641时，开始进行右侧主洞6中的右侧导洞施工。

左右两个侧导洞跟进开挖过程中，步骤3021中所述中导洞的开挖施工同步不间断进行，直至施工至所述中导洞与另一端的隧道洞口相贯通。

3023、中隔墙1及左右两侧边墙浇筑施工：步骤3021中所述的中导洞超前开挖及初期支护过程中，由前至后同步在开挖完成的中导洞中进行中隔墙1的浇筑施工，直至施工完成中隔墙1的整体施工过程；同时在中隔墙1浇筑施工过程中，在步骤3022中开挖完成的左右两个侧导洞中进行左右两个侧导洞边墙的浇筑施工。

所述中隔墙1浇筑施工过程中，由步骤二中所述的隧道洞口向另一端的隧道洞口方向进行浇筑，且所施工完成的中隔墙1顶部应直接顶在步骤3022中开挖完成的中导洞顶部围岩上，且在中隔墙1顶部预埋PVC压浆管和用于连接步骤402中所述初期支护(具体是隧道正洞支护用的初期支护)的连接板，同时在中隔墙1上设置由上至下进行排水的竖向泄水管2；并且步骤3024中所述的左右两个隧道主洞的正洞开挖施工之前，在中隔墙1上部铺设防水层二且所述防水层二铺设完成后通过所述PVC压浆管进行压浆处理。

施工缝是中隔墙1受力的薄弱面，必须凿毛处理，钢筋错峰长度或焊接质量要满足规范要求，围岩变化地段增设沉降缝。所述中隔墙1质量的好坏直接关系到双连拱隧道施工的成败，考虑浅埋隧道偏压对中隔墙1的影响，先进行左侧主洞5的开挖。因而在中隔墙1的砼达到设计强度进行主洞开挖前，对中导洞右侧先进行填土，再灌注C10砼，上部采用Φ20mm原木支撑，防止中隔墙1发生倾覆、侧移。

所述中隔墙1的浇筑施工具体如下：第一、测量定位：使用全站仪精确定出中隔墙中心线及边线，水平仪测出中隔墙基础底面和顶面高程，仔细复核后做好标记，作为施工时的依据；第二、钢筋绑扎：将纵向预留的钢筋与新安设的纵向钢筋焊接，在纵向主筋上标出箍筋及墙身竖向位置，绑扎固定箍筋，每隔50cm于主筋底交错位置垫上一混凝土垫块，每隔80cm于主筋外侧交错位置绑上水泥砂浆垫块，以保证浇注混凝土时钢筋保护层厚度；第三、立模：采用简易支架配合组合钢模板施工，组合钢模的尺寸以能保证中隔墙的设计规格尺寸为准。钢模加设横带及竖带，保证其牢固性。设拉杆固定竖向支架，拉杆采用φ14钢筋。模板安装完毕后，在模板内均匀涂一层脱模剂；第四、采用三个配料斗的2台JS750强制式拌合机搅拌，电子自动计量，拌和时间不小于90s；第五、混凝土浇注：混凝土从拌合站由混凝土运输车运到浇注施工现场，利用混凝土输送泵进行混凝土浇筑作业。灌注时采用分层浇筑，每层厚度约30cm，人工使用插入式振捣棒捣固，捣固时插入点要均匀，做到快插慢拔，直至混凝土表面呈现平坦且不再有气泡排出为止，捣固时要注意不能碰击模板与钢筋。混凝土的浇注应连续进行，如因故必须间断时，其间断时间应小于前层混凝土的初凝时间，若超过允许间断时间，须按工作缝处理；第六、拆模及养护：待混凝土浇注达到拆模强度后，拆模并洒水养护。经质量验收合格后，才能进行下道工序施工。

为尽快的使主洞进洞，缩短施工时间，提高设备及劳动力的利用效率，确保不误工怠工，左右两侧导洞混凝土浇筑(即左右两侧边墙浇筑施工)与中导洞同时进行，三条导洞分别轮流进行基础与墙身的交叉施工。由于两侧导洞远离洞口端未贯通，故其浇筑从远离洞口端向洞口端浇筑。

结合图3，本实施例中，所述防水层二包括铺装在中隔墙1顶部的PVC复合防水板20、纵向布设在所述PVC复合防水板20上部左右两侧的两个透水管4和布设在中隔墙1顶部施工缝处的缓膨型遇水膨胀止水条3，两个透水管4以中隔墙1的中心线为对称线左右对称布设。

同时，需注意的是：左右两侧边墙浇筑施工之前，按设计要求及时施作与竖向泄水管2相通的排水盲沟，之后在中隔墙1顶部敷设300g/m²土工布和TJ281防水板组成的复合防水板，并根据洞内渗水点在衬砌背后每隔6m设一环向盲沟，同时做好施工缝、沉降缝的防水处理。

