双联拱隧道施工

双联拱隧道施工

1 工程概况

戴峪岭1# 隧道位于盖州市小石棚乡境内，呈西北-东南走向展布，全长421m，为带中墙的整体式双跨联拱结构隧道，隧道单跨净宽10.75m ，联拱隧道最大跨度为27.11 m，主洞净高为5米，最大断面高度为10.69 m 。中墙为曲墙，复合中隔墙最小厚度为2.25 m。

隧道区中风化花岗岩地层较稳定，呈块状结构，浅部以风化裂隙为主，深部以构造节理为主。地下水以第四系孔隙水及碎屑岩风化裂隙水为主，水量匮乏，渗水性较差。总体上，隧道水文地质情况较简单。

隧道进口属Ⅴ级围岩，出口为Ⅳ、Ⅴ级围岩，洞身段为Ⅲ级围岩。隧道洞身最大埋深75 m，节理发育，局部充填粘性土；隧道进口属较破碎-破碎，镶嵌碎裂结构，且存在偏压现象；出口处围岩属较破碎-破碎，碎、裂状结构，埋深较浅。

总体看，隧道地质条件较简单，但是存在偏压，浅埋、大跨径的特点，开挖时，围岩受振动易发生掉块、塌落，施工中存在一定的风险。

2 结构形式

隧道采用复合式衬砌，以系统锚杆、喷射混凝土、钢筋网及钢架为初期支护，C30 钢筋混凝土或C30 混凝土（Ⅲ级围岩）为二次衬砌，在两次混凝土之间铺设PVC复合防水板。本隧道Ⅴ、Ⅳ、Ⅲ级围岩均采用三心曲墙式衬砌，设仰拱形成封闭结构。主洞喷射混凝土为

15cm-26cm，衬砌砼为40cm-60cm。

3 总体施工工艺

3.1设计施工工艺

隧道采用三导洞法及台阶法施工施工。进出口Ⅳ、Ⅴ级围岩浅埋段采用三导洞法施工，其余部分采用台阶法施工。中导洞先行贯通，探明洞身的地质情况，待中隔墙浇筑完毕后再进行主洞开挖和衬砌。主洞开挖浅埋侧超前另一侧40m开挖，每洞只设一个作业面。施工工序如下图

图1 施工工序图

1)中导洞超前支护。

2)中导洞开挖。

3)中导洞支护：钢架支护，锚喷网支护等。

4)中隔墙衬砌：基础找平，中隔墙浇筑。

5)中隔墙顶处理：中隔墙顶充填密实。

6)在中隔墙左侧与中导洞侧壁之间的空隙处设置工字钢临时支

撑。

7)右导洞超前支护。

8)右导洞开挖。

9)右导洞支护（包括侧导临时支护和主洞侧墙、仰拱永久支护）；

钢架支撑，锚喷支护。

10)右主洞超前支护。

11)右主洞上台阶开挖。

12)右主洞上台阶支护：钢架支撑，锚喷支护。

13)右主洞下部斜坡开挖。

14)仰拱支护：钢拱架支撑，喷混凝土支护。

15)横向排水管，洞身防排水设施设置，浇筑仰拱二次衬砌。

16)模筑拱部、侧墙二次衬砌。

17)左导洞超前支护。

18)左导洞开挖。

19)左导洞支护（包括侧导临时支护和主洞侧墙、仰拱永久支护）；

钢架支撑，锚喷支护。

20)左主洞超前支护。

21)左主洞上台阶开挖。

22)左主洞上台阶支护：钢架支撑，锚喷支护。

23)左主洞下部斜坡开挖。

24)仰拱支护：钢拱架支撑，喷混凝土支护。

25)横向排水管，洞身防排水设施设置，浇筑仰拱二次衬砌。

26)模筑拱部、侧墙二次衬砌。

其中⑺---- ⑼步为三导洞法施工的步骤。为减少两洞开挖爆破时的相互扰动，右洞开挖30m以上时进行左洞开挖支护，左洞工序与右洞工序一致。

3.2 实际施工工艺

隧道中隔墙施工采用整体式范本，砼浇筑采用输送泵泵送。按照原设计从中间向两侧施做中隔墙，要制做两套整体式定型范本，增加一套发电机组，增加一台输送泵。考虑到经济因素，将设计施工工序改为，施工中隔墙100m以上，顶部充填密实，且达到强度后进行右主洞开挖。

3.3施工控制要点

⑴左右洞的不对称开挖，使中隔墙受力不均衡，引起中隔墙发生偏转，此时塑性区最大。左右的不均衡开挖，再加上偏压的存在，施工中极易使中隔墙受偏压而倾斜开裂。在施工时，采用钢支撑。

