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雙連拱道施工工藝
- 評(píng)論：0 瀏覽：2458 發(fā)布時(shí)間：2006/5/11
- 一、設(shè)計(jì)概況及特點(diǎn)
雙連拱隧道是在通過(guò)山勢(shì)不高，縱向長(zhǎng)度較短，橫坡較陡，下行線，公路上，下行線在此分不開的情況下，設(shè)置雙跨連拱隧道，其單跨斷面為單心圓結(jié)構(gòu)，邊墻為曲墻，中隔墻也為曲墻，單跨凈寬10.8-11.0M，凈高7.8M—8.0M，開挖斷面為9.9M—10.0M，上下行線通過(guò)厚3M的鋼筋砼中隔墻相連，初支采用工字鋼（正洞）和鋼花拱錨桿，掛網(wǎng)錨，噴砼與單跨隧道基本相同，二襯采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)，聯(lián)拱隧道由于通過(guò)地段的地質(zhì)條件特殊性，決定了其設(shè)計(jì)和施工具有以下特點(diǎn)：
1、埋深淺長(zhǎng)度短：
因連拱隧道通過(guò)的地段一般山勢(shì)較低，其最大埋深在50—80M左右，縱向長(zhǎng)度在500M以下，在長(zhǎng)度較大，山勢(shì)較高一般不采用連拱隧道，而采用上下行線分開的單拱隧道。
2、偏壓：
連拱隧道通過(guò)地段地勢(shì)較陡，上下行線兩側(cè)埋深不同。整條隧道也就不同程度的存在偏壓，特別是洞口偏壓嚴(yán)重，這給隧道口施工帶來(lái)很大困難。
3、由于埋深淺，雙拱隧道一般地質(zhì)條件復(fù)雜，圍巖軟弱破碎，節(jié)理發(fā)育差。隧道內(nèi)的水，受地表水影響 較大。雨季施工困難，給隧道施工的安全增加了難度。
4、跨度大：
與鐵路隧道相比，單跨公路隧道本身跨度就較大（12.8M），兩個(gè)單拱隧道連在一起，其跨度是單供隧道的2倍達(dá)26.4M。相當(dāng)鐵路隧道車站的跨度，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工非常困難。
5、施工工序復(fù)雜，工序間相互影響大
雙拱隧道的設(shè)計(jì)特點(diǎn)：偏壓、跨度大。決定其施工必須分多個(gè)步驟進(jìn)行。各個(gè)工序相互影響很大，就要求雙連拱隧道的施工必須要有科學(xué)合理的施工組織設(shè)計(jì)。要理清各個(gè)工序的先后順序及相聯(lián)關(guān)系，在施工過(guò)程中盡量減小各施工工序之間的相互影響并根據(jù)施工中的實(shí)際情況靈活的調(diào)整，工序安排保證安全、優(yōu)質(zhì)建好雙連拱隧道。
二、施工工藝
1、開挖施工
因連拱隧道具有埋深淺，跨度大，地質(zhì)條件復(fù)雜、圍巖風(fēng)化破碎，受雨季地表水影響大的特點(diǎn)，開挖必須遵守“短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、早閉合”的原則。按設(shè)計(jì)要求嚴(yán)格進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)。并把量測(cè)結(jié)果反潰到施工中，每天的水平收斂值0.1—0.2mm/d，拱頂下沉值0.1mm/d以下一般基本穩(wěn)定，如果大于此值加強(qiáng)每天的找頂工作。目前，雙連拱的施工，主要有中導(dǎo)洞和三導(dǎo)洞兩種施工方法。
