連拱隧道施工要點(diǎn)分析

黃炎 高星 張文瑞

摘?要：為了探討連拱隧道施工技術(shù)在公路隧道工程中的應(yīng)用效果，以午塘頭隧道工程實例為研究對象，深入分析連拱隧道施工技術(shù)的總體施工工序，并且對施工過程中需要掌握的要點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，實踐可知，通過連拱隧道施工技術(shù)的應(yīng)用能夠確保隧道施工進(jìn)度、質(zhì)量和安全性，對提高公路事業(yè)的發(fā)展有促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：公路隧道;連拱技術(shù);施工質(zhì)量

一、工程簡介

午塘頭隧道是長春至深圳高速公路（G25）浙江建德至金華段公路TJ5標(biāo)中部，全長為266米，凈高5m，凈寬11×2m，該隧道處于剝蝕丘陵區(qū)，穿越殘坡積、強(qiáng)～中風(fēng)化粉砂巖，地下水為基巖裂隙水，水文地質(zhì)條件較簡單。地形坡度約20～30°，山體植被較發(fā)育，隧址區(qū)地面最高程約為175m，屬越嶺隧道。隧道進(jìn)洞口處于溝谷位置，隧道軸線與邊坡面大角度相交，出洞口隧道軸線與邊坡面斜交，隧道埋深較淺，建德端洞口樁號為YK2474+977，洞門型式為端墻式，金華端洞樁號為YK2475+243，洞門型式為偏壓式。

二、總體施工工序

當(dāng)前我國的隧道工程來進(jìn)行開挖施工主要分成兩個種類一是按照兩個獨(dú)立單洞來進(jìn)行開挖施工，該種主要是應(yīng)用在圍巖條件較高的位置上;其二是三導(dǎo)洞開挖施工方法，也就是先進(jìn)行開挖然后才能進(jìn)行中隔墻建設(shè)施工方法，這種方式通常都使用在淺埋或者軟弱圍巖的地質(zhì)條件中。根據(jù)該地區(qū)的地質(zhì)條件分析可以確定，其主要強(qiáng) ～中風(fēng)化巖性質(zhì)為主，經(jīng)過綜合分析之后確定使用三導(dǎo)洞的施工方法。

（一）中隔墻施工

首先進(jìn)行中隔墻超前導(dǎo)洞的開挖，并進(jìn)行錨噴支護(hù)和中隔墻連接錨桿的施工，再進(jìn)行中隔墻結(jié)構(gòu)的施工，為了能夠使得人員、機(jī)械的施工順利進(jìn)行，可以使得材料運(yùn)輸更加的便利，避免造成施工的干擾。本次隧道工程中，應(yīng)該從進(jìn)口端采用倒退的方式來開始進(jìn)行隔墻結(jié)構(gòu)的施工。在施工澆筑完成之后，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到了設(shè)計要求之后，就需要進(jìn)行主洞的開挖施工，可以提高施工效率。

中隔墻結(jié)構(gòu)的主要作用就是承載豎向壓應(yīng)力，在應(yīng)用的過程中，從軸線受壓逐步的轉(zhuǎn)變成為偏心受壓的形式，然后再次恢復(fù)為軸線受壓的形式。最大彎矩通常都出現(xiàn)在二次襯砌部分的施工，最大軸力需要在隧道施工結(jié)束之后才出現(xiàn)。在整個施工的過程中，應(yīng)該充分的考慮到其抗傾覆、抗開裂方面的問題。

中隔墻防偏壓處理：因為連拱隧道的左右位置上存在很大的差異，并且存在爆破振動的影響，分步施工會持續(xù)給墻體造成擾動影響，可以將側(cè)向和正洞的初期支護(hù)壓力直接傳輸?shù)街懈魤Φ?位置上，此時會導(dǎo)致墻體結(jié)構(gòu)受力不均衡的情況存在。因此，在開挖之前應(yīng)該根據(jù)施工工藝的要求進(jìn)行偏壓處理，采取合理有效 的措施進(jìn)行回填施工，確保結(jié)構(gòu)性能達(dá)標(biāo)，見圖1。

中隔墻施工完成后進(jìn)行左洞或右洞上臺階開挖并在拱部作初期支護(hù)，再進(jìn)行隧道下臺階的開挖并進(jìn)行初期支護(hù)，最后施作二次襯砌，施工時要求詳細(xì)了解設(shè)計意圖并嚴(yán)格按照施工規(guī)范操作流程施工，左洞和右洞錯開施工且縱向間距大于二十米。

（二）主洞施工

根據(jù)設(shè)計方案以及工程技術(shù)規(guī)范的要求，Ⅴ級圍巖開挖的過程中應(yīng)該采用上下臺階預(yù)留方法來進(jìn)行施工，而Ⅳ級則應(yīng)用臺階 法來進(jìn)行施工。開挖施工結(jié)束之后就需要來進(jìn)行導(dǎo)洞支護(hù)處理， 此時可以將整個結(jié)構(gòu)形成穩(wěn)定的封閉結(jié)構(gòu)。根據(jù)施工進(jìn)度計劃的要求，首先開始左洞開挖施工。

1、 暗洞沉積采用的是新奧法來進(jìn)行施工，可以選擇復(fù)合支護(hù)方式來進(jìn)行。

2、 Ⅴ級圍巖隧道施工工序如下所示： a.中導(dǎo)洞上臺階開挖，采取必要支護(hù)方式; b.中導(dǎo)洞下臺階開挖，進(jìn)行必要臨時支護(hù); c.中導(dǎo)洞貫通后，然后開始中隔墻施工，在墻身結(jié)構(gòu)施工結(jié)束之后就能夠在頂部回填施工; d.交錯布置50 m 就能夠開始導(dǎo)洞開挖施工，同時要進(jìn)行必要的支護(hù)施工處理; e.中導(dǎo)洞回填施工; f.拱部圍巖開挖施工，同時還應(yīng)該設(shè)置支護(hù)與鋼架架設(shè)施工， 此時應(yīng)該在左、右方向錯開2 洞布置; g.交錯2 洞布置，同時應(yīng)該進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)施工; h.拆除臨時支護(hù); i.進(jìn)行仰拱混凝土施工; j.防水部分施工，然后就是二襯混凝土施工。

