雙連拱隧道開挖支護(hù)的施工淺談

1、雙連拱隧道開挖支護(hù)的施工淺談?wù)撐膶?dǎo)讀：近年來高速公路特別是山區(qū)高速公路的修建，形式多種多樣，雙連拱隧道是其中的一種特殊形式。某高速公路隧道為雙跨連拱式雙向4車道高速公路隧道，起訖樁號K10+942K11+145，全長203m，其中明洞22m，暗洞181m。隧道類圍巖段長45m，類圍巖段長68m，1V類圍巖段長90m，該隧道采用新奧法施工。施工過程中由單側(cè)施工過渡到雙側(cè)施工，由于圍巖應(yīng)力釋放不平衡，使中墻承受較大偏心荷載，可能導(dǎo)致中墻失穩(wěn)，所以，合理選擇開挖施工工藝及先行洞和后行洞開挖工作面的間距等，是直接關(guān)系到隧道整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的關(guān)鍵。關(guān)鍵詞：公路隧道，雙連拱隧道，新奧法，施工近年來高速公路特

2、別是山區(qū)高速公路的修建，形式多種多樣，雙連拱隧道是其中的一種特殊形式。1.工程概況某高速公路隧道為雙跨連拱式雙向4車道高速公路隧道，起訖樁號K10+942K11+145，全長203m，其中明洞22m，暗洞181m。隧道最大埋深565m，凈寬1025m+291m+1025m=2341m。凈高710m，建筑限界高50 m，其斷面設(shè)計見圖1。論文參考網(wǎng)。隧道類圍巖段長45m，類圍巖段長68m，1V類圍巖段長90m，該隧道采用新奧法施工。2.施工方案21 技術(shù)難點施工過程中由單側(cè)施工過渡到雙側(cè)施工，由于圍巖應(yīng)力釋放不平衡，使中墻承受較大偏心荷載，可能導(dǎo)致中墻失穩(wěn)，所以，合理選擇開挖施工工藝及先行洞和后

3、行洞開挖工作面的間距等，是直接關(guān)系到隧道整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的關(guān)鍵。22 類圍巖開挖類圍巖節(jié)理、裂隙發(fā)育，巖體較破碎，圍巖穩(wěn)定性差，安全要求高，故采用三導(dǎo)洞法，中導(dǎo)洞先行，左導(dǎo)洞滯后中導(dǎo)洞，右導(dǎo)洞滯后左導(dǎo)洞，主洞開挖左洞先行，右洞滯后左洞，正臺階、預(yù)留核心土法施工，以穩(wěn)定開挖面，開挖進(jìn)尺按兩榀拱架距離控制，中導(dǎo)洞工作面超前主洞不小于30 m，側(cè)導(dǎo)洞工作面超前主洞不小于15m，兩主洞工作面間距不小于35m，上下臺階工作面間距不小于10m。23 類、類圍巖開挖(1)開挖方案比選方案一：中導(dǎo)洞、正臺階環(huán)導(dǎo)分部法。其特點是，可使用中、小型機(jī)械施工，施工工序多，要求工作面穩(wěn)定性好、地面沉陷小，周邊松弛控制較好

4、、安全；適用范圍為地質(zhì)條件差、安全要求高。方案二：中導(dǎo)洞、正臺階分部法。其特點是，可使用大中型機(jī)械施工，施工工序較多，要求工作面穩(wěn)定性較好、地面沉陷較小，周邊松弛控制較好、較安全；適用范圍為工程跨度大、工期要求緊。方案三：三導(dǎo)洞法。其特點是，可使用中小型機(jī)械施工，施工工序較多，要求工作面穩(wěn)定性好、地面沉陷較小，周邊松弛控制較好、安全；適用范圍為工程跨度大、安全要求高。由于類、類圍巖中厚層狀構(gòu)造，節(jié)理、裂隙較發(fā)育，呈碎石狀壓碎、大塊狀砌體結(jié)構(gòu)，圍巖穩(wěn)定性較好，經(jīng)比選采用方案二，臺階長度選擇短臺階法。主洞開挖時上臺階長度20m，二次襯砌緊跟，距離開挖面不大于30m，仰拱超前二次襯砌15m。(2)施

5、工流程(圖2)主洞洞口類圍巖段上臺階施工時，預(yù)留核心土，以穩(wěn)定開挖面，并作為預(yù)支護(hù)和初期支護(hù)的工作平臺，核心土在施做拱部預(yù)支護(hù)及初期支護(hù)后挖除。類、類圍巖段不留核心土，開挖后即進(jìn)行初期支護(hù)施工。主洞施工按中導(dǎo)洞、左主洞、右主洞，下臺階開挖分兩步交替順序施工，以便于上臺階出渣；同時，為盡快施做仰拱及二次襯砌創(chuàng)造條件，、兩步均完成后，仰拱和仰拱回填部分虛碴暫不清除，以方便出渣，施做仰拱和仰拱回填前清除。(3)兩主洞開挖間距雙連拱隧道兩主洞開挖面的最小距離為先行洞施工對中墻內(nèi)力影響的后期與后行洞施工對中墻內(nèi)力影響的前期的范圍之和，即兩主洞開挖面間距不小于18m；并考慮主洞開挖時爆破的影響，兩主洞開挖

