雙連拱隧道中導(dǎo)洞施工技術(shù)研究

陳偉

中鐵十一局五公司 重慶 400037

1 工程概況

陽(yáng)左高速公路ZB2合同段的王家山隧道為一座上、下分離式的四車道高速公路連拱隧道，位于昔陽(yáng)縣王家山村和建都村之間，隧道總體走向141度，洞口底板設(shè)計(jì)高程925.55米，隧道最大埋深91.3米，隧道凈寬（10.25+2.5+10.25）m，內(nèi)輪廓采用三心圓，半徑R1=5.43m、R2=7.93m，建筑限界高度5.0m。隧道起訖樁號(hào)為K17+854～K18+290，全長(zhǎng)436m，其中洞身Ⅳ級(jí)圍巖426m，Ⅴ級(jí)圍巖10m，屬于短隧道，根據(jù)地形經(jīng)過(guò)試設(shè)，左線平面線位于陽(yáng)泉端處不能滿足隧道線形3s行程的要求，同時(shí)鑒于本路段縱坡較大（洞口小樁號(hào)前3%，隧道2.5%，洞口大樁號(hào)后3.5%），及K18+400、K18+500左側(cè)設(shè)左線后填筑較高，為行車安全性考慮故設(shè)計(jì)為雙連拱隧道[1]。

2 雙連拱隧道中導(dǎo)洞施工工藝

2.1 總體施工概述

中導(dǎo)洞施工根據(jù)新奧法原理，采用光面爆破開挖，使用錨、噴、網(wǎng)、鋼拱架和超前導(dǎo)管及超前管棚等支護(hù)手段，開挖貫通中導(dǎo)洞，澆筑中隔墻基礎(chǔ)、埋設(shè)好預(yù)埋鋼板澆筑中隔墻墻身。

2.2 施工工藝

（1）中導(dǎo)洞施工順序

開挖中導(dǎo)洞，并做中導(dǎo)洞臨時(shí)支護(hù)直到貫通，然后鋪設(shè)中隔墻頂防水材料，安裝中隔墻鋼筋，采用兩個(gè)臺(tái)車由隧道中點(diǎn)往進(jìn)出口兩個(gè)方向同時(shí)澆筑中隔墻混凝土直到全部完成。

（2）中導(dǎo)洞開挖

采用鉆爆法施工，遵循“短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、勤量測(cè)”的方針，按照上下臺(tái)階施工，臺(tái)階長(zhǎng)度3～5m，出渣采用裝載機(jī)倒運(yùn)至洞口，再由翻斗車運(yùn)輸?shù)街付壨翀?chǎng)。

①技術(shù)要求。a.根據(jù)圍巖特點(diǎn)合理選擇周邊眼間距及周邊眼的最小抵抗線，輔助炮眼交錯(cuò)均勻布置，周邊炮眼與輔助炮眼眼底在同一垂直面上，掏槽眼加深20cm。b.嚴(yán)格控制周邊眼裝藥量，采用間隔裝藥，使藥量沿炮眼全長(zhǎng)均勻分布。c.選用低密度、低爆速、低猛度的乳化炸藥，塑料導(dǎo)爆管，非電毫秒雷管起爆。d.掏槽方式：四眼斜眼掏槽。e.裝藥結(jié)構(gòu)及堵塞方式：裝藥結(jié)構(gòu)：周邊眼采用小直徑藥卷間隔裝藥，巖石很軟時(shí)采用導(dǎo)爆索。堵塞方式：所有裝藥炮眼用炮泥堵塞，周邊眼堵塞長(zhǎng)度不小于26cm。f.爆破效果要求：嚴(yán)格控制超欠挖。保證開挖輪廓圓順，開挖面平整。

②開挖進(jìn)尺。a.循環(huán)開挖進(jìn)尺Ⅱ類圍巖為0.75～1.5m，Ⅲ類圍巖為1～2m。b.下部左右兩側(cè)錯(cuò)開距離：3～5m，下部進(jìn)尺：Ⅱ類圍巖為1.5～2.25m，Ⅲ類圍巖為2.0～3.0m。c.下部與上臺(tái)階同時(shí)開挖，與上臺(tái)階的距離以不影響上臺(tái)階施工為準(zhǔn)。

（3）中導(dǎo)洞支護(hù)

開挖完成首先人工或挖機(jī)清頂， C25噴射混凝土砼3～5cm封閉開挖面以防巖體發(fā)生松弛。初噴后，測(cè)量放線，人工安裝拱架，用縱向鋼筋連接，拱腳置于牢固基礎(chǔ)上。拱架背后間隙用C25噴射砼充填密實(shí)。

