公路连拱隧道新技术概述
屈建荣
（长安大学 710064）
摘要：介绍连拱隧道的发展概况、结构类型、新工艺、新工法，针对已建成的连拱隧道施工实例,阐述了相应连拱隧道的施工技术、方法,总结了连拱隧道的主要施工工序,比较了不同施工方法的优缺点，以及分析了连拱隧道待解决的问题。 关键词： 连拱隧道；结构类型；新工艺
1引言
近10年来，我国公路连拱隧道数量大增，连拱隧道总数已超出600座，总里程已超出133公里，其中双向四车道连拱隧道超过560座，双向六车道连拱隧道超出50座，还创新建成来两座双向八车道连拱隧道。公路连拱隧道结构类型见表1-1。
公路连拱隧道结构类型 表1-1
按路线分大普通式 按中墙组整体式 按中墙外形直中墙 按中墙空实实体 空心 曲中墙 复合式 二墙直中墙 三墙直中墙 曲中墙 不对称式 平顶箱涵 整体式 整体式 空心式 微拱箱涵 沉管式 分岔式 空心式 整体式 整体式 复合式 直中墙 直中墙 直中墙 直中墙 直中墙 直中墙 曲中墙 实体 实体 实体 实体 实体 实体 空心 空心 实体 实体 实体 无中墙连拱隧道 隧道结构全称 整体实直中墙隧道 整体空心直中墙隧道 整体实曲中墙隧道 复合实直中墙隧道 复合实直中墙隧道 复合实曲中墙隧道 不对称整体实直中墙隧道 整体实直中墙隧道 整体空心直中墙隧道 整体空心直中墙隧道 整体实直中墙隧道 整体分岔实直中墙隧道 复合分岔实曲中墙隧道 2公路连拱隧道工艺
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2.1常规施工工艺 2.1.1三导洞法
三导洞法，即首先开挖中导洞，然后施做中隔墙，再分别开挖左右导洞。开挖中导洞主要是为了首先施做中隔墙。 2.1.2中导洞法
中导洞法，即施工中导洞和中墙施工后,直接进行左、右正洞的开挖。 2.2新施工工艺
由于隧道要满足交通量需要和地质条件、环保等要求，本着安全、质量、工期和效益相结合的原则，对连拱隧道工艺选择是否正确，关系到隧道施工的成败。近些年学者们对公路连拱隧道工艺进行了大量的研究，创新出了一些新工艺，如半明半暗连拱隧道工艺，单洞改双洞连拱隧道工艺等等。
为了优化选择连拱隧道设计和施工工艺方案，姚振凯、李世清等对连拱隧道工艺进行了分类研究。连拱隧道工艺分类，采用五级划分方案，即连拱隧道与其隧道的关系分成大类，普通连拱隧道再按对称性分成小类，按有无导洞分成型，按导洞数量和位置不同分成种，最后按正洞开挖、初期支护和二次衬砌工序和设备不同分成属，见表2-2。
公路连拱隧道工艺类型 表2-2
大类 普 通 连 拱 小类 型 种 属 中导洞—侧壁导洞先墙后拱工艺 对 称 工 艺 中导洞—侧壁导洞全断面二衬工艺 中导洞—台阶工艺 中导洞（单导洞） 中导洞—核心土工艺 中导洞—内上导洞盾构工艺 中导洞—外上导洞盾构工艺 中导洞—下导洞工艺 中导洞—全断面工艺 中导洞—单臂掘进机工艺 中导洞—中隔壁（CD）工艺 中导洞—十字隔壁（CRD）工艺 中导洞—跳槽开挖中墙工艺 双导洞 双导洞—台阶工艺 导洞 2
双导洞—半明半暗工艺 三导洞 大洞带中墙 无导洞 三导洞三连拱—先墙后拱工艺 无导洞—全断面工艺 无导洞—中隔壁（CD）工艺 无导洞—十字隔壁（CRD）工艺 双洞平行工艺（中墙跳槽开挖） 明洞（箱涵）工艺 箱形框架沉埋工艺 不对称 工艺 混合 工艺 分岔 连拱 导洞 中导洞 三导洞—核心土工艺 中导洞和无导洞—台阶工艺 三导洞中导洞+侧洞带中墙 单端分岔中墙连拱工艺 无中墙分岔连拱工艺 单洞隧道改成双连拱隧道工艺
2.2.1中导洞—核心土工艺