3024、左右两个隧道主洞的正洞开挖施工：待步骤3023中所述的中隔墙1及左右两侧边墙浇筑施工完成且待混凝土强度达到设计要求后，采用台阶开挖法分别对左右两个隧道主洞的正洞进行开挖，且开挖过程中同步对开挖完成的左右两个隧道主洞的正洞进行初期支护。本步骤中，进行左右两个隧道主洞的正洞开挖施工时，左侧主洞5的开挖施工超前右侧主洞6进行。

本实施例中，为平衡隧道正洞拱圈推力，在左侧正洞(即左侧主洞5的正洞)开挖前即完成中隔墙1顶部防水层及回填施工，并在中隔墙1右侧用原木或钢管进行支顶。右侧正洞(即右侧主洞6的正洞)开挖必须滞后左侧正洞一定时间，待左侧正洞一次支护及仰拱施工完并达设计强度后再进行。由于在隧道进洞口段的围岩破碎、节理发育，而且存在岩溶和软弱夹层，综合评定围岩级别定为Ⅴ级，则据此正洞的开挖分上下台阶进行，即当边墙模注混凝土达到强度后再按上下台阶开挖左右正洞，隧道跨度大、围岩破碎，因此进洞开挖时一定要遵循“安全第一”的原则，严格控制装药量，采用“短进尺、强支护，早喷锚，微震爆破”，风镐配合开挖，每次进尺控制在0.17m以内，开挖完成后应立即进行初期支护。

同时，为提高洞口围岩的稳定性，确保安全进洞，隧道在暗洞进洞段隧道拱部施作20m长大管棚，管棚采用φ108×6mm热轧无缝钢管，并注浆加固周边围岩。施工步骤如下：第一、施做厚50cm的C25钢筋砼套拱作导向墙；在洞口里程外起拱线以下50cm路基土石方留一长约5米平台，然后在洞口明暗交界处架立钢架，间距0.75米，用连接筋焊接成一整体。在钢拱架上安设导向钢管，数量、环向间距和外插角与大管棚设计一致。导向钢管的安装要测量精确定位，使钢管位置与方向准确无误，导向钢管与钢架焊为整体。然后按设计浇筑套拱砼，套拱砼厚50cm，宽2m，按设计位置预埋φ127×4mm孔口管，仰角1～3°。套拱施工完成后，喷射C25砼厚15厘米封闭周围仰坡面，以防止浆液从周围仰坡渗漏。第二、超前长管棚采用φ108×6mm无缝钢管，奇数钢管管壁钻孔，孔径14mm(靠孔口2.5米处的棚管不打孔)，孔距10cm，偶数管为无孔管，注浆后再打无孔管，管棚环向间距40cm，钢管接头采用丝扣连接，丝扣长15cm。为使钢管接头错开，编号为奇数的第一节管采用3m钢管，编号为偶数的第一节钢管采用6m钢管，以后每节均采用6m钢管。第三、管棚钻孔采用型号为DK-300型水平地质钻机钻孔，钻进中采用测斜仪量测钢管钻进的偏斜度，发现偏斜超限及时予以纠正。每钻完一孔便顶进一根长钢管，施工时先打有孔管，并用高压风从孔底向孔口清理钻孔。双液注浆采用4.0MPa以上的注浆泵进行注浆，水灰比为1∶1，水玻璃浓度35波美度，模数2.4，掺入量为水泥重量的5％，为了延缓浆液初凝时间，可适当掺入2％～4％的Na2PO4缓凝剂。一般初压为0.5～1.0MPa，终压达到2.0MPa以上或注浆量已达到理论值再持续压浆20min后，可结束注浆。注浆前要先进行现场注浆试验，注浆参数通过现场试验情况确定；注浆按照“自下而上”的原则采用2台注浆泵分段进行；注浆结束后及时清理管内浆液，并用M30水泥砂浆紧密充填，以增强管棚刚度和强度。注浆一阶段后进行注浆质量检查，若注浆扩散半径小于0.5m，认为注浆效果未达到设计要求，采用补管措施重新进行注浆。

进洞端大管棚施工完毕，加固达到一定强度后，开始进行隧道主洞的开挖，开挖采用分台阶法开挖。同时，超前小导管采用φ42mm，长3.5m，壁厚3.5mm的无缝钢管，环向间距0.4m，管壁梅花形布置6mm的注浆孔，注浆孔间距100mm，导管端部预留1.0m止浆段。超前小导管施工时，钢管与衬砌中线平行以仰角14°打入拱部围岩，小导管端部要支撑在格栅钢架上或从型钢钢架腹部穿过。采用4.0MPa以上的注浆泵进行双液注浆，水灰比为1∶1，水玻璃浓度35波美度，模数2.4，掺入量为水泥重量的5％，为了延缓浆液初凝时间，施工时掺入了2～4％的Na₂PO₄缓凝剂，初压控制为0.5～1.0MPa，终压达到2.0MPa以上再持续压浆20min后，结束注浆。施工时前后两排导管的搭接长度不少于1.0m，呈梅花型布置。