第一循環(huán)超前小導(dǎo)管支護(hù)要在中導(dǎo)坑開挖進(jìn)洞前施作，以確保中導(dǎo)坑安全進(jìn)洞。采用風(fēng)鉆沿隧道縱向6°外插角鉆孔，孔徑稍大于管徑(Φ65)。清孔完后安裝小導(dǎo)管，小導(dǎo)管尾部焊在鋼拱架上，頂進(jìn)時(shí)注意保護(hù)管口不受損變形；安設(shè)好后，對(duì)開挖面及相臨界面噴砼封閉，管口設(shè)止?jié){塞。采用1：1水泥砂漿灌注，注漿終壓為0.5Mpa～ 1.0MPa，當(dāng)注漿壓力達(dá)到1.0Mpa時(shí)且能保持此壓力2min即表明達(dá)到注漿效果。

安裝錨桿：定出孔位，垂直巖面鉆錨桿孔、中隔墻頂安裝Φ25中空注漿錨桿；拱腰及兩側(cè)墻安裝Φ22砂漿錨桿，錨桿長(zhǎng)度3m。

鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)：鋼筋網(wǎng)施工在錨桿施作好后進(jìn)行。將加工成片的鋼筋網(wǎng)隨高就低緊貼初噴面，用鐵絲綁扎于錨桿尾部，固定牢固，保證噴砼時(shí)鋼筋網(wǎng)不晃動(dòng)。網(wǎng)片采用Φ8鋼筋，網(wǎng)格尺寸為20×20cm。

復(fù)噴砼：鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)完畢后，立即進(jìn)行復(fù)噴砼作業(yè)。噴料由洞外拌和站集中拌料，運(yùn)輸車運(yùn)到工作面。噴射應(yīng)分段、由下而上逐層進(jìn)行，并噴至設(shè)計(jì)厚度。

養(yǎng)護(hù)：復(fù)噴完后，混凝土進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)7天。

（4）中隔墻施工

中隔墻襯砌待中導(dǎo)洞貫通后，從隧道中點(diǎn)分別往進(jìn)口和出口兩端施工中隔墻混凝土。施工采用2臺(tái)襯砌臺(tái)車。中隔墻襯砌分為基礎(chǔ)和墻身兩次澆筑成型。襯砌鋼筋采用在鋼筋棚內(nèi)加工成半成品，在中導(dǎo)洞內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)綁扎，自制整體式液壓鋼模臺(tái)車整體襯砌，按每?jī)商煲谎h(huán)，每循環(huán)7.5m施作，利用中導(dǎo)洞鋼架支護(hù)和臺(tái)車上自帶的螺紋絲頂對(duì)襯砌臺(tái)車穩(wěn)定性定位加固，加固后進(jìn)行澆筑砼施工。中隔墻頂面與主洞鋼拱架的連接鋼板在施工中隔墻混凝土襯砌時(shí)，根據(jù)鋼拱架安設(shè)的間距進(jìn)行預(yù)埋，施工主洞時(shí)再進(jìn)行焊接。分基礎(chǔ)及上部?jī)纱螡仓?，基礎(chǔ)超前上部10m。

基礎(chǔ)開挖：按照測(cè)量交底對(duì)中隔墻基礎(chǔ)底面進(jìn)行檢查，對(duì)基礎(chǔ)開挖不到位的地方，采用鉆孔放小炮進(jìn)行開挖。開挖后由貫通面向洞口清碴至基底標(biāo)高。

底部錨桿施作：清底完后工人站在可移動(dòng)的1米高平臺(tái)，2人一組采用風(fēng)槍垂直地面鉆孔，孔徑大于錨桿直徑15mm，清孔后裝錨固劑插入錨桿。

鋼筋加工及安裝：鋼筋集中加工，由運(yùn)輸車運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)安裝；采用單面焊，搭接長(zhǎng)度為10倍鋼筋直徑。注意鋼筋與縱向排水管的干擾，采用砂漿墊塊保證鋼筋的保護(hù)層厚度。在鋼筋安裝過(guò)程中先采用縱向定位鋼筋每側(cè)2根每隔3.5m固定一根基礎(chǔ)橫向鋼筋作為骨架，在沿縱向鋼筋上按照設(shè)計(jì)間距進(jìn)行畫點(diǎn)，基礎(chǔ)橫向鋼筋根據(jù)點(diǎn)的位置進(jìn)行安裝。

模板安裝：基礎(chǔ)模板采用定型鋼模，模板長(zhǎng)度為7.5m，模板安裝前采用C25混凝土將基礎(chǔ)底面找平至設(shè)計(jì)標(biāo)高，模板施工前現(xiàn)采用全站儀對(duì)模板內(nèi)側(cè)位置每5m放一個(gè)點(diǎn)，然后再?gòu)椌€來(lái)控制模板安裝位置。模板加固采用在模板外側(cè)采用鋼筋頭及方木相結(jié)合的方式進(jìn)行。安裝好后及時(shí)涂刷脫模劑。

