超大斷面四聯(lián)拱隧道施工技術(shù)研究

劉斌

摘 要：連拱隧道在施工的過程中跨度十分大，同時多次開挖也擾動土體，這些問題都造成地表沉降同時也為我們的安全施工造成較大的隱患。文章以某地四聯(lián)拱隧道的施工作為研究對象，對超大斷面的四聯(lián)拱隧道雙側(cè)壁加中導洞法的施工方案進行研究，主要闡述了這種施工方法的原理跟特點以及施工步驟、關(guān)鍵技術(shù)這些內(nèi)容，這樣對有相同問題的隧道施工提供借鑒。

關(guān)鍵詞：四聯(lián)拱隧道；施工技術(shù)；施工步驟

中圖分類號：U455.4 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）05-0056-02

Abstract： The multi-arch tunnel in the construction process span is very large， and meanwhile many times of excavation has also disturbed the soil. These problems all cause the ground surface settlement and a bigger hidden danger for our safe construction. This paper takes the construction of the four-arch tunnel in a certain place as the research subject， and the principle and characteristics of this construction method and its construction steps are mainly discussed in the study of the construction scheme of the double-side-wall plus mid-guide tunnel with super-large section of the four-arch tunnel. These key technologies can be used as a reference for tunnel construction with the same problems.

Keywords： quadruple arch tunnel； construction technology； construction steps

引言

四聯(lián)拱隧道施工段在干道路下方，這個區(qū)間有1160米里程的超大斷面四聯(lián)隧道設(shè)計，該設(shè)計在我國目前應用十分少見。此次施工主要在淺埋軟粘土層中進行，測量時，結(jié)構(gòu)底板埋深范圍在16-26米之間。通過分布開挖雙側(cè)壁導坑與中導洞法開展施工，高度為8m，寬度為28m整個開采的總面積為217m2。整個隧道的最淺埋深也為8.5m，這樣的深度幾乎和高度都已經(jīng)相同了，整個施工環(huán)境條件為高寒地帶。

1 超大斷面四聯(lián)拱隧道施工技術(shù)

四聯(lián)拱大斷面隧道施工由開挖與襯砌組成，使用整體斷面“雙側(cè)壁導坑+中導洞施工法”以及區(qū)間正線上下行線布局斷面“CRD法”中導洞以及出入場線局部斷面“上下導坑法或臺階法”。四聯(lián)拱隧道區(qū)間正線CRD法斷面襯砌需要4步進行，首先進行仰拱施工，其次進行仰拱回填施工，然后進行隧道內(nèi)側(cè)直墻混凝土施工，最后進行隧道外側(cè)拱墻施工。需要注意的是中隔壁與襯砌分仰拱需分開施工，襯砌分仰拱跟拱部一起施工。襯砌完成初期要對支護背進行注漿，只有在初期的支護合格驗后才可以進行。

1.1 隧道的施工工序和施工方法

整個施工方法使用圖表的方式進行展開，施工的細節(jié)在下文分開闡述，對于常規(guī)施工技術(shù)這里不再論述。

（1）雙側(cè)壁導坑加中導洞施工的工序，第一使用CRD共法錯開步距分別施工還要做好型鋼、掛網(wǎng)、錨噴初期支護等相關(guān)工作。

第二步要使用上下導洞法或者臺階法做超大斷面的施工技術(shù)研究。中導坑的時候也要做型鋼、掛網(wǎng)、錨噴初期支護，這樣施工前也要先進行小導管的注漿超前支護。

第三，在這些開挖完成之后的3個導坑內(nèi)部要做二次襯砌，施工過程中需要先對防水層進行鋪設(shè)，其次鋪設(shè)保護層，然后進行二次襯砌的鋼筋施工，混凝土施工，這里流程完成之后再對拱部進行C20混凝土的回填。

