偏壓淺埋大跨徑連拱隧道施工技術(shù)

1、<p>　　偏壓淺埋大跨徑連拱隧道施工技術(shù)</p><p>　　摘要：文章結(jié)合工程實(shí)例，重點(diǎn)介紹了雙連拱隧道進(jìn)口段“偏壓、大跨、淺埋”等施工技術(shù)難題；闡述了進(jìn)洞施工工序與工藝；監(jiān)控量測(cè)的目的及指導(dǎo)施工的作用；采取預(yù)留核心土施作管棚，挖機(jī)配合鎬頭機(jī)鑿巖開(kāi)挖等施工技術(shù)。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：連拱隧道；偏壓、淺埋、大跨；施工技術(shù)；要點(diǎn) </p><p>

2、;　　中圖分類(lèi)號(hào)：U45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p><b>　　0 前言 </b></p><p>　　公路連拱隧道(Multi-arch Road Tunnel),最初是指兩座隧道連成一體的單線雙洞隧道,即現(xiàn)今的雙連拱隧道,也有人稱(chēng)之為“M”隧道或“眼鏡”隧道。其特點(diǎn)，突出地表現(xiàn)在其形態(tài)上的兩洞緊緊相連，只有一中墻相隔，兩洞的拱腳共同建在鋼筋混凝土中墻之上

3、。連拱隧道通常不長(zhǎng)，多為中短規(guī)模，大多在500m以?xún)?nèi)，因連拱隧道長(zhǎng)度較短，導(dǎo)致其埋深淺，圍巖強(qiáng)風(fēng)化、破碎，地質(zhì)條件較差等一系列特點(diǎn)。再因連拱隧道雙洞相連，導(dǎo)致開(kāi)挖跨度大，2車(chē)道的跨度超過(guò)20m，3車(chē)道的跨度大于30ｍ，且易產(chǎn)生偏壓，施工工序較多，導(dǎo)致施工難度增大。本文奉化三高連接線“牛角尖雙連拱隧道”施工中，為解決進(jìn)口段“偏壓、大跨、淺埋”等施工技術(shù)難題，采取預(yù)留核心土施作管棚，挖機(jī)配合鎬頭機(jī)鑿巖開(kāi)挖等施工技術(shù)。 </p>

4、<p><b>　　1 工程概況 </b></p><p>　　“牛角尖連拱隧道”位于浙江寧波奉化市蕭王廟鎮(zhèn)以南約200米處，連拱隧道進(jìn)口樁號(hào)為AZK8+445，出口樁號(hào)為AZK8+615，長(zhǎng)170米；隧道進(jìn)口明洞長(zhǎng)18米，出口明洞長(zhǎng)15米，隧道進(jìn)口段位于緩和曲線上，出口位于半徑R=1200米的圓曲線上，縱坡為0．5%。隧道單洞凈寬為10．25米，建筑界限凈高為5米。進(jìn)口采用端墻

5、式洞門(mén)，出口采用削竹式洞口。地貌以殘丘為主，地面植被茂密，以低矮灌木為主，坡度不大，一般不超過(guò)30°。表層為坡殘積的含礫亞粘土，層厚6～9米；以下為⑩層風(fēng)化基巖，強(qiáng)風(fēng)化層2～5米，巖體極破碎～破碎，弱風(fēng)化層3～5米，巖體較破碎～較完整，再下為微風(fēng)化夾泥巖礫巖或粉砂巖。該段圍巖整體性及穩(wěn)定性差，降水較大時(shí)可能出現(xiàn)積水。洞身圍巖以微風(fēng)化基巖與弱風(fēng)化基巖為主，中～厚層狀，層巖節(jié)理較發(fā)育～較不發(fā)育，洞頂以上覆蓋層厚度一般超過(guò)20米，其

6、中微風(fēng)化基巖一般超過(guò)14米，圍巖完整性相對(duì)較好，地下水主要為第四系松散巖類(lèi)孔隙水和基巖裂隙水，以接受大氣降水及上部滲流為主，水量貧乏，開(kāi)挖可能有局部滲漏水。根據(jù)地質(zhì)資料報(bào)告，隧道穿越山體的圍巖級(jí)別長(zhǎng)度如下：Ⅳ級(jí)圍巖長(zhǎng)106米，Ⅴ級(jí)圍巖長(zhǎng)64米。隧道不良</p><p>　　2 施工方案及關(guān)鍵施工技術(shù) </p><p>　　針對(duì)上述地形特點(diǎn)，特制定專(zhuān)項(xiàng)施工技術(shù)方案：隧道施工采用三導(dǎo)坑法施工。

