摘  要：针对目前城市地铁隧道施工工期紧、难度大、安全风险高的工程现状，用双洞法施工区间大断面连拱隧道，安全快速地完成了隧道施工，确保了连拱隧道防水效果，缩短了施工周期，加快了工效，降低了施工成本，取得了良好的技术经济效益。

关键词：隧道；连拱；大断面；双洞；施工

 

      北京地铁大兴线新宫站站后折返线渡线段隧道为不等跨双连拱结构形式，隧道全长75 m，开挖跨度为18.85 m，开挖高度为 9.874 m，跨矢比为 1∶ 0.52，小洞衬砌后净跨度为5.45 m，大洞衬砌后净跨度为 10.85 m，中墙厚度为0.8 m。 设计推荐“中导洞—正洞”施工工法，但无论在开挖进度、安全及二次衬砌质量上都存在着不少的困难和问题。 经施工技术人员会同北京地铁知名专家反复讨论、研究和试验 ，提出了 “双洞法 ”的施工方案。

 

      早期的双连拱隧道多采用中洞法三洞施工，对围岩扰动次数多，施工周期长、工效慢、成本高，不利于隧道防水，而双洞施工工法则避免了上述弊端，是一种高效快速的施工方法。

      1）采用新奥法施工 ，能尽量减少对围岩的扰动 ，充分保护和利用围岩的自承能力，提高隧道结构的整体安全度。

      2）与中洞法相比 ，可以简化施工步序 ，有效降低对围岩的扰动，减少临时支护和拆除工程量，缩短施工周期，降低施工成本。

      1）城市地铁软质或土质围岩的大断面隧道过渡到线间距小于12 m 的正线隧道及联络线隧道的连拱隧道。

      2）石质Ⅲ～Ⅴ类围岩双洞及以上连拱隧道。

      1）该工法的基本理论基础是新奥法 ，即 ：开挖后允许围岩有一定的变形，从而释放部分地应力；通过监控量测和适时支护来控制围岩变形，使围岩不会失稳；喷锚与初期支护、大管棚等支护共同作用形成复合承载结构。

      2）遵循 “管超前 、严注浆 、短开挖 、强支护 、快封闭、勤量测”原则。 在加强超前注浆和加强初支的前提下，将双连拱隧道中洞法施工的三洞改为双洞（如图 1所示），以简化施工步序，缩短施工周期。

      双连拱隧道三洞改双洞法施工的具体步骤是：

      1）马头门加固，施做双洞拱部大管棚；

      2）施工左侧 （小断面 ）隧道 （必要时加设临时仰拱），完成左侧隧道初期支护；

      3）立模施工左侧隧道（含中间混凝土核心柱或中隔墙）防水层及二次衬砌；

      4）施工右侧（大断面）隧道（根据洞宽和洞高合理选择台阶法、CD法或CRD 法开挖方式），完成右侧隧道初期支护；

      5）分段破除左 、右侧隧道共用初支 ，施做右侧隧道防水层及二次衬砌。

      先按图2 要求的方法开挖含中隔墙或中间核心混凝土柱侧主洞，并做初期支护直到贯通，然后由内向外施工贯通侧二次衬砌仰拱（含中隔墙或中间核心混凝土柱）防水和钢筋混凝土浇筑直到全部完成，再由外向内施工贯通侧二次衬砌拱墙（含中隔墙或中间核心混凝土柱）防水和钢筋混凝土浇筑，并在中隔墙与共用初期支护结构间用相同强度等级的混凝土回填；打设长管棚注浆，待贯通侧主洞二次衬砌结构混凝土强度达到设计强度的70 %后，按图 3 要求开挖另外一侧主洞上拱及初期支护，同时做好围岩的变形观测；待（3）、（4）洞室初期支护完成后，在及时施做其防水层和浇筑二次衬砌混凝土的同时，对（5）洞进行开挖和初期支护；最后待（5）洞拱部二次衬砌结构混凝土强度达到设计的70 %后，开挖（6）洞及初期支护。

      1）隧道开挖尺寸的确定

      左侧隧道的开挖尺寸，主要取决于中隔墙或中间核心混凝土土柱的尺寸。由于渡线段隧道中隔墙厚0.8 m（基础厚度 1.695 m），高 5.85 m，故确定左侧隧道的开挖尺寸为8.83 m×7.87 m。

      2）隧道的开挖

      根据图2 要求应采用台阶法开挖，用 P425 号空压机加Ф1000 mm 通风管压入式通风方式通风排污。

      3）隧道的支护

      支护形式为超前支护大小管棚、钢格栅挂网喷射30 cm 厚 C20 混凝土，用 工 22a 型钢做临时仰拱（该种支护可以确保开挖右侧隧道时引起左侧隧道偏压和受力转换过程的开挖安全）。

