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1、文章編號:10045716(2006)10017302中圖分類號:U459 文獻標識碼:B高速公路雙跨連拱隧道施工工藝祝云華,劉占魁(內蒙古科技大學,內蒙古 包頭014010)摘 要:依托河北省交通廳重點研究項目“高速公路復雜地層雙連拱隧道施工控制工藝研究與應用”項目,以張石高速公路野狐嶺3號隧道為研究對象,通過對設計、施工和量測的分析,得出有關淺埋軟弱隧道的一般施工工藝過程。關鍵詞:連拱隧道;設計;施工工藝;現場監測 隨著我國西部大開發的實施,公路、鐵路隧道的建設,尤其是大跨度隧道的修建越來越多。在地質條件基本許可、線路較短、土地使用昂貴、路線布置困難時,多采用連拱隧道,尤其以雙連拱隧道為主2、。然而由于連拱隧道的高跨比很小,其受力結構復雜,設計要求高,施工難度大,且對施工工藝方法與程序有嚴格要求。尤其在復雜地層,結構分析不合理或施工方法與工藝不當,將造成嚴重的隧道地質災害現象。所以結合具體工程項目對高速公路隧道進行工藝分析,從各種復雜條件下找出具有一定應用范圍的施工方法并控制、指導連拱隧道的施工將顯得十分重要。1 工程概況張石高速公路3號隧道采用技術標準為雙向四車道雙連拱隧道,全長190m,隧道凈寬10.25m,凈高7.05m,設計行車速度80km/h,荷載為公路 級。隧道最大埋深為20m,中隔墻為曲墻,墻身最寬處2m,基礎寬3.2m。根據現場地質調查和勘探成果,隧道隧址區內發育的3、地層主要有:亞粘土、碎石土、填筑土、砂土和強 弱風化玄武巖組成。圍巖穩定性較差,其中 類圍巖60m,類圍巖90m,巖體呈碎石狀鑲嵌結構,開挖時拱部易產生坍塌現象。地下水主要第四系松散沉積物含水層和玄武巖裂隙含水層。根據河北省工程地震勘察研究院 張石高速公路張北 舊羅家洼段建設場地地震安全性評價報告,該斷裂全新世紀以來沒有活動,斷裂對隧道工程沒有直接影響。2 施工方案隧道洞身采用三導洞先墻后拱法施工,施工方法:對、類圍巖段合理控制三個導洞開挖之間的距離,中導洞先行,系隧道開挖的關鍵,左導洞滯后中導洞,右導洞滯后左導洞,導洞均采用正臺階法施工,臺階長度57m,開挖尺度按兩榀鋼架間距進行。對、類圍巖4、段合理控制左右主洞作業面之間的距離,主洞開挖先,再進行左洞,右洞滯后左洞710m,主洞開挖亦采用臺階法,上下臺階分部開挖留核心土,進尺控制同導洞開挖,然后進行初期支護施工、防排水設計施工;二次襯砌采用混凝土運輸車、輸送泵和襯砌模板臺車的機械化配套施工方案,確保混凝土質量達到內實外光。施工中要堅持“弱爆破、短開挖、強支護、早封閉”的原則。(1)超前小導管施工:鉆孔采用手風槍打眼、風槍推進小導管,注漿采用注漿機注漿,灰漿機拌制漿液,注漿壓力根據地層致密程度決定,一般為0.51.0MPa,縱向前后相鄰兩排小導管搭接的水平投影長度一般不宜小于1.0m。注漿壓力根據地層致密程度決定,一般為0.51.0M5、Pa,縱向前后相鄰兩排小導管搭接的水平投影長度一般不宜小于1.0m。注漿示意圖見圖1所示。圖1 導管單液注漿示意圖1 漿液桶;2 注漿泵;3 壓力表;4 高壓膠管;5 注漿嘴;6 堵漿嘴;7 小導管;8 進漿管(2)型鋼鋼架制作與安裝:鋼拱架加工在預制場統一加工。根據不同斷面需要,精確放樣下料,分節焊制而成,連接板用A3鋼,厚度為15mm。栓孔用鉆床定位加工,螺栓、螺母采用標準件,焊接及加工誤差須符合有關規范。安裝前對巖面初噴5cm混凝土。測量拱架安裝設計頂面標高。施作定位錨桿,錨桿采用22鋼筋,深度不小于1.5m,外露20cm。清除拱架底角浮碴。拱架加工好后要進行預拼,合格后方可使用。工作平6、臺就位后,用裝載機配合人工安裝拱架,自上而下進行,拱架應盡量與圍巖接近,與圍巖間隙較大時,設置墊塊墊緊,墊塊可為堅硬的片石。安裝時,拱架要保持與中線垂直,上下左右偏差控制在 5cm,斜度小于 2。拱腳有一定的埋置深度,并落到原狀巖石上,并設置鎖腳錨桿。與定位錨桿焊連,并焊接縱向連接筋。(3)噴混凝土:參照 摻STC粘稠劑濕噴混凝土 國家級工法,噴射混凝土混合料由強制式拌和機攪拌均勻后,經混凝土攪拌運輸車運至工作面,再經濕噴機二次拌和,以高壓風為動力,經噴頭射至受噴面。該法具有粉塵少、回彈小的優點。噴混凝土分總第126期2006年第10期 西部探礦工程WEST-CHINA EXPLORATION7、 ENGINEERINGseries No.126Oct.2006 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/二次進行,按設計要求施作錨桿、架立鋼支撐,再進行第二次噴射至設計厚度。考慮施工進度、安全等因素,結合本隧道工程的地質特點,噴射混凝土在開挖爆破出碴前或后(根據圍巖開挖后自穩時間長短確定)立即施作一層,在確保施工作業面安全的情況下,剩余部分待與開挖斷面拉開一段距離后(以不與開挖作業相干擾為度)再行施作。(4)中隔墻施工:第一步按邊線開挖中心導坑上部;第二步安8、設錨桿、鋼支架、掛網噴射砼等臨時支撐;第三步開挖中心導坑下部;第四步安設臨時支撐;第五步進行中隔墻基礎開挖;第六步模筑中隔墻砼。、導坑開挖采取正臺階法施工,上下臺階控制長度為25m,不宜過長。