連拱隧道施工方法及防治水新技術(shù)

連拱隧道施工方法及防治水新技術(shù)1

前

言

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展以及環(huán)保意識的增強，道路交通建設中特別是高速公路采用隧道方案越來越多，出現(xiàn)了較多的連拱隧道。鑒于施工技術(shù)復雜和造價較高，連拱隧道一般只用于短隧道。與隧道分修即分離式路基方案相比，連拱隧道方案具有土地占用少、環(huán)境污染小、植被保護好、減少路線總長度，節(jié)約總投資的優(yōu)點，同時線路條件較好。2

工程概況xx高速公路xx隧道是一座四車道復合式中墻連拱隧道，位于xx省xx縣xx鄉(xiāng)，隧道起訖樁號K60+125-K60+335，長210m。全隧凈寬21.5m，凈高5.0m。隧道基巖主要是燕山早期第一階段中粗?；◢弾r，出口端地形不對稱，易產(chǎn)生偏壓，地下水不發(fā)育；地質(zhì)及水文條件均單一。

隧道為連拱結(jié)構(gòu)形式，跨度大、施工工藝復雜、工序繁多、施工干擾大等是其主要特點；另外，出洞口全風化層較厚，結(jié)構(gòu)松散，級別高，易坍塌，淺埋偏壓的不利條件也給施工帶來困難。3

隧道設計3.1

凈空、襯砌及路面全隧凈寬21.5m、凈高5.Om，內(nèi)輪廓采用曲墻半圓拱。隧道外側(cè)檢修道下設置電纜溝，路面外緣及中墻兩側(cè)設置排水溝。結(jié)構(gòu)形式如圖1。圖1.隧道結(jié)構(gòu)型式簡圖隧道進口設計為削竹環(huán)框式洞門，出口為端墻式洞門；洞口明挖段設置明洞襯砌，洞口段施工采用超前長管棚預支護措施。洞身采用復合式襯砌，其支護參數(shù)見表1。隧道內(nèi)設水泥混凝土路面，路面板厚26cm。表1.復合襯砌支護參數(shù)表深支護型式協(xié)支護參數(shù)低及措施驅(qū)II是I謀類圍巖開I死V昨類圍巖叢V示類圍巖麗超前支護維無京超前錨桿兇超前長管象棚賀初期支護光Φ資2昌2絡藥卷錨桿萬，撿長廉3砌m雕，汪?租8犧鋼筋網(wǎng)雙犧層，間例距早2岸0獸㎝粘×2揮0腎㎝泊，拳C2束5棕噴射混凝償土舉厚拋1偵5降㎝鄰Φ曾2顛2鬼藥卷錨桿轎，駕長乓3派m旅，螞?箭8挨鋼筋網(wǎng)雙績層，間對距棵2則0樓㎝蕉×2虛0療㎝郊，太1瞎6刊工字鋼間議距意10趴0犬㎝葬，羞C2旗5圖噴射混凝腰土基厚齊2親3春㎝野Φ姑2壟2隆砂漿錨桿擴，儀長賄3.5尾m分，督?助8干鋼筋網(wǎng)雙標層，間炊距紡2魄0玉㎝商×2悶0應㎝菌，浴1忘8鐵工字鋼間誦距滴5閘0輸㎝兔，奪C2框5渣噴射混凝脫土戒厚爆2肆5勻㎝灰二次粒襯砌宣C2駱5躍混凝和土辨4媽0擔㎝厚職C2抖5慎混凝揉土暗4算5印㎝厚腳C2宿5原混凝惱土執(zhí)5巡0叢㎝厚3.2

導坑和中隔墻

設計采用中導坑及中墻先行的方法。導坑均采用錨、網(wǎng)、噴及鋼架臨時支護，中隔墻均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其基底設置了砂漿錨桿，以提高其穩(wěn)定性。3.3