中导洞—核心土工艺，即中导洞贯通和中墙施工完成后，正洞开挖和初期支护是采用先拱后墙的工序。即拱部留核心土开挖及初期支护，接着开挖核心土，然后进行侧墙开挖和初期支护，施作仰拱，最后全断面二次衬砌。该工艺有许多优点，主要是工艺流程简单，工序较少，围岩开挖扰动次数比“三导洞”工艺方案少，无需开挖侧壁导洞和拆除其内侧的临时初期支护，可用大型机械设备施工,拱部超前支护、开挖和初期支护不用搭架，施工方便，快捷安全，工效高，成本低，效益好。另外，此工艺的应变性较强，在隧道围岩条件变差时，较容易改为中导洞—双侧壁导洞工艺；当围岩变好时易改为中导洞—台阶工艺，甚至改为中导洞—全断面工艺。
图 2-1 中导洞—核心土施工步序
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2.2.2双向六车道和八车道工艺
六车道大跨度双连拱隧道施工方案，一般采用三导洞施工方案，即先进行中导洞开挖支护，施作中墙钢筋混凝土和墙顶回填，在中墙混凝土强度达到设计要求后施作中墙侧回填，然后施工两侧导洞及其支护，再进行山体外侧隧道拱部上下台阶开挖，施作其支护，最后在仰拱及其填充完成后施作防水及二次衬砌。山体内侧隧道施工与外侧施工顺序相同。
金鸡山和罗汉山两座隧道，是当前国内跨度和单洞净距最大的双向八车道连拱隧道。以金鸡山隧道为例说明。为了避免施工中出现工序转换带来的不便，采用中导洞贯通+双侧导洞的五导洞法施工，见图2-2所示。
图 2-2 金鸡山隧道主要施工步序
2.2.4半明半暗连拱隧道工艺
半明半暗隧道工艺，是山体外侧隧道采用明洞形式，山体内侧采用俺洞形式，克服过去连拱隧道左右洞口地形陡峭，边坡高且有时显偏压条件下进出洞带来不利边坡稳定、隧道结构受力安全和环境保护等问题。图2-3为半明半暗法施工工艺。
图 2-3 半明半暗隧道施工步序
2.2.5单洞隧道改成连拱隧道
由于已有的单洞隧道不能满足交通量的需求，需要改建和扩建成连拱隧道。我国首例单洞隧道改成连拱隧道为杭州邱山隧道，该隧道施工方案和步骤采用
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“中导洞+既有隧道+右侧壁”3导洞的施工方案。在施工过程中严格按照“管超前、严注浆、若爆破、短开挖、强支护、早喷锚、勤量测、早封闭”的原则组织施工。隧道施工步骤分成6大步和21个工序。
（1）贯通中导洞、施作中墙。新建连拱隧道平面布置与原邱山隧道平行，且两者中心距控制在7.8～8.95m。在隧道边部一侧先施作宽为6m的中导洞，中导洞与原隧道侧墙之间的岩柱厚度约2m。
（2）既有隧道二次衬砌拆除、左右洞开挖支护后及时封闭。在原隧道二次衬砌拆除前进行必要的拱顶小导管注浆加固处理，对原有二次衬砌素混凝土采用欲裂爆破拆除，正洞采用上下台阶法施工，尽早封闭单洞。
（3）新建隧道侧导洞施工。在既有隧道初期支护进洞约为单洞4倍洞径后，立即实施新建隧道侧导洞开挖。
（4）新建隧道正洞施工。待侧导洞掘进2倍洞径后，即可采用上下台阶法实施正洞的土体开挖，其中上台阶采用留核心土法施工，及时封闭成环。
（5）及时施作二次衬砌。 （6）机电安装和隧道装修。
3结论
虽然连拱隧道拥有较多的优点，但是连拱隧道整体跨度打、结构复杂、施工复杂、施工难度大、造价高，存在较多问题。当前需要急需研究和完善的问题主要有以下几点：①支护强度不尽合理；②施工工序较多；③围岩稳定性与动态施工控制有待加强；④设计理论和方法有待完善;⑤尽量提高设计施工水平，降低工程造价。未来公路连拱隧道发展应以以下理念为指导：严格质量管理、加强施工监理；施工设备机械自动化；优化通风防尘措施；设计施工一体化。 参考文献
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