新舊隧道橫通道施關(guān)鍵技術(shù)

董皓鵬

(上海市機(jī)施集團(tuán)第五工程公司，上海 200000)

1 工程概況

新建二峨山隧道位于眉山市仁壽縣鋼鐵鄉(xiāng)境內(nèi)，隧道長2 325 m，長隧道采用人字坡，成都端設(shè)計(jì)標(biāo)高536.96 m，坡度為1.0%，仁壽端設(shè)計(jì)標(biāo)高515.08 m，坡度為2.16%。在擬建隧道線位北側(cè)為既有二峨山隧道，新建隧道與既有二峨山隧道設(shè)計(jì)為分離式隧道形式，新舊隧道之間水平向凈距為30～35 m。在新、舊隧道設(shè)置2處車行、5處人形橫通道。

本文以1#車行橫洞為例，該段車行橫通道洞身圍巖由侏羅系上統(tǒng)遂寧組泥巖夾薄層泥質(zhì)砂巖、砂巖組成，巖層產(chǎn)狀292°∠53，巖層面傾角大，巖體間有節(jié)理裂隙，且夾有石膏、芒硝等礦物成分，巖層層面間有錯(cuò)動，該段圍巖巖體較完整，巖層以泥巖為主，相對隔水，圍巖級別為Ⅳ級。設(shè)計(jì)凈寬4 m，凈高5 m。與正洞夾角60°，支護(hù)形式為鋼拱架、錨、網(wǎng)、噴聯(lián)合支護(hù)加二次襯砌。

2 車行橫通道口施工

2.1 主線隧道初支預(yù)留、洞口預(yù)加固

正洞施工到橫通道口里程時(shí)，在正洞橫通道口一側(cè)，測量放出橫通道與正洞相交的斷面輪廓，用紅油漆標(biāo)出。由于正洞是上下臺階開挖法，該輪廓也是分臺階、隨著正洞的開挖逐步放樣

對橫通道輪廓內(nèi)的正洞支護(hù)參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整:鋼拱架、縱向連接鋼筋正常施做，不做錨桿，不掛網(wǎng)，在“找頂排險(xiǎn)”后即噴射混凝土5 cm封閉巖面。鋼架在橫通道與正洞相交處設(shè)I18的工字鋼格柵鋼架密排3榀，格柵鋼架縱向間距400 mm，格柵鋼架之間通過Φ22連接筋相連，連接筋長500 mm，環(huán)向間距為400 mm，單排布置，格柵鋼架與初噴混凝土間要求密切接觸，空隙處應(yīng)用混凝土墊塊楔緊。超前小導(dǎo)管按每榀間距2根長5 m的φ42鋼管支護(hù)。

2.2 洞身開挖

主線方向橫通道口的開挖時(shí)間選在正洞下導(dǎo)開挖過橫通道15 m左右，采用爆破開挖。

開挖前，測量放出橫通道的中心方向線，高程以襯砌內(nèi)邊緣在主洞路面頂部的高程為基準(zhǔn)，控制點(diǎn)以正線隧道內(nèi)已經(jīng)復(fù)測過的導(dǎo)線網(wǎng)為基礎(chǔ)，必要時(shí)在橫通道處加密控制點(diǎn)。

開挖時(shí)分上下臺階法施工，嚴(yán)格控制每個(gè)循環(huán)進(jìn)尺，避免超欠挖。在主線方向橫通道開挖至3/4處停止開挖，待從老隧道處開挖連通。

2.3 初期支護(hù)

在開挖成型后即可噴射混凝土封閉巖面。噴射混凝土前，必須清除受噴面上的各種浮石或爆破松動的巖塊，挖除橫通道中超過規(guī)定的欠挖部分，清除受噴面上的巖粉、巖渣和其它雜物，墻角等拐角部位的松散堆積物必須清除干凈，不得把它們包裹進(jìn)噴層內(nèi)，并妥善處理嚴(yán)重污染的巖面。同時(shí)設(shè)置好控制噴層厚度的標(biāo)志。噴射混凝土封閉巖面時(shí)應(yīng)先觀察圍巖節(jié)理走向，以便錨桿施工時(shí)能垂直于巖石結(jié)構(gòu)面。

