■吳啟勇

（福建省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，福州 350004）

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)公路交通運(yùn)輸量也逐年增加，加上部分隧道建成時(shí)間久遠(yuǎn)、病害嚴(yán)重，針對(duì)既有隧道的改擴(kuò)建工程提上了研究發(fā)展的議程[1-2]。隧道改擴(kuò)建大致包括原位擴(kuò)建[3]、小凈距擴(kuò)建[4]和雙聯(lián)拱擴(kuò)建[5]。針對(duì)這3 種隧道擴(kuò)建方式，學(xué)者們開(kāi)展了大量研究。靳曉光等[6]以某小凈距偏壓隧道為例，研究了開(kāi)挖順序?qū)λ淼绹鷰r穩(wěn)定性和支護(hù)措施優(yōu)化的影響；歐敏[7]通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、有限元仿真等方法，對(duì)特大斷面、淺埋、偏壓隧道雙側(cè)壁不同工法下的圍巖、襯砌、臨時(shí)支撐等施工力學(xué)問(wèn)題進(jìn)行了研究；武建強(qiáng)[8]依托某高速公路隧道擴(kuò)建工程，對(duì)其合理擴(kuò)建方式、施工工藝及其力學(xué)特性等問(wèn)題進(jìn)行了研究；李有凱[9]以某高速公路隧道工程為依托，開(kāi)展偏壓淺埋小凈距隧道事故風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；黃金山[10]結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和有限元分析等方法，對(duì)特大斷面隧道在淺埋、偏壓、采用CRD 工法開(kāi)挖時(shí)圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工力學(xué)問(wèn)題進(jìn)行了研究。楊成忠等[11]以江西某隧道工程為依托，分析了在圍巖節(jié)理裂隙發(fā)育、巖體完整性差、存在地下水情況下偏壓隧道開(kāi)挖的圍巖穩(wěn)定性問(wèn)題。林從謀等[12-13]依據(jù)大帽山隧道CD法擴(kuò)建現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果，建立了隧道施工過(guò)程三維有限元模型進(jìn)行開(kāi)挖模擬，結(jié)果表明數(shù)值和變形規(guī)律基本吻合，并提出了錨桿支護(hù)參數(shù)優(yōu)化建議。

綜上所述，目前針對(duì)分離式隧道、單洞隧道和小凈距隧道擴(kuò)建方面學(xué)者們研究較多，而對(duì)于雙連拱隧道的原位擴(kuò)建研究較少。連拱隧道由于隧道間距小、斷面跨度大，改擴(kuò)建工程對(duì)圍巖、既有隧道結(jié)構(gòu)或新建隧道結(jié)構(gòu)以及中隔墻造成的擾動(dòng)相較于分離式隧道或單洞隧道、小凈距隧道更為嚴(yán)重，施工難度更大。鑒于此，本研究以福建新瓊連拱隧道改擴(kuò)建為工程背景，通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)連拱隧道原位擴(kuò)建的施工工法進(jìn)行分析，結(jié)合數(shù)值模擬對(duì)隧道采用CD法擴(kuò)建施工過(guò)程中圍巖變形和支護(hù)結(jié)構(gòu)受力進(jìn)行了研究，并分析了采用不同加固措施的加固效果。

1 工程概況

隨著福建泉南高速的開(kāi)通，位于該高速永春段的新瓊隧道成為重點(diǎn)控制工程。新瓊隧道原設(shè)計(jì)為雙連拱隧道，全長(zhǎng)140 m。隧道區(qū)屬丘陵地貌，地形起伏變化，下緩上陡，附近新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)不強(qiáng)烈，未見(jiàn)影響場(chǎng)地穩(wěn)定的活動(dòng)性斷裂。根據(jù)地勘資料，隧址區(qū)自上而下主要地層為殘積砂質(zhì)粘性土、全風(fēng)化花崗閃長(zhǎng)巖和砂土狀強(qiáng)風(fēng)化花崗閃長(zhǎng)巖。

由于新瓊隧道建成時(shí)間較為久遠(yuǎn)，左右線均出現(xiàn)不同程度的襯砌裂縫，并且主要集中在隧道兩側(cè)邊墻和拱頂位置，嚴(yán)重部位甚至出現(xiàn)掉塊，鋼筋外露等，嚴(yán)重影響了隧道結(jié)構(gòu)的正常運(yùn)營(yíng)。且考慮到高速公路擴(kuò)建的需求，現(xiàn)擬將新瓊隧道進(jìn)行原位擴(kuò)建。

