五龙岭隧道施工技术总结.doc

京珠高速公路五龙岭隧道施工技术总结单位： 日期： 11、工程概况1．1 地理位置五龙岭隧道位于广东省翁源县连新镇塘心村阳河南面，近正交方向穿越五龙岭山脊是北京—珠海高速公路主干线上一座六车道的双联拱隧道1．2 结构形式(见下图)隧道全长 200m，位于半径为 1220m 的平面曲线上，路面超高横坡 3%，路线纵坡 0.5668%隧道为扁坦形连拱结构，三心曲墙式复合衬砌，初期支护由注浆锚杆、喷射砼、钢筋网、工钢拱架组成，二次支护为 C25 模筑钢筋砼，在两次支护之间铺设 PVC 复合防水层进口洞门设计为削竹环框式结构，出口洞门为削竹挡墙式结构2隧道采用三导坑先墙后拱法施工中导坑宽 5.8m，高 6.4m，半圆拱形结构中墙为 2.3m 宽钢筋砼，顶与中导坑拱顶高差 0.5m侧导坑宽 4.71m，高6.98m（8.18m），双弧尖顶形结构1．3 支护设计参数隧道一次支护为型钢支撑锚喷支护，二次支护为模筑钢筋砼，支护设计参数见下表：初期支护二次衬砌系统锚杆C20 喷 射砼钢筋网钢支撑C25 钢筋砼部 位支护 类型 型 号长度 (cm)间距(cm)厚度 (cm)直径网格 间距(cm)型号间距 (cm)厚(cm)主筋直径/ 间距(cm)S2WTD25 注浆锚杆400100×10027φ820×20 20b7050φ25/20 拱墙 S3WTD25 注浆锚杆400120×12022φ620×20 20b10050φ22/20S2φ22 砂 浆锚杆250100×10015φ820×20 1670230φ25/10中导坑 （中墙）S3φ22 砂 浆锚杆250100×10010φ620×20 230φ22/10S2φ22 砂 浆锚杆200100×10010187050φ25/20侧导坑 （边墙）S3φ22 砂 浆锚杆200120×120101810050φ22/201．4 地质情况1．4．1 构造条件五龙岭隧道在区域构造位置上，处于南北向雪山幛背斜北东端与新江向斜西北缘的交汇处，隧道进口处有一条断层（F1），呈北北西走向，倾向北东东，倾角较陡，断层面也是岩层接触界线，上盘为帽子峰组（D``）泥质砂岩夹薄层页岩，下盘为天子岭组（D3`）灰岩，由北向南延伸，岩层产状倾角 20。

，倾角 39-65施工揭露的地质表明，全隧道位于断层挤压破碎带中，地质条件差，属Ⅱ、Ⅲ类围岩1．4．2 地层岩性隧道区域地层比较简单，以单斜产生，由帽子峰组泥质砂岩、天子岭组灰岩组成组成隧道的围岩主要为泥质砂岩夹页岩及灰岩，由于岩性差异，岩石3风化不均，常出现“夹层风化”现象，厚度各处不一，变化大，灰岩地段风化带不发育，而砂页岩地段风化比较强烈，隧道左线除进口 50m 为弱风化砂页岩，其余地段为全-强风化泥质砂岩夹页岩，岩体风化呈浅灰黄色的半岩半土状，隧道右线出口出露部分灰岩，岩体呈灰黑色，砌体结构，其余地段均为弱风化泥质砂岩夹页岩，呈现薄片状，节理较发育2、工程特点（1）隧道最大开挖宽度为 32.6m，最大开挖高度 11.6m，为连拱结构形式，施工工艺复杂，施工工序多、相互干扰大围岩经过多次扰动和应力迭加，支护荷载不断变化2）隧道埋深浅，最大覆土厚度 42m，覆跨比小于 1.5，属浅埋和超浅埋隧道3）隧道从山垭口穿越，围岩为断层挤压构造，地质条件差，微风化的灰岩与全～强风化的泥质砂页岩随机出现，土石混杂，软硬不均，且围岩自稳能力差，局部富含地下水，这些因素增大了施工难度4）隧道一侧山势较高，另一侧山势较低，偏压十分明显。

