摘要：本文通过番禺折返线不对称大跨度双联拱隧道的施工实例，阐述了在复杂地质条件下，采用合理的隧道开挖与支护方式，加强监测，通过信息反馈及时指导施工，达到了安全施工和有效保护地面周边环境的目的。
关键字：大跨度，不对称，双联拱，隧道，施工技术
1工程概况
广州地铁三号线番禺广场站折返线隧道西起番禺广场站，沿清河东路向东，穿过东环路跨线桥，止于外经贸中心大楼。左线长354.5m，右线长354.5m。两条线路的隧道净距为1.75m～8.10m。隧道埋深为14.0m～17.5m。
区间线路相互交错，断面类型较多，变化频繁，断面跨度大，结构较复杂。其中大跨度不对称双联拱地段位于DK28+546.05～566.5，其开挖跨度为21.7m，开挖高度为10.21m，隧道拱顶埋深15.2m。双联拱段基岩为燕山三期花岗岩。隧道洞身位于一条宽度达15m的断层破碎带上，该破碎带岩石多为全风化花岗岩，岩石呈碎粒、碎块状，地下裂隙水丰富，岩石粘结力差，开挖易坍塌。
2结构设计
结构设计如图1所示。
图1双联拱隧道断面结构图
3施工方法
结合单线断面、双线断面的施工方法，该大跨度不对称双联拱的施工采取中墙法+台阶法+CRD法施工，先施工中导洞，浇筑中墙混凝土，然后进行单线断面施工，最后施工双线断面。各部施工方法如下：
1）中导洞施工
中导洞按短台阶法施工，上下台阶拉开步距为3～5m；每循环进尺0.5～1.2m。根据现场围岩情况，开挖前沿中导洞开挖轮廓外侧拱部环向布置超前注浆小导管，导管采用φ42mm热扎无缝钢管，壁厚3.5㎜，单根长度为4.0m，环向间距0.35m，纵向间距2.4m，外插角约为10°。
开挖完成后及时对掌子面初喷厚约5cm的C20混凝土，临时封闭掌子面，以防止掌子面失稳坍塌。依次立设格栅钢架，间距为50㎝，挂设钢筋网喷射混凝土至设计厚度。钢筋网采用φ6.5mm钢筋，单层铺设于格栅外侧，网距为150㎜×150㎜，喷射混凝土厚度不小于20㎜。
上导喷砼完成后进行下导施工，依次进行开挖——立设格栅钢架——挂设钢筋网——喷设C20早强混凝土。上下导保持步距为3～5m。
中导洞挖支完成后，及时进行中墙衬砌施工，处理基面——铺设PVC防水板——浇筑C25防水混凝土，抗渗等级S8。
2）单线断面台阶法施工
中导洞施工完成后，及时对中墙顶进行注浆，回填拱部空隙。待中墙混凝土至设计强度的70%后进行单线断面施工。单线断面开挖前，对中导洞右侧进行支撑，以防止中墙受偏压产生位移。单线断面仍按短台阶法施工，上半断面环形开挖留核心土，上下导拉开步距为3～5m；每循环进尺0.5～1.2m。考虑到围岩为II类围岩，全风化花岗岩，与水溶解成泥状，按设计要求依次进行掌子面临时喷砼封闭，超前小导管注浆加固围岩，注浆浆液采用42.5级普通硅酸盐水泥浆，水灰比为1:0.5～1:0.8，注浆压力为0.5MPa，浆液强度等级为20MPa。
单线断面的初期支护为格栅钢架喷锚支护，格栅钢架间距为0.5m，喷射混凝土厚度为30cm。
单线断面开挖支护完成后及时进行二次衬砌施作。二次衬砌施作前先拆除中导洞侧墙格栅钢架及喷射混凝土。格栅钢架拆除采用微差松动爆破技术施工，施工中注意保护中墙混凝土面以及中墙顶预留的PVC防水板不被损坏，爆破中除严格控制钻孔及装药量之外，爆破时还需对防水板采用薄铁皮包裹进行防护，以及对中墙混凝土表面需用木板或竹耙进行遮挡。
3）双线断面CRD法施工
双线断面采用CRD法施工，先施工右半侧上下导，即先施工③④步，③④步与①②步错开距离为5m左右。根据围岩情况并考虑到施工方便，③步施工前钻设超前小导管对围岩进行注浆加固，开挖时预留核心土呈环形开挖，及时支立格栅钢架、临时隔壁及仰拱型钢，挂设钢筋网，喷射C20早强混凝土，喷射混凝土厚度分别为：格栅钢架为30cm，临时隔壁及仰拱喷砼为20cm。③步施工完成后进行④步施工，③步与④步拉开步距为3～5m。④步施工仍按开挖土体——立设格栅钢架及临时隔壁型钢——钻设侧墙锚杆——喷射格栅及隔壁混凝土顺序依次进行。
单线断面二次衬砌完成后方可进行双线断面⑩、⑪步的施工，⑩与⑪步施工仍采取短台阶法施工，施工中需拆除中导洞侧墙及拱部部分格栅，格栅拆除完成后应及时将临时仰拱型钢延伸至中墙混凝土面，并采用膨胀螺栓进行联接固定。仰拱格栅应及时封闭成环。