2 原位擴(kuò)建隧道施工工法選擇

由于既有隧道襯砌的存在，原位擴(kuò)建隧道難以直接使用單一的工法[14-15]，設(shè)計(jì)時(shí)往往選擇偏于保守的工法。通過(guò)國(guó)內(nèi)隧道擴(kuò)建情況進(jìn)行調(diào)研統(tǒng)計(jì)，常見(jiàn)的原位擴(kuò)建典型施工工法見(jiàn)表1。

表1 原位擴(kuò)建隧道施工工法

由表1 可知，對(duì)于“2 擴(kuò)3”隧道，由于擴(kuò)挖斷面有限，在施工條件允許的情況下往往采用臺(tái)階法等便于施工的工法。對(duì)于“2 擴(kuò)4”隧道，IV、V 級(jí)軟弱圍巖段以CD 法、CRD 法的改進(jìn)工法為主。根據(jù)相關(guān)意見(jiàn)，并吸取國(guó)內(nèi)相似工程（羅漢山八車道連拱隧道、泉廈高速大帽山隧道）的成功經(jīng)驗(yàn)，最終決定采用CD 法對(duì)新瓊隧道進(jìn)行原位擴(kuò)建施工，鑒于地形偏壓情況，擬考慮先行擴(kuò)建左洞，保通右洞。

3 隧道結(jié)構(gòu)安全分析

結(jié)合相關(guān)經(jīng)驗(yàn)和規(guī)范，初步擬定擴(kuò)建隧道處置采用雙層初支，總厚50 cm 的C25 噴射混凝土，配HW200 型鋼和鋼格柵；二次襯砌采用70 cm 厚的C30 鋼筋混凝土。為探究CD 法擴(kuò)建施工過(guò)程中隧道結(jié)構(gòu)的安全，采用荷載—結(jié)構(gòu)法和地層—結(jié)構(gòu)法對(duì)各施工關(guān)鍵步驟的初支和二襯進(jìn)行受力安全分析。由于新瓊隧道暗埋段均為超淺埋段，故選取埋深最大位置斷面進(jìn)行計(jì)算分析。計(jì)算斷面處于Ⅴ級(jí)圍巖中，擴(kuò)建后埋深29 m，隧道凈寬44.62 m，凈高14.93 m，地面橫坡約為15°。其中強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r容重取20 kN/m3。各施工步所對(duì)應(yīng)的擴(kuò)挖階段見(jiàn)表2。

表2 各施工步所對(duì)應(yīng)的擴(kuò)挖階段

計(jì)算結(jié)果表明，采用雙層初支時(shí)，安全系數(shù)最小值為1.73，位于左洞兩側(cè)拱腰和右洞右拱腳位置，均滿足規(guī)范《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG 3307.1-2018）要求的1.53。

而對(duì)二襯進(jìn)行受力安全分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)拆除左洞拱頂襯砌，開(kāi)挖上臺(tái)階時(shí)（施工步2），右洞二襯受力較大，最大拉應(yīng)力為1576.76 kN/m2，出現(xiàn)在右拱腰位置；最大剪應(yīng)力為4200.16 kN/m2，出現(xiàn)在拱底左側(cè)附近。并且右洞拱底出現(xiàn)輕微隆起，隆起值達(dá)到6.1 mm，拱頂沉降和拱腰處水平位移最大值分別為13.6 mm 和4.5 mm（圖1）。因此，為保障左洞擴(kuò)建期間右洞的安全通行要求，設(shè)計(jì)擬考慮采用波紋鋼板全斷面加固右洞。

