1、目 錄一、前言1二、工法特點3三、適用范圍3四、工法原理及關鍵技術3五、工藝流程及操作要點4（一）工藝流程41、三導洞施工法（見圖2）42、中導洞分部開挖法（見圖3）53、施工工藝流程（見圖4）5（二）操作要點61、洞口工程施工準備62、長管棚施工63、反壓回填土及地表導管注漿74、中導洞開挖85、側導洞開挖86、中隔墻施工（參見圖6）87、正洞施工98、支護體系施工99、防排水體系1010、二次襯砌施工1011、監控量測11六、機具設備13七、勞動力組織13八、質量控制14九、安全措施14十、效益分析14十一、工程實例15六車道大跨淺埋雙連拱隧道施工工法林永強崔根群辛國平陳銳（中鐵隧道集團有

2、限公司第一工程處）一、前言雙連拱隧道是在高速公路通過山勢不高、長度較短、上下行線在此分離不開的地段設置雙跨連拱隧道，具有易于選線、節約用地、有利環保等優點，但造價一般較高。隨著我國的高等級公路的迅猛發展，在建或擬建的眾多高速公路均已按六車道進行規劃設計或預留，特別是在山區面積所占比例大、地形條件復雜的山嶺重丘地區（如我國的中西部）將出現越來越多的六車道大跨雙聯拱隧道。如：上海至武威國家重點公路河南境南陽內鄉至西坪段（宛坪高速）連續出現了16座六車道雙連拱隧道，國內十分罕見。其隧道單跨斷面為多心圓結構，邊墻為曲墻，中墻為直墻，單跨凈寬14.1m，凈高8.2m，左右洞之間通過2.4m厚的鋼筋砼中隔

3、墻相連，初期支護采用工字鋼拱架、中空注漿錨桿、掛鋼筋網、噴砼等形式，二襯采用獨特的“夾心式”模筑雙層鋼筋砼結構（參見圖1）。圖1六車道大跨連拱隧道斷面結構圖十六座隧道均具有以下幾個特點：1、淺埋、地質條件復雜：因隧道通過的地段一般山勢較低，最大埋深在40至80米之間，圍巖風化嚴重、軟弱破碎，節理發育，地表水直接影響隧道內涌水量。2、跨度大：開挖跨度達32.6m，使得中隔墻將承擔比一般連拱隧道更大的壓力，中隔墻更容易下沉。3、偏壓：由于跨度大，左右洞的埋深不同，整條隧道存在不同程度的偏壓，特別是洞口段偏壓比較嚴重，造成進洞困難。4、施工工序復雜：大跨雙連拱隧道的施工必須分多工序多步驟進行，各個工

4、序間相互影響大，施工組織要求科學合理。5、防水困難：連拱隧道中隔墻頂漏水是一個通病，采用“夾心式”襯砌結構科學解決了中隔墻防水層施作問題，但由于跨度大，中隔墻部位的水量更加集中、水壓大，對防水層的要求高，必須精細施工。中鐵隧道集團在其中三座隧道的施工中，根據六車道雙連拱隧道埋深淺、跨度大的特點，通過科學的施工組織，采用三導洞法及分部開挖法，結合超前管棚、地表反壓回填、地表預注漿等輔助措施，以監控量測為指導，不斷優化施工方案進行動態管理，安全快速地通過強風化細砂巖層夾薄層泥巖，成功解決了中隔墻下沉開裂、中隔墻滲漏水的質量通病，遙遙領先其它隧道率先完成施工任務。為此，通過對三座隧道的施工工藝，包括

5、進洞方案、開挖方法、襯砌施工、特殊問題的處理等方面進行總結，形成了本工法。二、工法特點1、采用穩妥合理的進洞方案：合理安排中導洞提前正洞67m進洞，同時進行左右正洞的超前大管棚、地表反壓回填、地表預注漿等輔助措施，同時施工互不干擾，有利于進洞安全并縮短工期1個月。2、中導洞先行，側導洞跟進，三導洞同行不同步的施工組織安排，實現安全快速施工。3、級以上圍巖地段采用中導洞法，取消側導洞，正洞采用分部開挖法，減少臨時支護投入，施工經濟高效。4、按“管超前、短進尺、弱爆破、強支護、早封閉、勤量測”方針組織施工，特別注重鋼支撐及鎖腳錨桿作用，確保隧道安全。5、無釘熱熔鋪設防水板技術，做到隧道不滲不漏水。