步骤四、隧道中部连通段开挖施工，其施工过程如下：

401、隧道中部连通段起始端判定并相应调整隧道中部连通段的施工方法：步骤3022中所述的左右两个侧导洞跟进开挖过程中，当采用超前地质预报系统揭露判定得出当前开挖节段的围岩级别为Ⅲ级以上的围岩稳固段；且此时结合中导洞超前开挖过程中所记录的超前地质预报系统的揭露判定结果表明，自当前开挖节段之后的围岩级别均为Ⅲ级以上的围岩稳固段，则说明当前开挖节段的起始开挖处为隧道中部连通段的起始端；同时，将隧道中部连通段的施工方法调整为中导洞法。

整个中隔墙1的开挖施工过程中，发现围岩条件有所好转，有进洞口端的Ⅴ级或Ⅳ级变化到Ⅲ级；左侧导洞施工至ZK274+648时，发现围岩条件有所好转，围岩属于典型的灰岩，岩性较硬，节理裂隙较发育，完整性较好，无滴水或渗水现象；右侧导洞施工至YK274+648时，发现围岩条件同左侧导洞及中导洞相似，均有明显好转。经过三个导洞开挖，揭露地质条件有明显好转，同时结合中导洞超前揭露的地质条件，认为自K274+648时，可将施工方法变更为中导洞法直接施工，具体情况待主洞开挖至K274+648，通过主洞开挖监测及K274+648断面进行超前地质预报揭露。

综上，左侧主洞施工至K274+631时，开始进行右侧主洞的开挖，右侧主洞开挖同方法左侧主洞相似，开挖中重点注意钻爆开挖对中隔墙1的影响。通过前期对所述中导洞开挖，左侧导洞开挖以及隧道左线ZK274+587～ZK274+631段主洞开挖，发现隧道地质条件有明显变好趋势，围岩由原来进洞口段的Ⅴ到Ⅳ级围岩变化到目前的Ⅲ级，则本隧道ZK274+631段之后采用三导坑法施工偏于保守，不符合隧道快速安全施工的原则。另外，由于本隧道埋深小，覆盖层较薄，采用全断面法施工有减少开挖对围岩的扰动次数，有利于围岩天然承载拱的形成；工序简单，便于施工组织和管理；有较大的作业空间，有利于采用大型配套机械化，作业施工速度快；防水处理简单等优点。

402、隧道中部连通段开挖施工：待步骤3024中所述的左右两个隧道主洞的正洞开挖施工完成后，以步骤401中所判定的隧道中部连通段的起始端为开挖起点，采用中导洞法对隧道中部连通段进行施工；且采用中导洞法对隧道中部连通段进行施工时，采用全断面开挖法对左右两个隧道主洞进行开挖且开挖时分多个节段进行，每个节段开挖之前均采用超前地质预报系统对当前节段的围岩级别进行揭露判定与记录，且每个节段开挖过程中同步对开挖完成的左右两个隧道主洞进行初期支护。本步骤中，对隧道中部连通段进行开挖施工过程中，左侧主洞5的开挖施工超前右侧主洞6进行。

将隧道施工方法变更为中导洞法施工是否合理，应该通过监测手段反应出来，具体是在开挖段洞内布设观测点，设有经验的专职安全员和技术人员进行观测记录，做到随时掌握及时回归分析及时反馈，以反馈指导施工。在每一类型围岩变化段内至少设一个监测断面，对该段围岩进行水平收敛和下沉量测，观测频率为2次/天。

当发现测量数据发生突变，洞内或地表位移值大于公路隧道施工规范允许位移值，洞内爆破后，地面以及喷层出现异常裂缝时，均应视为危险信号，发现后立即停止施工，迅速组织人员进行加固处理。具体加固预案如下：第一、在开挖过程中发现初期支护局部变形过大地段，采用“喷锚网”支护方法进行二次支护，具体参数为：采用Φ22mm且长3.0m的药卷锚杆，纵环向间距均为1m；外挂网格尺寸为20×20cm的φ6mm钢筋网；喷射C20混凝土，厚10cm。第二、隧道洞口备用六榀20b工字钢，若出现变形异常，对变形段采用临时钢架加固，确保钢架与预先设置的初期支护密贴，钢架纵向间距为1m；同时再采用Φ22mm且长2.5m的药卷锚杆进行锚固，环向间距视情况采用0.5～1.0m，环向每隔1m设一道Φ22mm的纵向连接钢筋。

由于全断面法进行开挖时每次起爆药量大，爆破引起的震动较大，爆破冲击波势必会对中隔墙1的安全以及围岩稳定构成较大的威胁，因此要进行精心的钻爆设计，钻爆设计成为开挖质量控制的关键，本实施例中采用光面爆破与预裂爆破手段结合的方式对爆破振动进行有效控制，降低爆炸冲击波对中隔墙1以及围岩的扰动。

由于采用全断面开挖，隧道爆破后暴露自由面比较大，加快初期支护步骤是十分必要的。各支护作业工序之间要衔接无误，确保暴露面及时封闭，快速安全完成初期支护施工。出渣采用挖机配合ZL50型装载机装碴，15t自卸汽车运碴，为加快出渣速度，采用五台自卸汽车出渣保证挖机及装载机不怠工，确保其全时工作。