圖1 施工步2 所對(duì)應(yīng)的襯砌受力

此外，連拱隧道原位擴(kuò)建時(shí)中隔墻的穩(wěn)定性也是影響結(jié)構(gòu)安全的關(guān)鍵，從圖2 可知，在隧道擴(kuò)建過(guò)程中，中隔墻也出現(xiàn)了明顯的變形。因此，在施工過(guò)程中需對(duì)中隔墻進(jìn)行加固，擬定的加固措施如下：（1）中墻與相鄰左洞、右洞襯砌采用對(duì)拉錨桿連接成整體，提高中墻穩(wěn)定性。（2）開(kāi)挖前先采用C15片石回填至隧道拱腰，以抵抗開(kāi)挖時(shí)產(chǎn)生的偏壓荷載，確保中墻穩(wěn)定。（3）中隔墻底部采用樹(shù)根樁加固，提高中墻基底土層承載力和中墻穩(wěn)定性，其中樹(shù)根樁采用直徑108 mm、長(zhǎng)10 m 的注漿鋼花管，縱向間距80 cm。同時(shí)，由于新瓊隧道全線位于V 級(jí)軟弱圍巖，跨度大，為避免拱腳出現(xiàn)明顯下沉，減少左右兩側(cè)拱腳的不均勻沉降，保證施工安全，上臺(tái)階落地型鋼接頭鋼板增加縱向連通的槽鋼、鋼拱架拱腳兩側(cè)增設(shè)剛度更大的斜撐、提高鎖腳鋼管剛度和連接面積，減小沉降。在每榀鋼拱架兩側(cè)設(shè)置2 根L=6 m 的鎖腳?108 鋼管樁（微樁）加固拱腳。鋼管內(nèi)注入細(xì)石混凝土，并和拱架焊接。以左洞為例開(kāi)挖支護(hù)斷面見(jiàn)圖3。

圖2 施工步2 所對(duì)應(yīng)的圍巖變形

圖3 左洞開(kāi)挖支護(hù)示意圖

4 加固效果數(shù)值模擬分析

4.1 模型概況及參數(shù)選取

鑒于地形偏壓情況，擬考慮先行擴(kuò)建左洞，保通右洞。采用MIDAS/GTS 建立了三維有限元模型，模型中共包括3 層土，殘積砂質(zhì)粘性土、全風(fēng)化花崗，砂土狀強(qiáng)風(fēng)化花崗閃長(zhǎng)巖。隧道埋深為29 m，完全處于砂土狀強(qiáng)風(fēng)化花崗閃長(zhǎng)巖中。圍巖采用摩爾—庫(kù)倫本構(gòu)模型，初支、二襯以及錨桿結(jié)構(gòu)為彈性體。模型中土體和二襯為實(shí)體單元，而初支和中隔墻采用板單元模擬，錨桿為植入式桁架單元。并對(duì)模型做適當(dāng)假設(shè)：洞室周圍巖體的變形不考慮受水文地質(zhì)的影響，并且認(rèn)為其為各向同性。將隧道洞室的圍巖視為理想的彈塑性介質(zhì)。由圣維南原理[16]，隧道洞室的施工對(duì)圍巖的擾動(dòng)范圍有限，通常由于隧道施工導(dǎo)致洞室周圍巖體在各個(gè)方向上應(yīng)力重分布的距離為：洞室直徑的3～5 倍長(zhǎng)度內(nèi)。因此，計(jì)算模型沿X 軸方向?qū)挾热?00 m，沿Y 軸方向向上取至地表，向下距隧道底部取68 m，隧道位于本地質(zhì)模型中央部位。模型整體及擴(kuò)挖隧道見(jiàn)圖4。

圖4 有限元模型及擴(kuò)挖隧道示意圖

圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)的參數(shù)見(jiàn)表3。其中，初支和中隔墻中鋼拱架的彈性模量采用等效剛度法，按式（1）折算給混凝土。左洞開(kāi)挖時(shí)右洞加固所采用的鋼波紋板等效為矩形截面的鋼板。

表3 圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)的參數(shù)

式中：E 為混凝土計(jì)算后彈性模量；E0為原混凝土的彈性模量；Sg為鋼拱架的截面積；Sc為混凝土截面積；Eg為鋼拱架的彈性模量。

4.2 施工過(guò)程模擬

根據(jù)隧道施工方案，在縱向上，共選取25 m 長(zhǎng)度范圍，隧道施工步距設(shè)置10 步，每步長(zhǎng)2.5 m。由于左右洞的施工步驟基本一致，只是左洞施工時(shí)比右洞增加了設(shè)置樹(shù)根樁與鋼波紋板2 步，因此以左洞為例，數(shù)值模型的開(kāi)挖步驟見(jiàn)圖5。

圖5 隧道擴(kuò)建施工模擬步驟（以左洞擴(kuò)建為例）

4.3 計(jì)算結(jié)果分析

4.3.1 圍巖變形分析

由圖6 可知，施工結(jié)束后圍巖的變形均在限值范圍內(nèi)，即采用的綜合加固措施可有效控制圍巖的變形。圍巖最大沉降出現(xiàn)左線隧道拱頂，最大值為35.06 mm；拱底最大隆起值為16.6 mm，出現(xiàn)在左線隧道拱底。最大水平位移出現(xiàn)在右線隧道拱腰位置附近，最大值達(dá)到23.47 mm，且中隔墻和隧道拱腳位置處均沒(méi)有產(chǎn)生較大變形。