防排水設計

隧道防排水遵循“以排為主，堵排結(jié)合，因地制宜，綜合治理”的原則，在洞內(nèi)外設置了完整、嚴密的防排水系統(tǒng)，確保隧道建成后達到規(guī)定的防水要求，保證結(jié)構(gòu)和設備的正常使用和行車安全。具體措施有：在初期支護和二次襯砌之間設置由Φ50HDPE透水雙向盲溝、溝槽式排水板、土工布、PVC防水板組成的防排水層，作為第一道防水措施，防水板設置范圍為自拱部至邊墻下部引水管；拱部及邊墻襯砌采用不低于S8級的防水混凝土，作為第二道防水措施；二次襯砌變形縫采用中埋式橡膠止水帶，環(huán)向施工縫、縱向施工縫(拱部與中隔墻)采用遇水膨脹止水條；針對不同階段的滲漏水，在襯砌背后洞身環(huán)向設置軟式透水管，將水匯集至墻腳背后的縱向集水管(PVC管)，并經(jīng)橫向引水管引入側(cè)溝排出洞外；中隔墻頂部匯水采用通長預埋塑料盲溝通過豎向PVC排水管引入側(cè)溝；路面板下滲水采用縱橫向塑料盲溝引入側(cè)溝排出洞外；進出口洞頂設置天溝以攔截地表水。4

施工技術(shù)4.1

施工工序照

格暖大跨連拱事隧道施工漫一般采用畜導坑先行潮的減跨原鄰則，但由壘此也帶來獄洞室經(jīng)多杏次開挖引久起應力頻坡繁地重分園布、荷載參變化大、圾工序煩瑣告。尤其兩腫隧洞相距領(lǐng)較近時，瞎由于兩隧狹洞相互作典用，相鄰褲側(cè)的應力褲明顯大于死相反側(cè)的漲應力，這鏟使得選擇躺合理的施污工順序減刷少應力變赤化，保證瞎連拱隧道豎中墻的穩(wěn)范定至關(guān)重捉要。為此刪，隧道施替工采用中吳導坑單側(cè)此先行臺階墊法施工，礙如線圖孕2蕉示。在洞收口段施工振完成后，很先進行中攀導坑開挖等及中墻施勢工，中墻嗓頂及側(cè)邊飯回填后開種挖左治洞詳，右側(cè)主揮洞開挖面鵲應滯后于疾左株洞旦20m代～灣30襲m陶。在二次威襯砌混凝練土施作前蓮注意防水焰層、排水還管和預埋吳管件以及按預留洞室百的設置窄。藥圖巴2津.嫩隧道施工禾工序圖序4.2

緩死施工方法樹

萬披本隧道總?cè)贵w上采用資先施工中繁導洞和澆謀筑中墻混償凝土，再墻進行單線需斷面施工屠，初期支寫護和二次果襯砌緊跟駛的支護原絮則。田

說剪導坑均采村用微臺階腎法施工。并土質(zhì)地段鍛上部采用巴人工開挖輪，下部采喘用挖掘機沫挖運；石蛾質(zhì)地段采挨用控制爆思破。為防僻止荷載重荷分布造成霜中墻偏壓跑傾斜披及宇“亡群洞效錄應哈”兵對中導坑懂產(chǎn)生附加晶荷載，導袋致較大變甘形，中墻蹲側(cè)邊回填榜后再設地賴梁橫撐和瞇頂部斜撐銜。類

嶺住正洞施工流根據(jù)不同守地質(zhì)條件限采用弧形剃導坑或臺慈階法開挖促，拱部開條挖支護一緞次成型，肺初期支護高嚴格按照過設計施作壞，對地質(zhì)攜條件變化抗地段及時辱提出設計旺變更，修筋改支護參響數(shù)。將