根據(jù)隧道進(jìn)出口地形條件及施工場(chǎng)地的實(shí)際情況，中導(dǎo)洞開挖可以從隧道兩端同時(shí)施工，在隧道中間貫通，也可以從隧道一端開挖，在另一端貫通，根據(jù)地質(zhì)條件中導(dǎo)開挖分全斷面和短臺(tái)階兩種施工方法，在圍巖較好的Ⅳ類圍巖可采用全斷面開挖中導(dǎo)，加快施工進(jìn)度在圍巖破碎，節(jié)理發(fā)育及在洞口地段采用短臺(tái)階也可保證安全。無(wú)論采用哪種方法，皆采用光面爆破技術(shù)盡量減少中導(dǎo)洞對(duì)兩側(cè)正洞圍巖的擾動(dòng)，每一循環(huán)進(jìn)尺要控制在1M以下，圍巖好的情況下也不能超過(guò)1.5M。支護(hù)要緊跟開挖面，不允許圍巖暴露時(shí)間太長(zhǎng)，杜絕坍方，中導(dǎo)洞即使有小面積坍方，也會(huì)給正洞開挖帶來(lái)很大影響。
中隔墻砼的施工順序剛好和中導(dǎo)開挖順序相反，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，可采用從隧道中間向兩端施工的順序。如一座隧道只設(shè)一個(gè)拌和站。一般采用遠(yuǎn)離拌和站的一端向靠近拌和站的一端的施工順序，但在工期緊的情況下可采用從隧道中間到兩端同時(shí)施工。
為減輕相互影響，上下線正洞開挖一般錯(cuò)開40M左右，單跨正洞采用先拱后墻法分臺(tái)階施工。拱部開挖高度3.5M—4M比較合適，爆破技術(shù)要盡量減少對(duì)中隔墻的影響，決不允許將中導(dǎo)洞作為臨空面進(jìn)行爆破設(shè)計(jì)，下部開挖要先在邊墻處開槽，將拱部初期支護(hù)接下來(lái)后，在開挖中間部分注意不能進(jìn)尺太長(zhǎng)，最多開挖出兩榀拱架距離的長(zhǎng)度并盡快施工初期支護(hù)；封閉圍巖，防止因拱部支護(hù)長(zhǎng)時(shí)間懸空而造成塌方。
2、三導(dǎo)洞施工方法：
三導(dǎo)洞施工方法除在中隔墻處開挖一導(dǎo)洞外，在上下行線兩側(cè)分別開挖一條側(cè)導(dǎo)洞在中墻砼與邊墻砼施工完后再開挖上，下行線正洞施工步驟如下：
側(cè)導(dǎo)洞的開挖方法與中導(dǎo)洞相似，三導(dǎo)洞施工完后，再開挖上、下行線的正洞。。正洞開挖Ⅱ類圍巖用臺(tái)階法施工，順序與中導(dǎo)洞法不同，屬與先墻后拱，不是先拱后墻，因在側(cè)導(dǎo)洞開挖過(guò)程中，正洞邊墻初期支護(hù)已施工爆破設(shè)計(jì)時(shí)，均要盡量減少爆破對(duì)中隔墻及側(cè)墻的影響，不能因初期支護(hù)已全部完成而隨意加大藥量，加大進(jìn)尺，造成的施工初期支護(hù)坍塌。
從以上兩種施工方法，施工過(guò)程中看出：中導(dǎo)洞施工法具有工序簡(jiǎn)單，臨時(shí)支護(hù)及拆除量小，工期短、成本低，但在地質(zhì)條件復(fù)雜，圍巖地段不利于安全施工，而三導(dǎo)洞施工具有正洞支護(hù)閉合早，施工安全的優(yōu)點(diǎn)，但工序復(fù)雜，工期成本高，兩種施工方法主要根據(jù)隧道實(shí)際地質(zhì)情況靈活運(yùn)用，在地質(zhì)條件復(fù)雜，涌水量大及洞口淺，偏壓、圍巖軟弱一般用三導(dǎo)洞法施工，而較好的地段采用中導(dǎo)洞施工。
三、幾個(gè)特殊問(wèn)題的處理措施：
1、連拱隧道Ⅱ類圍巖一般采用ф108超前管棚支護(hù)，但如果管棚設(shè)計(jì)太長(zhǎng)大于40M，且洞口位于曲線上，一次施工很難保證安裝位置準(zhǔn)確，也可以在洞內(nèi)開挖洞室，分兩次施工，因此水平鉆機(jī)操作平臺(tái)必須牢固、安全，相連兩接頭不允許在一個(gè)斷面上。終壓1.5—2.0Mpa
