連拱隧道施工探討

孟 江 峰

(山西省公路局太原分局勘測設(shè)計所，山西 太原 030012)

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連拱隧道施工探討

孟 江 峰

(山西省公路局太原分局勘測設(shè)計所，山西 太原 030012)

以強家莊連拱隧道為依托，介紹了隧道施工的總體方案，對進洞施工、洞身施工及防排水施工方案與工藝進行了詳細論述，總結(jié)了施工中的注意要點，為同類工程的施工提供了參考。

連拱隧道，施工，方案，洞身

1 工程概況

強家莊隧道全長258.65 km，左半幅K1+050～K1+395長345 m。本工程地處燕山山脈，沿線區(qū)域穩(wěn)定性屬穩(wěn)定和比較穩(wěn)定，地震烈度為7度。隧道覆蓋層為斜長片麻巖，纖狀變晶結(jié)構(gòu)，片狀、條帶狀構(gòu)造。巖石新鮮、堅硬。片理向NNW方向陡傾，傾角一般在60°以上。節(jié)理比較發(fā)育，其中60∠60和140∠60的節(jié)理貫穿整個隧道縱斷，前者為張剪性，后者為壓剪性，節(jié)理面平直，較緊閉。與片理平行的斷裂較發(fā)育，巖石破碎，斷裂帶不發(fā)育，北口易產(chǎn)生崩塌；南口在崩塌體，上方危巖發(fā)育，很不穩(wěn)定。Ⅱ類圍巖長60 m，Ⅲ類圍巖70 m，Ⅳ類圍巖215 m。

2 施工方案

2.1 總體施工方案

首先從進口施工中導(dǎo)洞的開挖及支護，貫通后進行中隔墻澆筑，然后左側(cè)山體非淺埋段洞口開挖進洞，左右半幅不同步進洞，間隔不超過10 m，全斷面分部模筑鋼筋混凝土。在雨季前進行明洞及洞門施工。

隧道明洞采用明挖法，暗洞采用新奧法施工。Ⅲ類圍巖段采用正臺階法開挖，Ⅳ類圍巖采用全斷面法開挖；出渣采用無軌運輸，裝載機裝渣，自卸汽車運輸；采用超前錨桿注漿，錨桿、鋼筋網(wǎng)、鋼拱架、噴射混凝土初期支護；全斷面自制襯砌臺車施工二次襯砌。開挖、支護、二次襯砌與洞內(nèi)路面組織平行施工。洞內(nèi)路面左右半幅交錯施工，保證運輸車輛通行?？傮w施工方案見圖1。

2.2 進洞方案

1)中導(dǎo)洞。在明洞上部仰坡錨網(wǎng)噴護，再在洞內(nèi)方向打入超前小導(dǎo)管(Ⅱ類)或超前砂漿錨桿(Ⅲ類)等進行超前支護。開挖時留拱部核心土，做環(huán)形初支，按Ⅱ,Ⅲ類圍巖進行施工。采用臺階法開挖，拱部開挖完成后及時掛網(wǎng)噴射混凝土，并封閉型鋼支撐,設(shè)置錨桿。

2)雙側(cè)導(dǎo)洞。暗洞進洞前，在明暗洞交接處2 m范圍內(nèi)，在明洞上部現(xiàn)澆0.6 m厚C25混凝土護拱，并與仰坡錨網(wǎng)噴護結(jié)構(gòu)充分結(jié)合在一起，再在護拱混凝土層上向洞內(nèi)方向打入超前小導(dǎo)管等進行超前支護。開挖時留拱部核心土，做環(huán)形初支，按Ⅱ類圍巖進行施工。采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖，左右導(dǎo)坑開挖應(yīng)同步進行，中心部位巖柱采用分步開挖，拱部開挖完成后及時掛網(wǎng)噴射混凝土，并封閉型鋼支撐,設(shè)置錨桿；Ⅲ類圍巖采用臺階分步開挖(環(huán)形開挖中心留核心土法)。

2.3 洞身施工

本工程暗洞處于Ⅲ類，Ⅳ類圍巖地段。洞身施工按Ⅲ類，Ⅳ類圍巖進行。施工順序為：中導(dǎo)洞開挖、初期支護→模筑中隔墻→左側(cè)導(dǎo)洞開挖、初期支護、二次襯砌→右側(cè)導(dǎo)洞開挖、初期支護、二次襯砌。施工中仰拱混凝土與掌子面不超過15 m，初期支護與掌子面不超過50 m。具體見圖2～圖4。

1)中導(dǎo)洞洞身施工：Ⅱ，Ⅲ類圍巖段采用正臺階法開挖，超前支護采用φ50×5超前小導(dǎo)管(Ⅱ類)、φ25超前錨桿(Ⅲ類)，環(huán)向間距40 cm，長5 m。φ25(Ⅲ類L=3.5 m，@100 cm×120 cm；Ⅱ類L=4 m，@100 cm×100 cm)中空注漿錨桿并掛網(wǎng)φ8鋼筋網(wǎng)、鋼拱架(Ⅲ類H175×175，Ⅱ類H200×200，@100 cm)支撐噴C25厚15 cm混凝土初期支護，組合鋼模每一節(jié)8 m模筑C25厚160 cm鋼筋混凝土。Ⅳ類圍巖段采用全斷面法開挖，掛網(wǎng)φ8鋼筋網(wǎng)噴C25厚15 cm混凝土初期支護，組合鋼模每一節(jié)8 m模筑C25厚160 cm鋼筋混凝土。