步骤五、隧道出洞口段开挖施工，其施工过程如下：

501、隧道出洞口段起始端判定并相应调整隧道出洞口段的施工方法：步骤402中所述的隧道中部连通段开挖过程中，当采用超前地质预报系统揭露判定得出当前节段的围岩级别为Ⅴ级或Ⅳ级的围岩软弱段；且此时结合中导洞超前开挖过程中所记录的超前地质预报系统的揭露判定结果表明，自当前节段之后的围岩级别均为Ⅴ级或Ⅳ级的围岩软弱段，则说明当前节段的起始开挖处为隧道出洞口段的起始端；同时，将隧道出洞口段的施工方法相应调整为三导洞法或中导洞法。

502、隧道出洞口段开挖施工：采用三导洞法对隧道出洞口段进行开挖施工时，其开挖施工方法与步骤302中所述隧道进洞口段的开挖施工方法相同；采用中导洞法对隧道出洞口段进行开挖施工时，采用台阶开挖法对左右两个隧道主洞的出洞口段进行开挖且开挖时分多个节段进行，每个节段开挖之前均采用超前地质预报系统对当前节段的围岩级别进行揭露判定与记录，每个节段开挖之前先对当前所开挖的节段进行超前支护或超前预加固，且每个节段开挖过程中同步对开挖完成的左右两个隧道主洞的出洞口段进行初期支护。本步骤中，对隧道出洞口段进行开挖施工过程中，左侧主洞5的开挖施工超前右侧主洞6进行。

本实施例中，采用全断面法开挖至ZK274+937时，离另一端的隧道洞口即出口端还剩余40米，围岩条件开始变差，表现为隧道围岩节理裂隙发育，围岩破碎，完整性差，爆破开挖后围岩自稳能力较差。针对这一情况，自ZK274+937时，开始采用超前锚杆支护方法对围岩进行超前预支护，开挖采用分台阶法施工。超前锚杆预加固体系施工至ZK274+957时，将超前锚杆支护体系改为小导管注浆，对围岩进进行预加固，同时采用分台阶法(即仍采用中导洞法进行施工)开挖施工至隧道贯通。隧道出洞段对开挖进尺严格控制小于0.8米，确保每次爆破对围岩有较小的扰动。所述右侧主洞6的出洞口段的开挖施工与左侧主洞5的出洞口段的开挖施工方法类似，按照同样的方法施工。

为保证隧道顺利出洞，为隧道出洞留有一定的开挖空间，在出洞前先对出口端进行刷坡处理，并对出口端围岩进行注浆加固。

步骤三中所述的隧道进洞口段开挖施工、步骤四中所述的隧道中部连通段开挖施工和步骤五中所述的隧道出洞口段开挖施工过程中，应及时对发现的渗水段和溶洞段进行相应处理，由前至后同步对施工完成的进洞口段、中部连通段和出洞口段进行二次衬砌施工；且二次衬砌施工过程中，在步骤三、四和五中所述的初期支护与所述二次衬砌之间均铺装一层防水层一。

所述二次衬砌施工过程中，采用自动衬砌台车进行施工且所采用自动衬砌台车的数量为一台；由前至后同步对施工完成的进洞口段、中部连通段和出洞口段进行二次衬砌施工时，均分多个节段交替对左侧主洞5和右侧主洞6进行二次衬砌施工，且左侧主洞5的二次衬砌施工超前右侧主洞6进行；左侧主洞5和右侧主洞6的二次衬砌施工步调与左侧主洞5和右侧主洞6的开挖施工步调相对应。本实施例中，所述自动衬砌台车为液压全自动衬砌台车施工。

实际施工过程中，隧道二次衬砌施工时间主要根据施工过程中进行的监测结果进行组织，当隧道拱顶沉降速率小于0.1mm/d时，应尽快进行二次衬砌施工。由于双连拱隧道左右线间隔较小，爆破振动对相邻隧道安全均有较大影响，因此要求隧道二次衬砌施工部位与另一侧隧道主洞爆破开挖要求间隔在30米以上。由于双连拱隧道左右线施工之间有一定的距离间隔，这就保证了隧道二次施工时间不至于重叠，从隧道安全性来讲一台衬砌台车可以满足施工要求；因此在经过对隧道施工的安全性和经济性的综合考虑，认为通过合理的施工组织，灵活调动衬砌台车，具体是采用十二米长液压全自动衬砌台车施工。实际进行二次衬砌施工时，当右线掌子面施工至YK274+693，监测信息显示，右线隧道进口端拱顶下沉速率小于0.1mm/d，可以进行二次衬砌施工；遂将衬砌台车退回至洞口，并移至右侧主洞6，对右侧主洞6进行二次衬砌施工；右侧主洞6的二次衬砌施工与开挖同步进行，待开挖完毕后，二次衬砌施工已基本完毕，待右侧主洞6的二次衬砌施工完毕后，将衬砌台车由洞口端进入隧道左侧主洞5，继续完成左线隧道二次衬砌施工。