混凝土澆筑：拌和站集中拌和，采用混凝土罐車運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)，輸送泵入模。澆筑過(guò)程中加強(qiáng)振搗，隨時(shí)檢查模板的穩(wěn)定情況，并嚴(yán)格按照中隔墻基礎(chǔ)施工圖控制混凝土頂面標(biāo)高。混凝土采用插入式振搗器振搗，振搗標(biāo)準(zhǔn)為：砼不再下沉，無(wú)氣泡上升。

脫模及養(yǎng)護(hù)：根據(jù)試驗(yàn)室提供的脫模時(shí)間及時(shí)脫模，脫模時(shí)嚴(yán)禁損傷砼；脫模后進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7天。

①中隔墻襯砌施工

中隔墻襯砌滯后中隔墻基礎(chǔ)10～20m。中隔墻襯砌采用C25現(xiàn)澆混凝土，由輸送泵輸送混凝土。墻身鋼筋與基礎(chǔ)鋼筋按規(guī)范要求焊接，并注意預(yù)留筋和預(yù)埋件的位置和尺寸。

鋪設(shè)軌道：在臺(tái)車鋪設(shè)軌道前因先在基礎(chǔ)頂面放樣，每隔5m放出中隔墻中線。根據(jù)軌道與中心線的間距控制臺(tái)車行走軌道，鋪設(shè)時(shí)要保證軌道位置準(zhǔn)確、平順，尤其注意各節(jié)鋼軌接頭處螺栓必須上緊，且必須控制好標(biāo)高。

鋼筋加工及安裝：因中隔墻上部鋼筋尺寸長(zhǎng)，但是彎折處很多，加工較困難，尺寸難以在加工房成型，中隔墻襯砌鋼筋兩側(cè)曲墻采用橫向勾筋固定成型。中隔墻上部鋼筋施工順序?yàn)橄炔捎蒙喜靠v向鋼筋定位，將上部橫截面鋼筋與基礎(chǔ)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行搭接，再進(jìn)行縱向鋼筋的固定和安裝，最后采用勾筋將兩側(cè)曲墻鋼筋成型。鋼筋安裝完后按照正洞鋼拱架間距預(yù)埋連接鋼拱架的鋼板，將鋼板與鋼筋焊接牢固，并控制好鋼板與臺(tái)車緊貼有助于鋼拱架與預(yù)埋鋼板緊密相連。

臺(tái)車定位：對(duì)臺(tái)車進(jìn)行涂刷脫模劑，在移動(dòng)臺(tái)車，嚴(yán)格按照測(cè)量交底進(jìn)行定位，所有絲桿必須上緊，外側(cè)絲桿必須支撐到中導(dǎo)洞兩側(cè)壁上。

混凝土澆筑：堵頭板安設(shè)經(jīng)檢查合格后，開始澆筑混凝土，混凝土集中拌和，罐車運(yùn)送至現(xiàn)場(chǎng)。試驗(yàn)室必須派專人對(duì)砼入模質(zhì)量、砼坍落度進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)控制?；炷敛捎幂斔捅帽盟腿肽?，操縱砼輸送管頭自上而下，分層不間斷地灌筑，分層厚度為30cm，隨灌筑隨振搗，做到表面光滑內(nèi)部密實(shí)。澆筑速度適當(dāng)，不致離析；砼傾落高度不超過(guò)2m，混凝土澆筑過(guò)程中加強(qiáng)振搗，砼振搗以插入式振動(dòng)器為主，附著式振動(dòng)器為附。砼振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)；砼不再下沉，無(wú)氣泡上升，排氣孔出漿為止。在澆筑過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)模板穩(wěn)定性的觀察，及時(shí)對(duì)模板進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固，確?；炷潦┕げ慌苣：兔浤！楸ＷC中隔墻頂面混凝土密實(shí)，在施工中隔墻時(shí)頂部每2米設(shè)置一道注漿孔，待砼達(dá)到一定強(qiáng)度后，進(jìn)行壓漿處理。

脫模及養(yǎng)護(hù)：根據(jù)試驗(yàn)室提供脫模時(shí)間及時(shí)脫模；脫模后及時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7天。

3 結(jié)束語(yǔ)

王家山雙連拱隧道中導(dǎo)洞的施工是雙連拱隧道施工的重點(diǎn)，中隔墻砼中預(yù)埋正洞鋼拱架連接鋼板及中隔墻基礎(chǔ)底部錨桿施工為中隔墻施工非常重要的環(huán)節(jié)，只有安全快速地將中導(dǎo)洞貫通并澆筑完中隔墻砼后，才能正常有序的施工隧道正洞，關(guān)系到整個(gè)隧道施工的不只是工期，更重要的是正洞的安全施工。