      4）防水层、二次衬砌及中间核心柱

      左侧隧道贯通后，仰拱部分的防水层、二次衬砌及中间核心柱从洞尾沿隧道中线向洞口方向按9 m/段倒退施工，拱墙部分的防水层、二次衬砌及中间核心柱则从洞口沿隧道中线向洞尾方向按9 m/段跳仓施工。

      1）隧道开挖尺寸的确定

      右侧隧道的开挖尺寸，主要取决于自身二次衬砌断面尺寸，使得既能尽量减少右侧隧道开挖尺寸，还要有利于受力体系转换。由于右侧隧道断面尺寸为 12.00 m×9.22 m，故确定右侧隧道的开挖尺寸为 12.35 m×9.87 m。

      2）隧道的开挖

      根据图2 要求应采用 CRD 法分 4 个洞室开挖，通风方式同左侧隧道。

      3）隧道的支护

      支护形式与左侧隧道相同。 不论围岩类别如何，为确保开挖安全，扣拱部分初支格栅与共用初支间连接除采用15 mm 厚的钢板三面围焊外，还需增设 4 根Ф22 的“L”加强筋与左侧隧道初支格栅主筋焊接；其另一端与已开挖侧除用4 颗 M22 高强螺栓连接外，同样也需增设4 根Ф22 加强筋梆焊连接。 扣拱部分格栅节点连接构造见图4

      4）防水层、二次衬砌

      隧道防水及二衬采用“先拱后墙”法施工，即：Ⅲ、Ⅳ部分的防水层、二次衬砌同左侧隧道，Ⅴ、Ⅵ部分的防水层、二次衬砌则从洞口沿隧道中线向洞尾方向按9 m/段依次施工。 防水及衬砌钢筋施工平台及Ⅳ部分的拱墙二次衬砌也与左侧隧道同法；Ⅴ部分的拱墙二次衬砌采用3015 型小钢模板和 工 20 型钢简易台架支撑体系，见图 5。

      右侧隧道Ⅲ、Ⅳ部分的防水及二次衬砌是在其初期支护结构贯通、初支背后回填注浆施工完毕，并经初支背后密实度检测合格后方可进行；右侧隧道Ⅴ部分的防水及二次衬砌是在扣拱部分初期支护结构贯通，初支背后回填注浆施工完毕，经初支背后密实度检测合格，且初期支护变形趋于稳定后进行。 Ⅳ部分二次衬砌钢管扣件模板支撑体系和模板拆除前，需在距施工缝0.3 m 处预留 1 块 3015 型小钢模板，并沿纵向每隔1.0 m 加设 1 根Ф108×10 mm 无缝钢管进行支撑代换，待其二衬结构混凝土强度达到设计强度的 70%时，方可分段拆除共用初期支护结构，并加设型钢水平横撑或满堂式钢管扣件式脚手架，见图 6。

      所需机具设备与单洞区间隧道相同，在此不单独累叙。

 

      其质量控制方法与单洞区间隧道相同，在此也不再单独累叙。

 

      1）隧道施工的各班组间，应建立完善的交接班制度，并将施工、安全等情况记载于交接班的记录薄内。现场领工应认真检查交接班情况。

      2）开挖人员到达工作地点时，应首先检查工作面是否处于安全状态，并检查支护是否牢固，如有松动的石、土或裂缝，应先清除或支护。 在不良地质地段施工时，应严格按照“十八字”原则稳步前进。

      3）超前支护或施做径向锚管时 ，应先检查机身 、螺栓、卡套、弹簧和支架是否正常，管子接头是否牢固，有无漏风，钻杆有无不直、带伤以及钻孔堵塞现象，不合要求者应予修理或更换。 用带支架的重型风钻钻眼时，必须将支架安置稳妥，风钻卡钻时应用板钳松动拔出，不可敲打，未关风前不得拆除。

      4）洞内宜随挖随支护，支护与开挖面的距离一般不得超过每榀格栅间距。 当需停工时，应及时挂网封闭工作面。

      5）喷锚支护时，松散土层及危石应清除，喷射手应佩戴防护用品；机械各部应完好正常 ，压力应保持在0.2 MPa 左右；注浆管喷嘴严禁对人放置。

      6）随着隧道各部开挖工作掘进，应及时进行初支背后回填补偿性注浆施工，特别是马头门处的衬砌必须尽早提前完成。

      7）无论通风机运转与否，严禁人员在风管的进出口附近停留；通风机停止运转时任何人员不得靠近通风软管行走，不得将任何物品放在通风管或管口上。

8）施工区各洞室、料库等处均应设置有效而数量足够的消防器材，并设明显的标志，定期检查、补充和更换。 洞内及各洞室不得存放汽油、煤油、变压器油和其他易燃物品。 洞内及库房周围严禁烟火。