本实施例中，步骤302中所述的隧道进洞口段开挖施工和步骤502中所述的隧道出洞口段开挖施工过程中，所采用的初期支护方法均为锚网喷联合支护方法且包括对围岩级别为Ⅴ级的节段进行支护的初期支护一和对围岩级别为Ⅳ级的节段进行支护的初期支护二两种类型；所述初期支护一中所采用的锚杆为长度3.5±0.3m的中空注浆锚杆一，所述中空注浆锚杆一的纵向间距为50±5cm且其环向间距为100±10cm，所述中空注浆锚杆一外侧所挂钢筋网一的网格尺寸为20±3cm×20±3cm且所述钢筋网一通过多个均匀布设且由工字钢形成的钢拱架一进行加固，所喷射的混凝土为C20混凝土且喷射厚度为28±3cm，所述钢拱架一的间距为50±5cm；所述初期支护二中所采用的锚杆为长度3.0±0.3m的中空注浆锚杆二，所述中空注浆锚杆二的纵向和环向间距均为100±10cm，所述中空注浆锚杆二外侧所挂钢筋网二的网格尺寸为20±3cm×20±3cm且所述钢筋网二通过多个均匀布设且由工字钢形成的钢拱架二进行加固，所喷射的混凝土为C20混凝土且喷射厚度为25±3cm，所述钢拱架二的间距为100±10cm；步骤402中对所述左右两个隧道主洞进行初期支护时，所采用的初期支护为采用锚网喷联合支护方法形成的初期支护三，所述初期支护三中所采用的锚杆为长度2.5±0.3m的药卷锚杆，所述药卷锚杆的纵环向间距均为120±10cm，所述药卷锚杆外侧所挂钢筋网三的网格尺寸为20±3cm×20±3cm，所喷射混凝土的厚度为15±3cm，所述钢筋网三通过多个均匀布设且由工字钢形成的钢拱架三进行加固。所述钢拱架一中所采用的工字钢为20b工字钢，所述钢拱架二中所采用的工字钢为18工字钢。连接步骤402中所述初期支护的连接板具体为钢拱架连接板。所述钢筋网一和钢筋网二均由直径为8±1mm的钢丝编织而成，所述钢筋网三由直径为6±1mm的钢丝编制而成。

综上，隧道施工过程中，所采用的初期支护方案(包括上述初期支护一、初期支护二和初期支护三)主要依据超前地质预报结果进行，实际施工时，根据开挖揭露地质条件和监测情况进行灵活变化和及时变更，在确保隧道安全施工的条件下，争取用最小的成本取得良好的支护效果。

同时，隧道防排水主要分为开挖过程中的防排水和二次衬砌施工前后的防排水。施工过程中的防排水主要包括隧道开挖过程中遇到的潮湿状、点滴状、线状出水以及遇溶洞段溶洞的防排水；二次衬砌的防排水主要是是解决隧道永久排水问题，其中施工时以排为主，采取适当的堵的办法，确保二次衬砌施工完成后，隧道内部有一个干燥的环境，保证隧道施工满足要求。实际施工时，根据现场的观测确定采用铺设Ω型弹簧排水管或Y型排水管进行相应处理。

本实施例中，中隔墙1的混凝土采用抗渗混凝土，整个中隔墙1顶的V型汇水区内铺设PVC复合防水板20，PVC复合防水板20与隧道拱部防水板粘接。初期支护的格栅钢架要闭合成环，中隔墙1顶部的PVC复合防水板20被格栅穿破，减少漏水隐患，调整格栅钢架垫板位置使中隔墙1顶部的PVC复合防水板20正好夹在两格栅钢架垫板中间，PVC复合防水板20只在螺栓处被穿破，在穿破处用细石混凝土掺水玻璃和抗渗剂封堵。沿中隔墙1的顶部两侧各设置1道纵向Φ100mm软式弹簧管(即透水管4)，纵坡坡度为2％。隧道纵向每隔5m设置2道竖向泄水管2(内径Φ100mm铸铁管)，两侧对称布置，所述竖向泄水管2上端用三通管与透水管4相连，下端用90°弯头7与检修道下面的横向泄水管8相连，将水引至洞内排水沟。

