汤晓东
四川公路桥梁建设集团有限公司 四川成都 610041
摘要：连拱隧道是近年来我国公路建设一种较为新型的大跨度隧道形式，根据隧道中隔墙构造特点，连拱隧道可分为整体式中墙、复合式中墙及无中墙三种形式。与分离式隧道相比，连拱隧道能够优化道路线型，降低对生态环境的破坏，节约工程造价等诸多优点。但由于连拱隧道的跨度比较大、结构形式复杂，在目前的研究与实际应用过程中，依然存在如设计、施工等方面的问题。基于此，本文对连拱隧道存在的重要问题进行探讨并提出相应的解决措施。
关键词：连拱隧道；中隔墙；设计；施工
【DOI】
Summary of research on Highway continuous-arch tunnel
Tang Xiao-dong
(Sichuan Road & Bridge (group) CO.,Ltd, Chengdu 610041,China)
Abstract： The multi arch tunnel is a new type of large span tunnel in China's highway construction in recent years. According to the structure characteristics of the middle wall of the tunnel, the double arch tunnel can be divided into three forms, including the integral middle wall, the compound middle wall and the middle wall. Compared with the separated tunnel, the multi arch tunnel can optimize the road alignment, reduce the damage to the ecological environment, and save the cost of the project. However, because of the large span and complex structure of the multi arch tunnel, in the current research and practical application, there are still problems such as design and construction. Based on this, this paper discusses the important problems existing in the multi arch tunnel and puts forward the corresponding solutions.
Keywords：Continuous arch tunnel; Middle design; Construction
1前言
高速公路在穿越山区等地貌特征明显的地区时，经常会在线位选择方面遇到地质、地貌及其他自然因素的制约，特别是在穿过埋深不大的区域时，选择连拱隧道的施工方式比其他如路堑或小间距分离式的隧道方案更具有优势。连拱隧道与分离式隧道不同，连拱隧道对两端连接地形的要求不高，因此可以极大地节约占地面积，减小接线工程量，使路线线形较为顺畅；此外，在遇到软弱围岩（Ⅱ、Ⅲ类）的情况时也能克服困难[1]。
2连拱隧道的分类
连拱隧道一般是将两个隧道之间的岩体用水泥混凝土来替代，也有一种形式是将两个隧道相互临近的边墙连接，使之形成双洞拱墙相连的一种结构，连接中间的部分称之为中隔墙，根据隧道中隔墙的构造特点，连拱隧道可分为整体式中墙、复合式中墙及无中墙三种形式。
2.1整体式中墙连拱隧道
在对连拱隧道的设计与施工过程中，中隔墙对连拱隧道整个结构的稳定性起到至关重要的作用，整体式中墙是连拱隧道咋中期采取的主要结构形式。整体式中墙连拱隧道与单洞隧道的主要不同是中隔墙的施作与排水系统，整体式中墙连拱隧道中墙在中导洞贯通后进行浇筑，它不但是初期支护及二次衬砌的重要支撑点，也是防水层的重要支撑结构[2]。
2.2复合式中墙连拱隧道
复合式中墙连拱隧道是目前最常见的连拱隧道形式，它可以分为复合式直中墙和复合式曲中墙两种形式。我国目前采用最多的是曲中墙连拱隧道形式，它与整体式中墙连拱隧道最主要的区别是对于中墙与中墙之间的防排水处理。与整体式中墙连拱隧道相比，它具有更好的防水效果，且此种形式更有助于提高围岩的稳定性。复合式中墙连拱隧道施工方法为：中导洞开挖与支护→中墙核浇筑→正洞开挖与支护→隧道防排水→正洞衬砌等。
2.3无中墙连拱隧道
无中墙连拱隧道是近年来形成的一种较为新型的连拱隧道，其结构型式如图1所示。其主要特点在于通过将两侧懂事的初期支护相连，从而取消中墙。此种结构后的特点也决定了在设计层面需事先考虑对隧道结构进行一定的调整：先采用偏压结构将先行动二次衬砌，随后进行后行洞靠中夹岩侧开挖轮廓线适当外移。采用这种结构很重要的一点是既要保证围岩的稳定性，同时也需要保证洞室的结构受力，必要时要采取加固措施。
