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高速公路隧道施工技术探讨

摘要：本文结合工程实际，对高速公路双联拱隧道施工技术进行探讨。

关键词：高速公路；双联拱隧道；施工技术

一、工程概况

某双连拱隧道处于广西西北部山区，地势高差较大，构造为剥蚀丘陵。
内断裂构造极其发育，岩层为花岗岩、千枚岩、粉砂质页岩、石英砂岩等，隧道
不良地质为破碎断裂带及煤层为主，地表水较发育，地下水为岩层裂隙水。本隧
道长450M，为双向6车道，设计行车速度80km/h，连拱隧道总开挖跨度达33.5m，
设计施工难度相对复杂。

二、施工技术方案确定

目前，国内的双联拱隧道所采用的施工方法大多为中洞法施工，即三导坑先
墙后拱法。在施工中遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”
的十八字方针。

（一）施工特点

其特点为：

1．采用超前水平预注浆小导管、径向系统锚杆、锁脚锚杆、挂网和格栅
喷混凝土等支护手段，加之开挖后立即封闭，形成受力封闭环，能有效的控制围
岩变形和地表下沉，大大提高了施工的安全度。

2．其支护系统能很好地适应围岩的变形，与围岩形成一个整体，故能充
分发挥围岩的自撑能力。

3．能应用量测监控等信息化管理方法指导施工，使整个施工过程均处于
受控状态。

4．施工作业简便，不需要特殊的施工机械和设备，容易推广使用。

5．采用分部开挖，其超前中洞可起到探测和预报地质情况的功能。

6．中洞法施工减少了两个边导洞的施工，拱墙采取整体一次或分次衬砌，
具有工序较简单、机械化程度较高、临时初期支护量小、施工进度较快、节约成
本的特点。

（二）工艺原理

所谓中洞法，就是在地下工程掘进中，通过临时支撑将开挖断面分成几
个部分，中洞初支先行施工，待中洞贯通后施工中墙顶部和底部防水，再施工中
墙结构；然后利用中墙结构作为侧洞施工的支撑点，再根据围岩情况进行其它部
分的开挖与支护、防水层及侧洞结构。此工法是以新奥法的基本原理为依据，在
开挖中尽量减少对围岩的扰动，通过超前管棚、锚(网)喷洞壁、钢拱架或格栅拱
架支护系统和临时支撑联结，使断面及早闭合，控制围岩变形，并使之趋于稳定。
同时，建立围岩支护结构监控量测系统，随时掌握施工过程中围岩的变化，合理
安排，及时调整施工工艺和设计参数，确保施工安全。

三、施工技术要点本隧道施工作业采用中导洞先行，中导洞掘进40～
50米浇注中墙。在中墙混凝土强度达到70%以上再进左洞，右洞掌子面落后左
洞按10m控制。经监控量测，围岩变形基本稳定后同时施作左右洞二次模筑衬
砌。当围岩变形过大，初期支护力不足时，除应及时增强初期支护外，亦可修改
二次衬砌设计参数后提前施作模筑混凝土。左右洞二次衬砌与掌子面间距控制在
25～35m之间。这就在进、出口各自建立了中导洞、中墙、左、右洞开挖、二次
模筑衬砌五道并行的作业流水线，拓展了隧道施工作业面，为加快隧道施工进度
奠定了坚实的基础。

（一）初期支护施工1．超前小导管施工。（1）制管：超前小导管系
用外径为50mm，壁厚为5mm热轧无缝钢管加工成长500㎝.将钢管一端加热锻
成锥头，另一端焊上钢箍，留400mm作为止浆段，然后沿管壁四周钻四排注浆
孔，各排孔位互相错开，间距150mm，孔径8mm。（2）钻孔：按设计环向间
距以紧靠开挖面的钢支撑为支点先定出孔眼的位置。外插角从钢支撑外侧钻孔，
孔深500㎝，小导管纵向间距：中导320㎝，左、右洞250㎝。（3）安装导管
注浆：成孔后用高压风清孔，安装小导管后用牛角泵压注30号水泥浆，注浆压
力为0.7MPa～1.0Mpa，达到压力时持续15分钟停止注浆。2．系统锚杆施工。
隧道采用的的锚杆有两种：中导洞和进出口成洞面临时支护用Φ22㎜螺纹钢砂
浆锚杆，左、右洞用Φ25㎜中空注浆锚杆。锚杆按设计长度加丝口长，下料后
用套丝机套出12㎝长螺纹。在初喷砼后用红漆按设计间距梅花形布置，点出锚
杆孔位。用风动凿岩机垂直岩面钻孔。成孔后用高压风清除孔内碴屑，砂浆锚杆
在注浆后插入锚杆，安装垫板、螺栓；中空锚杆是安装锚杆后注浆，注浆压力为
0.5～1.0Mpa，终压为2.0～2.5Mpa.砂浆锚杆注30号水泥砂浆，中空锚杆压注30
号水泥浆。锚杆安装后三天内不准敲击锚杆头，也不准悬挂重物。3．钢拱架施
工。

（1）现场制作1：1胎模平台一套，并放设1：1钢模试拼大样。（2）
截割下料，将切割好的型钢放在1：1胎模上，固定后用乙炔焰加热达到一定深
度后，均速起动胎模千斤顶，将型钢压制成型。（3）各单元的接头板有两种型
式：钢拱架与中隔墙的连接是在连接单元的一端焊上A3钢板，与预埋在中隔墙
的钢板双面焊接，各单元之间的连接采用U型钢之间一定长度的搭接并用连接
件压紧。（4）将加工好的各单元构件放在大样台上试拼，轮廓误差不大于3cm，