六车道大跨浅埋双联拱隧道施工工法(精)(DOC 25页).doc

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 .........................................................61、洞口工程施工准备 .................................................62、长管棚施工 .......................................................73、返压回填土及地表导管注浆 .........................................74、中导洞开挖 .......................................................85、侧导洞开挖 .......................................................86、中隔墙施工 .......................................................87、正洞施工 .........................................................98、支护体系施工 .....................................................99、防排水体系 ......................................................10 10、二次衬砌施工 ...................................................11 11、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×20cm C25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' 344°22°10" 6754"PVC φ100×45259'11"衬砌中心线行车道中心线571'6"252%R 8052500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 2 ① 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①⑦ ②②④⑤⑥⑧⑦ ⑥ ⑧6503205407905703405006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 3① ⑦ ③④⑤⑥ ⑦⑥ ⑤④⑧⑧455413127563340782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 , 形成稳定结构4施工技术要点a.。