双连拱隧道开挖及初期支护施工工艺:隧道开挖支护
时间：2019-05-29 03:32:16 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
1工程概况 大岭隧道位于陕西省安康市流水镇,是包茂高速公路陕西境安康至紫阳段AME5合同段的浅埋双连拱隧道,全长156m。隧道结构按新奥法原理进行设计,采用复合衬砌,以锚杆、挂网、湿喷混凝土等为初期支护,并辅以大管棚、注浆小导管等支护措施。
2设计概况及特点
双连拱隧道是在高速公路通过的山势不高、纵向长度较短、公路上下行线在此分离不开的地段设置的双跨连拱隧道,其单跨断面为单心圆结构,边墙为曲墙,中墙为直墙,单跨净宽10.25m,净高5.0m,上下行线隧道通过钢筋砼中隔墙相连,初期支护根据地质情况分别采用工字钢,Φ22早强锚杆、挂网、喷砼与单跨隧道基本相同。
3施工工艺
3.1 开挖施工
因双连拱隧道具有埋深浅、跨度大、地质条件复杂、围岩风化破碎、受雨季地表水影响大的特点,开挖施工必须遵循“短进尺、弱爆破、强支护、早闭合”的原则。根据围岩情况的不同,本隧道开挖施工采用导洞法。
3.1.1 导洞施工法
导洞施工法就是首先在连接上下行线隧道的中隔墙处贯通一条小断面导洞,并施工中隔墙砼,在上下行隧道两侧分别开挖一条侧导洞,在中墙砼与边墙砼施工完后再开挖上下行线正洞的施工方法。
导洞开挖法施工顺序说明。
(1)先行中心导洞上部开挖、临时支撑。
(2)先行中心导洞下部开挖、临时支撑。
(3)模筑钢筋混凝土中隔墙。
(4)后行双侧壁导洞开挖、初期支护、临时支撑。
(5)先行单洞环形开挖中心预留核心土、初期支护。
(6)先行单洞中心核心土部分开挖。
(7)先行单洞中间底部开挖。
(8)后行单洞环形开挖中心预留核心土、初期支护。
(9)后行单洞中心核心土部分开挖。
(10)后行单洞中间底部开挖。
根据隧道进出口地形条件及施工场地的实际情况,中导洞开挖从隧道一端开始施工,在另一端贯通。根据地质条件,中导洞开挖采用全断面施工方法,均采用光面爆破技术,初期支护紧跟开挖面,不允许围岩暴露时间太长,杜绝坍方,因为中导洞即使有小面积的坍方也会给正洞开挖带来很大的影响。
为减轻相互影响,上下行线正洞开挖不能齐头并进,一前一后错开2.5倍洞径的距离。对于单跨正洞的挖掘方法要采取先拱后墙法分台阶的方法,通过光面爆破技术先对拱墙开挖。这样可以保证隧道能够成形,而且将爆破对围岩的影响减少到最低。对于隧道拱部的挖掘高度合适的范围是在2.5m～4.0m,如果是要采取爆破,就要尽量对中隔墙进行保护。开挖进尺控制在1m以内,开槽用直眼的方法或者是斜眼掏槽。
下部开挖的方法就需要先在边墙的部位开个槽,以便将拱部初期支护接下来,然后再挖中间部分。对于边墙部分除了爆破外还要注意严格控制进尺,最多开挖出两榀钢支撑位置就尽快施作初期支护,封闭围岩,防止因拱部支护长时间悬空而造成坍方。
对于侧导洞进行施工操作的方法和中导洞差不多。当其施工完成以后要进行正洞的施工时要注意,上下台阶要分开进行。但是在进行初期支护施工时,其操作和中导洞有所不同,并不是先拱后墙,而是要先墙后拱。这是因为在挖侧导洞的时候,已经对正洞边墙初期支护开始施工了。在挖掘正洞时要考虑中隔墙及侧墙,所以进行爆破设计时要考虑好,尽量减小对它们的影响。特别是开挖下部的时候,要认真计算药量,保护好初期支护。
