摘要：本文结合云南南景高速公路景东段小团山连拱隧道无导洞施工，介绍无导洞法施工连拱隧道施工技术，将施工方法的关键技术和工序优化进行有针对性的介绍。
关键词：隧道技术 无导洞施工 连拱隧道
现在应对连拱隧道的具体施工方法一般分为导洞法和无导洞法。导洞法在工程实践中出现的时间早，操作经验多，相关技术和理论相对详细，有着较多的施工时间，两者相比，前者的施工工序更多，单项工程之间的衔接点较多，各项工程的逻辑性次序性较强，不能灵活安排工程施工顺序，所需的支护点多，需要投入更多的材料、工期，增加了工程投资。无导洞法可以很好的解决以上问题，对于施工工序的逻辑性要求没有前者那么高，可以灵活安排，施工中，根据具体情况添加支护装置，支护数量少，提高了工程效率，便于施工速度的提升，对企业的经济效益有利。目前无导洞法的施工实际数量还比较少，但是由于其拥有的优点，无导洞法的理论开发和相关技术的摸索还在一直进行当中。
1 工程概况
云南南景高速景东段起讫桩号为K57+200-K106+670.5274，路线全长49.47km。全线共计双连拱隧道3座,分别是小团山隧道、蛇箐隧道、文龙一号隧道。小团山隧道位于南涧至景东高速公路景东段K66+995-K67+465处，全长470m，最大埋深97m。隧道区域海拔高程介于1310.43-1412.35m之间，相对高差约102m,属高中山构造侵蚀，剥蚀地貌区。隧道区洞身地形陡峭，地表植被发育，以灌木林为主。工程区位于景东县文龙镇猪街塘村东侧750m处，隧道进出口附近有乡村公路通行，与S222省道只有一河之隔，交通较为便利。
双连拱隧道净宽：0.75+0.5+2×3.75+0.75+0.75=10.25m，隧道净高：5.0m；隧道工程的选址地点地质情况复杂，经过详细的地质调研，围岩主要成分为灰岩、白云质灰岩、泥灰岩，这种岩石分布容易在施工过程中造成围岩不稳定的情况，出现掉块，坍塌等情况。为了增加工程安全系数，在工程正式开工之前，又对该地区的岩层情况进行了摸底，并给施工人员临时增加了施工培训，除介绍此次施工所要施工的施工工艺之外，还对岩层的安全情况做了详细的介绍，让工作人员对将要进行的工作有一个详细的认识。
2 无导洞法施工技术
2.1总体施工方案比选
小团山连拱隧道跨度断面放小，埋深97m左右，左右线荷载对称，隧址区范围内未发现区域性地质构造发育的迹象，区域稳定性相对较好。经野外调查，进口段发育有两组构造裂隙：①277°∠58°，闭合，未见充填，延伸0.30～1.90m，间距约为1.2～2.90m，为硬性结构面；②109°∠73°，闭合，延伸0.3～2.90m，间距为0.5～1.0m，为硬性结构面；经野外调查，出口段发育有两组构造裂隙：①307°∠61°，闭合，未见充填，延伸0.40～1.8m，间距约为0.40～2.10m，为硬性结构面；②210°∠69°，闭合，延伸0.4～1.70m，间距为0.6～1.90m，为硬性结构面。针对这种岩层分布，项目部决定采用钻爆法进行工程开挖。当工程进行到开挖中导洞后，此时，左右洞之间相隔的宽度只有4～5m;如果决定继续扩挖，势必会造成施工时间的大量投入，而且中间衍生的工序繁多，对于工期的把控较难，增加施工投入，并且小团山隧道入口紧接服务区，需要尽快打通方便进行下一阶段工作的开展。项目部综合考虑了安全、质量、工期、效益等因素后决定采用无导洞法施工，项目经理与施工队管理人员进行了意见交换，经过了讨论磋商之后，将施工修改提交给了建设方审核，后经批准，无导洞法的施工方式得以实现。
2. 2施工工序
小团山隧道围岩为IV级和V级，工程的技术人员就需要采用针对性的方式进行开挖工作，IV级左右线均采用二台阶开挖，V级采用三台阶七步法预留核心土开挖。IV级段的主要施工工序为:①左线二台阶开挖，左线初期支护，主要是安设锚杆和喷混凝土，浇筑中隔墙基础，预埋连接钢筋,浇筑中隔墙墙身，施工左线仰拱，仰拱先行，及时封闭，左线仰拱填充，仰拱和仰拱填充分开浇筑，施工矮边墙，左线衬砌；②右线进行三台阶七步法预留核心土开挖，开挖前对中隔墙进行防护，防止施工右线损坏中隔墙，右线初期支护，施工右线仰拱，右线仰拱填充，右线矮边墙，右洞衬砌。
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2.3 开挖断面优化
