双连拱隧道施工方案探索.docx

双连拱隧道施工方案探索 摘要 本文主要通过西平铁路石家河2#隧道，介绍双连拱隧道采用“单洞法”施工时的开挖爆破技术及初期支护、防排水工程的细节做法 关键词 双连拱隧道；单洞法；施工方法 1 工程概况 西安至平凉铁路石家河2#隧道（石质隧道），全长216m，设计为喇叭口隧道进口为2个单线洞口，出口为一个大断面双线洞口中部设计有40m长度的双连拱隧道洞身围岩属较软岩，岩性为白垩系粉细沙岩加砂质泥岩为主，砂岩泥岩多成互层状，以泥钙质胶结为主，且软硬不均，岩层产状近水平，水平节理发育隧道拱顶上基岩厚度不大，进出口处为Ⅴ级围岩，中部为IV级围岩 初期支护设计为拱部设φ42超前小导管预支护；喷射C25混凝土厚20cm，拱墙设H125型钢钢拱架加强，钢架间距为1m/榀衬砌采用混凝土结构原设计采用中导洞法进行施工中隔墙采用素混凝土，厚度从102cm渐变到281cm 2 施工方案讨论 2.1原设计施工方法（中导洞法） 施工步骤：①中导洞拱部超前导管施工，上台阶开挖 ②中导洞拱部初期支护 ③开挖中导洞下台阶 ④中导洞边墙初期支护 ⑤施做中墙砼 ⑥施做I线拱部超前支护，上台阶开挖 ⑦I线上台阶支护 ⑧I线中台阶开挖 ⑨I线中台阶支护 ⑩I线下台阶开挖 ⑾ I线下台阶支护 ⑿ 施做I线仰拱砼 ⒀ 按以上工序施做II线。

⒁ 最后施做I线II线拱墙砼 2.2 原设计中导洞施工方案优缺点分析： ① 工序繁多，施工进度缓慢 ② 后期中墙顶部会出现渗漏水现象 ③ 需要为此方案重新定做一套模板台车，无法使用现有台车 2.3 通过同样石质隧道开挖爆破及监控量测结果，发现，此类石质虽然水平层理较发育，但胶结性良好量测结果围岩稳定性良好，变形量极少经项目部、局指人员研究后，在I线加宽断面初期支护加强的情况下，同意采用“单洞法”施工 3 “单洞法”施工方案概述 总体方案：按照“短进尺，弱爆破，快支护，勤量测”的原则组织施工单洞法”就是把双连拱隧道按照2个单线隧道先后施工，先施工Ⅰ线隧道（按加宽断面），待Ⅰ线二次衬砌全部完成后，再组织Ⅱ线隧道的施工 4 小净距隧道“单洞法”施工方案 4.1 I线隧道开挖 下图中阴影部分为I线施工部位，即将中隔墙厚度预留40cm（II线衬砌厚度），其余加宽部分在I线施工时施作这样，II线施工时，可按标准断面进行开挖 I线开挖采用三台阶七步开挖法施工，台阶间距5～8m为宜，人工打眼，光面爆破施工，每循环开挖深度不宜超过1.0m。

出碴采用装载机出碴，人工配合扒渣 I线隧道开挖尺寸图 I线隧道开挖时，从隧道拱顶至线路右侧（靠II线侧）开挖半径增大，开挖宽度加宽加宽数值预留II线衬砌厚度即可，随I线II线的线间距线型变化待其二次衬砌施工完后，再进行II线隧道的施工 II线隧道后期按照标准断面，采用上下台阶法进行开挖 4.2 I线初期支护施作 a、超前支护提前施做：在I线隧道开挖前，拱部设置φ42小导管超前支护，环向间距0.4m，小导管长3.5m，纵向搭接长度不小于1.0m b、锚杆施工：I线隧道爆破出渣、检查开挖尺寸后，设置Φ22的系统砂浆锚杆，间距1.21.2m，由原设计2.5m变更为3.0m长，呈梅花形布置，并与型钢架连接牢固 c、钢拱架架设及钢筋网片：双连拱段I线隧道拱架由原设计H125型钢变更为I20b型钢，并两侧钢拱架全部接底，同时仰拱底架设拱架，形成闭环，拱架尺寸应按照开挖加宽后断面进行设计加工，拱架间距由原设计1m/榀加密至0.8m/榀并与系统锚杆进行焊接，同时在纵向拱架间，环向按每米2根设置φ22连接钢筋（加密），以增强初期支护的整体性在每台阶地脚结合锚杆设置锁脚锚杆，防止拱部下沉变形。

隧道拱墙部分设置钢筋网，直径由原设计φ6变更为φ8mm，网格尺寸为25*25cm d、喷射混凝土：喷射混凝土采用湿喷工艺，厚度20cm分初喷、复喷和终喷（保护层）三阶段进行隔墙处喷射C25混凝土20cm I、II线隧道初期支护图 4.3 隧道衬砌 I隧道衬砌施工工艺与单线段衬砌基本相同 初支完成后，先施做仰拱砼，形成闭环 为防止II线开挖爆破时，冲击破直接面对I线衬砌砼，导致I线衬砌砼产生裂纹、破损I线仰拱砼浇筑后，在仰拱砼上，靠近II线侧设置垂直中隔墙，使此处产生空腔，可减缓II线爆破冲击波对I线砼的损伤中隔墙采用初期支护同种材料，首先，采用I20b型钢作为支架，下部锚固在底部砼表面，上部与原初支钢架对应焊接牢固，并设置纵向连接钢筋，在钢架背后放一层石棉瓦，在钢架中部放一层φ8钢筋网，然后喷射砼厚度20cm，将钢筋网及钢架包裹形成一层中隔墙背后的空腔宽度在10～40cm为宜 采用衬砌台车施做I线衬砌砼 4.4 防水板施工（设置在中隔墙表面） 防水板施工按照单线隧道施工工艺施工，在铺设防水板之前，利用喷射混凝土将拱顶右侧中隔墙顶至隧道顶衬砌之外的部分喷平，以便于铺设厚度不小于1.5mm的防水板。