结合图4、图5，本隧道在初期支护(即施工完成的初期支护结构18)与二次衬砌之间满铺1.2mm厚EVA防水板和300g/m²无纺土工布，敷设范围自拱部至边墙下部引水管，EVA防水板和无纺土工布组成复合式防水板9，所施工的二次衬砌通过成型模板19进行施工成型。在所述复合式防水板9外侧纵向每隔10m安装环向φ100mm软式透水管，该环向透水管与预埋在边墙内的纵向φ100mmHDPE打孔波纹管连接，HDPE打孔波纹管打孔φ330mm，环向范围为270°，要求机械打孔及外裹无纺土工布；纵、环向排水管及纵、横向排水管均采用三通连接，最后经横向φ100mm、25mHDPE打孔波纹管排水至两侧纵向φ250mm排水盲管。对于隧道内渗漏水较集中处可根据情况设置Ω型弹簧排水管，以引排围岩渗漏水至基底纵向水管内。隧道内路面基层排水采用φ50mm与10mHDPE管排水至两侧纵向φ250mm侧沟排出洞外；路面排水在路面外侧设置φ200mm预制边沟，按设计要求每隔一定距离设置一处边沟沉砂井。排水侧沟、边沟纵坡与隧道纵坡要相一致。二次衬砌施工过程中分多个节段进行，并且在施工缝处设置遇水膨胀止水条3，所述遇水膨胀止水条3通过钢筋架10进行支撑固定，且遇水膨胀止水条3上带有注浆管。所述钢筋架10包括平直式支架13和十字拐角形支架14，其中对于布设在已浇筑二次衬砌节段11与待浇筑二次衬砌节段12间施工缝中的遇水膨胀止水条3通过平直式支架13进行支撑固定，对于布设在待浇筑二次衬砌节段12与中隔墙1或隧道导洞边墙的竖向墙体16或岩壁壁体间的施工缝中的遇水膨胀止水条3通过十字拐角形支架14进行支撑固定。所述遇水膨胀止水条3与钢筋架10之间通过多个螺栓15进行固定连接。所述平直式支架13和十字拐角形支架14的两端部均设置有弧形端头17。

综上，在施工缝处设置带注浆管的遇水膨胀止水条3，衬砌完成后通过注浆管可予以注浆以防渗漏；在衬砌结构发生变化处设置沉降缝，沉降缝采用中埋式橡胶止水带，沉降缝宽2cm，内填沥青木丝板。防水板采用背吊法无钉铺设施工工艺，其施工要点：a、喷射砼表面整平，凹凸不平面的跨深比不大于1/6，对钢筋等尖锐的突出物要割除磨平，以免扎破防水层。b、EVA防水板采用背吊法施工，每个吊点挂接牢固，同时在锚固点上另外敷设一块防水板与挂设的防水板粘结。c、防水板之间搭接宽度为10cm，并采用热合机进行双缝焊接，用钢筋或木条压住接缝，焊缝要进行气密性检查，充气压力为0.15MPa并保持恒压时间不小于5min，方为合格。

对于施工过程中发现的溶洞，应根据观测结果采取相应措施，如在拱腰以上部位发现的溶洞，应监测分析得出此溶洞发育的深度都小于2.0m，则属于小溶洞，因而按照小溶洞的处理方法进行处理，具体措施是：采用泵送C10混凝土回填，为避免回填混凝土对二次衬砌局部产生过大压力，要求在其四周施作约1.2×1.2m间距的锚杆，锚杆深入围岩不小于1.0m，回填施工完后再施作喷射混凝土和钢筋网初期支护等。对于拱腰以上隧道开挖面外的溶洞，经监测分析得出溶洞内无填充物，发育深度大于2.0m，属于大溶洞，此地段按照大溶洞的处理的方法进行处理，具体措施为：采用泵送C25混凝土浇筑，最薄厚度为50cm，要求两侧嵌入岩石内不小于50cm，并施作约1.2×1.2m间距的锚杆，锚杆深入围岩不小于1.5m，以上施工完后再施作原结构的喷射混凝土和钢筋网初期支护等，同时施工时预埋10cmHDPE透水管，并以Ω型排水管引出。另外，对于拱腰以上隧道开挖面外的溶洞且内有填充物，发育深度大于2.0m的溶洞属于大溶洞，处理措施：先水平施作Φ42×3.5mm超前小导管，间距30×30cm。开挖采用预裂爆破，施作18工字钢，间距50cm，注意钢架基脚处适当扩挖，保证基础牢靠。施作锁脚锚杆，铺钢筋网，二次衬砌根据溶洞发育情况，采用钢筋混凝土结构，施工时同样要预埋^10cmHDPE透水管，并以Ω型排水管引出。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (9)

1.一种岩溶地区双连拱公路隧道施工方法，所施工双连拱公路隧道由进洞口至出洞口分为隧道进洞口段、隧道中部连通段和隧道出洞口段三个施工段且包括以中隔墙(1)为界的左右两个隧道主洞，所述进洞口段和出洞口段为地质条件复杂且围岩破碎的围岩软弱段，所述中部连通段为围岩条件好的围岩稳固段，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、施工准备：按设计图纸在施工现场进行施工测量，测设出需施工隧道洞口处边坡及仰坡的开挖轮廓线、中隔墙(1)和左右两个隧道主洞在隧道洞口处的外围边线以及中隔墙(1)和左右两个隧道主洞的中心线；

步骤二、隧道洞口施工：采用挖掘机根据步骤一中测量出的开挖轮廓线进行开挖；开挖完成后，采用锚网喷联合支护方法对开挖完成的边坡及仰坡进行防护处理；

步骤三、隧道进洞口段开挖施工，其施工过程如下：

301、超前地质预报并相应确定隧道进洞口段的施工方法：开挖之前，通过超前地质预报系统判定出隧道进洞口段的围岩级别为V级或IV级，则确定隧道进洞口段的施工方法为三导洞法；