圖6 擴(kuò)建施工結(jié)束后圍巖變形云圖

為進(jìn)一步分析圍巖的變形規(guī)律，選取埋深最大位置（K16+600）作為特征斷面，同時(shí)將左右線拱頂作為變形特征點(diǎn)，繪制其位移隨施工步變化曲線，見(jiàn)圖7。

圖7 特征斷面拱頂沉降變化圖

由圖7 可知，左右線圍巖變形呈現(xiàn)出不同的變化規(guī)律。左線隧道擴(kuò)建過(guò)程中，在其右側(cè)上臺(tái)階開(kāi)挖時(shí)，YK16+600 斷面就出現(xiàn)了較小的變形，說(shuō)明在V 級(jí)軟弱圍巖中進(jìn)行擴(kuò)建開(kāi)挖對(duì)周圍巖體會(huì)產(chǎn)生較大的擾動(dòng)。當(dāng)施工步為5（左洞開(kāi)挖至ZK16+592.5）時(shí)，此時(shí)拱頂沉降開(kāi)始減小，隨后拱頂出現(xiàn)隆起，主要是由隧道偏壓引起。當(dāng)左線隧道土體開(kāi)挖完成后臨空面面積增大，由于受偏壓影響，右線隧道土體產(chǎn)生向左傾覆的趨勢(shì)，導(dǎo)致左線隧道拱頂出現(xiàn)隆起。當(dāng)施工步為8 時(shí)（左洞開(kāi)挖至典型斷面ZK16+600），在隨后10 個(gè)施工步驟內(nèi)，特征點(diǎn)圍巖豎向位移迅速增大，施工步為18 時(shí)（左洞施工結(jié)束），沉降值達(dá)到24.74 mm，此時(shí)左線隧道已經(jīng)擴(kuò)挖施工完畢。隨后在右線隧道擴(kuò)建施工過(guò)程中，同樣受土體偏壓的影響，圍巖變形速率開(kāi)始下降，并出現(xiàn)小幅度的隆起，最終變形穩(wěn)定在22.24 mm。

分析右線隧道擴(kuò)建施工時(shí)特征點(diǎn)拱頂沉降的位移時(shí)態(tài)曲線可以得出，左線施工對(duì)右線隧道圍巖變形并沒(méi)有產(chǎn)生較大影響，左線施工完成后，YK16+600 斷面拱頂沉降最大值為5 mm。說(shuō)明在左線擴(kuò)建前，對(duì)右線隧道采用鋼波紋管加固，可以有效控制左線擴(kuò)建施工對(duì)右線隧道的影響。隨后右線隧道進(jìn)行擴(kuò)建施工時(shí)，同樣也受地層偏壓的影響，拱頂沉降的變化規(guī)律與左線類似。

4.3.2 支護(hù)結(jié)構(gòu)受力分析

為分析加固措施對(duì)隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)的影響，建立不采取任何額外加固措施的工況，對(duì)2 種工況下隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)受力進(jìn)行對(duì)比分析。連拱隧道加固前后初期支護(hù)上應(yīng)力分布狀態(tài)，見(jiàn)圖8～9。無(wú)加固措施時(shí)，隧道擴(kuò)建時(shí)初支最大拉應(yīng)力為2.6 MPa，最大壓應(yīng)力為4.24 MPa，拉應(yīng)力主要集中在隧道拱肩與拱腳位置處，壓應(yīng)力主要集中在隧道拱頂與拱底位置處。加固后初支最大拉應(yīng)力為2.26 MPa，最大壓應(yīng)力為3.75 MPa，初支所受應(yīng)力約減小了12%左右，且加固前后拉應(yīng)力與壓應(yīng)力的分布變化不大，說(shuō)明所采用的加固措施可有效減小初支所受應(yīng)力，但對(duì)對(duì)應(yīng)力的分布影響不大。

圖8 無(wú)加固措施下隧道初期支護(hù)應(yīng)力分布云圖

圖9 綜合加固措施下隧道初期支護(hù)應(yīng)力分布云圖

4.3.3 加固效果分析

為進(jìn)一步探究加固措施對(duì)連拱隧道變形的控制效果，結(jié)合無(wú)加固措施工況，以及僅采用波紋鋼板加固措施、僅采用樹(shù)根樁加固措施和僅采用鎖腳錨桿加固措施3 種工況，進(jìn)行對(duì)比分析，具體工況見(jiàn)表4。分析工況中，除加固措施不同外，隧道支護(hù)參數(shù)相同。