3.2 支护体系施工
3.2.1 超前支护
隧道洞口段20m采用Ф89×8mm管棚,在施工管棚时,砼护拱、导向管的位置、角度必须按设计要求进行施工及安装。钢管分节长度为5m,安设顺序要科学合理,相邻两根钢管接头不允许在一个断面上,水泥浆必须按设计配合比配制,终压力控制在1.5MPa～2.0MPa之间。
隧道V、IV类围岩均采用Ф50×5mm超前小导管进行超前支护,采用风钻钻孔,在开挖掌子面钢拱架立好后开始钻孔,导管从拱架腹部穿入,小导管长度应按设计要求施作,长度5m。钻孔时应保证小导管外插角15°,孔位偏差不超过100mm,孔眼深度大于钢管长度100mm左右,导管注浆必须按设计配合比及注浆压力施工。注浆过程中设专人做好记录。结束后检查其效果,不合格者补注浆。
3.2.2 初期支护
①早强砂浆锚杆施工。
安装锚杆前,先对锚杆的位置、孔距、方向、孔深、杆体、托板及垫圈进行检查,必须符合设计和规范的要求。采用专门锚固药包、φ22mm普通螺纹钢筋制作。在进行钻眼前要布置好孔位,这就要根据受喷面情况以及设计要求来判断好。之后将锚固药包放入孔内,将注浆管插至孔底进行注浆,在浆体边注入的过程边匀速将注浆管拔出。注浆完成以后迅速将杆体插入,其插入的位置要在孔的中心。钢筋尾部露在外面的长度要比喷层厚度还要稍小些,并及时将垫板安装好。垫板在安装的时候要注意密贴岩面,安装完毕以后注意保护。
②型钢钢架施工。
型钢钢架采用现场冷弯制作。先检查下开挖的断面净空,确认合格以后就要安装钢架。其位置要垂直于隧道中心线,并且钢架的连接要达到一定要求,上、下端主筋的安装要对齐螺栓孔。拼装完钢架以后并检查,确认无误后开始焊接φ20纵向连接筋。当拱脚超挖时,要通过钢垫板来调整。
③钢筋网施工。
钢筋网按设计直径的钢筋铺设,在岩面喷射一层混凝土、锚杆安设完成后进行。钢筋网随受喷面的起伏铺设,且与锚杆联接牢固,在将混凝土喷射到钢筋上时不得晃动钢筋。当安设有型钢拱架时钢筋网必须安设于型钢拱架的外弧上,并与型钢拱架焊接牢固。
④喷射混凝土施工。
在准备喷射混凝土时,要先通过观察受喷面部位以及岩面的光滑潮湿等相关情况,来调节喷射压力和速凝剂的掺入量,其目的是为了使回弹量尽量减少。
在喷射过程中,要按照分段、分片的方式,并且自下而依次进行。当喷射的岩面存在有凹洼时,则要先将凹处喷平。在喷射中,为了可以控制喷射混凝土的厚度,事先要设立标志或将锚杆外露一定长度。
当开始挖掘隧道时为了防止岩体松弛,要对岩面喷射一定量的砼。当前一层混凝土喷完以后,等待凝结好再喷第二层。如果间隔时间超过一小时,则需要用吹风和水洗的方式对受喷面进行清洗。喷射过程中要保持喷嘴始终垂直于受喷面,同时也不能太近,一般距离为1.0m～1.5m。当混凝土喷射好以后,要进行洒水养护工作。
4结语
大岭隧道施工从安全、质量、进度控制方面为项目今后双连拱隧道施工积累了丰富的施工经验,导洞法施工工艺已经应用在其他项目双连拱隧道施工中。
参考文献
[1] 胡红卫.中铁隧道集团一处有限公司[J].双联拱隧道施工工艺.
[2] 公路隧道施工技术规范.JTJ042-94[S].中华人民共和国行业标准.