第四，主要進行前面施工過程中3個導洞還未開挖部分施工。在整體上使用先上后下的原則，先對右上和左上兩個導坑進行施工，做型鋼、掛網(wǎng)、錨噴的初期支護。

第五，在拆除左右兩邊導坑型鋼之后需對拱部做二次襯砌混凝土。按照鋪掛防水層，二次襯砌鋼筋、二次襯砌混凝土總體施工步驟進行。

第六，左右兩部分導坑拱部二次襯砌混凝土在強度方面達到相關(guān)條件后，則可對其土體開展相關(guān)施工工作。主要施工內(nèi)容包括型鋼、掛網(wǎng)、錨噴和初期支護。

第七，要以此拆除兩個部分的導坑型鋼整體施工順序為先鋪防水層、然后是混凝土的保護層、襯砌鋼筋與仰拱的二次襯砌混凝土施工。此時邊墻、頂拱、仰拱封閉轉(zhuǎn)變?yōu)檎w，在此條件下再進行回填和灌漿，最后做隧地的回填，這樣整個隧道的施工才算完成。

（2）然后進行區(qū)間正線局部斷面CRD施工，主要內(nèi)容為：

首先，對區(qū)間正線右上斷面的拱部做超前支護；重點關(guān)注臨時支撐與初期支護工作。

其次，對區(qū)間的正線右斷面進行施工，做好支撐。

再次，對左上的斷面進行超前支護，并且在施工后做好初期的支護和臨時支撐。

然后，開挖左下斷面，做好初期支護和臨時支撐工作。

隨后，按照不同順序拆除上述臨時支撐，同時開展仰拱二次襯砌與底部的回填施工。

最后，對隧道拱墻的二次襯砌混凝土進行分段進行。

1.2 隧道襯砌施工

（1）仰拱施工。在施工的過程中為了確保安全性，豎撐破除切割的高度通常要確保在仰拱回填頂面10厘米左右，此外，仰拱環(huán)施工長度每進行6米需利用跳段方式進行破除。在進行加設(shè)工字鋼墊板與工字鋼豎撐破除切割工作前需要嚴格把控監(jiān)控測量工作，一旦發(fā)生變形速率過大等異常情況需要在第一時間將鋼支撐破除，直至穩(wěn)定。需要注意的是需通過風鎬破除鋼支撐。endprint

仰拱施工時的防水層施工，須先確保仰拱基面處理滿足要求，然后在對其防水層進行施工。通過厚度為5cm的厚苯板實現(xiàn)對防水層的保護，在去除苯板之后也可以實現(xiàn)防水層的順接。

為了保證中導洞中的CRD與仰拱鋼筋在鋼筋頭合規(guī)的條件下能夠順利實現(xiàn)整體連接，需要通過直螺紋套筒對導洞側(cè)鋼筋接頭處進行相關(guān)處理，避免混凝土進入其中而對鋼筋連接的效果帶來負面影響。對于其他部位的施工也要按照要求進行。

（2）仰拱的回填技術(shù)，我們根據(jù)設(shè)計可以知道，在軌道下方的56cm可以使用c20混凝土來回填，同時為了支架的搭設(shè)要在仰拱強度在2.5MPa的時候才可以施工，回填中混凝土具備這樣的強度之后在進行頂面的工字鋼架設(shè)，這樣才能充分保證支護的穩(wěn)定。

（3）中導洞側(cè)直墻的施工

仰拱回填的強度要充分滿足頂部的作業(yè)要求，滿足之后再進行對中導洞側(cè)橫支撐的破除，并要搭設(shè)腳手和支模板，同時進行中導洞側(cè)直墻施工。

（4）中隔墻的拆除。該施工主要是在澆筑中導洞側(cè)直墻混凝土工作后進行，可借助已搭建的支架平臺進行。

模板與鋼架、支架支立具體施工的步驟可參考直墻施工。在進行拱部與邊墻的混凝土澆筑工作時通常需在模板處確立一個輸送口，通過該輸送口輸送泵可實現(xiàn)直接澆筑。

1.3 四聯(lián)拱隧道的襯砌混凝土施工

（1）中導洞的仰拱施工。其中仰拱鋼筋、防水保護層以及防水層具體施工步驟可參照CRD段面。在隨后進行的仰拱混凝土施工時，對于中導洞仰拱中每循環(huán)施工的施工長度大約為20-30米。