章

括為減少開派挖爆破作當業(yè)對初期精支護及二撈次襯砌結(jié)玉構(gòu)的影響層，采取了謙以下幾個錘措施：彈

京價①騙采用微震逆控制爆破怒技術(shù)，單秒段裝藥量嫩控制到在慣3k欲g款以下，周戒邊眼間距餐控制版在潔50c枕m端內(nèi)；較

扔

酸②涉控制爆破前進尺，一為次掘進長燕度控制鴨在賀0.8并m蟻左右，并恐采取分部伙爆破；糖

茫乓③釣在二襯混伐凝土施工述過程及終茄凝前禁止燒施工爆破論作業(yè)；揉

做染④淹在爆破時虎將防水板演翻卷，用冰木板遮擋敵，保證防濃水板完好遙無損。應5惹慚防水技術(shù)探由于闖連拱隧道陳縱環(huán)向施醫(yī)工縫較多最，結(jié)構(gòu)復萌雜，故成守為防水施護工的薄弱裙環(huán)節(jié)。防懼水施工遵謀循推“鎖以防為主奴、防排結(jié)掩合、因地酸制宜、綜卷合治鮮理植”驚的原則進見行優(yōu)。倘5.1宴抹光表層彼噴射混凝捏土，保護蜜防水層哥在隧道復訴合式襯砌拜中設置防誓水層是目焦前山嶺隧擔道防水技吐術(shù)的核心辣，保證防覆水層的完駁好對歐隧道的長音期防水效胞果有著至宇關(guān)重要的隸影響。防魄水層由防餡水板與土惹工布組成即，防水層洗的損傷主禍要是防水春板的損傷迫。甩5.嘗1.匆1眨防水層貿(mào)損傷原凝因太淹防水層在聽服務期間滴，一側(cè)是搖噴射混凝親土，另一姓側(cè)是二次佩襯砌混凝陡土。兩側(cè)睛雖然同是儲混凝土，撥但由于施數(shù)工方法的大不同，它捉們與防水披層相鄰表蠶面的粗糙漢程度大不層相同。噴季射混凝土炸表面十分愚粗糙，局規(guī)部還會棟呈哭"旅葡萄期狀語"設與滾"諷潑粥影狀考"省，而申二次襯砌至混凝土與紙防水層的卵接觸面相強當光滑脈。論隧道建成述后，由于設隧道圍巖盒的流變而杯使圍巖內(nèi)天的應力與辱位移逐漸綁調(diào)整。二便次襯砌為龜人工結(jié)構(gòu)僅，其整體懲性較好并屑相對來說喇變形很小指。由于噴洽射混凝土愁與二次襯給砌間的變找形不協(xié)調(diào)虛，在局部巨，噴射混俯凝土會對梨二次襯砌渠施加極大斃的壓力。舌當然，介叔于兩個承骨載結(jié)構(gòu)之絞間的防水世層也要承黨受氧極大的壓鍬力。在圍薄巖應力重舟分布過程蹄中，噴射沿混凝土與媽二次襯砌飛之間還可箏能出現(xiàn)相態(tài)對錯動；銷另外，二向次襯砌還嫌會因季節(jié)粉變化出現(xiàn)雁縱向伸縮尼，也會引盼發(fā)二次襯踩砌與噴射旅混凝土之扶間出現(xiàn)相墻對錯動。辭這些錯動插會使防水嘩層承受較固大的剪力紐。不論是暈兩承載結(jié)穩(wěn)構(gòu)之間的尚壓力還是惰其間的剪精力，都會販在應力值賓達到一定亦限度時，著因噴射混鉛凝土表面椅的粗糙不鄰平，導致單防水板損齊傷。符娛防水層保蹄護故妖防水蓮層在長期錯服務過程育中會受壓質(zhì)受剪，它色們均會對役防水層造杠成一定的發(fā)損傷。保紙護防水層賄免遭損傷素的途徑主杠要有兩條砍：一是降寨低噴射混疊凝土表面蕉的粗糙度墳，二是增倍加防水板聽墊層的厚孟度。具體界做法：檔（梅1姻）噴射混話凝土的表捉面用砂漿弄罩面。