试析高速公路中单洞隧道施工技术

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1、试析高速公路中单洞隧道施工技术摘要：单洞隧道是一种新的隧道形式，跟以往的隧道形式均有明显差异，本文分析了单洞隧道施工技术的现状和技术的发展趋势，建议采用有效科学的施工方法和工艺，提高隧道施工建设的工程质量。　　关键词：高速公路单洞隧道技术现状发展趋势应用　　　　单洞双层隧道作为一种新的隧道形式，不同于分离式隧道和连拱式隧道。隧道在铁路及公路建设方面有特殊的意义，目前所建设的隧道为分离式隧道、连拱式隧道和小净距隧道居多，且均为直墙式或曲墙式单层隧道，而关于双层隧道设计、施工等方面的问题研究较少。双层隧道作为地下结构的一种新的形式有其特有的优点。　　1技术现状　　目前国内修建的单洞

2、双层隧道并不多见，上海复兴东路双层隧道是我国第一条采用盾构法施工修建的单洞双层隧道。有限元计算模型及计算参数，对于单洞双层隧道和分离式隧道，一般采用通用有限元软件ANSYS进行数值模拟计算，分析围岩应力场、变形场和塑性区的分布规律，基于以下假设：岩体为弹塑性模型，并且是各向同性；隧道变形和受力是平面应变问题；隧道处于浅埋状态，岩体的初始应力考虑自重应力，不考虑构造应力；为简化计算，将锚杆和喷射混凝土钢拱架等初期支护的加固作用，简化为一个加固区，采用提高加固圈围岩参数的方法来考虑，加剧圈的范围为锚杆加固的范围；由于二次衬砌是在初期支护施作完成的，是在围岩基本稳定时进行施工的，二次

3、衬砌作为安全储备，不考虑二次衬砌对围岩稳定的影响。有限元数值计算分二步进行：第一步模拟原始地形及隧道开挖前的应力场、位移场；第二步模拟隧道开挖，由围岩自重形成初始应力场。开挖后地面最大沉降量分别为1.15mm和1.17mm，单洞双层隧道比分离式隧道大1.6％，对于隧道顶板处于同一深度的两种隧道基本一致，所以在围岩较好的情况下，采用浅埋暗挖法施工，两种隧道形式对沉降影响不大。隧道开挖后产生的变形量沿围岩深度变化越来越小，围岩越深受开挖卸荷影响越小。　　2单洞隧道施工技术的发展趋势　　2.1三导洞法　　三导洞法施工工序：计算自重应力场；中导洞开挖；中导洞初期支护，中墙浇筑；左、右导

4、洞开挖；左、右导洞支护；中墙顶及左侧回填，右洞拱部开挖；右洞拱部初期支护；右洞核心土开挖；右洞仰拱浇筑；左洞拱部开挖；左洞拱部初期支护；左洞核心土开挖；左洞仰拱浇筑。根据工程的具体情况，采用台阶法开挖，从维护地层和周边环境的角度，逆作法相对有利，考虑到该区段高楼林立，在围岩软弱且临近、穿越桩基的不利条件下，为使环境损害最小，施工过程采用二衬紧跟法施工，从而尽快使断面闭合。特大断面隧道断面形状的选择，不同围岩类别条件下合理隧道支护型式及支护参数的确定等单洞四车道公路隧道建设中的关键技术问题，为单洞四车道公路隧道的设计和施工提供了新型的设计形式、设计准则和方法，对丰富和发展我国公路

5、隧道的设计与施工方法，具有十分重要的意义。　　2.2新奥法　　新奥法(NATM)是目前发展得比较成熟的隧道理论，广泛应用于国内外隧道结构设计和施工中。喷锚支护作为新奥法的核心支柱，其重要性不言而喻。锚杆加固是隧道施工过程中维护围岩稳定，保证施工安全的重要支护手段之一，是喷锚支护的主要组成部分。锚杆支护是通过锚人岩体内部的钢筋与岩石融为一体，以达到提高围岩的力学性能，改善围岩的受力状态，实现加固围岩，维护围岩稳定的目的。锚杆主要有悬吊作用、组合拱作用、减跨作用、组合梁作用。对于不适合直接使用锚喷支护的特殊地质条件下的山岭隧道开挖，必须采用类似软土隧道盾构施工原理的强预支技术，即用

6、超前管棚、小钢板或插板、钢拱架和喷混凝土的联合支护体系。　　2.3台阶箱型法　　台阶箱型法施工定义：隧道分别用N型钢+cX喷钢筋砼构成三道水平临时横隔板，分四部台阶法开挖，因其可近似看成四个箱体，成台阶式施工，所以称其为台阶箱型法施工。台阶箱型法施工单洞重叠隧道结构采用复合式衬砌，即以锚杆、钢筋X、喷射砼格栅钢架为初期支护，以模筑钢筋砼衬砌为二次衬砌，初期支护与二次衬砌间设全封闭防水隔层。全隧处于软弱围岩中，先施工的一台阶，还将受到后继施工的二、三等台阶的逐步扰动，造成逐级沉降、围岩塑性区扩大、侧向变形、结构应力扩大的影响和叠加。先施工台阶地下渗水将对下部岩层的软化，以及台阶长

7、度与掌子面岩体破裂面的控制和结构闭合时间产生矛盾，为有效解决这些错综复杂的因素，控制侧向变形和地表沉降，施工中采用台阶箱型法施工和小导管超前劈裂预注浆加固、锁脚锚杆、纵向托梁和完善径向系统锚杆等辅助措施。　　2.4单洞隧道施工方法的应用　　单洞隧道分为四个台阶自上而下分层进行，在软弱围岩地段根据监测结果。用型钢架及CX喷钢筋混凝土构成三道水平临时横隔板，分四部台阶法开挖，衬砌施工自下而上分三步进行，第一步先施工仰拱及回填，第二步施工下洞边墙及中隔板，第三步施工上洞衬砌。用大型通用有限元软件A