6、三、適用范圍1、開挖橫跨度32.0m，高度11.1m，圍巖類別為級的公路六車道雙連拱隧道。2、四車道公路連拱隧道。3、其它類似的地下工程可參照進行應用和推廣。四、工法原理及關鍵技術（一）工法原理1、根據隧道“早進晚出”原則，避免大挖大刷，隧道盡可能提前進洞，洞頂覆蓋層達2m時便可進洞。進洞前，采取89（或108）超前大管硼、地表返壓回填、地表預注漿等一些必要措施提前加固洞口。2、根據六車道大跨連拱隧道的結構特點，盡快優先貫通中導洞，盡早施作中隔墻，為左右正洞的開挖創造條件。為此，中導洞盡可能提前進洞，采用臺階法或全斷面法開挖，汽車配合裝載機出碴，快速掘進。3、中導洞貫通后，先行澆筑中隔墻基礎，

7、墻身采用兩片整體式鋼模板臺車一次性模注完成。4、左右正洞的洞口淺埋段及級圍巖段采用側壁導洞法施工，級圍巖以上取消側導洞，采用環形開挖分部法施工。5、仰拱緊跟掌子面下部，起到早封閉作用，并盡早施作二襯。確保洞口安全，明洞襯砌先行施工，左右明洞采用兩臺液壓模板臺車并排、對稱整體澆注。6、開挖支護嚴格按新奧法原理組織施工。7、合理組織各工作面人員與機械，資源優化組合。（二）關鍵技術1、中隔墻的防開裂、抗偏壓及防下沉技術。2、各導洞之間及左右正洞之間錯開距離的合理確定。3、預留變形量的合理確定。4、防排水層的施工工藝技術。五、工藝流程及操作要點（一）工藝流程1、級圍巖段采用三導洞法（見圖2） 中導洞臺

8、階法（或全斷面）開挖、臨時支護 側導洞臺階法開挖、臨時支護 模注中隔墻基礎及墻身，并回填下部及安裝橫向支撐 中墻頂部空洞注水泥砂漿 超前支護 正洞上部開挖及初期支護 正洞中部開挖 正洞下部仰拱開挖及初期支護、仰拱填充 全斷面模注二次襯砌鋼筋砼2、級圍巖采用中導洞法（見圖3） 中導洞臺階法（或全斷面）開挖、臨時支護 模注中隔墻基礎及墻身，并回填下部及安裝橫向支撐（ 假設左側正洞淺埋先行開挖，橫支撐安在右側，反之安在左側） 中墻頂部空洞注水泥砂漿 超前支護 上部弧形導坑開挖、初期支護 中部核心土開挖 側部開挖、初期支護 下部仰拱一次性開挖支護、仰拱填充 全斷面模注二次襯砌鋼筋砼3、施工工藝流程（見

9、圖4）中導洞開挖支護模注中隔墻基礎、墻身砼中隔墻基礎回填土、安裝橫支撐中隔墻頂部空洞注漿處理左右側導洞開挖支護淺埋側正洞上部開挖支護另一側正洞上部開挖支護正洞中部開挖正洞下部仰拱開挖支護、拆除臨時支撐仰拱及填充全斷面模注二次襯砌鋼筋砼地表返壓回填及注漿施工準備洞口長管棚施工管棚準備遇有偏壓現象時進洞6m開挖8m圖4 大跨連拱隧道施工工藝流程圖（二）操作要點1、洞口工程施工準備測量出左右線的洞口縱斷面，按“早進晚出”原則，比選最佳進洞口位置。開挖出洞口管棚施工平臺，并對邊仰坡進行噴錨支護，做好洞頂排水系統。2、長管棚施工（1）設計參數：采用長為2040m的89（或108）超前大管棚支護，鋼管為熱

10、軋無縫鋼管，節長8米，環向間距40cm，外插角3°；（2）設置位置：明洞襯砌輪廓線以外30cm，中導洞頂及左右正洞上部60°范圍。（3）導向墻（套拱）：厚6080cm，長1.52m，采用I20鋼拱架，C25混凝土(模注砼或噴射砼)，左右側導向墻在中導洞頂部應相連，成“m”形狀。導向墻兩端延伸至墻腳，設在穩定的基礎之上，導向墻中部與提前進洞的中導洞初期支護相連，將中間懸空部分托起,形成穩定結構。（4）施工技術要點a.洞口預留核心土，經人工整修、夯實，使其表面圓順， 鋪設3mm厚的鋼板，作為導向墻混凝土施工的內模；導向管的位置及方向精確定位。b.每節鋼管用絲扣連接，同一斷面內接

