[发明专利]一种无中墙连拱隧道的施工工法

说明书

技术领域

本发明涉及技术领域，尤其是涉及一种无中墙连拱隧道的施工工法。

背景技术

在山区修建高速公路时，线路时常穿过垭口、鸡爪地形，或沿溪、沟谷布设线路，在这种情况下，相比路堑、分离式隧道和小净距隧道，连拱隧道往往具有隧道两端对地形要求不高，占地面积小，布线方便，接线工程量小，线性顺畅，利于环保等优势，因而获得了隧道建设者的青睐。

传统连拱隧道左右幅共用一堵中墙，断面形式呈“M”形，其结构形式的差别主要是取决于中墙的形式不同。根据中墙断面形式不同，连拱隧道可分为直中墙式和曲中墙式，直中墙和曲中墙又有整体式、中空式和分层式（复合式）三大类之分。

一般情况下，连拱隧道为中、短隧道，相应的隧道埋深浅，地质条件差，围岩以Ⅴ、Ⅳ级居多。根据地质情况不同，传统连拱隧道洞身施工可分为三导洞和中导洞施工法。对于Ⅴ级围岩，常采用三导洞施工法，即中导洞超前开挖，中导洞贯通后，浇筑中墙混凝土，左、右侧导洞交错开挖及支护，左、右正洞上台阶开挖及支护，左、右正洞核心土及下台阶开挖，左、右正洞二次衬砌及仰拱浇筑，施工过程中左右正洞均需前后错开一定距离。根据边墙衬砌施作先后顺序不同，三导洞施工法可分为先做边墙和后做边墙施工法。对于Ⅳ级围岩，连拱隧道常采用中导洞施工法，即中导洞超前开挖，中导洞贯通后，浇筑中墙混凝土，然后采用上下台阶法开挖左右正洞，最后分别浇筑左右幅二次衬砌及仰拱，施工过程中左右正洞均需前后错开一定距离。

然而，传统连拱隧道三导洞和中导洞施工法常存在以下问题：

（1）施工时采用先开挖中导洞、支护，待中导洞贯通后再浇筑中墙混凝土，然后再开挖主洞的施工工序，而中导洞开挖断面小，施工作业面狭窄，加上施工工序多、繁琐，导致施工进度缓慢，甚至影响工期。

（2）施工开挖工序多，导致对围岩多次扰动，扩大了围岩塑性、松弛范围，增加了衬砌荷载。

（3）中墙顶部混凝土密实程度难以控制，施工质量难以保证。

（4）中墙在施工过程中受力转换复杂。中墙在施工过程中承受了顶部支护的不平衡压力或二次衬砌所带来的不平衡推力，容易引发中墙的偏移和开裂，影响隧道安全使用和耐久性。

（5）中导洞临时支护后围岩产生的变形不能及时得到抑制，导致围岩变形加剧，易产生塌方、冒顶现象。

（6）中导洞采用临时支护，开挖主洞时需要将其拆除，产生废置工程，不经济。

（7）整体式和中空式中墙连拱隧道中墙顶与主洞结合部，易出现渗漏水；由于应力集中，直中墙与拱部连接处、边墙墙脚常出现裂缝，也会产生渗漏水现象。

由于连拱隧道自身结构复杂，施工工序多，使结构受力状态频繁变化，质量控制点多而困难，稍有疏忽就会出现病害，因此以上问题，有待于随着连拱隧道修建技术的完善得到解决。

发明内容

本发明克服了现有技术中的缺点，提供了一种施工工序简单、速度快且质量稳定的无中墙连拱隧道的施工工法。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种无中墙连拱隧道的施工工法，包括以下步骤：先开挖一幅隧道，施作初期支护和二次衬砌；再开挖另一幅隧道，施作该幅隧道初期支护和二次衬砌；其中后行施工的一幅隧道的初期支护与先行施工的一幅隧道的初期支护相连，并确保连接牢固，两幅隧道共用先行施工隧道的初期支护的边墙，两幅隧道的二次衬砌各自独立成环，形成整体受力体系。

优选的是，根据单洞断面大小和隧道地质情况，两幅隧道施工采用台阶法、CRD法、CD法或几者之间的组合。

优选的是，所述台阶法为上下台阶法或三台阶法。

优选的是，两幅隧道均采用复合式衬砌，初期支护与二次衬砌之间敷设防水层。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

（1）取消中导洞施工，采用左右两幅隧道单独施工，简化了施工工序，加快了施工进度。

（2）减少了对围岩的扰动次数，避免了中导洞施工对抑制围岩变形不及时的情况，减小了衬砌荷载，衬砌安全性提高。

（3）取消中墙，避免了传统连拱隧道中墙顶混凝土密实度难以控制的缺点，施工质量更易得到保证。

（4）避免了传统连拱隧道中墙在复杂的受力状态下易出现中墙偏移和开裂的缺点。

（5）取消中导洞施工，减少了中导洞临时支护，更加经济。

（6）左右幅隧道形成各自独立封闭的防排水体系，衬砌渗漏水问题得到很大改善。