双连拱隧道的开挖与支护方案

摘要：通过对双连拱隧道设计、开挖和支护方案的比较与论证，本文总结了这类隧道在受力特点和施工经验方面的要点，为类似项目提供了参考。

一、项目背景

宛坪高速公路作为连接上海和西安的重要公路干线，全长150.8公里，总投资约72亿元。该高速公路包含16座大跨径、浅埋置的双连拱隧道，总长度达3249米。这些隧道的设计指标包括建筑限界宽度14.0米、内轮廓采用三心圆、建筑限界高度5.0米，以及设计车速100公里/小时。隧道围岩主要包括风化细砂岩和变质岩，地质条件复杂，强度低，且多为浅埋置。

二、设计方案选择

由于隧道位于地形陡峻的“鸡爪”地带，采用分离式路基难以满足规范要求，因此选择了连拱隧道方案。连拱隧道设计考虑了中隔墙两侧岩体的高光面爆破技术要求，以及施工过程中对中间岩柱的多次扰动。这些因素增加了施工难度，并对岩体力学指标产生了影响。

三、施工方案比较

考虑到隧道围岩的复杂性，设计团队提出了台阶法及三导洞先墙后拱法两种施工方案。台阶法虽然操作简单，但主洞开挖后中隔墙即开始承重，存在一定的稳定性问题。相比之下，三导洞先墙后拱法能够更好地控制围岩应力分布，提高施工的安全性和稳定性。

四、施工工况力学分析

通过对隧道施工过程的力学分析，发现围岩应力集中主要出现在开挖面附近，特别是在边墙和底板相交的转角位置以及中隔墙底部。这些部位的最大主应力集中较为明显。然而，采取连拱隧道施工方法后，侧导坑顶部的拉应力并未对全断面隧道顶部产生显著影响。

五、支护措施

隧道开挖后，围岩应力重新分布，可能导致变形和坍塌。因此，采用喷、锚、网及钢拱架等支护措施，以保持围岩的原始状态，最大限度地发挥围岩的自承能力，控制围岩变形，避免岩体塌方。

结论：本文通过对双连拱隧道设计、施工和支护方案的深入分析，总结了连拱隧道在受力特点和施工经验方面的要点，为类似项目提供了宝贵的参考。通过采用科学合理的施工方法和技术措施，可以有效提高隧道施工的安全性和稳定性，确保工程质量。