11、頭數量不超過50%，相鄰鋼管的接頭相錯量不小于1m，施工時，把孔編為奇數和偶數，奇數孔鋼管組合方式為8+8+4m，偶數孔鋼管組合方式為4+8+8m。c.采用MK-5型液壓鉆機，鉆機操作平臺必須牢固、安全，架立鉆機時應精確核定孔位，保證鉆機鉆桿線與管棚設計軸線吻合以及鉆機在鉆進過程中不發生偏移和傾斜。鉆完一孔立即頂進鋼管，管口處設置排氣管，鋼管與孔口處的間隙用麻團堵塞緊密，保證注漿時漿液不溢出。d.采用液壓注漿機注漿，水灰比為0.5：12：1，注漿壓力為0.8MPa1.2Mpa，注漿過程中專人負責檢查注漿效果，并作好記錄。3、反壓回填土及地表導管注漿隧道洞口段埋深淺，多為坡積物和人工棄土覆蓋，存

12、在偏壓，自承能力差，存在坍塌、冒頂隱患；采用反壓回填土增加淺埋側覆蓋層厚度以減少偏壓，同時進行地表注漿固結圍巖和上覆層，使原為主動荷載的上覆層變成能承載的承載拱,同時達到固結堵水的目的,以保證安全進洞。（參見圖5）（1）反壓回填施工回填前先挖去軟弱土，清除表土、灌木及危石；采用土石回填，用推土機和5T自卸汽車推運土石混合料，用18T振動壓路機分層壓實（每層壓實厚25cm，壓實度95%）。（2）小導管地表注漿注漿鉆孔直徑：50（壁厚5mm）；注漿孔間距：150×150cm，梅花型布置；漿液：地表至拱頂壓注1：1水泥砂漿；注漿終壓：1.0Mpa；壓注范圍：隧道開挖輪廓線以外2米的所有反壓

13、回填段。4、中導洞開挖級圍巖段采用臺階法開挖，臺階長度56m，上下臺階均利用簡易臺架進行開挖支護作業，級圍巖采用全斷面開挖，斷面開挖高度應比設計高出10cm，便于中隔墻立模。當為土質圍巖時直接用挖掘機開挖，人工修整周邊輪廓，必要時采用弱爆破。出碴采用汽車配合裝載機。臨時支護緊跟掌子面。5、側導洞開挖側導洞采用上下臺階法施工，施工方法同中導洞。因斷面較小，側導洞的出碴用裝運機械倒運至洞外。偏壓淺埋或圍巖較差的側導洞先行，并要滯后中導洞至少10m，另一側導洞滯后先行側導洞至少10m。當圍巖情況比較好時，可以先只開挖上部，下部等正洞仰拱一起開挖。中導洞與側導洞開挖中的地質情況應記錄詳盡，為正洞開挖作

14、地質預報。6、中隔墻施工（參見圖6）（1）施工安排中隔墻是連拱隧道的關鍵部位，也是施工的重點。在進洞條件允許的情況下，為縮短工期，中導洞開挖到一定里程后即可轉入中隔墻施工，中導洞從另一端繼續開挖，當開挖貫通時中隔墻也施工到貫通點，中導洞開挖人員即可轉入正洞施工。由中導洞向正洞轉換工序時中導洞開挖長度可按下式計算：K=L/（D/J+D/S+1）式中：K-先施工端中導洞開挖長度m，L-中導洞全長m，D-中導洞開挖日進尺m/d，J-中隔墻基礎砼施工日進尺m/d，S-中隔墻墻身砼施工日進尺m/d。（2）中隔墻基礎a.采用大塊拼裝鋼模板，泵送砼每循環澆注9m。b.為增加中隔墻的地基承載力及抗傾覆能力，基

15、底浮碴必須清干凈，并設地基錨桿（RD25N中空注漿錨桿）長3m，端頭嵌入墻基50cm，間距100×75cm。c.基礎兩側及時回填土石。（3）中隔墻墻身a.澆筑墻身前，在中導洞拱頂設徑向RD25N中空注漿錨桿，長3m，間距100×75cm，外露50cm與墻頂相接，增強中隔墻的抗側翻能力。b.采用整體式中隔墻襯砌臺車，泵送砼每循環澆注9m。模板安裝時，頂部預留出正洞初期支護的落腳平臺，并預埋連接鋼板。c.每隔45m頂部預留一根50mm注漿管，脫模后及時注1：1水泥砂漿，防脫空。d.假設左正洞準備先開挖，那么在中隔墻的右側必須提前安裝橫向支撐，防止橫向水平推力對墻體的破壞。一般淺