铺设防水层前需在喷射混凝土表面铺设缓冲层，缓冲层采用单位质量不小于300g/m2的土工布在防水层后间隔10m设置环向φ50盲管，墙角设φ75纵向盲管，再分别与边墙进水孔连接，将地下水引至洞内水沟环向施工缝采用外贴式止水带+中埋式止水带复合防水构造，并贯通二次衬砌拱墙、仰拱；纵向施工缝处采用钢边橡胶止水带+外贴式止水带复合防水构造；变形缝贯通二次衬砌拱墙、仰拱，采用中埋式橡胶止水带+外贴式止水带+嵌缝材料组成复合防水层，内侧采用密封膏进行嵌缝密封止水带，密封膏沿变形缝环向封闭，任何部位均不得出现断点，以避免出现窜水现象 4.5 钢筋绑扎与混凝土浇筑 I线II线隧道原设计衬砌中没有钢筋，为了增强衬砌混凝土的抗裂性，增设钢筋，钢筋布设按照同断面V级围岩施工衬砌厚度仍为40cm 二次衬砌按照“仰拱先行、拱墙整体衬砌”的原则进行施工，与掌子面开挖平行进行，配备1台长10m液压模板台车混凝土均在洞外自动计量的拌和站集中生产，混凝土输送车运输，泵送入模，附着式振动器配合插入式捣固棒捣固确保混凝土内实外美 4.6 II线隧道施工工艺 ①开挖 待I线二衬施工完成后，且达到设计强度的70%以上时，方可开挖二线隧道。

II线隧道开挖时采用上下台阶法，严格执行弱爆破方案开挖断面按照施工图标准断面执行隧道开挖循环进尺不超过1.0m 为保护I线衬砌砼不受损坏，弱爆破炸药用量采用计算而来，根据公式：同一段位最大装药量Qm=R3*（V/K）2 R：爆源中心到被保护物的距离（m） V：震速安全控制标准（cm/s），隧道衬砌一般取6或7， K：爆破系数，可取50 ② II线隧道初期支护 a超前支护：开挖之前，在II线隧道拱部设置φ42小导管，环向间距0.4m，小导管长3.5m，纵向搭接长度不小于1.0m b锚杆施工：II线隧道开挖后，设置HRB335φ22的径向砂浆锚杆（除中隔墙处），间距1.21.2m，3.0m长，呈梅花形布置 c钢拱架架设及钢筋网片：双连拱段II线隧道钢架与I线钢架同里程对应安装，并与I线钢架在中隔墙顶位置焊接连成整体中隔墙处的拱架尺寸，应按照线间距对施工图进行小范围修正，如下图中N2段钢架，则采用异形加工同时在纵向拱架间环向按每米3根设置φ22连接钢筋，以增强初期支护的整体性在每台阶地脚结合锚杆设置施做锁脚锚杆防止拱部下沉变形在II线开挖过程中上台阶每循环（1m）安装一榀拱架。

II线隧道拱墙除中隔墙部分外，全部设置φ8mm，网格尺寸为25*25cm的钢筋网片 d、喷射混凝土 喷射混凝土采用湿喷工艺，除中隔墙外，其余部分喷射厚度为20cm分初喷、复喷和终喷（保护层）三阶段进行 e、II线隧道防水板铺设及衬砌 II线衬砌先施做仰拱砼及填充砼，拱墙砼施工时，首先将空腔打通（拆除喷射砼及钢筋网片，只保留钢支撑，如上图阴影部分）防水板铺设时沿I线垂直中隔墙表面铺设，将空腔包在其内，II线拱墙砼浇筑时，将空腔内灌筑密实渗水盲管施工与其他段落相同，其他施工同I线隧道 5 施工总结 5.1 施工中采用以下技术措施，确保安全施工 中导洞施工工法变为小净距施工工法，在技术措施方面，进一步加强，主要表现在以下几个方面： ①、必须遵照“弱爆破、勤支护”原则，进行施工，特别是II线开挖时，要注意保护I线衬砌砼，需对爆破用药量进行计算 ②、I线开挖断面较大，采用三台阶七部开挖法进行，确保安全 ③、I线II线隧道初期支护加强，I线隧底设置型钢拱架，形成闭环，钢拱架间距加密，锚杆加长，超前小导管增多； ④、I线II线隧道钢拱架纵向连接筋加密，以3根/m，保证钢架整体性。

⑤、I线II线隧道型钢支架由原设计H125变更为I20b 5.2 施工工法优缺点比较 ①、减少了中导洞开挖及支护，及中导洞初期支护的拆除工作 ②、可使用原有模板台车，减少模板台车一套、减少费用 ③、隧道防水性能提高，防水施工与原单线隧道相同 ④、初期支护加强，费用增加一些 ⑤、采用单洞法施工，进度较快第 8 页 共 8 页。