302、采用三导洞法对隧道进洞口段进行开挖施工，其施工过程包括以下步骤：

3021、中导洞超前开挖及初期支护：参照步骤一中测量出的中隔墙(1)的外围边线和中心线进行中导洞开挖且开挖时分多个节段进行，每个节段开挖之前均采用超前地质预报系统对当前节段的围岩级别进行揭露判定与记录，且每个节段开挖过程中同步对开挖完成的中导洞进行初期支护；

3022、左右两个侧导洞跟进开挖及初期支护：参照步骤一中测量出的左右两个隧道主洞在隧道洞口处的外围边线及中心线，待中导洞超前开挖至设计开挖位置时，开始进行左右两个侧导洞的跟进开挖且跟进开挖方法与步骤3021中所述中导洞的开挖方法相同，且连续开挖至隧道中部连通段的起始端；

左右两个侧导洞跟进开挖过程中，步骤3021中所述中导洞的开挖施工同步不间断进行，直至施工至所述中导洞与另一端的隧道洞口相贯通；

3023、中隔墙(1)及左右两侧边墙浇筑施工：步骤3021中所述的中导洞超前开挖及初期支护过程中，由前至后同步在开挖完成的中导洞中进行中隔墙(1)的浇筑施工，直至施工完成中隔墙(1)的整体施工过程；同时在中隔墙(1)浇筑施工过程中，在步骤3022中开挖完成的左右两个侧导洞中进行左右两个侧导洞边墙的浇筑施工；

3024、左右两个隧道主洞的正洞开挖施工：待步骤3023中所述的中隔墙(1)及左右两侧边墙浇筑施工完成且待混凝土强度达到设计要求后，采用台阶开挖法分别对左右两个隧道主洞的正洞进行开挖，且开挖过程中同步对开挖完成的左右两个隧道主洞的正洞进行初期支护；

步骤四、隧道中部连通段开挖施工，其施工过程如下：

401、隧道中部连通段起始端判定并相应调整隧道中部连通段的施工方法：步骤3022中所述的左右两个侧导洞跟进开挖过程中，当采用超前地质预报系统揭露判定得出当前开挖节段的围岩级别为III级以上的围岩稳固段；且此时结合中导洞超前开挖过程中所记录的超前地质预报系统的揭露判定结果表明，自当前开挖节段之后的围岩级别均为III级以上的围岩稳固段，则说明当前开挖节段的起始开挖处为隧道中部连通段的起始端；同时，将隧道中部连通段的施工方法调整为中导洞法；

402、隧道中部连通段开挖施工：待步骤3024中所述的左右两个隧道主洞的正洞开挖施工完成后，以步骤401中所判定的隧道中部连通段的起始端为开挖起点，采用中导洞法对隧道中部连通段进行施工；且采用中导洞法对隧道中部连通段进行施工时，采用全断面开挖法对左右两个隧道主洞进行开挖且开挖时分多个节段进行，每个节段开挖之前均采用超前地质预报系统对当前节段的围岩级别进行揭露判定与记录，且每个节段开挖过程中同步对开挖完成的左右两个隧道主洞进行初期支护；

步骤五、隧道出洞口段开挖施工，其施工过程如下：

501、隧道出洞口段起始端判定并相应调整隧道出洞口段的施工方法：步骤402中所述的隧道中部连通段开挖过程中，当采用超前地质预报系统揭露判定得出当前节段的围岩级别为V级或IV级的围岩软弱段；且此时结合中导洞超前开挖过程中所记录的超前地质预报系统的揭露判定结果表明，自当前节段之后的围岩级别均为V级或IV级的围岩软弱段，则说明当前节段的起始开挖处为隧道出洞口段的起始端；同时，将隧道出洞口段的施工方法相应调整为三导洞法或中导洞法；

502、隧道出洞口段开挖施工：采用三导洞法对隧道出洞口段进行开挖施工时，其开挖施工方法与步骤302中所述隧道进洞口段的开挖施工方法相同；采用中导洞法对隧道出洞口段进行开挖施工时，采用台阶开挖法对左右两个隧道主洞的出洞口段进行开挖且开挖时分多个节段进行，每个节段开挖之前均采用超前地质预报系统对当前节段的围岩级别进行揭露判定与记录，每个节段开挖之前先对当前所开挖的节段进行超前支护或超前预加固，且每个节段开挖过程中同步对开挖完成的左右两个隧道主洞的出洞口段进行初期支护；

步骤三中所述的隧道进洞口段开挖施工、步骤四中所述的隧道中部连通段开挖施工和步骤五中所述的隧道出洞口段开挖施工过程中，应及时对发现的渗水段和溶洞段进行相应处理，由前至后同步对施工完成的进洞口段、中部连通段和出洞口段进行二次衬砌施工；且二次衬砌施工过程中，在步骤三、四和五中所述的初期支护与所述二次衬砌之间均铺装一层防水层一。