另外，左右线隧道的先后施工，使中墙受到明显的施工偏压5）出口仰坡高而陡，施工影响高仰坡的稳定，高仰坡给施工也带来了附加的不安定因素3、施工技术3．1 施工工序（见下图）4① ②③ ⑥⑨⑩⑤④⑦⑧111217161314151819① 中导坑开挖 ② 中导坑初期支护 ③ 中墙施工 ④ 左侧导坑开挖 ⑤ 左导坑初期支护 ⑥ 右侧导坑开挖⑧ 左侧边墙衬砌 ⑨ 右侧边墙衬砌 ⑩ 左拱部开挖左拱部初期支护左拱部二次衬砌左洞下部开挖左洞仰拱施做右拱部开挖右拱部二次衬砌右洞下部开挖右洞仰拱施做⑦ 右导坑初期支护右拱部初期支护11 12 13 14 15 16 17 18 19左 线右 线隧道施工采用三导坑先行的施工方法先进行中导坑开挖，随后相继开挖左右侧导坑，中导坑贯通后从中间向洞口浇注中墙，侧导坑则从洞口向中间施作边墙二衬在三条导坑贯通后，且已完成中墙及边墙衬砌后进行左、右线拱部开挖及拱部二次衬砌，随后开挖中部及落底施作仰拱，形成封闭的支护结构拱部施工时，左线超前右线 30m3．2 施工方法本工程采用三导坑先墙后拱法施工，初期支护和二次衬砌紧跟的支护原则3．2．1 导坑均采用微台阶法施工。

土质地段上部采用人工开挖，下部采用装载机直接挖运石质地段采用控制爆破为防止荷载转换造成中墙偏压倾斜及“群洞效应”对中导坑产生附加荷载，导致较大变形，中柱两侧与中导坑支护结构之间的空间用渣土回填夯实，上部 1.5m 范围内回填 C10 砼3．2．2 正线隧道拱部开挖采用环形开挖法，开挖支护一次成型，初支完成后，用方木架立中立柱进行临时支撑，二次衬砌前进行拆除3．2．3 初期支护以锚喷加型钢拱架组成，原设计三导坑无仰拱，现场施工及量测情况表明导坑支护强度相对较弱，其抵抗侧压力的能力差，为保证5结构安全，进行了优化设计变更，在土质地段增设 18#工钢砼仰拱，使导坑封闭成环，结构受力闭合根据 98 年 5 月专家论证会精神，对拱部初期支护进行加强，除 K154+580-630 外，其余地段由 27cm 厚的锚喷支护+20b 工钢拱架的联合支护改为 30cm 厚锚喷支护+22b 钢拱架联合支护3．2．4 二次衬砌采用先墙后拱法施工在导坑初支完成后，进行中墙边墙衬砌，中墙每循环 10 m，边墙每循环 6m，边墙衬砌预留工钢牛腿（便于拱部衬砌拱架架立和架立防止边墙受推力产生倾覆的横支撑）拱部二次衬砌紧跟初期支护，距离控制在一倍洞径以内，即 16m。

导坑的初期支护钢拱架在正洞拱部二次衬砌的基面处理时，进行割除，并随衬砌施工向前逐段切断，下部开挖时进行临时支撑的拆除二次衬砌均为钢筋砼结构，配筋率高，主筋间距 20cm，靠中柱侧拱部外层主筋间距仅为 10cm施工采用泵送砼，严格控制砼质量：保证坍落度为 16-20cm，选用 1-3cm 级配优良的碎石，施工过程中，拱顶预埋 φ42 注浆钢管，并用其检查拱部砼是否灌注密实衬砌模型采用 30×150×5 组合钢模板拼装而成，采用 20b 工钢和 15×15cm 方木进行支撑，工钢每 75cm 一榀由于环形导坑高度只有 3m—3.5m，衬砌厚度 50cm，钢筋密度大，采取这种衬砌方法，有效地保证了衬砌的施工质量为减少初期支护中爆破作业对二次衬砌结构的影响，采取了以下几个措施：（1）采用微震控制爆破，控制单段装药量在 3kg/段以内，尽量减少周边眼间距，控制在 50cm2）控制爆破进尺，一次掘进长度控制在 0.7m 左右，并采取分部爆破3）在二衬砼施工过程及终凝前禁止爆破作业4）在爆破时将防水板翻卷，用木板遮挡，保证防水板完好无损3．3 防水技术3．3．1 防水施工原则6隧道防水遵循“以排为主，防排结合”的原则。

施工时，在初期支护与二次砌之间铺设一层 PVC 复合防水板，作为第一道防水措施，防水板铺设范围自拱部至边墙下部引水管和中墙顶部，防水板穿过初期支护预埋螺栓，从中墙顶通过，使左右线防水板连接为一整体，二次衬砌采取不低于 S6 的防水砼，作为第二道防水措施施工缝采用 BW-96Ⅱ型遇水膨胀止水条，变形缝采用 XZ-322-30 型中埋式橡胶止水带止水防水板背后每 6m（施工缝处）设一环 φ50mm 的软式透水管作为排水管，与中柱和边墙下部 φ100 的纵向排水管相连，边墙下部每 6m 设一横向引水管，将水引入边沟排出洞外中墙内部预埋 φ117mm 的铸铁管，与中墙顶的纵向排水管相连3．3．2 防水工艺防水板采用 ZDR-210 型热合机热熔焊缝焊接宽度不小于 1cm，局部漏焊或无法使用热合机焊接的部位用热风枪进行手工焊接防水板由 PVC 塑料板与无纺布复合而成，为保证焊接质量，防水板边缘即上下左右搭接处不小于 10cm 宽的区域，塑料板与土工布不复合施工中，经实验测得，1mm 厚PVC 防水板热合温度为 300 度左右，平面自动爬行，竖直稍用力平衡机体自重，爬行速度控制在 0.5m/min。