（2）中隔壁施工，在仰拱模板拆除之后，跳段拆除中導洞的橫撐，每次在7-8米。之后進行支架支立和防水鋪設(shè)和鋼筋的綁扎。

1.4 襯砌混凝土施工

在完成拱部的混凝土施工之后需要破除在上導洞設(shè)置的初期支護。然后在支立支架和進行拱部防水層的施工。

2 施工檢測技術(shù)

為了掌握充分的圍巖穩(wěn)定性以及支護的整體結(jié)構(gòu)跟受力狀況，對各個區(qū)域的施工狀況進行著重分析，排查可能出現(xiàn)的問題，以此指導后續(xù)施工工作。監(jiān)測內(nèi)容主要包括洞身收斂、拱頂下沉，次之進行結(jié)構(gòu)和圍巖應力測量。在整個隧道的施工中我們分為17次進行施工，這樣對整個土層便會產(chǎn)生多次擾動及下沉，因此來說地表的沉降監(jiān)測是施工安全中的核心部分，和最為關(guān)鍵的技術(shù)。

（1）隧道斷面地表沉降最大下降為上方地表S6點處，最大可達23.6mm；次之位于左導洞上部，最大可達17.8mm；在距離撐子面3D的地方沉降量為總量的80%以后，即20天后逐漸穩(wěn)定。

（2）在開挖的過程中會造成地表沉降和其他作用對沉降點S6的影響最大，次之為中導洞的施工。在上行線的施工過程中沉降量還沒有穩(wěn)定，在中導洞和其左右施工的時候，S6點的沉降是趨于平穩(wěn)的。

（3）在二次襯砌對控制地表沉降有著十分明顯的作用。

3 施工的控制要點

（1）對支撐拆除的長度進行精確把握，一旦仰拱防水施工結(jié)束需要回撐已切割豎撐隔榀，拆除支撐。在進行切割作業(yè)時需要進行全面監(jiān)測，一旦監(jiān)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常需要在確保質(zhì)量的前提下立即回撐。

（2）在對區(qū)間的正線襯砌、中隔墻和入場線仰拱跟拱墻的襯砌進行施工作業(yè)過程中，確保施工縫在相同里程中，便于將防水成環(huán)的作用發(fā)揮到最大。

（3）重點關(guān)注鋼筋直螺紋套筒與防水層的保護工作，使得后續(xù)襯砌施工連接良好。

（4）在進行鋼模支撐鋼架與腳手架的支立與加工工作時一定要按照設(shè)計方案進行操作，避免在實際施工過程中混凝土由于變形造成凈空尺寸產(chǎn)生誤差。

（5）嚴格按照設(shè)置的工作窗口開展振搗作業(yè)，能夠使得襯砌內(nèi)部與外部達到最佳效果。在對拱部進行振搗作業(yè)時，可采用功率相對較小的附著式振動器完成，確保效果最大化。

（6）在進行跳段襯砌作業(yè)時，需要對第一時間補充跳段預留襯砌，便于能夠盡早開挖出入場線。

4 結(jié)束語

在三連拱二連拱等都有大量的實例可以借鑒同時施工技術(shù)也基本成熟。因此在對這種超大斷面的工程進行探討施工技術(shù)的總結(jié)和研究，對于類似的施工工地也有推動的作用，可以對其他單位的施工起到很好的示范作用。對于我國的隧道施工技術(shù)也是很大的提高，在以后的規(guī)范施工和成熟施工上可以起到良好的推動作用。

參考文獻：

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