16、埋偏壓或圍巖較差側正洞先行施工，來確定支撐方向。7、正洞施工待中隔墻砼達到70%強度后，可進行正洞上部開挖施工。正洞分上中下三部開挖，上部采用環形開挖，超前5-6m，中部預留核心土，光面弱爆破，汽車配合裝載機出碴。嚴格控制每循環進尺，淺埋段0.75m，級圍巖深埋段1.5m，級圍巖段2m，支護緊跟掌子面。左右洞宜同時開挖，但不能齊頭并進，錯開810米較合適，一方面相互影響小，另一方面對中隔墻產生的水平推力小。8、支護體系施工（1）超前小導管支護導管采用5m長50×5熱軋無縫鋼管，環向間距40cm，搭接長度不小于100cm，外插角6°；采用YT28風鉆沿隧道縱向以6°

17、外插角鉆孔，孔徑稍大于管徑(65)。小導管尾部焊在鋼拱架上，頂進時注意保護管口不變形，并對開挖面及相臨界面噴砼封閉，管口設止漿塞。采用1：1水泥漿灌注，施工配合比經現場試驗確定，注漿終壓為0.5MPa1.0MPa，能保持壓力2min即表明達到注漿效果。（2）初期支護采用工字鋼拱架+“噴錨網噴”支護,級圍巖段采用I25a工字鋼，間距為0.75m，級圍巖采用I20b工字鋼，間距為1m，錨桿采用RD25N中空注漿錨桿，噴砼采用濕噴工藝。（初期支護施工工藝見流程圖7） 施工要點：爆破找頂初噴打錨桿立鋼架掛網噴砼測量打眼注漿打小導管養生圖7 初期支護施工流程圖a.確保鋼拱架的加工質量。采用液壓彎拱機加工

18、，平面翹曲度控制在允許范圍內，加工好的拱架先在平整的場地上預拼，檢查合格批量加工、編號存放。b.鋼拱架安裝時，拱腳置于牢固的基礎，連接鋼板的螺栓必須擰緊，接鋼板企縫焊接，確保整體拱架發揮承力作用。c.鋼拱架之間用縱向鋼筋連接。d.在拱腳處增設兩根砂漿錨桿并與鋼拱架焊接。9、防排水體系防排水結構采用夾心式，排水通路封閉成環，形成有效的排水系統。（參見圖8）（1）隧道每5m環向布設型彈簧排水半管與兩側墻腳處縱向排水花管（PVC100×4）相連，并用PVC100×4排水管與中心排水溝橫向連通，形成縱橫向連通的完整排水體系。 （2）防水層采用復合式防水板（1.5mm厚改性LDPE防

19、水板和450g/m2土工布），系吊帶鋪設，用熱熔機焊縫（寬10cm）。防水板是否破損是防滲漏水的關鍵，必須處理好突出物(錨桿、小導管頭), 防電焊燒傷，逐條縫逐面積排查及時修補。（3）隧道內所有施工縫和變形縫均設置中埋式橡膠止水帶。10、二次襯砌施工（1）仰拱緊跟正洞下部，仰拱初期支護一次性對接成環，并及時進行仰拱填充。仰拱填充整體澆筑施工，洞內車輛從簡易便橋上通過。（2）二次襯砌砼采用整體式模板臺車。a.使用色拉油或新鮮機油作脫模劑。b.輸送泵泵送入模，搗固棒配合附著式振動器搗固混凝土，混凝土對稱分層澆注，邊墻從墻腳往上壓注，拱部從拱腳處壓注，最后從拱頂低端處壓注，杜絕混凝土自由跌落，防止產

20、生空洞。c.拱頂設25鋼管排氣孔，并作為拱頂空洞注漿孔。d.隧道明洞中墻與拱圈為整體性結構，需用2個模板臺車并排，一次性整體澆注。外模采用木摸，邊墻側模板加固采用鋼拱架,用方木或圓鋼管支撐加固；中隔墻頂的木模加固在砼外層鋼筋上。由于明洞整體澆注的混凝土量大，特別是拱腳壓力特別大，模板安裝要確保牢固，避免跑模。明洞整體澆注施工參見圖9。11、監控量測（1）監控目的現場圍巖監控量測是大跨連拱隧道十分關鍵的一環，通過監測及時對數據進行分析，判斷變形是否穩定，指導施工，重點解決以下幾個問題：a.動態地確定開挖與支護預留變形量；b.判斷圍巖類別情況，合理確定開挖方法，如正洞開挖采用雙側導洞法，還是分部開

