连拱隧道施工技术

连拱隧道施工技术

作者：林奎君

来源：《中国新技术新产品》2010年第10期

摘要:近年来,随着我国西部大开发力度的加大,在快速发展的公路建设中,在多山的地区,隧道工程在公路工程中就变成一个重要的组成部分。而且隧道工程相对路面,桥梁工程来说有它的特殊性:一般地质条件都比较复杂而且很难预测,完工后隐患不易察觉,这就须在施工过程中加强施工管理,做好工艺控制。隧道施工主要包括开挖和支护两大部分。在勘察设计过程中,根据实际地质,地貌,符合路线顺接要求的基础上,本着路线最短,成本最低的原则确定具体的施工线路。施工就要严格按照设计方案,保证每一步骤实现设计的意图。本文介绍了某连拱隧道施工技术,供同行参考。

关键词:隧道;开挖;施工技术;支护

1工程概况

某连拱隧道左线长599.48m,右线长595m,纵坡-2.7%。隧道单跨净宽10.84m,净高7.02m,单跨采用单心圆,中隔墙为曲线墙,中隔墙最薄处厚1.30m。 2 浅埋段分布情况

某连拱隧道Ⅱ类围岩地段都是浅埋段,左洞长度为134.66m,右洞长度为127.11m,分别占隧道全长的22.46%和21.36%,其中左洞进口端49.66m、出口端85m,右洞进口端42.11m、出口端85m;明洞进口端左洞5.34m,右洞12.m,出口端均为22m。隧道场区发育有2条节理密集带和1条构造破碎带,洞身受节理密集带及构造破碎带影响明显,涌水量大,围岩地质条件较差,地下水受季节性影响大,雨季注意防护。 3施工方案

按照新奥法原理组织施工。Ⅱ类围岩浅埋段施工坚持“短进尺、强支护、早封闭、勤量测、紧衬砌”的原则。在大管棚或超前注浆小导管超前预支护下,采用侧导洞法施工。施工工艺流程是:超前中空锚杆→中导洞开挖支护→中隔墙浇筑→大管棚或超前注浆小导管预支护→侧导洞开挖支护→主洞分台阶开挖支护→仰拱浇筑→二次衬砌。 4隧道Ⅱ类围岩浅埋段施工要点 4.1洞口段开挖施工

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1)洞口段开挖。洞口段采用分层开挖,以PC22025挖掘机开挖为主,遇坚硬石质地层采用人工钻眼爆破。2)加强边仰坡防护。做好洞顶截排水措施,减少雨水对洞口山体稳定的影响,边仰坡应做好防护,采用10cm厚喷射混凝土+ 4.2中导洞施工

洞口围岩破碎、稳定性差,在中导洞进洞之前,采用

Ⅱ类围岩开挖以人工风镐开挖为主,辅以松动爆破。为防止中隔墙施工前基岩暴露时间过长和洞身积水软化基底,开挖时基底应预留0.3m～0.5m,待中隔墙施工前再进行基底清理。 4.3中隔墙施工

中导洞贯通后,中隔墙从进口端开始施工,墙身和基础分开进行。将中导洞底部开挖到设计高程,基底采用同级混凝土找平,进行基础施工,立模浇筑基础钢筋混凝土。待基础钢筋混凝土强度达到1.2MPa以上后,进行墙身钢筋绑扎、模板安装、混凝土浇筑。 4.4辅助施工措施 4.4.1 大管棚施工

隧道采用超前大管棚对Ⅱ类围岩浅埋段进行预加固。大管棚在套拱施作完成后方可进行施工,套拱长度2m,埋设4榀U25型钢和 4.4.2 超前注浆小导管施工

在Ⅱ类围岩浅埋段采用超前注浆小导管进行预支护(在有大管棚地段不需施作超前注浆小导管,但要保留5m的搭接长度)。小导管采用 4.5主洞洞身开挖

在中隔墙混凝土强度达到设计强度的70%以上时方可进行主洞开挖。由于左洞处于偏压状态,主洞开挖时先开挖左洞。主洞开挖前,在中隔墙右侧用工字钢钢支撑将中隔墙腰部与围岩顶紧,防止中隔墙倾覆、侧移。采用侧导洞法施工。 4.6主洞初期支护

开挖以人工风镐开挖为主,尽量减少对围岩的扰动,开挖后及时喷混凝土封闭岩面,采用U25型钢钢支撑、Φ25中空注浆锚杆、Φ6钢筋网和喷混凝土进行组合支护。下台阶开挖支护后仰拱要紧跟施工,尽早使初期支护闭合成环。在拱脚处每侧打4根长3.5m的锁脚小导管与钢支撑

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焊接牢靠,并用焊在小导管上的Φ20钢筋将钢支撑箍紧、抱住,对锁脚小导管进行注浆,以更好地控制初期支护沉降。

4.7加强隧道浅埋段的监控量测 4.7.1施工量测

1)周边收敛量测。采用收敛仪监测。即用一根在弹簧作用下被拉紧的带状钢尺作为传递位移的媒介,通过百分表测读隧道周边两点相对位置的变化,从而计算出该两点基线方向上的相对位移。2)拱顶下沉量测。采用精密水平仪、水平尺、挂钩式钢尺配合测量拱顶下沉,精度可达0.01mm。量测时用一把2m～4m长的挂钩式钢尺挂上即可。测点的大小要适中。3)地表下沉量测。采用精密水平仪、水准尺配合测量地表沉降,精度可达0.01mm。用经纬仪将所有测点布设于同一直线上。测点钢筋安设就位后,表面磨平,并用钢钉等锐器在其表面冲眼标记。 4.7.2量测数据分析和信息反馈

1)将量测数据进行处理和分析,绘制时间-位移曲线。一般情况会出现以下两种情况:a.绝对位移值逐渐减小,支护结构趋于稳定,当周边收敛速度小于0.2mm/d或拱顶下沉速度小于0.15mm/d,且周边位移率及初期支护表面裂缝发展有明显减缓趋势时,可施作二次衬砌。b.位移变化异常,反弯点锚喷支护出现严重变形,这时该段支护必须采取加强措施。2)现场监控量测的结果。a.周边收敛量测。Ⅱ类围岩浅埋段经过一段时间收敛变形后趋于稳定,说明采用的初期支护参数和施工方法是安全可行的。b.拱顶下沉和地表下沉量测。拱顶下沉:Ⅱ类围岩浅埋段最大40mm,比控制标准小得多。地表下沉:Ⅱ类围岩浅埋段开挖后至二次衬砌,测得最大下沉量为72mm,对浅埋段及时施作二次衬砌后,经过一段时间观测未再发现下沉现象。 5 结语

在快速发展的公路铁路建设中,在多山的地区,隧道工程在公路铁路工程中就变成一个重要的组成部分。而且隧道工程相对路面,桥梁工程来说有它的特殊性,一般地质条件都比较复杂而且很难预测,完工后隐患不易察觉,这就须在施工过程中加强施工管理,做好工艺控制。连拱隧道的整个施工过程中,开挖是主要控制规格,初期支护和二次支护的主要目的是变被动支护为主动支护。以达到堵水、引水、排水、防止渗漏。 参考文献

[1]韩继勇.连拱隧道施工方法研究[J].山西建筑,2007,33(4):3212322.