6、工作面的間距不小于30m。論文參考網(wǎng)。3.施工方法31 施工控制測量(1)洞外方向控制測量：采用精密導(dǎo)線法，用全站儀在出口洞口附近測設(shè)3個平面控制點，作為洞內(nèi)方向控制測量的起點和依據(jù)。論文參考網(wǎng)。(2)洞外高程控制測量：采用三等水準(zhǔn)測量標(biāo)準(zhǔn)，在出口洞口附近設(shè)置2個以上臨時水準(zhǔn)點，作為洞內(nèi)高程控制的依據(jù)。(3)洞內(nèi)施工測量：中線點采用全站儀從洞外平面控制點引入，每20 m設(shè)1個中心控制樁，方向用兩次正倒鏡撥角分中定點，距離用全站儀測量。開挖斷面的炮眼放線定位和襯砌模板就位調(diào)整，全部用全站儀和水準(zhǔn)儀進(jìn)行平面和高程控制。32中導(dǎo)洞施工中導(dǎo)洞采用全斷面開挖，、類圍巖采用弱爆破開挖，微振光面爆破，炮眼布

7、置、爆破參數(shù)嚴(yán)格按照爆破設(shè)計施工，經(jīng)多次優(yōu)化，確定拱部周邊眼間距40cm，側(cè)墻周邊眼間距50cm。每循環(huán)進(jìn)尺：類圍巖0510m，類圍巖1020m，類圍巖3035m。中導(dǎo)洞開挖后，按設(shè)計及時進(jìn)行臨時支護(hù)，不同圍巖采用不同的支護(hù)方法。中導(dǎo)洞開挖貫通后，進(jìn)行中隔墻襯砌，襯砌自出口向進(jìn)口推進(jìn)，襯砌采用自制的大塊組合鋼模板，分段澆筑混凝土，每段長12m，混凝土采用混凝土輸送泵泵送澆筑；中隔墻與拱頂間空隙采用KBY一507型注漿泵、分次壓注水泥漿回填密實；主洞開挖時，在中隔墻頂部兩側(cè)與水平排水管對應(yīng)設(shè)排水立管，排入中心排水溝。33主洞開挖施工(1)類圍巖淺埋段采用三導(dǎo)洞法開挖開挖進(jìn)尺按兩榀拱架距離控制，每

8、循環(huán)進(jìn)尺1014m，中導(dǎo)洞工作面超前主洞30m，側(cè)導(dǎo)洞工作面超前主洞15m，兩主洞開挖工作面間距40m，上下臺階工作面間距20m。采用微振光面爆破，人工利用簡易臺架裝藥聯(lián)線；上臺階循環(huán)作業(yè)2次，下臺階循環(huán)作業(yè)1次。上臺階出碴采用側(cè)卸式輪式裝載機(jī)配合8t自卸汽車裝運出碴，清除頂部危石采用人工和長臂反鏟相結(jié)合。類圍巖段開挖前采用超前管棚或進(jìn)行預(yù)加固，開挖后立即噴混凝土，及時按設(shè)計要求打設(shè)、架立型鋼拱架隨后，分層噴射C25混凝土至設(shè)計厚度進(jìn)行初期支護(hù)，并及時提前按設(shè)計要求打設(shè)25中空錨桿和砂漿錨桿。施工按“先深探，管超前、嚴(yán)注漿、短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、緊封閉、早成環(huán)、勤測量”的原則進(jìn)行，按設(shè)計要求

9、及時進(jìn)行監(jiān)控量測。(2)類圍巖段中導(dǎo)洞、正短臺階分部法開挖上、下臺階均采用全斷面一次開挖成型，上臺階開挖高度為45m。上臺階搭設(shè)簡易開挖臺車，采用人工手持風(fēng)鉆打眼。上臺階鉆眼深度為335m，循環(huán)進(jìn)尺28m；下臺階鉆眼深度35m，循環(huán)進(jìn)尺3m。施工中嚴(yán)格控制各洞工作面的間距，并根據(jù)監(jiān)控量測結(jié)果及圍巖穩(wěn)定情況及時調(diào)整開挖、支護(hù)措施。(3) 類圍巖段中導(dǎo)洞、正短臺階分部法開挖上、下臺階均采用全斷面一次開挖成型，上臺階開挖高度為4.5m。上臺階搭設(shè)簡易開挖臺車，采用人工手持風(fēng)鉆打眼。上臺階鉆眼深度為3.5m，循環(huán)進(jìn)尺3.0m；下臺階鉆眼深度3.5m，循環(huán)進(jìn)尺3.0m。施工中嚴(yán)格控制各洞工作面的間距，并

10、根據(jù)監(jiān)控量測結(jié)果及圍巖穩(wěn)定情況及時調(diào)整開挖、支護(hù)措施。34正洞鉆爆法施工爆破設(shè)計正洞開挖采用微振光面爆破。上臺階采用斜眼掏槽，并嚴(yán)格控制掏槽眼單段總裝藥量，掏槽形式采用四方形中孔眼直眼掏槽。35 初期支護(hù)初期支護(hù)作為穩(wěn)定巖層，確保施工安全的重要措施，在開挖后立即進(jìn)行，支護(hù)作業(yè)視圍巖穩(wěn)定程度及量測結(jié)果，按設(shè)計方案支護(hù)的同時調(diào)整支護(hù)參數(shù)，確保安全。開挖采用超前砂漿錨桿進(jìn)行預(yù)加固，開挖后及時按設(shè)計噴射混凝土、打設(shè)錨桿、架立鋼支撐，隨后分層噴混凝土至設(shè)計厚度進(jìn)行初期支護(hù)。4隧道監(jiān)控量測通過現(xiàn)場量測掌握拱頂下沉、周邊位移和支護(hù)的應(yīng)力應(yīng)變動態(tài)，為噴錨支護(hù)和二次混凝土襯砌的參數(shù)調(diào)整提供依據(jù)，量測的數(shù)據(jù)經(jīng)整理和分析得到的信息及時反饋到設(shè)計和施