表4 施工工況

（1）波紋鋼板加固分析

選取YK16+600 作為特征斷面，分析有無(wú)波紋鋼板加固時(shí)，2 種工況下右線隧道拱頂位移的變化規(guī)律。圖10 為不同加固工況下，右線隧道拱頂在左線隧道擴(kuò)建施工過(guò)程拱頂豎向位移的變化規(guī)律。未加固工況下，在拆除左洞拱頂襯砌，開(kāi)挖上臺(tái)階過(guò)程中，右線隧道拱頂沉降迅速增大，達(dá)到6.0 mm，左線隧道擴(kuò)建施工完成后，拱頂位移最終穩(wěn)定在12.57 mm，可見(jiàn)左線擴(kuò)建施工對(duì)右線隧道圍巖穩(wěn)定性產(chǎn)生較大的影響。在僅采取波紋鋼板加固措施后，右線隧道拱頂沉降位移顯著減小，左線擴(kuò)建施工完成后YK16+600 斷面拱頂沉降最大值減小至約8.12 mm 左右，同比減小35.4%。

圖10 特征斷面拱頂位移隨左線擴(kuò)建施工變化圖

2 種工況下右線隧道變形及加固效果見(jiàn)圖11、12 和表5。由表5 可知，在左線擴(kuò)建施工完成后，采取波紋鋼板加固的右線隧道拱頂最大沉降為11.49 mm，拱腰處最大水平位移為15 mm；未采取加固措施的右線隧道拱頂最大沉降為15.87 mm，拱腰處最大水平位移為16.64 mm。由此可見(jiàn)，提前對(duì)右線隧道采取波紋鋼板加固可有效減少左線隧道擴(kuò)建施工對(duì)右線隧道圍巖的擾動(dòng)，具有良好的加固效果。左線隧道擴(kuò)建施工對(duì)右線隧道水平位移影響較大，波紋鋼板的加固效果主要體現(xiàn)在隧道豎向位移。

圖11 左線擴(kuò)建施工完成后右線隧道豎向位移云圖

圖12 左線擴(kuò)建施工完成后右線隧道水平位移云圖

表5 兩種加固措施下右線隧道位移

（2）樹(shù)根樁加固分析

為探究樹(shù)根樁對(duì)中隔墻的加固效果，分析有無(wú)樹(shù)根樁加固時(shí)，2 種工況下中隔墻的受力及變形規(guī)律。左右線隧道擴(kuò)建施工完成后中隔墻最終的變形及受力見(jiàn)圖13～15。由圖可知，未采取加固措施時(shí)，施工結(jié)束后，中隔墻最大豎向位移為25.18 mm，并且最終狀態(tài)下中隔墻在水平方向上產(chǎn)生偏左位移，最大值達(dá)到8.96 mm，分析其原因可能為隧道所處的偏壓地理環(huán)境，加上隧道運(yùn)營(yíng)時(shí)間久遠(yuǎn)，隧道圍巖被雨水侵蝕出現(xiàn)不同程度劣化所導(dǎo)致的。另外從中隔墻應(yīng)力云圖可以看出，施工完成后，中隔墻主要以受壓應(yīng)力為主，但在進(jìn)口端4 個(gè)角承受較大的拉應(yīng)力，最大值達(dá)到5612.58 kN/m2，容易產(chǎn)生拉裂破壞。當(dāng)采取樹(shù)根樁加固后，中隔墻的最大豎向位移減小至12.47 mm，最大水平位移減小至5.56 mm，Z 軸方向所受最大拉應(yīng)力減小至3994.14 kN/m2，同比分布減小57.7%、37.94%和28.84%。

圖13 隧道擴(kuò)建施工結(jié)束后中隔墻豎向位移云圖

圖14 隧道擴(kuò)建施工結(jié)束后中隔墻水平位移云圖

圖15 隧道擴(kuò)建施工結(jié)束后中隔墻Z 軸方向應(yīng)力云圖

為直觀反映樹(shù)根樁對(duì)中隔墻的加固效果，取開(kāi)挖距離為10 m （K16+597.5）、15 m （K16+602.5）和20 m（K16+607.5）3 個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，每個(gè)監(jiān)測(cè)斷面取沉降變形的最大值作為研究對(duì)象，2 種工況下各斷面沉降變形最大值和水平位移最大值見(jiàn)表6。由表6可知，采取樹(shù)根樁加固措施后，3 個(gè)監(jiān)測(cè)斷面沉降最大值平均減小51.59%；水平位移最大值平均減小47.2%，由此可見(jiàn)，采用樹(shù)根樁對(duì)中隔墻加固效果顯著。