2)雙側(cè)導(dǎo)洞洞身施工：Ⅱ類，Ⅲ類圍巖段采用正臺階法開挖，超前支護采用φ50×5超前小導(dǎo)管(Ⅱ類)、φ25超前錨桿(Ⅲ類)，環(huán)向間距40 cm，長5 m。φ25(Ⅲ類L=3.5 m，@100 cm×120 cm；Ⅱ類L=4 m，@100 cm×100 cm)中空注漿錨桿并掛網(wǎng)φ8鋼筋網(wǎng)、鋼拱架(Ⅲ類H175×175，Ⅱ類H200×200，@100 cm)支撐噴C25厚25 cm(Ⅱ類)、20 cm(Ⅲ類)混凝土初期支護，臺車每板6 m模筑C25厚55 cm～70 cm(Ⅱ類)、50 cm～65 cm(Ⅲ類)鋼筋混凝土。Ⅳ類圍巖段采用全斷面法開挖，掛網(wǎng)φ8鋼筋網(wǎng)(Ⅰ16@120 cm)，鋼拱架噴C25厚20 cm混凝土初期支護，臺車每板6 m模筑C25厚45 cm鋼筋混凝土。

2.4 防排水施工

1)沿隧道全長在初期支護與二次襯砌之間設(shè)置1.5 mm厚改性LDPE防水板和450 g/m2土工布。隧道內(nèi)所有施工縫和變形縫均設(shè)置中埋式橡膠止水帶。

2)中隔墻模筑混凝土前，頂部的排水在拱腳左右預(yù)先埋設(shè)PVC φ160×5縱向花管，并將連接好的管線沿隧道軸線方向每25 m用PVC φ160×5排水管豎橫向相連通，在鋪底位置處花管露出中隔墻10 cm，以利于與鋪底處的花管連接。考慮到中隔墻頂部應(yīng)力集中，頂部排水管的預(yù)留槽設(shè)置在襯砌以外，若與型鋼的布設(shè)產(chǎn)生沖突，則適當(dāng)調(diào)整型鋼相交角度。進行中隔墻與二次襯砌之間的連接混凝土澆筑時，在中隔墻頂部的排水管兩端設(shè)置2 cm×3 cm緩膨脹型止水條，以防止后期運營時隔墻頂部滲漏水。中隔墻排水示意圖見圖5。

3)隧道沿全長在行車道右側(cè)邊緣設(shè)置排水邊溝和襯砌兩側(cè)墻腳外側(cè)對稱設(shè)置PVC φ160×5縱向排水管，并用PVC φ160×5排水管與中心排水溝橫向連通。在初期支護中根據(jù)地下水情況設(shè)置多道Ω型彈簧排水管，將水引入襯砌兩側(cè)墻腳外側(cè)的PVC φ160×5縱向排水管中。雙側(cè)導(dǎo)洞排水示意圖見圖6。

3 施工工藝

連拱隧道施工工藝流程為：

測量放線→超前錨桿砂漿→中導(dǎo)坑開挖→噴射混凝土→灌注中墻混凝土→側(cè)壁導(dǎo)坑全斷面開挖→初噴混凝土→打設(shè)錨桿、掛鋼筋網(wǎng)、Ω型彈簧排水管及PVC排水管→立鋼架→噴射C25混凝土→灌注仰拱混凝土→鋪設(shè)防水板→灌注邊墻及拱部混凝土→路面及附屬設(shè)施。

4 結(jié)語

隨著高速公路進入山區(qū)，隧道數(shù)量日益增多。這些隧道受地形限制，一些段隧道采用了連拱隧道，不可否認連拱隧道在特殊地形條件下是一種有效的結(jié)構(gòu)形式，對節(jié)省投資有著重要意義。但從全國已建隧道看確實存在工期較長、工序較多、造價較高及質(zhì)量不夠理想等問題，尚待施工實踐中不斷完善。

[1]JTG F60—2009，公路隧道施工技術(shù)規(guī)范.

[2]黃成光.公路隧道施工.北京：人民交通出版社，2003.

[3]交通部重慶公路科學(xué)研究所.公路隧道施工技術(shù)規(guī)范.北京：人民交通出版社，2004.

Inquiry on double-arched tunnel construction

Meng Jiangfeng

(DepartmentofSurvey&Design,TaiyuanBranchBureau,ShanxiBureauofHighway,Taiyuan030012,China)

Taking Qiangjiazhuang double-arched tunnel as the background, the paper introduces integral tunnel construction scheme, discuses tunnel entrance construction, barrel construction and drainage construction scheme and technologies, and summarizes construction matters, which has accumulated guidance for similar engineering construction.

double-arched tunnel, construction, scheme, barrel

2015-04-20

孟江峰(1982- )，男，工程師

1009-6825(2015)18-0187-03

U455

A