系統(tǒng)錨桿施工時(shí)，依照先鉆眼，后清孔，再注漿，最后裝入錨桿并鎖尾的順序施工。

在按照設(shè)計(jì)參數(shù)施工錨桿掛網(wǎng)后，復(fù)噴射混凝土至設(shè)計(jì)厚度。

為掌握橫道內(nèi)實(shí)時(shí)變化，需在洞頂及兩側(cè)邊墻設(shè)圍巖監(jiān)控測量點(diǎn)3個(gè)(需固定在初支結(jié)構(gòu)上)，進(jìn)行拱頂沉降及邊墻位移量測，并加強(qiáng)位移量測用以指導(dǎo)施工。

2.4 襯砌施工

橫通道二次襯砌采用型鋼骨架作支撐體系， 外掛組合模板作襯砌模板，必要時(shí)拱部曲線部分，可定制組合鋼模。

基本施工工序： 安裝縱向排水管→鋪掛防水板

→安裝矮邊墻模板→澆筑矮邊墻混凝土→制作安裝襯砌模板支撐型鋼骨架→掛裝組合模板→模板系統(tǒng)加固→澆筑混凝土→下一循環(huán)。

洞口段襯砌施工，須與正線隧道二次襯砌一同澆筑，以保證空間相交準(zhǔn)確圓順。

2.5 老隧道橫通道施工

當(dāng)新建隧道往原老隧道預(yù)裂爆破開挖長度達(dá)到橫通道總長3/4時(shí)，停止開挖。從老隧道往新隧道開挖剩余1/4橫通道。為減少施工對老隧道的影響，老隧道的襯砌破除采用鉆孔取芯工藝。

在老隧道側(cè)鉆孔取芯前，首先在老隧道開槽，開槽寬度比托梁工字鋼大40 cm即可。開槽高度根據(jù)行橫洞高度確定。

在開槽以后，托梁范圍內(nèi)每榀拱架間距內(nèi)設(shè)置長度5 m的2根Ф42×3.5注漿鋼花管作為超前小導(dǎo)管。錨桿打入到位后，預(yù)留15 cm長度與托梁工字鋼焊接，進(jìn)行注漿。

托梁焊接于完畢后，用Ф500水鉆機(jī)人工進(jìn)行鉆孔取芯，鉆孔完畢后形成的整塊混凝土面采用水鉆機(jī)人工分割成小塊混凝土，便于運(yùn)輸。

原隧道二襯和初支混凝土破除以后，采用自卸車運(yùn)出，待清理完畢后，用I18工字鋼進(jìn)行與托梁進(jìn)行焊接作為原隧道拱架的支撐。并與原隧道拱架進(jìn)行焊接形成整體，如圖1。

圖1 橫通道鉆孔取芯布置圖

托梁及初支鋼拱架焊接牢固后，根據(jù)監(jiān)控量測和地質(zhì)情況，采用人工風(fēng)鎬方式或預(yù)裂爆破方式進(jìn)行既有隧道一側(cè)橫通道洞身開挖。

3 結(jié)束語

對于公路隧道擴(kuò)建項(xiàng)目，施工應(yīng)充分考慮舊隧道的結(jié)構(gòu)狀況，詳細(xì)進(jìn)行超前探測，研究確定舊隧道二襯拆除、預(yù)加固的方案，加強(qiáng)封閉交通組織安全措施，應(yīng)做好老隧道二襯混凝土爆破振動監(jiān)測，圍巖變形監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測信息及時(shí)調(diào)整開挖順序及支護(hù)參數(shù)，從而做到隧道橫通道交叉口處施工快速、安全、優(yōu)質(zhì)的目標(biāo)。