砂請漿層可用廈噴射機噴釘射，也可對用人工抹堡壓，或兩肯者結(jié)合，拍使防水層達鋪設基面掌平整光滑都。北（撈2繳）噴射混距凝土的表斷面用卵石運作粗集料舒。當用卵智石作粗集押料噴射表油層混凝土蜂時，應在詢初凝前由趟人工或用椒機械壓抹橡，使表面帥平整光滑此。爹敢5.2優(yōu)炮可排水止渡水帶預防伯施工縫滲暫漏伴5.途2.共1釘施工縫滔滲漏原滑因劇個施工懇縫有環(huán)向某與水平之采分，其中顫環(huán)向施工期縫不可避親免，數(shù)量芳多；水平灑施工縫在聰特殊情況魂下出現(xiàn)，掏數(shù)量少，雖但處理困紡難。目前茂，工程上脂常用的襯妥砌環(huán)向施則工縫防水暫構(gòu)造主要蘿有兩種，棚一是襯砌贏厚度的中槳部沿環(huán)向雜設置內(nèi)置寸式止水帶筒（圖舌3化）；二是劑在同樣的賽位置設置織遇水膨脹弱橡膠條。嫩兩種構(gòu)造勉的防水效嗚果均不甚刑理想，其攤主要原因?qū)O如下。簡（艦1搞）滲水下?lián)闻挪缓蹠骋彼{圖毒3餡拘貼現(xiàn)行的施根工縫防水拌構(gòu)造寒襯砌施工讀縫滲水下苦排不暢有識兩種情況本，一是沿鋸施工縫環(huán)抗向下排不南暢，二是伶施工縫下察部下排不國暢。在襯撲砌基礎(chǔ)以逼上，穿過局防水板的嬸滲水常向書施工縫匯殺聚。施工擾縫雖然具盼有一定的許寬度和一濃定的滲水痛下排能力陳，但此排匯水能力往柿往較小，辨不能滿足僵滲水的下盤排要求。俯在全斷面奧一次襯砌爬情況下，疤襯砌基礎(chǔ)合總是先于泡襯砌施工咳。襯砌基艇礎(chǔ)施工的私分段位置匹往往與上滴部襯砌的硬分段位置芬不重合，魄因此，常痕常在襯砌溫施工縫的向下部沒有份與隧道排混水系統(tǒng)相兼連通的襯白砌基礎(chǔ)施射工縫，從紋而引發(fā)滲務漏。恨（搖2?。┲顾畮УK、膨脹橡溉膠條周圍瘦不密忘實各會造成襲止水帶周悟圍不密實恩的原因主夸要是混凝經(jīng)土的干縮廁和端頭模頑板漏漿。燈前者在混示凝土澆筑果時，混合波料與止水評帶雖然緊凱密接觸，開但在混凝借土凝結(jié)硬忽化過程中以，混凝土通會產(chǎn)生一選定量的干存縮，使止蜻水帶與其抄周圍混凝穗土的界面疲出現(xiàn)間隙攪，此間隙仰便為滲水靜提供了外葉滲的通道侵。特別是似在止水帶壘固定鋼筋型的周圍，自這種間隙立更大，滲臭水更容易閉繞過止水勸帶。后者那則由于襯獻砌端頭模腳板構(gòu)造復現(xiàn)雜，端頭內(nèi)模板在止兔水帶兩側(cè)殿不夠嚴密炮，混凝土勸澆注時容堂易漏漿，款使止水帶掀周圍混凝物土不密實工，導致隧適道建成后您滲水繞過杰止水帶從鄰混凝土中頂滲出。加5.爭2遭.2腰可排水止泛水帶急可排水復攏合橡膠止市水帶是能買對環(huán)向施廳工縫中的雹滲水進商行晃"珠先排后誼堵而"污的新型止求水帶。它閉由丙繞道、翼像緣、膨脹玻橡膠條和親止?jié){濾水巾帶組成（腔圖似4亡），其中叛繞道和翼扭緣斷構(gòu)成止水違帶主體，鎮(zhèn)止禍漿濾水帶彎粘貼在翼苦緣上并與內(nèi)繞道形成病排水通道象。珠遮圖虧4困可排水記止水帶及貧其設置確可排水復們合橡膠止帽水帶為內(nèi)央置式止水華帶，設置銀在襯砌厚芳度的中間緞，橫斷襯袍砌環(huán)向施易工縫。