7、施工中先從出口端開(kāi)始向進(jìn)口端方向開(kāi)挖中導(dǎo)洞，邊開(kāi)挖邊施作中導(dǎo)洞初期支護(hù)，開(kāi)挖至離進(jìn)口出洞還剩約15米時(shí)停止，由內(nèi)向外施作中隔墻，同時(shí)從進(jìn)口方向開(kāi)挖中導(dǎo)洞，使中導(dǎo)洞貫通，中隔墻施工完畢后，墻頂掛網(wǎng)噴射混凝土填實(shí)；然后從進(jìn)口方向開(kāi)始主洞開(kāi)挖，考慮到右主洞偏壓、淺埋較突出，故選擇先施工左主洞，左主洞進(jìn)洞30米后開(kāi)始開(kāi)挖右主洞，左右主洞采用平行交替開(kāi)挖保持拉開(kāi)距離30米左右；出洞時(shí)左洞直接穿出，右洞開(kāi)挖離出洞口還有20米時(shí)停止開(kāi)挖，采取從右洞出

8、洞口進(jìn)洞的方式在中間貫通。施工過(guò)程中根據(jù)監(jiān)控量測(cè)的數(shù)據(jù)及現(xiàn)場(chǎng)圍巖情況隨時(shí)調(diào)整開(kāi)挖方案；左右洞縱向分別貫通后，進(jìn)行仰拱開(kāi)挖及回填，這道工序施工時(shí)要求一個(gè)“快”字，開(kāi)挖后要求盡快回填，避免拱體下沉或不均勻變形。而且在進(jìn)行仰拱開(kāi)挖時(shí)左右洞要錯(cuò)開(kāi)，右洞開(kāi)挖并回填后左洞才能開(kāi)挖，尤其在進(jìn)出洞口處更應(yīng)注意，施工長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng)，在圍巖軟弱時(shí)必要的話，采取跳碼口施工，即開(kāi)挖十米，間隔十米，利用間隔十米的原狀土來(lái)支撐兩則拱腳，待回填的砼達(dá)到一定強(qiáng)度后，再進(jìn)

9、行間隔段的開(kāi)挖回填施工，以確保洞身拱體的安全。仰拱施</p><p>　　(1)中導(dǎo)洞與中隔墻施工。隧道中導(dǎo)洞開(kāi)挖從出口向進(jìn)口方向進(jìn)行（出口圍巖情況相對(duì)較好），采取兩臺(tái)階法掘進(jìn)，小導(dǎo)管進(jìn)洞、超前錨桿、格柵鋼拱架及錨、噴、網(wǎng)聯(lián)合裝載機(jī)倒退出渣的方式作業(yè)。當(dāng)中導(dǎo)洞施工進(jìn)洞115米時(shí)，即停止掘進(jìn)，開(kāi)始施工中隔墻，中隔墻施工首先平整中隔墻基礎(chǔ)后立模澆筑20cm左右厚度的C25細(xì)石砼作為中隔墻基礎(chǔ)的墊層，在砼墊層上按設(shè)計(jì)圖

10、紙要求施工基礎(chǔ)豎向錨桿和洞頂錨桿，然后按9米一模綁扎鋼筋，墻身模板采用組合鋼模，泵送砼入模的施工方式自洞內(nèi)向洞外依次施工。中隔墻施工的同時(shí)，隧道進(jìn)口開(kāi)始刷坡，作好中導(dǎo)洞進(jìn)洞準(zhǔn)備，進(jìn)口中導(dǎo)洞進(jìn)洞采取和出口導(dǎo)洞施工方式一樣，中隔墻砼澆筑完后立即對(duì)中隔墻頂噴射C30砼，回填密實(shí)，使中隔墻頂與圍巖密貼。 </p><p>　　(2)隧道出口主洞進(jìn)洞及主洞開(kāi)挖施工。通過(guò)中導(dǎo)洞施工發(fā)現(xiàn)隧道圍巖為砂礫巖，巖質(zhì)軟弱但圍巖整體性較

11、好，故主洞開(kāi)挖仍采取出口端向進(jìn)口方向掘進(jìn)，且先施工左主洞，采用φ108管棚進(jìn)洞，按設(shè)計(jì)要求先施工左右主洞管棚然后澆筑1米厚2米寬C30護(hù)拱砼。待護(hù)拱砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，進(jìn)行主洞開(kāi)挖，主洞進(jìn)洞開(kāi)挖采用臺(tái)階法開(kāi)挖，遵循“弱爆破（甚至不爆破）、短進(jìn)尺、緊支護(hù)（早封閉）、勤量測(cè)”的原則，一炮一支護(hù)，每循環(huán)進(jìn)尺嚴(yán)格控制在1.0～1.5米，對(duì)圍巖破碎的地方按設(shè)計(jì)要求,采用小導(dǎo)管或超前錨桿超前支護(hù)，同時(shí)V級(jí)圍巖用18號(hào)工字鋼間距50cm的鋼拱架進(jìn)行加強(qiáng)