3、Ⅳ級圍巖隧道施工順序： a.中導(dǎo)洞實施全斷面開挖施工，同時開始初期支護(hù)施工; b.中導(dǎo)洞貫通后，然后進(jìn)行中隔墻施工，然后在頂部注漿施工; c.交錯布置50 m 開始進(jìn)行導(dǎo)洞開挖施工，同時進(jìn)行支護(hù)施工; d.中導(dǎo)洞回填和臨時支撐; e.主洞開挖臺階施工，同時還應(yīng)該進(jìn)行支護(hù)和鋼拱架的施工，必須要確保左右臺階開挖至少需要錯開 2 洞進(jìn)行。此時要嚴(yán)格執(zhí)行施工工藝方案來進(jìn)行支護(hù)施工，避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形問題; f.交錯2 洞開始臺階開挖施工; g.拆除臨時支護(hù); h.施工仰拱混凝土; i.防水結(jié)構(gòu)施工。

（三）初期支護(hù)

初期支護(hù)是導(dǎo)管、鋼筋網(wǎng)、鋼架以及噴射混凝土所組成整體的受力結(jié)構(gòu)。以超前支護(hù)為中心 ，可以保證開挖質(zhì)量及施工安全，超前支護(hù)五類圍巖較差的一段是20m鋼管柵，較好的一段是小導(dǎo)管，四類圍巖為超前錨桿。

（四）二次襯砌

對于偏壓過大的部分，應(yīng)該根據(jù)工程的實際情況選擇使用二襯混凝土來進(jìn)行澆筑施工，根據(jù)本次設(shè)計方案與施工工藝的要求，選擇使用二襯施工，此時應(yīng)用的是 9 m 液壓鋼模臺車來進(jìn)行施工，選擇整體澆筑的方式來進(jìn)行施工。二襯混凝土重點(diǎn)在施工組織，在小、短、曲的隧道上預(yù)先設(shè)計每模的定位，提前分解錯臺，及曲線和重要的施工縫及沉降縫等定位，可以保證施工質(zhì)量。

三、施工管理中存在的問題及解決措施

（一）施工管理中存在的問題

隧道施工管理的不到位也是導(dǎo)致隧道施工建設(shè)中存在安全風(fēng)險的主要因素。一些施工企業(yè)由于多年長期進(jìn)行隧道建設(shè)，對內(nèi)部員工要求和內(nèi)部制度管理都放松了要求;另外一些施工技術(shù)人員和施工操作人員自認(rèn)為有豐富的施工技術(shù)經(jīng)驗，在具體工作中不嚴(yán)格按照規(guī)定流程和規(guī)定方案進(jìn)行施工，導(dǎo)致施工制度和施工方案成為一種形式、變成一種擺設(shè)，不能有效的發(fā)揮出應(yīng)用的作用。

（二）解決措施

施工單位應(yīng)該加強(qiáng)施工過程中的安全管理，對施工安全責(zé)任進(jìn)行確切的落實，例如可以設(shè)置專門的施工安全負(fù)責(zé)人、技術(shù)負(fù)責(zé)人、施工班組長等主要組成人員，對施工現(xiàn)場的安全加以管理。另外施工單位應(yīng)該建立和實施技術(shù)交底制度，確保施工流程和施工技術(shù)安全能夠切實落實到實際操作層面。最后，施工過程中，相關(guān)施工監(jiān)理單位應(yīng)該充分發(fā)揮自身職能，對施工現(xiàn)場管理制度進(jìn)行檢查管理，加強(qiáng)對施工單位現(xiàn)場作業(yè)安全的管控，保證施工方案的有效落實。

在進(jìn)行隧道圍巖測量時，應(yīng)該實行等級制度管理，根據(jù)不同等級的圍巖制定不同的測量方案。另外通常情況下，隧道坍塌事故是一個相對緩慢的過程，它是圍巖質(zhì)量變化積累的產(chǎn)物，因此一方面施工單位應(yīng)該設(shè)置專門測量人員、專門的設(shè)備和固定的時間對圍巖展開測量，實時關(guān)注圍巖發(fā)生的變化，一旦出現(xiàn)風(fēng)險可能就要停止掘進(jìn)，分析具體原因，降低風(fēng)險等級。另一方面，施工單位應(yīng)該根據(jù)圍巖測量的結(jié)果，對后續(xù)工程進(jìn)行及時的施工方案調(diào)整，采取必要的手段降低施工安全風(fēng)險。

四、結(jié)語

本次連拱隧道施工的過程中，根據(jù)工程中的圍巖種類選擇合適的開挖施工方法，在中隔墻施工的過程中選擇使用的是倒退方式來進(jìn)行澆筑施工，這種方式可以為主洞開挖提供合適的條件，還能夠有效的提升施工效率。但是應(yīng)該注意的是，在襯砌施工的過程中要綜合考慮到地質(zhì)條件與監(jiān)控信息，否則將無法保證工程的質(zhì)量。經(jīng)過實踐經(jīng)驗總結(jié)可以發(fā)現(xiàn)，采取該方法能夠確保施工進(jìn)度、 質(zhì)量和安全性，為我國公路隧道工程技術(shù)的提升打下堅實的基礎(chǔ)。

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