21、挖法；c.支護形式是否合理；d.斷面超欠挖控制情況。（2）監測項目（見表1）表1 主要監測項目及監測頻率 項目名稱方法及工具布 置監測頻率地質和支護狀況觀察巖性、結構面產狀及支護裂縫觀察或描述,地質羅盤等開挖后及初期支護后即進行每次爆破后及初期支護之后洞口淺埋段地表下沉精密水準儀洞頂地表每10米一個橫斷面,每斷面45m一個點剛進洞時1次/2天，進到深埋段后1次/周周邊位移各種類型收斂計或測桿每20米一個斷面,每斷面23對測點頭15天1次/天，1630天1次/2天，12月1次/周，2個月以上13次/月拱頂下沉水平儀、水準尺、鋼尺或測桿每20米一個斷面與周邊位移同時進行錨桿抗撥力錨桿拉撥儀每10米

22、一個斷面每個斷面至少做三根錨桿斷面測量斷面儀、全站儀每5米一個斷面每5米一個斷面（3）測線和測點的布置（見圖10、11）圖10 導洞測點、測線布置圖圖11 左右正洞測點、測線布置圖（4）注意事項a.必須成立一個由23人組成的量測小組，專門負責。b.量測點在初期支護施作時安設，在下一循環開挖前完成，并測取初讀數。c.測點應部安設在距開挖工作面2m范圍內，且不大于一個循環進尺，并應細心保護，不受下一循環施工的破壞。d.各項位移的測點，一般布置在同一斷面內，測點統一在一起，測設結果能互相印證，共同分析和應用。e.特別注意中導洞及測導洞的開挖施工地質記錄，對正洞來說是最好的、最準確的超前地質預報方法，

23、對其圍巖情況應進行詳細、準確的記錄，指導正洞施工。六、機具設備主要施工機具配備（按一座單口開挖隧道計）見表2。表2 主要機械設備一覽表序號機械名稱規格型號數量(臺)備注1變壓器S9-630/101電力設備2電動空壓機LS-20HAC2開挖設備3挖掘機PC20014裝載機ZLC40C15裝載機ZLC50C16自卸載重汽車5t67風鉆YT-28158風鎬G10A69通風機DKJ-NO10210回轉鉆機MK-5D2支護設備11砼噴射機濕式TK961312注漿機KBY-50/70313彎拱機0250214電焊機BX-315-1415砼輸送泵HBT602襯砌設備16砼運輸車TSB-6317強制砼拌合機J

24、S750218中隔墻模板臺車9米119正洞液壓模板臺車9米2七、勞動力組織主要作業工序勞動力配備見表3。表3 主要作業工序勞動力配備表工序工作內容人數×班數備注監控量測測量與量測7×1=7人測量組開挖支護開挖、初噴、立鋼支撐、掛網、錨桿、復噴13×6=78人三導洞開挖班18×4=72人兩正洞開挖班二次襯砌仰拱及填充8×2=16人仰拱施工班掛防水層、排水管4×2=8人防水板施工班鋼筋綁扎、安裝預埋件、臺車定位25×2=50人鋼筋襯砌班混凝土灌注、脫模、養生7×2=14人砼施工班八、質量控制嚴格執行公路隧道施工規范及公

25、路工程質量檢驗評定標準JTG F80/1-2004，并在施工中注意以下事項：1、控制隧道超欠挖，初期支護緊貼圍巖，防止初期支護背后出現空洞，超挖部位應回填密實；2、拱架安裝時,控制好中線及標高，保持與中線垂直，避免鋼拱架侵入二次襯砌，拱架之間聯結牢靠，螺絲擰緊，必要時將連接鋼板焊接牢固，拱腳要落在穩定基巖上,避免出現懸空, 且必須設置鎖腳錨桿；3、仰拱采用分左右幅開挖，基底清理干凈，不滿足承載力要求時換填片石砼；4、保證防水板無破損，保證排水管道的暢通；5、模板臺車加工剛度、尺寸、板縫、表面平整度等滿足要求，減少錯臺，確保外觀質量；6、明洞襯砌混凝土的方量大，注意模板加固牢靠，以免跑模。九、安全措施1、大跨連拱隧道斷面大埋深淺，圍巖情況復雜，堅持短進尺、早封閉，保證安全。2、洞口是隧道安全的關鍵，必須制定周密穩妥的進洞方案。3、左右洞加強調度協調，爆破時另一洞人員暫時撤離。4、下部開挖后仰拱及填充緊跟，盡快施作二次襯砌。5、堅持文明施工，注意洞內排水順暢，避免水對拱腳、仰拱的浸泡；6、派專人負責監控量測，及時發現問題及時反饋信息，隨時響應應急對策。十、效益分析1、施工進度加快：宛坪高速項目中，共計600米六車道大跨隧道，僅用時13個月便完成隧道主體工程施工，施工進度遙遙領先于其它標段。2、中隔墻采用整體式模板，與傳統組合模板相比循環時間短，使正