進尺控制在12m左右。出碴(進料)采用裝載機裝,自卸車運輸的無軌運輸方式。混凝土進料采用輸送泵運輸。根據超聲波探測器探明的地質情況,部分危險地段報經監理及業主認可后,實施部分超前錨桿。中隔墻混凝土采用6m一個施工段分段澆注,中隔墻鋼筋制作綁扎也按6m分段進行。澆注中隔墻采用小型自制襯砌臺車,全部采用泵送混凝土,輸送管從端頭進入摸板。混凝土嚴格分層振搗。待混凝土強度達到設計強度的70%后進行注漿,以保證墻頂9、密實。(5)連拱隧道洞身襯砌施工:連拱隧道洞內襯砌按復合式襯砌施工。初期支護由系統錨桿、鋼筋網、噴射混凝土、型鋼鋼拱架及超前管棚組成,二次襯砌采用鋼筋混凝土,初期支護與二次襯砌之間鋪設防水層,支護參數要根據監控量測信息適當調整。類圍巖洞口第一環的超前支護采用 89大管棚,洞內段的超前支護采用 50小導管支護。暗洞正常段采用大鋼模板襯砌臺車定位澆筑,洞外拌和站拌制混凝土;混凝土攪拌運輸。(6)隧道防排水技術:隧道結構防排水是關系到工程質量、運營安全的重要因素。在本隧道工程施工中將采取下列有效技術措施:開挖采用光面爆破技術,保證開挖面圓潤,是結構防水的基礎;對巖面裂隙水預先進行有效處理;富水地段采10、用預注漿進行有效固結止水;利用噴射混凝土作為結構防水的關鍵環節;對襯砌環節縫認真處理。(7)隧道的監控量測:現場監控量測是新奧法復合式襯砌設計、施工的核心技術之一,也是該次襯砌結構采用信息化設計的重要內容之一。通過施工現場監測可以掌握圍巖和支護在施工過程中的力學動態及穩定程度,保障安全施工。根據隧道圍巖組成的特點,本著量測簡單、結果可靠、成本低廉、便于采用的原則,隧道選擇了地表下沉量測、周邊位移量測、拱頂下沉量測等量測項目。在隧道外表面布設網點用全站儀量測地表下沉。在隧道每30m設一量測斷面,每斷面設35點,利用全站儀、鋼尺、水準儀、收斂儀直接量測周邊位移和拱頂下沉,量測頻數按110d每天一次11、,20d以后每周一次。洞內斷面量測測點布置見圖2。監測斷面必須盡量靠近開挖工作面,但太近會使測點受到爆破的破壞,太遠又會測不到斷面開挖后的圍巖變化值。根據公路隧道設計規范,測點應布置在距開挖面2m的范圍內,并保證在爆破24h之內和下一循環爆破前完成初次讀數。3 結束語(1)雙連拱隧道施工的方法,核心是采用三導洞開挖法。圖2 隧道拱頂下沉測點布置示意圖即:先開挖中導洞施工中隔墻,再開挖兩邊小導洞施工正洞邊墻,然后再施工正洞拱部,最后施工正洞下部;(2)在圍巖極差的條件下,雙連拱隧道洞口進口開挖的關鍵技術,是超前小導管加固施工工藝;(3)連拱隧道的防排水技術是施工質量控制的重點部位,由于施工過程中12、的塌方、超欠挖和回填不密實、三縫設計和施工、中隔墻防排水不當以及襯砌開裂等,都會造成隧道的滲漏水,而滲漏水是體現隧道質量的重要標志之一,所以隧道的防排水是施工控制不可動搖的重點部位;(4)監控量測伴隨施工的全過程,是施工的眼睛,是判斷圍巖穩定的手段,是及時發現異常預見險情的可靠信息,是優化施工方案指導安全生產的保證,是施工管理中不可缺少的重要環節。參考文獻:1 公路隧道設計規范(J TJ 026-90)S.2 公路隧道施工技術規范(J TJ 042-94)S.3 曹永雙,等.軟弱圍巖雙跨連拱隧道施工技術J.公路,2002,(2).4 陳少華,連拱隧道的結構分析J.西安中國公路學報,2000,113、3(1).Construction Technology of Expressw ayDouble2span Multiple2arch TunnelZHU Yun2hua,LIU Zhan2kui(Inner Mongolia University of Science and Technology,Baotou Inner Mongolia014010,China)Abstract:The thesis depends on the key research item of Hebei bureau ofcommunications construction technique resea14、rch and application of doub2le multiple2arch tunnel construction control technology in expresswaycomplicated formations.Taking Yehuling tunnel of Zhangshi expresswayas the target of research and by the analyses of design,construction andmeasurement,the common technological processes of construction con2cerning soft shallow buried tunnels are obtained.Key words:multiple2arch tunnel;design;construction technics;spot mo2nitoring471西 部 探 礦 工 程 Oct.2006No.10 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/