浅谈连拱隧道施工过程控制

浅谈连拱隧道施工过程控制

摘要：连拱隧道是在一般隧道的基础上发展起来的新型隧道工程，与单拱普通隧道不同，连拱隧道以其对地形要求不高、布线方便、线行顺畅等特点在高等级公路建设中日益增多。但同时由于连拱隧道工程结构受力的复杂性，在其施工过程中只有掌握特点、把握要点，结合实际情况，才能安全、优质、快速的完成该类隧道工程。

关键词：连拱隧道；施工；控制

国家西部大开发的战略给西部地区的交通建设带来了机遇，在山区面积所占比例较大的西部地区设计修建的高等级公路大多处于山岭重丘地段，在地形地质条件复杂的山岭重丘地区的高等级公路中应用连拱隧道具有重要的意义。连拱隧道具有最小限度的占用土地，最大限度的保护自然环境，桥隧相连，线性美观，所以在工程中采用连拱隧道具有极大的经济、社会效益。

一、连拱隧道概述

界头口隧道作为长韶娄高速公路全线唯一一条上、下合建的四车道高速公路连拱隧道。该隧道位于湖南省娄底市桥头河镇，隧道平面线性为圆曲线，曲线半径R=2300m，隧道超高2%,隧道纵面处于-0.9%的单向下坡，隧道全长298m，隧道最大埋深80m，同时由于该隧道地处溶蚀构造溶丘洼地地貌区，地质情况复杂，给本隧道的施工带来了更大的难度。具有以下特点：

1. 地质条件复杂

连拱隧道一般是修筑在山区地带，为了穿越一道山体，用机械凿洞设置隧道，较少公路的跨度。因此连拱隧道工程区内地质条件相当复杂，而且大多山体为岩石，硬度大小不同，山区气候条件也比较恶劣。

2. 跨度大

与铁路隧道相比，单跨公路隧道本身跨度就较大，而连拱隧道将上下行线单拱隧道连在一起，其跨度是单拱隧道的两倍，最大开挖跨度在26.4米左右，相当于铁路车站隧道的跨度，而且结构复杂，施工非常困难。

3. 施工工序复杂、工序间相互影响大

连拱隧道的设计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，这就要求连拱隧道施工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，在施工过程中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，保证安全、优质的建好连拱隧道。

二、连拱隧道技术要点

1.开挖施工

连拱隧道开挖施工时，影响因素有很多，例如岩石结构、暴雨、水文条件等，因此为了保证工程质量，开挖施工时尽量少量多次开挖，不到关键时刻绝不采用爆破手段，在开挖过程中应当注意支防护一定到位，两端同时开挖的时候，尽可能地早闭合。

2. 支护体系施工

(1)超前支护

连拱隧道多位于软弱、破碎、自稳时间短的围岩中，为防止冒顶塌方或地表有害下沉，除采用中导洞、侧导洞及分台阶开挖的施工方法外，还要采用先支护后开挖即超前支护的施工工艺。

(2)初期支护

连拱隧道Ⅱ类围岩初期支护一般采用工字钢架加喷锚网喷支护，Ⅲ类围岩采用格栅钢架加喷锚网喷支护，锚杆采用WTD25中空注浆锚杆。

(3)仰拱、填充及二次衬砌

连拱隧道施工时，其仰拱和二次衬砌一般采用的是钢筋砼结构，这些结构有利于加固仰拱，提高隧道的坚硬度。在主洞开挖完成后应当立即进行仰拱的施工，防止岩石泥土散落，对施工不利，使仰拱与初期支护形成统一整体。

3. 防排水系统施工

因地表水对连拱隧道内涌水影响较大，而公路隧道对渗漏水的要求又较高，故其防排水采用以“防、排”为主，“防、排、堵、截 ”相结合的综合治理措施。

4. 中、侧导洞断面的选择 中、侧导洞是为安全开挖正洞而首先开挖贯通的辅助导洞，其断面的大小在设计上一般没有严格的要求，但在正洞开挖施工前必须根据隧道地质情况及施工机械配备情况合理的确定其断面大小，以确保导洞与正洞的安全施工。

5. 中隔墙水平推力的平衡 上、下行线正洞在中导洞及中隔墙施工结束后开始开挖施工，但为减小开挖施工的相互影响，上、下行线开挖施工不能齐头并进，必须一前一后错开20到40米的距离，这样在上、下行线两个开挖面之间一侧正洞的初期支护已支撑在了中隔墙上，而另一侧初期支护还未施工，该段中隔墙必然要受到一个向未开挖

一侧的水平推力。因该水平推力的位置位于中隔墙顶部，它对中隔墙的危害很大，有可能造成中隔墙开裂，甚至导致重大事故，为平衡这种水平推力，在后开挖的一侧要提前给中隔墙打上临时支撑，支撑可用方木或钢管，纵向间距两米设置一排，必须支撑牢固，在另一侧正洞下部开挖后再拆除。