图1 无中墙连拱隧道的断面形式
相对于整体式中墙和复合式中墙连拱隧道结构，无中墙连拱隧道的突出优点是取消了中导洞的开挖和支护，将两洞初期支护相连，防水层和二次衬砌独立成环，较好地解决连拱隧道防排水难题[3]。与此同时，该种施工也简化了施工工序，有助于加快工程进度。
3连拱隧道存在的问题及注意事项
3.1设计方面
连拱隧道跨境较大，结构复杂，目前在我国的研究尚不够成熟，存在许多问题，如理论研究与工程实际结合不紧密，研究系统不完善。理论方面连拱隧道结构受力设计计算模式不具有针对性，较为盲目。此外由于地质条件千差万别，勘察结果往往不能详尽，导致设计参考不具有全面性，也因此具有一定的局限性。具体主要体现在以下几方面：
1）支护强度不均匀
由于地质条件差异及连拱隧道结构的复杂性，施工工序较为繁杂，难免会使围岩应力发生变化，导致不稳定性增加。此外隧道施工过程中，围岩应力及隧道支护、衬砌等各部位的应力、形变均难以准确把握，所以在施工过程中和完成后隧道整体结构应力分布状态和结构荷载均极易出现不均匀的问题，主要体现为，部分结构支护强度过大，但局部位置又可能相对较弱。
2）结构长期安全性评价
目前我国隧道设计以新奥法为主要理论基础。大多数二次衬砌设计并未完全纳入承载体系考虑，更多的是将其作为辅助加强措施、长期安全性储备用以设计规定，整体隧道结构受力分析不足。因而结构长期安全性评价难以形成准确、系统的方法体系。此外由于隧道服役环境的作用，隧道结构中的配筋、锚杆、钢支撑、混凝土均会产生一定的劣化，对隧道安全产生较明显的影响，这些劣化因素量化的评价指标现在尚未形成统一、明确的标准体系，有待加强。
3）鉴于以上问题，在设计层面需重点关注以下几点：在进行中墙设计时，需在满足结构设计与施工安全的前提下，基于综合角度考虑洞外的接
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线要求、防排水系统是否可靠等因素；整体式中墙的连拱隧道在施工时应特别注意纵向施工缝的预留、止水方式、中墙的纵横向排水管布设、防水层的布置等问题。在施工时，尽可能避免施工缝的渗漏水、排水管堵塞和防水层的破顶问题；复合式中墙的连拱隧道在进行防排水设计时与独立双洞隧道形式一致；连拱隧道在进行设计时，应根据结构的需要来设置变形缝，双洞的变形缝应尽量设置于同一位置，设计时也要考虑纵向荷载对整体结构的影响；中墙结构容易受到施工中拱部推力不平衡的影响，因此在设计时在采取相应的措施来避免此种现象；当连拱隧道有偏压时，应对支护参数与施工方法进行特殊设计。
3.2施工方面
1）施工工序多，围岩稳定性差
连拱隧道在开挖时方案十分复杂，平纵面上交织进行围岩开挖、支护施工、防水层敷设、二次衬砌浇筑等一些列工艺，且初支与二衬交织相互受力，整体结构的应力转换次数十分复杂；施工工序繁杂，这就势必在成对围岩和已经较好的结构物多次扰动，不同衬砌部位之间的衬砌时间间隔长，增加了围岩荷载及围岩变形；当施工组织方案不合理时，施工时稍有不慎，容易造成衬砌面开裂等诸多问题。中隔墙的施工是在有限的空间内展开的，施工时非常困难，且受多方面扰动，易产生开裂、渗水漏水等现象。
2）现场监控量测体系和基准
目前我国尚无针对连拱隧道浅埋暗挖法施工的现场监控量测管理体系和监控的设计及施工标准，故有必要制定针对连拱隧道浅埋暗挖法施工的现场监控量测管理体系和监控基准[4]。
3）因此在在施工时关注以下几点：施工时在开挖及支护完成后，间隔一段时间再做衬砌，以减小对围岩稳定性的影响；进行先行洞结构的安全性检测时，针对现场围岩、支护、衬砌的变形和应力测量非常重要，这些数据对于进行后行洞施工的妥当性以及加固措施的有效性评价十分重要；减小中隔墙对岩体或衬砌的影响，应加强支护，防止围岩松弛及下沉等问题。
4结论
我国高速公路在未来的很长一段时间内都会有很大的发展空间，连拱隧道优点十分多，但还是存在施工难、工程技术水平低、经济性较低等诸多问题，所以针对连拱隧道理论体系及工程应用技术进行系统研究迫在眉睫。若能成功解决连拱隧道设计与施工中的难题，连拱隧道在未来的公路建设行业中将拥有广阔的前景。
参考文献：
[1] 刘春生.公路双连拱隧道开挖方法及施工过程数值模拟研究[J].青海交通科技，2016（06）：112-115.
[2] 张健明，雷庆强.公路连拱隧道三导洞施工工法和中导洞施工工法的比较研究[J].公路交通科技(应用技术版)，2016（06）：271-272.
[3] 闫伟.连拱隧道加宽施工技术要点[J].交通世界，2016（12）：78-79.
[4] 丁文其，郑康成，金威.某深埋分岔隧道空间荷载结构计算方法[J].中国公路学报，2016（02）：90-97.
作者简介：汤晓东，（1967.6.2），男，大专，助理工程师，从事工程管理工作。
论文作者:汤晓东
论文发表刊物:《防护工程》2018年第15期
论文发表时间:2018/11/2
标签：隧道论文; 结构论文; 围岩论文; 隔墙论文; 形式论文; 防水层论文; 应力论文; 《防护工程》2018年第15期论文;