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連拱隧道施工工藝
文章來源:魚泡隧道  提供人:劉剛  提供日期:2022-12-11

雙連拱隧道是在通過山勢不高,縱向長度較短,橫坡較陡,下行線,公路上,下行線在此分不開的情況下,設(shè)置雙跨連拱隧道,其單跨斷面為單心圓結(jié)構(gòu),邊墻為曲墻,中隔墻也為曲墻,初支采用工字鋼(正洞)和鋼花拱錨桿,掛網(wǎng)錨,噴混凝土與單跨隧道基本相同,二襯采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

施工工藝

連拱隧道具有埋深淺,跨度大,地質(zhì)條件復(fù)雜,圍巖風(fēng)化破碎,受雨季地表水影響大的特點(diǎn),開挖必須遵守“短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、早閉合”的原則。按設(shè)計(jì)要求嚴(yán)格進(jìn)行監(jiān)控量測。并把量測結(jié)果反潰到施工中。目前,雙連拱的施工,主要有中導(dǎo)洞和三導(dǎo)洞2種施工方法。 

1、中導(dǎo)洞施工方法

根據(jù)隧道進(jìn)出口地形條件及施工場地的實(shí)際情況,中導(dǎo)洞開挖可以從隧道兩端同時施工,在隧道中間貫通,也可以從隧道一端開挖,在另一端貫通,根據(jù)地質(zhì)條件中導(dǎo)開挖分全斷面和短臺階兩種施工方法,在圍巖較好的Ⅳ類圍巖可采用全斷面開挖中導(dǎo),加快施工進(jìn)度在圍巖破碎,節(jié)理發(fā)育及在洞口地段采用短臺階也可保證安全。無論采用哪種方法,皆采用光面爆破技術(shù)盡量減少中導(dǎo)洞對兩側(cè)正洞圍巖的擾動,每一循環(huán)進(jìn)尺要控制在1m以下,圍巖好的情況下也不能超過1.5m。支護(hù)要緊跟開挖面,不允許圍巖暴露時間太長,杜絕塌方,中導(dǎo)洞即使有小面積塌方,也會給正洞開挖帶來很大影響。 

中隔墻混凝土的施工順序剛好和中導(dǎo)開挖順序相反,根據(jù)現(xiàn)場情況,可采用從隧道中間向兩端施工的順序。 為減輕相互影響,上下線正洞開挖一般錯開40m左右,單跨正洞采用先拱后墻法分臺階施工。拱部開挖高度3.5~4m比較合適,爆破技術(shù)要盡量減少對中隔墻的影響,決不允許將中導(dǎo)洞作為臨空面進(jìn)行爆破設(shè)計(jì),下部開挖要先在邊墻處開槽,將拱部初期支護(hù)接下來后,在開挖中間部分注意不能進(jìn)尺太長,最多開挖出兩榀拱架距離的長度并盡快施工初期支護(hù);封閉圍巖,防止因拱部支護(hù)長時間懸空而造成塌方。

2、三導(dǎo)洞施工方法

三導(dǎo)洞施工方法除在中隔墻處開挖一導(dǎo)洞外,在上下行線兩側(cè)分別開挖一條側(cè)導(dǎo)洞在中墻混凝土與邊墻混凝土施工完后再開挖上,下行線正洞施工步驟如下。 

側(cè)導(dǎo)洞的開挖方法與中導(dǎo)洞相似,三導(dǎo)洞施工完后,再開挖上、下行線的正洞。正洞開挖Ⅱ類圍巖用臺階法施工,順序與中導(dǎo)洞法不同,屬與先墻后拱,不是先拱后墻,因在側(cè)導(dǎo)洞開挖過程中,正洞邊墻初期支護(hù)已施工爆破設(shè)計(jì)時,均要盡量減少爆破對中隔墻及側(cè)墻的影響,不能因初期支護(hù)已全部完成而隨意加大藥量,加大進(jìn)尺,造成的施工初期支護(hù)坍塌。 

從以上2種施工方法,施工過程中看出:中導(dǎo)洞施工法工序簡單,臨時支護(hù)及拆除量小,工期短、成本低,但在地質(zhì)條件復(fù)雜,圍巖地段不利于安全施工,而三導(dǎo)洞施工具有正洞支護(hù)閉合早,施工安全的優(yōu)點(diǎn),但工序復(fù)雜,工期成本高,兩種施工方法主要根據(jù)隧道實(shí)際地質(zhì)情況靈活運(yùn)用,在地質(zhì)條件復(fù)雜,涌水量大及洞口淺,偏壓、圍巖軟弱一般用三導(dǎo)洞法施工,而較好的地段采用中導(dǎo)洞施工。

問題處理措施

1、連拱隧道Ⅱ類圍巖一般采用φ108超前管棚支護(hù),但如果管棚設(shè)計(jì)太長大于40m,且洞口位于曲線上,一次施工很難保證安裝位置準(zhǔn)確,也可以在洞內(nèi)開挖洞室,分兩次施工,因此水平鉆機(jī)操作平臺必須牢固、安全,相連兩接頭不允許在一個斷面上。

2、初期支護(hù)要遵循“短進(jìn)尺,早封閉”的原則,必須一炮一支,防止圍巖爆露太長而引起的塌方,特別是正洞下部開挖,鋼架接腳時要控制好進(jìn)度,絕不能使拱部初期支護(hù)長距離或連續(xù)長時間懸空,鋼架架立要控制在2h以下。 隧道內(nèi)的超前支護(hù),注漿錨桿,除加固圍巖的同時,也一定起堵水的作用。

3、中側(cè)導(dǎo)洞斷面的選擇。 中側(cè)導(dǎo)洞為安全開挖正洞而首先貫通的輔助導(dǎo)洞,其斷面大小在設(shè)計(jì)上一般沒有嚴(yán)格的要求,選擇斷面主要是考慮導(dǎo)洞開挖施工機(jī)械配備情況。 

4、中隔墻的水平推力平衡。 上、下正洞在中導(dǎo)洞施工結(jié)束后開始開挖上下行線的正洞太低不利于種隔墻施工,太高會造成中隔墻頂會填量大,且不利于安全,側(cè)洞同樣。為減小開挖施工的相互影響,上下行線的開挖施工,不能齊頭并進(jìn)。

5、中隔墻防水。 設(shè)計(jì)圖中隔墻的排水方案頂部設(shè)一條φ80的縱向透水管,每隔幾米用硬塑引管將水引至水溝中,中隔墻平鋪防水板將水引至排水溝。 

6、在開挖施工過程中及時做好洞內(nèi)排水系統(tǒng),嚴(yán)禁洞內(nèi)積水、排水溝不能沿邊墻設(shè)置,避免軟化邊墻基底圍巖,使其強(qiáng)度降低造成隧道坍塌。

7、仰拱最好在二次襯砌之前施工,使支護(hù)體系盡早形成封閉系統(tǒng), 由于聯(lián)拱隧道跨度大、洞口一般偏壓嚴(yán)重,洞口刷坡后極易造成山體松動下滑,進(jìn)而失穩(wěn),從開挖到支護(hù)時間間隔不能太長,同時加強(qiáng)邊仰坡的變形觀測。 

8、中導(dǎo)洞的開挖施工,在開挖過程中要對圍巖進(jìn)行詳細(xì)、準(zhǔn)確的記錄,指導(dǎo)正洞施工。

9、由于聯(lián)拱隧道跨度大,即使在圍巖好的情況下也要堅(jiān)持短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、早閉合”的開挖施工原則,以減少或杜絕塌方。

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