先将橡胶垫圈用射钉或木螺丝固定在初期支护上，再将防水板绑扎在垫圈上施工时，防水板铺设时要松驰合宜，以防止砼灌注冲击，造成防水板绷裂4、机械配套情况4．1 开挖机械进出口同时进行隧道开挖，施工中在进出口各配备了 1 套土石方机械进行开挖中侧导坑上部采用人工出渣，出渣至下断面，下部采用机械铲运辅以弱爆破，自卸汽车运输至存渣场导坑施工期间的开挖机械：1 台 ZL40 装载机+3 台 5T 自卸汽车联合施工正洞施工上部采用环向开挖，下部采用机械化开7挖辅以弱爆破，开挖机械如下：1 台反铲挖掘机开挖倒运，1 台 ZL40 装载机装渣，配以 3 台 5T 自卸汽车运输4．2 初期支护导坑施工时，配备 12M3+20M3 电动空压机 2 台、PZ—5 型喷浆机 2 台、TY—28 型风钻 5 台、JW350 搅拌机 2 台等拱部施工时，配备 12M3+20M3电动空压机 2 台、PZ—5 型喷浆机 4 台、TY—28 型风钻 5 台、JW350 搅拌机2 台等，2 台喷浆机一组进行联机喷混凝土4．3 二次衬砌施工采用自拌混凝土，泵送入模进出口各配备施工机械：2 台 SW350 型混凝土搅拌机，1 台 SY60 输送泵。

5、监测隧道进行信息化施工，及时反馈施工信息，为此隧道主要进行了如下量测项目：（1）地表下沉监测（2）洞内拱顶下沉监测（3）洞内水平收敛监测下沉量测使用配以 FS 型测微仪的 PSZZ 自动安平水准仪及铟钢尺和钢挂尺进行监测，收敛量测采用 SD-1A 型数显式坑道收敛计进行量测监测数据依据计算机绘制成曲线，进行分析整理综合三导坑的量测结果来看，导坑施工中的拱顶下沉，净空收敛计的量测反映了导坑变形情况，上断面施工对拱顶产生约 36%的影响，下断面约 64%在土质地段的中导坑拱顶下沉一般为 30mm 左右，石质地段较小，一般为8mm，地表下沉一般为 10-20mm，横断面沉降曲线呈现漏斗型，影响较大的范围为中线左右各 5m，即一倍洞径中导坑施工时的收敛变形一般为 10-29.33mm，侧导坑拱顶为尖端结构，拱顶下沉量较小，一般为 10-30mm 以下，8土质地段收敛值较大为 10-25mm，石质地段较小，一般在 10mm 以下，根据量测结果和施工情况，由于导坑的高跨比较大，而支护强度相对较低，抗侧压力较差由于局部土质含水量较大，以及受施工干扰，尤其中导坑 K154+650-670地段，由于初支未设仰拱，初支结构支护强度不够，加上中墙基础软弱不均，开挖致使中导坑初支拱脚悬空等，导致中导坑初支出现严重变形，拱顶沉降高达 300mm。

在中柱施工期间，由于左右导坑的开挖的群洞效应及爆破的影响，使初支附加荷载加大，增设仰拱后抵制初支下部变形，变形移到起拱线，使上下断面连接处即起拱线处变形严重，通过调整施工方法，及时对中柱两侧进行回填，使导坑基本稳定从正洞的各项量测来看，由于按照衬砌紧跟、仰拱随后的施工工序进行施工，初期支护与二次衬砌紧跟距离较近，初期支护变形较小，平均为 15mm 左右，最大变形为 24mm，拱部二次衬砌在仰拱施工前产生了一定的变形，一般为 10mm，最大 15.3mm，在仰拱施工完成后，结构基本稳定综合分析，地表下沉是由于结构的变形及下沉引起，由于二次衬砌紧跟初期支护，围岩应力释放造成支护结构变形在初期支护阶段不彻底，使二次衬砌整体下沉，沉降量约占总量的 40%如及时封闭施工仰拱，结构引起的地表下。