根据“新奥法”原理，双线断面挖支完成后，及时布设沉降观测点进行拱顶沉降及收敛观测，根据监测数据确定二衬施工时间。双线断面二衬施工时先进行⑫步施工，再进行⑬步，即先施工仰拱混凝土进行轨底回填后施工拱墙混凝土。仰拱混凝土施工前需拆除临时隔壁竖向型钢至轨底回填面，仰拱型钢拆除每次不大于5m，待仰拱回填完成后竖撑即可恢复。仰拱施工完成后进行⑬步施工，⑬步施工前拆除临时隔壁及仰拱支撑，每次拆除长度不大于4.8m，然后施作拱墙二衬混凝土。
双联拱隧道开挖顺序如图2，各开挖掌子面最小错开距离见表1。
图2大跨度不对称双联拱开挖顺序图
①——中导洞上导挖支；②——中导洞下导挖支；
③——双线断面右半侧上导挖支；④——双线断面右半侧下导挖支；
⑤——中墙衬砌；⑥——单线断面上导挖支；⑦——单线断面下导挖支；
⑧——单线断面仰拱衬砌及回填；⑨——单线断面拱墙衬砌；
⑩——双线断面左半侧上导挖支；⑪——双线断面左半侧下导挖支；
⑫——双线断面仰拱衬砌及回填；⑬——双线断面拱墙衬砌；
表1双联拱各步开挖的相邻掌子面最小错开距离
4）双联拱防水施工技术
由于双联拱段纵环向施工缝较多，结构复杂，因此双联拱防水是防水施工的薄弱环节。防水施工遵循着“以防为主、防排结合、因地制宜、综合治理”的原则进行。对双联拱段的防水采用外贴式PVC防水板实现全包防水，防水板外侧设置单层无纺布作缓冲层。
双联拱纵环向施工缝中部埋设镀锌钢板止水，每条环向施工缝外侧设置一道平蹼式止水带以实现分区防水的目的。
双联拱防水施工如图3。
图3双联拱全包防水施工图
4监控量测
根据本工程的施工特点及施工方案，在双联拱施工过程中，需对隧道结构以及周围受影响的地面进行沉降、收敛监测以及爆破震动监测，以确保隧道结构及周围环境安全。对监测到的各项数据及时反馈、分析，各项数据互相验证，确保监测结果的可靠性。根据监测数据预测发展趋势，及时掌握施工过程中结构的受力状况以及对周围环境的影响情况，以便及时调整施工参数和施工方案，为现场施工安全提供服务。
现场采用WRM-3收敛仪进行拱顶位移以及内净空位移量测，挖支完成后即布设量测点，每个测量断面共设置拱顶沉降量测点3个（中导洞、单线断面、双线断面拱顶各一个），收敛量测点4个（单线断面、双线断面最大跨度处各一个，中导洞起拱线位置左右侧各一个）。双联拱段按10米左右设置一个断面，共设置2个测量断面，根据量测结果进行数据处理。断面开挖完成后围岩一般在12天内趋于稳定，所有临时支撑体系在半月内不应拆除，以防拱顶变形过大造成破坏。
5工程实施重难点
1）隧道断面类型多，施工方法及工序转换频繁
为满足正线、渡线、存车线等线路功能的需要，番禺广场站折返线有各类断面共14种，各断面洞室组合复杂。隧道断面有单线、双线、大跨双联拱，各断面交错分布，采用的施工方法有台阶法、CRD法、中墙法＋台阶法＋CRD法、中墙法＋CRD法等。各种施工方法和施工工序频繁转换，施工技术和施工组织管理十分复杂。
2）断面跨度大，相邻净距小
本区段隧道最大开挖跨度为21.7m的双联拱隧道，施工难度大。左右正线隧道的净距较小，净距小于4.0m段共251.80m，其中最小净距仅2.48m。施工中洞室相互影响大，施工工序繁杂。
3）地层结构复杂，地质变化大
本区段隧道穿过地层有冲洪积残积层和全风化、强风化、中风化、微风化花岗岩层。隧道开挖土体上软下硬，拱部开挖需要超前支护，仰拱开挖还需要爆破，然而爆破又对拱部围岩造成很大扰动，给施工带来很大的难度。
6工程实施效果评价
1）通过对结构进行受力模拟分析，确定合理的施工方法，实现了工程的顺利进行，确保了施工安全，实践证明中墙法+台阶法+CRD法对大跨度不对称双联拱的施工是合理可行的。
2）通过对现场地面、拱顶下沉和隧道的收敛监测结果分析，该施工方法确保了大跨度双联拱的结构安全，有效地控制了地表沉降和隧道结构变形。另外，超前注浆小导管、预留核心土环型开挖等辅助施工措施也为开挖施工安全提供了有力的保障。
3）大跨度不对称双联拱的施工，特别要注意采取合理的施工方法，特别是在复杂地质条件下还要采取合理的辅助措施，在施工过程中还应做好监控量测，并及时反馈各种信息以便合理指导施工，从而确保施工顺利进行。
参考文献：
[1]广州市轨道交通三号线土建施工技术研究最终成果（内部资料）.