6. 中隔墙防水措施

为能够更好的防止中隔墙渗漏水，连拱隧道的施工顺序为首先开挖中导洞，施工中隔墙砼，然后再开挖上下行线正洞，并施作初期支护。

7. 监控量测

监控量测是现代隧道施工的重要组成部分，它不仅能指导施工、预报险情、确保安全，而且还能通过现场监测获得围岩动态和支护工作状态的数据，为确定和修正初期支护参数、确定二次衬砌施作时间提供依据，还能为隧道工程设计与施工积累经验资料，为今后的设计和施工提供类比依据，特别是对应用时间不长的连拱隧道更为重要。

三、连拱隧道过程控制

连拱隧道的施工工艺比较复杂，技术要求也较高，因此在施工过程中应进行质量控制、进度控制和安全控制。

1.质量控制

（1）人员质量控制

在进行建筑工程施工中，人是直接参与工程施工的组织者、指挥者、操作者。人员的技术水平是影响建筑工程的最主要因，人员的控制主要体现在专业水准和技术经验上，就是使其避免产生失误，同时也可以充分调动人的积极性。

（2）施工材料质量控制

材料质量是隧道工程质量的基础，材料质量不符合要求，住宅工程的质量就不可能符合标准。因此建筑材料的质量是建筑工程质量得以保证的前提。

（3）施工设备质量控制

施工设备质量控制包括施工机械设备、工具、仪器仪表等的质量控制。要时刻检查设备运行是否良好，零件有无松动，仪器仪表是否在准确测量计算，工具是否完好无损。

（4）施工方法控制

施工方法包括施工方案、施工工艺、施工组织设计、施工技术措施等。不同的建筑工程要求有不同的施工方法。连拱隧道工程施工工艺复杂而且要求较高，因此要严格根据施工地所在实际情况进行勘测、测量之后制定合理有效的施工方法。

（5）环境控制

连拱隧道工程所在地区一般人烟稀少、地形复杂、环境恶劣，影响工程质量的因素就大大增多，如工程地质、水文、气象等；工程管理环境，如质量保证体系、质量管理制度等；劳动环境，如劳动组合、作业场所、工作而等。因此，要根据工程特点和具体条件，应对影响质量的环境因素，采取有效的措施严加控制。尤其是对施工现场，防寒防暑防雨措施等要布置齐全，从每一个细节入手，做好现场环境控制。

2.进度控制

施工方进行进度控制的措施有四个：组织措施、管理措施、经济措施和技术措施。组织措施主要是指落实各层次的进度控制的人员，具体任务和工作员任；建立进度控制的组织系统；按着施工项目的结构、进展的阶段或合同结构等进行项目分解，确定其进度目标，建立控制目标体系等。管理措施就是指用科学和严谨的方式进行工程施工期间的人员管理、合同管理和安全管理等。经济措施指包含施工进度控制的经济措施涉及工程资金需求计划和加快施工进度的经济激励措施等。技术措施主要是采取加快施工进度的技术方法。主要指的是对实现施工进度目标有利的设计技术和施工技术的选用。

3.安全控制

施工过程中，应当坚持“安全第一，预防为主”的原则，为了保证施工能够安全进行，我国制定了相关的几项制度：安全生产责任制度、安全生产许可证制度、安全生产监督检查制度和安全生产教育培训制度。这些制度都是为了能够使诸如连拱隧道的大工程能够安全如期的投产使用，发挥其社会效益和经济效益。

结语

本文从三个方面根据界头口隧道施工情况，介绍了有关连拱隧道工程的有关事项，分别是连拱隧道的特点、连拱隧道施工要点以及连拱隧道施工的过程控制。总的来说，连拱隧道和一般普通的公路工程和隧道工程都有不同之处，连拱隧道工程要比一般工程更为复杂，因为其所处的位置和地质条件都比较特殊，稍有不慎，就会造成垮塌和安全事故，因此在进行连拱隧道施工过程中，应当严格按照国家有关法规进行施工，掌握连拱隧道施工的特点，根据特点制定相应的施工工艺，并在施工过程中进行质量控制、进度控制和安全控制，确保连拱隧道能够充分发挥其社会效益以及经济效益。

参考文献

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[3] 霍羡鹏,张丽敏. 浅谈连拱隧道施工技术[J]. 中国科技信息,2009,22:+56.

[4] 李志厚,朱合华.丁文其 公路连拱隧道设计与施工关键技术 . 人民交通出版社

作者简介：

邓宝智 工程师 中交三公局第三工程有限公司

陈建文 工程师 中交三公局第三工程有限公司