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双连拱道施工工艺

发布日期：2020-10-22 06:46:39 浏览次数：276

一、设计概况及特点
双连拱隧道是在山体条件不高、纵向长度较短、横坡较陡、隧道下线与下线不可分割的条件下的双跨连拱隧道。单跨截面为单中心圆结构，侧墙为弧形墙，中间隔墙为弧形墙。单跨净宽10.8-11.0m，净高7.8m-8.0m，开挖断面为9.9m-10.0m，上下线采用3M厚钢筋混凝土中隔墙连接。初期支护采用工字钢（主洞）、钢花拱锚杆、挂网锚、喷射混凝土、单跨隧道。二次衬砌采用钢筋混凝土结构。由于穿越段地质条件的特殊性，双连拱隧道的设计和施工具有以下特点：
1、埋深浅，长度短：
最大埋深约50-80m，纵向长度小于500m，当长度较大、山高时，不采用连拱隧道，采用上下线分开的单拱隧道。
2、偏斜：
连拱隧道通过地段地形较陡，上下行两侧埋深不同。偏压在整个隧道中都有不同程度的存在，特别是在洞口处，给洞口的施工带来了很大的困难。
3、由于埋深较浅，连拱隧道一般地质条件复杂，围岩软弱破碎，节理发育不良。隧道内的水受地表水的影响很大。雨季施工难度大，增加了隧道施工安全的难度。
4、大跨度：
与铁路隧道相比，单跨公路隧道本身的跨度更大12.8m，两个连在一起的单拱隧道跨度是单供洞的两倍，达到26.4m。它相当于铁路隧道车站的跨度，结构复杂，施工难度大。
5、施工过程复杂，工序间相互作用大。
连拱隧道的设计特点是偏压大跨度。施工必须分为几个步骤。双连拱隧道施工中，各工序相互影响，必须进行科学合理的施工组织设计。要明确各工序的顺序和关系，尽量减少施工过程中各工序之间的相互影响，并在施工中根据实际情况灵活调整工序，确保连拱隧道的安全优质施工。
二、施工技术
1、开挖施工
，因为连拱隧道具有埋深浅、跨度大、地质条件复杂、围岩风化破碎、雨季地表水影响大等特点，开挖必须遵循“短进尺、弱爆破、强支护、早封闭”的原则。严格按设计要求进行监视和测量。水平收敛值0.1-0.2mm/D和拱顶下沉值0.1mm/D总体稳定。如果该值大于此值，则应加强日常寻顶工作。目前双连拱施工方法主要有中导洞和三导洞两种。
根据隧道出入口的地形条件和施工现场的实际情况，中间导洞的开挖可以从隧道两端同时进行，也可以从隧道中间穿过，或者从隧道的一端向另一端同时开挖。根据地质条件，对于围岩较好的Ⅳ类围岩，可采用全断面短台阶的施工方法，为加快施工进度，也可在洞口段采用破碎围岩、发展节理、采取短台阶等措施保证安全。无论采用何种方法，均应采用光面爆破技术，以尽量减少中导洞对两侧主洞围岩的扰动。围岩良好时，每循环进尺控制在1m以下，1.5m以下。支护应靠近开挖面。围岩暴露时间不宜过长，以防塌方。即使中导洞出现小面积塌方，也会对主洞开挖产生较大影响。
中隔墙混凝土施工顺序与中导坑开挖顺序正好相反。根据现场情况，可采用从隧道中部至两端的施工顺序。例如，一个隧道只设置一个搅拌站。一般采用从远离搅拌站端部到靠近搅拌站端部的施工顺序，但在工期紧张的情况下，可采用从隧道中部到两端同时施工。
为减少相互影响，上下线主洞开挖一般错开40m左右，单跨主洞采用先拱后台阶墙法施工。拱的开挖高度3.5m-4m为宜。爆破技术应尽量减少对中间隔墙的冲击。中导洞不允许作为爆破设计的临空面。下部开挖应先在边墙开槽，然后再进行拱的初期支护。在挖掘的中间部分，镜头不能太长。两个拱架之间的距离应尽量挖除，施工初期应尽快进行支护；封闭围岩，防止拱架长期悬挂造成塌方。
2、三导洞施工方法：
除在中隔墙开挖导洞外，在上下线两侧开挖侧导洞。中墙混凝土和边墙混凝土施工完成后，上下主洞施工步骤如下：
侧导洞开挖方法与中导洞相似。三条导洞施工完成后，上下行主洞开挖。。主洞Ⅱ类围岩开挖采用台阶法。其顺序与中导洞法不同，与中导洞法不同。在侧导洞开挖过程中，完成了主洞侧墙的初期支护。在爆破设计中，应尽量减小爆破对中墙和边墙的影响，不允许因初期支护已完成，初期支护坍塌而增加药量和进尺而造成的施工。
从以上两种施工方法来看，中导洞施工方法具有工艺简单、临时支护拆除量小、工期短、成本低等优点。但在复杂地质条件下，围岩地段不利于安全施工，而三导洞施工具有主洞支护提前合拢、施工安全等优点，但施工过程复杂，施工成本高，主要根据隧道实际地质情况灵活运用。在复杂地质条件下，涌水量大、洞口浅、偏压大、围岩软弱等情况下，一般采用三导洞法，较好地段采用中导洞法。
三、几个特殊问题的处理措施：
1、连拱隧道二级围岩一般采用Φ108超前管棚支护。但如果管棚设计过长，大于40m，且洞口位于曲线上，一次施工很难保证准确的安装位置。洞室也可在隧道内开挖，分两次施工。因此，卧式钻机的操作平台必须牢固、安全，连接的两个接头不允许在同一截面上。终压1.5-2.0mpa
2、初期支护应遵循“短进尺、早封闭”的原则。为防止围岩长时间暴露引起的塌方，必须采用一次爆破，即主洞下部开挖。钢架与脚连接时，应控制进度（不宜过长）。拱的初期支护不宜长距离、长时间悬挂。钢架安装应控制在2小时以内（过程安全和人身安全）。
3、隧道内超前支护和注浆锚杆不仅能加固围岩，还能起到阻水作用。因此，双连拱隧道的结构特点决定了其在施工过程中会出现不同于单拱隧道的特殊问题。如何科学处理这些特殊问题，是一项安全优质的工程。在连拱施工过程中，必须根据具体情况科学、合理、灵活地选择处理方案。
4、中导洞
断面选择中段导洞为副导洞，为保证主洞的安全开挖，先连通副导洞。设计无严格要求，断面选择主要依据导洞施工机械。单孔开挖长度大于100m时，一般采用装载机、汽车出渣。长度小于100m时，断面宽度宜为5.5m左右，4m宽可满足要求。中间导孔高出中隔墙0.5m。
5、中隔墙水平推力平衡

