六车道大跨浅埋双联拱隧道施工工法精.docx

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六车道大跨浅埋双联拱隧道施工工法精

目录

一、前言...................................................................2

二、工法特点...............................................................3

三、适用范围...............................................................4

四、工法原理及关键技术.....................................................4

（一工法原理.........................................................4

（二关键技术.........................................................4五、工艺流程及操作要点.....................................................4

（一工艺流程.........................................................5

（二操作要点.........................................................6

1、洞口工程施工准备.................................................6

2、长管棚施工.......................................................7

3、返压回填土及地表导管注浆.........................................7

4、中导洞开挖.......................................................8

5、侧导洞开挖.......................................................8

6、中隔墙施工.......................................................8

7、正洞施工.........................................................9

8、支护体系施工.....................................................9

9、防排水体系......................................................1010、二次衬砌施工...................................................1111、监控量测.......................................................11

六、机具设备..............................................................13

七、劳动力组织............................................................13

八、质量控制..............................................................14

九、安全措施..............................................................14

十、效益分析..............................................................15十一、工程实例............................................................15

六车道大跨浅埋双连拱隧道施工工法

林永强崔根群辛国平陈锐（中铁隧道集团有限公司第一工程处

一、前言

双连拱隧道是在高速公路通过山势不高、长度较短、上下行线在此分离不开的地段设置双跨连拱隧道,具有易于选线、节约用地、有利环保等优点,但造价一般较高。

随着我国的高等级公路的迅猛发展,在建或拟建的众多高速公路均已按六车道进行规划设计或预留,特别是在山区面积所占比例大、地形条件复杂的山岭重丘地区（如我国的中西部将出现越来越多的六车道大跨双联拱隧道。

如:

上海至武威国家重点公路河南境南阳内乡至西坪段（宛坪高速连续出现了16座六车道双连拱隧道,国内十分罕见。

其隧道单跨断面为多心圆结构,边墙为曲墙,中墙为直墙,单跨净宽14.1m,净高8.2m,左右洞之间通过2.4m厚的钢筋砼中隔墙相连,初期支护采用工字钢拱架、中空注浆锚杆、挂钢筋网、喷射混凝土等形式,二衬采用独特的“夹心式”模筑双层钢筋砼结构（参见图1。

线

路中心线

TDT350土工膜1.5毫米厚LDPE防水板C25钢筋混凝土衬砌50厘米

16cm厚预留变形量

φ8钢筋网（20cm×20cmC25喷射混凝土30厘米

Ω型弹簧排水管

C25喷射混凝土30厘米

C25钢筋混凝土仰拱50厘米C15片石混凝土回填17'3

44°22°

10

"6754"

PVCφ100×4

5259'

11"

衬砌中心线

行车道中心线

57

1'

6"

25

2%

R80

5

2500

图1六车道大跨连拱隧道断面结构图

十六座隧道均具有以下几个特点:

1、浅埋、地质条件复杂:

因隧道通过的地段一般山势较低,最大埋深在40至80米之间,围岩风化严重、软弱破碎,节理发育,地表水直接影响隧道内涌水量。

2、跨度大:

该隧道左右洞均为三车道（双向六车道,开挖总跨度达32.6m,使得中隔墙将承担比一般双向四车道连拱隧道更大的压力,中隔墙更容易下沉。

3、偏压:

由于跨度大,左右洞的埋深不同,整条隧道存在不同程度的偏压,特别是洞口段偏压比较严重,造成进洞困难。

4、施工工序复杂:

大跨双连拱隧道的施工必须分多工序多步骤进行,各个工序间相互影响大,施工组织要求科学合理。

5、防水困难:

中隔墙顶部漏水是连拱隧道的一个通病,再加之隧道跨度大,中隔墙部位的水量更加集中、水压更大,对防水层的要求高,必须精细施工。

中铁隧道集团在其中三座隧道的施工中,根据六车道双连拱隧道埋深浅、跨度大的特点,通过科学的施工组织,采用三导洞法及分部开挖法,结合超前管棚、地表反压回填、地表预注浆等辅助措施,以监控量测为指导,不断优化施工方案进行动态管理,安全快速地通过强风化细砂岩层夹薄层泥岩,成功解决了中隔墙下沉开裂、中隔墙渗漏水的质量通病,遥遥领先其它隧道率先完成施工任务。

为此,通过对三座隧道各种施工工艺,以及进洞方案、开挖方法、衬砌施工、特殊问题的处理等方面进行总结,形成了本工法。

二、工法特点

1、采用稳妥合理的进洞方案:

合理安排中导洞提前正洞6~7m进洞,同时进行左右正洞的超前大管棚、地表反压回填、地表预注浆等辅助措施,同时施工互不干扰,有利于进洞安全并缩短工期1个月。

2、中导洞先行,左右侧导洞间隔一定距离跟进,三导洞同行不同步的施工组织安排,实现安全快速施工。

3、Ⅳ级以上围岩地段采用中导洞法,取消侧导洞,正洞采用分部开挖法,减少临时支护投入,施工经济高效。

4、按“管超前、短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测”方针组织施工,特别注重钢支撑及锁脚锚杆作用,确保隧道安全。

5、无钉热熔铺设防水板技术结合“夹心式”中隔墙衬砌结构的成功运用,科学解决

了中隔墙防水层施作问题,做到隧道不渗、不漏。

三、适用范围

1、开挖横跨度≤32.0m,高度≤11.1m,围岩级别为Ⅰ~Ⅵ级的公路双向六车道双连拱隧道。

2、四车道公路连拱隧道。

3、其它类似的地下工程可参照进行应用和推广。

四、工法原理及关键技术

（一工法原理

1、根据隧道“早进晚出”原则,避免大挖大刷,隧道尽可能提前进洞,洞顶覆盖层达2m时便可进洞。

进洞前,采取φ89（或108超前大管硼、地表返压回填、地表预注浆等一些必要措施提前加固洞口。

2、根据六车道大跨连拱隧道的结构特点,尽快优先贯通中导洞,尽早施作中隔墙,为左右正洞的开挖创造条件。

为此,中导洞尽可能提前进洞,采用台阶法或全断面法开挖,汽车配合装载机出碴,快速掘进。

3、中导洞贯通后,先行浇筑中隔墙基础,墙身采用两片整体式钢模板台车一次性模注完成。

4、左右正洞的洞口浅埋段及Ⅴ级围岩段采用侧壁导洞法施工,Ⅳ级围岩以上取消侧导洞,采用环形开挖分部法施工。

5、仰拱紧跟掌子面下部,起到早封闭作用,并尽早施作二衬。

确保洞口安全,明洞衬砌先行施工,左右明洞采用两台液压模板台车并排、对称整体浇注。

6、开挖支护等工序严格按新奥法原理组织施工。

7、合理组织各工作面人员与机械,资源优化组合。

（二关键技术

1、中隔墙的防开裂、抗偏压及防下沉技术。

2、各导洞之间及左右正洞之间错开距离的合理确定。

3、预留变形量的合理确定。

4、防排水层的施工工艺技术。

五、工艺流程及操作要点

（一工艺流程

1、Ⅴ级围岩段采用三导洞法（见图2①中导洞台阶法（或全断面开挖、临时支护②侧导洞台阶法开挖、临时支护

Ⅲ模注中隔墙基础及墙身,并回填下部及安装横向支撑④中墙顶部空洞注水泥砂浆⑤超前支护

⑥正洞上部开挖及初期支护⑦正洞中部开挖

⑧正洞下部仰拱开挖及初期支护、仰拱填充Ⅸ全断面模注二次衬砌钢筋砼

①

⑦②

②

④

⑤

⑥

⑧

⑦⑥⑧

650

320

540

790

570

340

500

6单位:

cm

图2三导洞法施工示意图

2、Ⅳ级围岩采用中导洞法（见图3

①⑦③

④

⑤

⑥⑦

⑥⑤

④

⑧

⑧

455

41312

7563

340

782单位:

cm

图3中导洞法施工示意图

①中导洞台阶法（或全断面开挖、临时支护

Ⅱ模注中隔墙基础及墙身,并回填下部及安装横向支撑（假设左侧正洞浅埋先行开挖,横支撑安在右侧,反之安在左侧

③中墙顶部空洞注水泥砂浆

④超前支护

⑤上部弧形导坑开挖、初期支护

⑥中部核心土开挖

⑦侧部开挖、初期支护

⑧下部仰拱一次性开挖支护、仰拱填充

Ⅸ全断面模注二次衬砌钢筋砼

3、施工工艺流程（见图4

（二操作要点

1、洞口工程施工准备

测量出左右线的洞口纵断面,按“早进晚出”原则,比选最佳进洞口位置。

开挖出洞口管棚施工平台,并对边仰坡进行喷锚支护,做好洞顶排水系统。

图4大跨连拱隧道施工工艺流程图

2、长管棚施工

（1设计参数:

采用长为20~40m的φ89（或108超前大管棚支护,钢管为热轧无缝钢管,节长8米,环向间距40cm,外插角3°;

（2设置位置:

明洞衬砌轮廓线以外30cm,中导洞顶及左右正洞上部60°范围。

（3导向墙（套拱:

厚60~80cm,长1.5~2m,采用I20钢拱架,C25混凝土（模注砼或喷射砼,左右侧导向墙在中导洞顶部应相连,成“m”形状。

导向墙两端延伸至墙脚,设在稳定的基础之上,导向墙中部与提前进洞的中导洞初期支护相连,将中间悬空部分托起,形成