对于断面开挖对象特点为宽度高度较小，且断面轮廓线比较圆顺的情况，工程人员应该充分发挥其自稳能力。由于中隔墙顶部不能一次成型，在开挖过程中还要穿插欠挖的工作，所以在工作量上存在出现超挖的可能，超挖需要使用混凝土回填进行平衡，由于轮廓线和中隔线之间的空间较小，工作人员的有效工作面会较低，出现工作降效，增加工程投入。与断面一相比断面三的开挖情况不同，由于断面三是按照实际的断面轮廓作为落实开挖工作的，面对的超欠挖情况较小，由于轮廓线的不圆顺，使得结构整体的应力更加集中，结构受到重力的影响更大，对于整体的结构安全提出了新的挑战，需要更加仔细的检查各方面的受力情况，对于工作人员的安全威胁和工作效率造成了巨大的威胁，为了尽可能缓解中隔墙部分的开挖难度，工作人员一般使用预裂爆破或者光面爆破，为了保证爆破的效果，工作人员会在两个拐角的地方设置大量的炮眼。
2.4 初期支护
异型钢架由初期支护格栅钢架和临时格栅钢架组成，工作初期工作人员使用四个单元的支护格栅钢架。在设置三个单元的临时格栅钢架，为了确保工程质量，和工作人员生命安全，对于上述的格栅钢架要进行详细的筛查，对其材料强度，尺寸进行检查，确定符合施工设计中的相关要求后再进行接入。由于施工方案中计划是采用上下台阶分步开挖的方式，所以要先安装好前五个单元，并且及时进行支护，可以充分借用周围岩层的自然特点，工程人员每向前开挖1m就架设一榀钢架，为了保证整体的稳定性，在单元之间还要用螺栓进行连接，钢架用锚杆固定，与围岩固定，提高结构的整体性，为减少拱脚向下沉降的程度，采用混凝土垫块。当施工向下进行，开始对下台阶部分进行连接时，为了保证连接处的安全，上下台阶之间设置的距离不能够太长，一般就在15M，为了提供工程安全系数，工作人员要在中隔墙位置增设支撑。支撑部件与E单元连接。当工程人员开始向上部进行施工时，就可以利用短支撑来获取支护保护，当工作进程变为开挖下台阶时，再将短支撑换为更加适合的长支撑。
2.5防水措施
在二次衬砌背后满铺 EVA类塑料防水板，防水板背后环向采用小直径50mm加劲透水盲沟，互相之间选择的间距距离位8 ～12m，纵向在泄水孔位置安装直径80mm加劲透水盲沟，在纵向透水盲沟和环向透水盲沟之间、纵向盲沟与泄水孔之间全部采用三通连接，三通连接的材料选择PVC材料，为了防止漏水破坏整体结构，应该于施工缝的位置再增加设置橡胶止水带的工作。防水装置之间没有联系，应该互相独立设置，当工程进行到二次衬砌时，中隔墙和砌体之间为了保证漏水不会影响到整体施工质量，应该也设置专门的盲沟和防水板。由于左右两边的防排水系统是独立的，当发生施工事故时，排水系统的运作变瘫痪的几率也被人为的降低了一半，增加了工作环境的安全系数。
3无导洞法的特点和目前的局限
优点：由于无导洞法对于各个单位工程环节的衔接要求不像传统方式那样要求高，所以布置起来可以更加灵活，给了工程管理人员一个协调统筹施工组织的机会，对于工期的缩减，资源的投入都有积极的控制作用。最主要的表现就是减少了众多的支护结构的安装工作，对于工作人员的工作时间节省有着极大的提升，综合考虑增加了施工单位的经济效益。但是这项方法只适合在距离较长的隧道工程中进行。
缺点：该方法的局限性很大，对于施工场地的选择很挑剔，其一部分支护力来自于隧道的自然力，如果前期的勘探工作出现了问题，后期就会出现安全隐患。
无导洞法施工的使用范围：首先施工场地的地质条件要符合以下要求，围岩结构相对完整，较少出现接力缝隙。其次需要左右洞的荷载要对称，不会出现明显的偏压，结构断面要少并且面积不能过大。
结论：虽然无导洞法的施工环境局限目前来看还是存在这很大的局限性，相关的工艺和技术也还需要增加实践的次数以巩固提高，但是无导洞法可以大幅的减少支护结构以及工人对其的的安装和拆卸工作，对于工作人员的工作时间节省有着极大的提升，材料的运输管理费用可以减少，对于工期可以有效的做到减少，对于施工单位的经济效益有着非常积极的作用，而且在现在已有的类似工程中，质量和工人的反应都很好，所以该技术一定还会继续发展，直到完善为止。
参考资料
[1]舒磊.无导洞法施工连拱隧道技术[J].铁道标准设计,2008,(6):76-79
[2]王亚琼,张国庆,王万平等.连拱隧道结构设计与施工技术演变[J].公路,2010,(10):254-259.
论文作者:冯义虎
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/14
标签：隧道论文; 工程论文; 断面论文; 钢架论文; 隔墙论文; 结构论文; 工作论文; 《基层建设》2019年第4期论文;