2、初期支護(hù)要遵循“短進(jìn)尺，早封閉”的原則，必須一炮一支，防止圍巖爆露太長(zhǎng)而引起的坍方，特別 是正洞下部開挖，鋼架接腳時(shí)要控制好進(jìn)度（不能過(guò)長(zhǎng)）絕不能使拱部初期支護(hù)長(zhǎng)距離或連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間懸空，鋼架架立要控制在2小時(shí)以下(工藝安全、人身安全)。
3、隧道內(nèi)的超前支護(hù)，注漿錨桿，除加固圍巖的同時(shí)，也一定起堵水的作用（要有這個(gè)認(rèn)識(shí)）。所以說(shuō) 聯(lián)拱隧道結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)決定了其施工過(guò)程中必然會(huì)有不同于單拱隧道的特殊性問(wèn)題，如何科學(xué)的處理好特殊問(wèn)題，是安全、優(yōu)質(zhì)的施工好連拱施工過(guò)程中必須根據(jù)具體情況，科學(xué)、合理、靈活的選擇處理方案。
4、中側(cè)導(dǎo)洞斷面的選擇
中側(cè)導(dǎo)洞為安全開挖正洞而首先貫通的輔助導(dǎo)洞，其斷面大小；在設(shè)計(jì)上一般沒有嚴(yán)格的要求，選擇斷面主要是考慮導(dǎo)洞開挖施工機(jī)械配備情況，在單口開挖長(zhǎng)度大于100M時(shí)的情況下，一般采用裝載機(jī)配汽車出渣，斷面寬度最好在5.5M左右，在單口長(zhǎng)度小于100M的情況下，4M寬就可以滿足要求，中導(dǎo)洞的高度一般比中隔墻高出0.5M即可。
5、中隔墻的水平推力平衡
上、下正洞在中導(dǎo)洞施工結(jié)束后開始開挖上下行線的正洞太低不利于種隔墻施工，太高會(huì)造成中隔墻頂會(huì)填量大，且不利于安全，側(cè)洞同樣。為減小開挖施工的相互影響，上下行線的開挖施工，不能齊頭并進(jìn)。必須一前一后錯(cuò)開40M左右。這樣在上、下行線兩個(gè)開挖面之間一側(cè)正洞的初期支護(hù)已完。而另一側(cè)支護(hù)還未施工，該段中隔墻必須要受到一個(gè)向未開挖一側(cè)的水平推力，為了中隔墻的施工安全，在中隔墻上要打臨時(shí)支撐。支撐可用方木或鋼管縱向間距2米一排，必須支撐牢固，開挖另一側(cè)時(shí)再拆除。
6、中隔墻防水
設(shè)計(jì)圖中隔墻的排水方案頂部設(shè)一條ф80的縱向透水管，每隔幾米用硬塑引管將水引至水溝中，中隔墻平鋪防水板將水引至排水溝。
7、在開挖施工過(guò)程中及時(shí)做好洞內(nèi)排水系統(tǒng)，嚴(yán)禁洞內(nèi)積水、排水溝不能沿邊墻設(shè)置，避免軟化邊墻基 底圍巖，使其強(qiáng)度降低造成隧道坍塌。
8、仰拱最好在二次襯砌之前施工，使支護(hù)體系盡早形成封閉系統(tǒng)，
9、由于聯(lián)拱隧道跨度大、洞口一般偏壓嚴(yán)重，洞口刷坡后極易造成山體松動(dòng)下滑，進(jìn)而失穩(wěn)，從開挖到 支護(hù)時(shí)間間隔不能太長(zhǎng)，同時(shí)加強(qiáng)邊仰坡的變形觀測(cè)。
10、中導(dǎo)洞的開挖施工，對(duì)正洞來(lái)說(shuō)（時(shí)最好的），最準(zhǔn)確的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，因而在開挖過(guò)程中要對(duì)圍巖進(jìn)行詳細(xì)、準(zhǔn)確的記錄，指導(dǎo)正洞施工。
11、由于聯(lián)拱隧道跨度大，即使在圍巖好的情況下也要堅(jiān)持短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、早閉合”的開挖施工原則，以減少或杜絕坍方。
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