表6 典型斷面處中隔墻位移最大值（單位：mm）

（3）鎖腳錨桿加固分析

為分析鎖腳錨桿加固措施的處置效果，選取無(wú)加固措施、僅采取鎖腳錨桿加固和綜合加固措施3 種工況，對(duì)比分析3 種工況下擴(kuò)建施工完成后左右線隧道拱腳沉降最大值的變化規(guī)律及其加固效果，各工況下拱腳沉降最大值見(jiàn)表7。由表7 可知，在僅采取鎖腳錨桿加固措施后，左線隧道拱腳沉降最大值減小至3.12 mm，右線隧道拱腳位移減小至約3.04 mm，同比分別減小了32.61%和36.13%，拱腳處變形得到了很大的改善；表明鎖腳錨桿對(duì)拱腳處土體的變形起到了很好的抑制作用。當(dāng)采取綜合加固措施時(shí)，左線隧道拱腳沉降最大值減小至2.65 mm，右線隧道拱腳位移減小至約2.36 mm，同比分別減小了42.76%和50.42%，加固效果進(jìn)一步提升。因此，在連拱隧道改擴(kuò)建施工過(guò)程中不僅需要對(duì)拱腳進(jìn)行加固，同時(shí)也應(yīng)該注重對(duì)中隔墻和相鄰隧道的加固。

表7 各工況下拱腳沉降最大值及其加固效果

5 結(jié)論

本研究以福建新瓊連拱隧道改擴(kuò)建為工程背景，結(jié)合數(shù)值模擬對(duì)隧道采用CD 法擴(kuò)建施工過(guò)程中圍巖變形和支護(hù)結(jié)構(gòu)受力進(jìn)行研究，并對(duì)比分析了不同加固措施的加固效果，得到以下結(jié)論：（1）對(duì)國(guó)內(nèi)隧道原位擴(kuò)建的施工工法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從新瓊隧道自身特殊工況出發(fā)并吸取國(guó)內(nèi)相似工程的成功經(jīng)驗(yàn)，選用CD 法對(duì)新瓊隧道進(jìn)行原位擴(kuò)建施工。（2）當(dāng)拆除左洞拱頂襯砌，開(kāi)挖上臺(tái)階時(shí)（施工步2），為右洞二襯最不利工況。為保障左洞擴(kuò)建期間右洞的安全通行要求，提出采用波紋鋼板全斷面加固右洞。同時(shí)結(jié)合連拱隧道受力特性和隧道所處的地理環(huán)境，對(duì)中隔墻采用樹(shù)根樁加固，拱腳采用鎖腳錨桿加固等加固措施。（3）采用CD 法進(jìn)行原位擴(kuò)建并結(jié)合波紋鋼板、樹(shù)根樁及鎖腳錨桿等加固措施后，有效減小了施工過(guò)程中圍巖變形和支護(hù)結(jié)構(gòu)受力。擴(kuò)建施工結(jié)束后，圍巖沉降最大值35.06 mm，出現(xiàn)在左線隧道拱頂；水平位移最大值23.47 mm，出現(xiàn)在右線隧道拱腰位置附近。并且與未采取加固措施相比，初支所受應(yīng)力約減小12%左右，加固效果明顯。（4）波紋鋼板加固措施對(duì)控制右線隧道圍巖變形有較為明顯的效果，與未加固工況相比，左線擴(kuò)建施工結(jié)束后，拱頂沉降和水平位移同比分別減小27.6%和10.93%。由于隧道所處的偏壓地理環(huán)境，施工完成后，中隔墻產(chǎn)生較大變形，并且在進(jìn)口端4 個(gè)角承受較大的拉應(yīng)力。當(dāng)采取樹(shù)根樁加固后，中隔墻的最大豎向位移、最大水平位移和Z 軸方向所受最大拉應(yīng)力同比分布減小57.7%、37.94%和28.84%。在僅采取鎖腳錨桿加固措施后，左線隧道拱腳沉降最大值減小至3.12 mm，右線隧道拱腳位移減小至約3.04 mm，同比分別減小了32.61%和36.13%，拱腳處變形得到了很大的改善。