双连拱公路隧道施工技术

双连拱公路隧道施工技术

安光恒

(河北保定交通建设监理咨询有限公司,河北保定

[摘

要]

071000)

结合国家重点公路阿荣旗至深圳高速公路新县段双连拱隧道施工,分析得出隔墙顶部防水和进出口段浅埋偏压地段施工时遇到的技术难题及其解决办法。[关键词]

公路连拱隧道;中隔墙;监控量测

1工程概况

石堰口隧道位于河南省阿(荣旗)深(圳)高速公路新县段内,全长

410m,直线纵坡3%。地面横坡陡,为典型的山岭隧道,线路在此分

离不开,因此设计为带中隔墙的整体式双跨连拱结构。隧道宽22m,

内净空高5m。

该隧道Ⅴ级围岩230m,Ⅳ级围岩80m,

Ⅲ级围岩:100m。岩层上而下分别为全风化、强风化、弱风化和微风化层,围岩节理发育。地下水主要为裂隙水及孔隙水,雨季涌水量较大。

2施工工序

超前支护→中导洞开挖→中导洞初期支护→中导洞贯通后中隔墙

混凝土灌筑→中隔墙壁顶铺设防水层及回填→中隔墙右侧立横撑→主洞口管棚施工→正洞上台阶掘进及初期支护→正洞下台阶开挖及初期支护→正洞边墙基座衬砌,封闭仰拱→正洞二次衬砌。

3施工方法3.1总体原则

由于隧道围岩软弱,地质条件复杂,埋深浅,跨度大,在施工中严格坚持“弱爆破、短进尺、早支护、少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭、早反馈”的技术措施。

3.2施工步骤

1)贯通中导洞为确保工期及施工安全,遵循“早进洞、少扰动、

强支护”的方针,先进行洞口防排水处理,再在进出口各衬砌长5m护拱进洞,边仰坡尽量不扰动,这样做既保护环境又确保施工安全。进洞口拱部打设超前小导管注浆,先开挖中导洞上半断面进洞。依据中隔墙设计尺寸,开挖断面定为宽6.6m,高6.0m,拱部为R=2.5m的半圆弧;支护后断面宽6.4m,高5.8m。开挖前小导管注浆作超前支护,开挖后挂网喷混凝土封闭并配以格栅钢支撑。

为防止中导洞洞身积水后软化中隔墙基础及便于施工作业,掘进时先开挖上半断面,底部预留5～10m高。中导洞贯通后,再跳槽开挖下半断面,支护紧跟。

2)灌筑中隔墙混凝土因受作业空间,中隔墙混凝土灌筑由洞

内向洞口方向倒退进行,采用泵送混凝土施工,9m一个循环。先施工中隔墙基础,达到强度后再施工墙身,墙面距中隔墙中心线允许误差为±10mm。施工缝是中隔墙受力的软弱面,每次必须凿毛处理,连接筋严格按要求焊接牢固,地质变化地段增设沉降缝;墙顶施工至设计高程时,中部留成凹形以利施作土工布碎石盲沟引排渗水。由于中导洞已贯通,风力较大,必须按要求进行混凝土养护。

3)洞口管棚施工隧道进出口段各35m设计有超前大管棚支护,

为确保安全进洞,各个洞口拱部先施作2m长的护拱,沿拱部布置,预留沉降量10cm,厚80cm,C25钢筋混凝土,内部埋设130大钢管作管棚施工的导向管。搭设工作平台后,用地质钻机钻120孔,钻孔采用干钻,以保证管棚压浆能渗透至围岩。

4)正洞上台阶掘进及初期支护正洞开挖采用台阶法,上、下行线

开挖错开距离大于30m。施工中由于上下行线初期支护加载于中隔墙的力大小不一,时间不一,为防止中隔墙侧移、倾倒,中隔墙两侧依施工进展,做钢支撑。

5)中隔墙顶防水处理原设计中隔墙顶为防水层配合纵向排水管防

水,经分析,取消了顶部防水层,增设盲沟、止水带及软式透水管。上、下行线正洞拱部初期支护施工时,中隔墙顶部设SH100透水软管

与预埋在中隔墙内的100硬塑料引水管相连,将水引至中隔墙两侧水沟。透水软管上部施作30cm厚的土工布碎石盲沟,其余空间回填

M10浆砌片石。在渗水量较大地段,拱部与中隔墙接缝处设50透水软管,用土工布包裹,半边嵌入中墙半边嵌入拱部二衬,再用50引水管

引至中隔墙身预埋的塑料管。

6)正洞下台阶掘进及初期支护上台阶贯通后,即开挖下台阶,开

挖先预留马口,作为拱部初期支护的支撑点。采用松动弱爆法,以保护中隔墙混凝土。

7)正洞边墙基座衬砌及封闭仰拱下台阶开挖后,先衬砌侧边的小

边墙,并及时封闭仰拱。

8)正洞二次衬砌采用全断面法进行施工,采用泵送混凝土,9m

一个工作循环。衬砌台车由专业厂家生产。为防止施工缝漏水,在施工缝处混凝土中部埋设橡胶止水带,混凝土面凿毛处理。

4监控量测

现场监控量测是现代化施工管理的重要组成部分,它不仅能指导施工,预报险情,确保安全,而且还能获得围岩动态和支护工作状态的数据,为修正和确定初期支护参数、混凝土衬砌支护提拱依据。在施工中进行了全过程监控量测。

综合中导洞量测结果,进、出口段各30m拱部下沉一般为30～

60mm,地表下沉一般为10～30mm;洞身部分Ⅳ级、Ⅲ级围岩段,

量测数据表明支护无明显变形及沉降;在施工初期阶段,地质较差,位移下沉量及速度较大,这时适当加大量测断面及量测频率。

现场量测数据应及时绘制位移-时间曲线,当位移时间曲线出现反弯点,即位移出现反常的急剧增长现象,此时表明围岩和支护呈不稳定状态,此时加密监控并适当加强支护。当隧道的水平位移收敛0.1～

0.2mm/天,拱顶下沉位移速度为0.1mm/天,可认为围岩已基本稳定。

在监测过程中,若发现净空位移量过大或收敛速度无稳定趋势时对结构应采取以下补强措施:

1)应增加喷射混凝土的厚度,或加密加长锚杆,或加挂更密更粗

的钢盘网;

2)提前施作二次衬砌,要求通过反分析校核二次衬砌厚度;

3)提前施作仰拱。5施工效果

通过制定科学合理的施工方案,精心组织、周密安排,该隧道得以顺利竣工,较计划工期提前60d,取得了较好的社会效益及经济效益。(1)雨季施工确保了中导洞安全进洞,在软弱围岩的情况下,90d贯通中导洞(长410m)。(2)中隔墙受力后未受到任何损坏,墙面距中墙中心线偏差均在规范允许值内。(3)隧道完工后,洞内滴水不渗。(4)通过监控量测,决定取消侧壁导洞施工,节约临时支护费用。(5)经检测,初期支护合格率达100%。(6)解决了出口段半明半暗洞、偏压、大跨、浅埋的施工技术难题。

作者简介:安光恒,1967年生,男,汉族,河北保定,本科,工

程师。

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