2.按照权利要求1所述的岩溶地区双连拱公路隧道施工方法，其特征在于：步骤302中所述的隧道进洞口段开挖施工和步骤502中所述的隧道出洞口段开挖施工过程中，所采用的初期支护方法均为锚网喷联合支护方法且包括对围岩级别为V级的节段进行支护的初期支护一和对围岩级别为IV级的节段进行支护的初期支护二两种类型；所述初期支护一中所采用的锚杆为长度3.5±0.3m的中空注浆锚杆一，所述中空注浆锚杆一的纵向间距为50±5cm且其环向间距为100±10cm，所述中空注浆锚杆一外侧所挂钢筋网一的网格尺寸为(20±3cm)×(20±3cm)且所述钢筋网一通过多个均匀布设且由工字钢形成的钢拱架一进行加固，所喷射的混凝土为C20混凝土且喷射厚度为28±3cm，所述钢拱架一的间距为50±5cm；所述初期支护二中所采用的锚杆为长度3.0±0.3m的中空注浆锚杆二，所述中空注浆锚杆二的纵向和环向间距均为100±10cm，所述中空注浆锚杆二外侧所挂钢筋网二的网格尺寸为(20±3cm)×(20±3cm)且所述钢筋网二通过多个均匀布设且由工字钢形成的钢拱架二进行加固，所喷射的混凝土为C20混凝土且喷射厚度为25±3cm，所述钢拱架二的间距为100±10cm；步骤402中对所述左右两个隧道主洞进行初期支护时，所采用的初期支护为采用锚网喷联合支护方法形成的初期支护三，所述初期支护三中所采用的锚杆为长度2.5±0.3m的药卷锚杆，所述药卷锚杆的纵环向间距均为120±10cm，所述药卷锚杆外侧所挂钢筋网三的网格尺寸为(20±3cm)×(20±3cm)，所喷射混凝土的厚度为15±3cm，所述钢筋网三通过多个均匀布设且由工字钢形成的钢拱架三进行加固。

3.按照权利要求1或2所述的岩溶地区双连拱公路隧道施工方法，其特征在于：所施工的双连拱公路隧道为浅埋偏压隧道且向左侧偏压，左右两个隧道主洞分别为左侧主洞(5)和右侧主洞(6)；步骤3022中进行左右两个侧导洞跟进开挖、步骤3024中进行左右两个隧道主洞的正洞开挖施工、步骤402中进行隧道中部连通段开挖施工和步骤502中对隧道出洞口段进行开挖施工过程中，左侧主洞(5)的开挖施工均超前右侧主洞(6)进行。

4.按照权利要求3所述的岩溶地区双连拱公路隧道施工方法，其特征在于：所述二次衬砌施工过程中，采用自动衬砌台车进行施工且所采用自动衬砌台车的数量为一台；由前至后同步对施工完成的进洞口段、中部连通段和出洞口段进行二次衬砌施工时，均分多个节段交替对左侧主洞(5)和右侧主洞(6)进行二次衬砌施工，且左侧主洞(5)的二次衬砌施工超前右侧主洞(6)进行；左侧主洞(5)和右侧主洞(6)的二次衬砌施工步调与左侧主洞(5)和右侧主洞(6)的开挖施工步调相对应。

5.按照权利要求1或2所述的岩溶地区双连拱公路隧道施工方法，其特征在于：步骤3023中所述的中隔墙(1)浇筑施工过程中，由步骤二中所述的隧道洞口向另一端的隧道洞口方向进行浇筑，且所施工完成的中隔墙(1)顶部应直接顶在步骤3022中开挖完成的中导洞顶部围岩上，且在中隔墙(1)顶部预埋PVC压浆管和用于连接步骤402中所述初期支护的连接板，同时在中隔墙(1)上设置由上至下进行排水的竖向泄水管(2)；并且步骤3024中所述的左右两个隧道主洞的正洞开挖施工之前，在中隔墙(1)上部铺设防水层二且所述防水层二铺设完成后通过所述PVC压浆管进行压浆处理。

6.按照权利要求5所述的岩溶地区双连拱公路隧道施工方法，其特征在于：所述防水层二包括铺装在中隔墙(1)顶部的PVC复合防水板(20)、纵向布设在所述PVC复合防水板(20)上部左右两侧的两个透水管(4)和布设在中隔墙(1)顶部施工缝处的缓膨型遇水膨胀止水条(3)，两个透水管(4)以中隔墙(1)的中心线为对称线左右对称布设。

7.按照权利要求2所述的岩溶地区双连拱公路隧道施工方法，其特征在于：所述钢筋网一和钢筋网二均由直径为8±1mm的钢丝编织而成，所述钢筋网三由直径为6±1mm的钢丝编制而成。

8.按照权利要求1或2所述的岩溶地区双连拱公路隧道施工方法，其特征在于：步骤301、步骤402和步骤501中所述的超前地质预报系统均为地质雷达或TSP203系统。

9.按照权利要求4所述的岩溶地区双连拱公路隧道施工方法，其特征在于：所述自动衬砌台车为液压全自动衬砌台车。

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