上下主孔开挖在中导洞施工完成后开始。上下线主孔过低不利于种子隔墙施工。如果主孔过高，会造成中隔墙顶部填充量过大，不利于安全。侧隧道也是如此。为了减少开挖施工的相互影响，上下行线路的开挖施工不能同时进行。必须前后错开约40米。这样，就完成了上下开挖面之间一侧主隧道的初期支护。当支架的另一侧尚未施工时，中间隔墙必须向未开挖侧施加水平推力。为保证中隔墙施工安全，应在中隔墙上设置临时支撑。支护可采用方木或钢管，纵向间距2m，另一侧开挖时必须支护牢固并拆除。
6、中隔墙防水
在设计图中，在隔墙排水方案的顶部设置一根Φ80的垂直透水管，每隔几米用硬塑料管将水引至沟内，通过在中间隔墙上铺设防水板将水引至排水沟。
7、在开挖和施工过程中，应及时做好隧道内的排水系统。隧道内积水及排水沟不应沿边墙设置，以免使边墙基底围岩软化，降低其强度，造成隧道塌方。
8、仰拱施工宜在二次衬砌前进行，使支护体系尽快形成封闭体系。
9、由于连拱隧道跨度大，洞口偏压严重，削坡后山体容易松动滑动，开挖至支护的时间间隔不宜过长。同时，应加强边坡和仰坡的变形观测。
10、导洞开挖施工，对于主洞（最好时），超前地质预报最准确，所以在开挖过程中要对围岩进行详细、准确的记录，以指导主洞的施工。
11、由于双连拱隧道跨度大，即使围岩状况良好，也应坚持“短进尺、弱爆破、强支护、早封闭”的开挖施工原则，以减少或消除塌方。

关键词： 拱道双连施工工艺

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