當亡環(huán)向施工暗縫內(nèi)出現(xiàn)蜻滲水時，贊滲水沿環(huán)鑰向施工縫凡流至止?jié){震濾水帶，流由于止?jié){垃濾水帶可定透水，滲辰水很容易蘭進入排水座通道，并品由其排入枯隧道的排朽水系統(tǒng)。圍如果部分拒滲水在穿搭越止?jié){濾須水帶時沿想止水帶與境混凝土之貫間的間隙孩橫向流動吐，則會遇墻到粘貼在挑止水帶翼藝緣上的遇護水膨脹橡昂膠條的阻寬擋，遇水速膨脹橡膠鼓條遇水后燒膨脹，使程止水帶翼完緣與混凝們土之間的墾間隙密實庸，滲水沿猛橫向流動禿阻力增大阻，從而提艱高了止水鳥帶的止水他能力。際5.施2.3德惕環(huán)向施工政縫下部排亭水構(gòu)朗造覺調(diào)為了刮使可排水廣復合橡膠較止水帶的捧下排水順鞠暢流入隧修道的排水慕系統(tǒng)，襯態(tài)砌環(huán)向施捷工縫下部仁必須有相靠應的排水陷構(gòu)造（圖熟5兇）。在襯歡砌基礎(chǔ)內(nèi)批，每道環(huán)銹向施工縫寇的下方設桶置一條彈玩簧排水管神，彈簧排桑水管的下侍端與縱向膛排水盲管濁相通，上繳端彎折在榨止水帶安愉裝槽內(nèi)。很當止水帶濾下端與彈繞簧排水管胸接通后，殺止水帶內(nèi)錄的下排水紹就會順利可流入隧道盞的縱向排止水盲管，縣并由其排肯出。從而慣可實現(xiàn)止么水帶的無茂壓止水滑。箭截圖歉5借襯砌環(huán)匯向施工縫撇下部排水俯構(gòu)造厘5.3耀喜止水帶無恒接頭安裝分工藝牲5.3.涂1型牽傳統(tǒng)施工涂工藝浙目前在隧贊道施工中毫止水帶的宏設置方法掩是：先將眨每道環(huán)向槍施工縫的霜止水帶截傻成兩節(jié)或供三節(jié)；然際后在澆注俗襯砌基礎(chǔ)輩時，在兩末側(cè)襯砌環(huán)扁向施工縫蠶位置各預襪埋一節(jié)止攔水帶，并址將外露部權(quán)分順著隧凈道邊墻放須置；最后逝，在架設挖襯砌段模冷板時，將字該道環(huán)向翠施工縫的啦兩節(jié)或三辱節(jié)止水帶歷相互搭接股（壺圖北6岡）。這樣褲便在襯砌碗環(huán)向施工渠縫的止水速帶上出現(xiàn)壟了接頭。漢如果止水航帶接頭能歌夠嚴密結(jié)惱合，則滲愛水將不易穗直接穿越惹止水帶。放事實上，桐目前工程旱上使用的共止水帶多擾為橡膠止澡水帶，其早橫斷面常盯有復雜的胡造型，即秋使在止水謠帶生產(chǎn)廠貴家的試驗置室內(nèi)也不犬易將其嚴恐密結(jié)合。躺一些工程譽施工中經(jīng)姑常對接頭露不加整形完打磨便象凍征性地涂講以某種膠烘進行膠合惠，其粘結(jié)菠效果甚差遣。更多的雞工程在施典工中將止委水帶在接摸頭處直接蠢搭接，接話頭的水密賺性無從可伐言。因此扮，環(huán)向施疫工縫止水談帶接頭不秋嚴是目前枯隧道滲漏朋的原因之雷一尚。卻瘋a日)文三節(jié)止覺水帶搭接倆；違資b派）兩節(jié)止洲水帶搭接羊圖顧6蠶止水帶血傳統(tǒng)安裝話方法縣5.董3.2拆慶止水帶無嗽接頭安裝豐工遙藝便汽止水梳帶無接頭貿(mào)安裝工藝捐與傳統(tǒng)的賓止水帶安具裝工藝不紡同，它事吃先在襯砌挎基礎(chǔ)內(nèi)按沈環(huán)向施工時縫的間距灑預留了止舉水帶安裝衣槽。安裝故止水帶時裝，先通條