12、支護(hù)。施工時(shí)嚴(yán)格控制鋼拱架的豎直度，并與圍巖開(kāi)挖面密貼，用噴射砼噴射飽滿(mǎn)密實(shí)。左主洞進(jìn)洞30米后開(kāi)始開(kāi)挖右主洞，左右主洞采用平行交替開(kāi)挖，保持拉開(kāi)距離30米左右。同時(shí)左右主洞做好監(jiān)控量測(cè)工作，位移速率大于20mm/日，需特殊支護(hù)：水平收斂值0.1-0.2mm/d，拱項(xiàng)下沉值0.07-0.15mm/d以下一般基本穩(wěn)定，左主洞開(kāi)挖還剩2米時(shí)從中間開(kāi)小口穿出，右主洞開(kāi)挖離出洞還有20米時(shí)停止開(kāi)挖，由進(jìn)口端相向掘進(jìn)至貫通通。 </p>

13、;<p>　　(3)隧道進(jìn)洞口開(kāi)挖及進(jìn)洞施工。整個(gè)隧道施工的重難點(diǎn)全部集中在右洞進(jìn)口，右洞進(jìn)口處地質(zhì)條件極差，且距離進(jìn)口12米的地方有一處民房，40米的地方有一處廠房，對(duì)爆破作業(yè)甚為不利。首先在進(jìn)口右側(cè)順著明洞的方向豎立一道隔聲屏障，以防噪聲擾民。在隧道進(jìn)洞口開(kāi)挖采用挖掘機(jī)配合鎬頭機(jī)開(kāi)挖的方式，當(dāng)開(kāi)挖到左右主洞正前方時(shí)，預(yù)留4米高7米寬3米厚的核心土，作為管棚施工的工作平臺(tái)及澆筑護(hù)拱砼的支撐受力基礎(chǔ)。待管棚施工完畢，左右護(hù)

14、拱砼同時(shí)澆筑完成后，首先挖除左洞核心土，采用弱爆破擴(kuò)洞支護(hù)，至此左洞洞口開(kāi)挖支護(hù)完成。右主洞針對(duì)偏壓、淺埋的問(wèn)題，采取先挖除核心土后，主洞從中間開(kāi)始用挖機(jī)挖進(jìn)60cm，再慢慢向下開(kāi)挖，拱部以下開(kāi)挖完成后再使用稿頭機(jī)配合挖掘機(jī)慢慢鑿除拱部黃土。挖進(jìn)60cm時(shí)立即進(jìn)行18號(hào)工字鋼鋼拱架施工，鋼拱架按25cm（設(shè)計(jì)為50cm）一道架立3榀，鋼拱架架設(shè)時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)專(zhuān)職安全員全程監(jiān)測(cè)拱部土層變化，防止坍塌以保證施工作業(yè)人員人生安全，3榀工字鋼架立完成

15、后馬上初噴一層4cm厚C20鋼纖維砼，再進(jìn)行錨桿掛網(wǎng)作業(yè)及超前小導(dǎo)管施工，二次噴砼，初期支護(hù)完成，這樣就完成了第一循環(huán)的進(jìn)洞作業(yè)。下一循環(huán)采用同樣的</p><p>　　(4)后續(xù)施工。左右主洞開(kāi)挖初支完成后，即進(jìn)行左右主洞仰拱開(kāi)挖支護(hù)回填，防水層施工及二襯砼澆筑，洞內(nèi)砼路面澆筑和裝飾及機(jī)電安裝施工。 </p><p><b>　　3 結(jié)語(yǔ) </b></p>

16、;<p>　　牛角尖連拱隧道施工過(guò)程中面對(duì)進(jìn)洞難的問(wèn)題，拋棄常規(guī)的隧道爆破作業(yè)方式采取機(jī)械掘進(jìn)、人工鑿巖機(jī)配合進(jìn)洞，避免了爆破振動(dòng)可能導(dǎo)致坍塌的危險(xiǎn)，成功的克服了偏壓淺埋的施工難題。同時(shí)使我們清醒的認(rèn)識(shí)到： </p><p>　　(1)針對(duì)不同的連拱隧道要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地形地質(zhì)情況制定合理的施工技術(shù)方案，確保安全、工程質(zhì)量的情況下合理的加快施工進(jìn)度。 </p><p>　　(2

17、)今后爆破作業(yè)，可能離建筑物越來(lái)越近，如何運(yùn)用科學(xué)的手段，既保障爆破作業(yè)的正常施工，又能保障周邊人員的安全，也不造成附近結(jié)構(gòu)物的損壞，這將值得我們?nèi)パ芯亢蜕钏肌?</p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1]關(guān)樹(shù)寶.隧道施工要點(diǎn)集[M].北京：人民交通出版社，2003. </p><p>　　[2]中華人民共和國(guó)交