⑵为了减少施工中左右洞爆破时的相互扰动，将左右洞的开挖断面之间的距离控制在35m左右。

⑶加强了监控量测，以及时回馈信息。以合理安排施工。施工中

把二次衬砌和开挖作业面控制在60m以内。

⑷开挖时严格控制每部开挖的步长。短进尺，早支护。

⑸左右洞支护都结束的段落，中隔墙的偏压现象得到很好的缓解。但是此时的中隔墙受到的压力最大，只有二次衬砌施工结束之后中隔墙的应力状态才能够得到改善。所以要尽早施工二次衬砌，使之与初衬形成合力。

⑹右洞二次衬砌断面落后左洞开挖断面距离大于20 m，避免爆破对衬砌的扰动。

⑺仰拱爆破开挖．每循环为3～10m。开挖完成后及时清底，快速绑扎钢筋灌注混凝土，尽快形成支护结构封闭环，有效地稳定围岩，使结构处于有利状态。

3.4主要结构与支护形式

3.4.1导坑

⑴中导坑：宽度6.238-6.6m．高6.62-6.78m，半圆拱形，拱顶与墙顶等高。Ⅲ级围岩初期支护为喷锚、钢筋网，Ⅳ、Ⅴ级围岩初期支护增设格栅钢架。喷混凝土厚度9-18cm。

左(右)侧导坑：宽度5.25m．高7.36m。永久侧初期支护由φ25注浆锚杆、Ⅰ16（Ⅳ级围岩）或Ⅰ18（Ⅴ级围岩）工字钢钢架及喷混凝土组成。临时支护侧由φ25注浆锚杆、Ⅰ14工字钢钢架及喷混凝土组成。

3.4.2隧道正洞

左右正洞采用φ25注浆锚杆、φ6（φ8）钢筋网、Ⅰ16（18）工

字钢钢架及15-26cm厚喷混凝土组成初支联合支护体系，二次村砌为40cm厚的C30素混凝土（Ⅲ级围岩），45-60cm厚的C30钢筋混凝土。4辅助施工措施

本隧道为双向四车道联拱隧道，开挖宽度达27.11多米，施工难度较大。Ⅳ、Ⅴ级围岩地段的开挖作业，须事先进行预加固和超前支护，使自隧道开挖临空至支护发生作用的这段时间内围岩能够自承；开挖中最大限度减小对围岩的扰动，维护围岩的自稳能力；开挖后及时进行支护，尽快使围岩达到稳定。因此，施工中采取了辅助施工措施：超前长管棚、超前小导管。

4.1 超前长管棚

4.1.1 支护作用

长管棚设于盖州端洞口，其为强大的超前支护辅助工程措施。与传统支撑中的插板和纵梁作用相当。与预注浆、拱架相配合，支承开挖面后方拱部临空的围岩，使围岩在初期支护未达到设计强度之前的时间内能够自稳。

4.1.2 技术参数

⑴长管棚采用Φ89×6mm 热轧无缝钢管，节长为3m、6m。长度30m，环向问距40cm。

⑵钢管上钻注浆孔，梅花形布置，供注浆用。

⑶注浆浆液采用水泥水玻璃双液浆，水泥和水玻璃体积比为

1:0.5，水泥强度等级为42.5级。

4.1.3施工要点

⑴长管棚的施工关键是钻孔，要求严格钻孔方向。最大偏差不大于20cm；控制钻孔方向的措施为在套拱的工字钢上精确定位预埋管径127mm的导向管。

⑵注浆采用水泥-水玻璃双液浆，注浆采用双液注浆泵进行注浆，注浆压力1-1.5Mpa。

⑶注浆采用跳孔注浆，为防止注浆时出现串浆现象，钻孔与注浆孔最少间隔两孔。注浆结束后及时清理管内浆液，并用水泥砂浆紧密充填．以增强其刚度。

4．2 超前小导管

超前小导管设置在庄河端洞口，及隧道中间除Ⅲ级围岩段的段落，采用Φ42x3.5mm，长3-3.5m的热轧无缝钢管，环向间距30-40cm，外插角10-20度，尾端焊接于钢架上。钢管距尾部50cm的范围外均钻d8注浆孔，呈梅花型布置，每排导管纵向搭接长度至少lm。水泥浆水灰比为1:1，水泥水玻璃双液浆，水泥和水玻璃体积比为1:0.5，水泥强度等级为42.5级。注浆压力为0.5-1MPa。

5 施工监测与信息化施工

5．1 监测目的

隧道监测是新奥法施工的关键环节，是了解隧道开控后围岩稳定性及支护效果的必要手段。因此我们在施工中高度重视量测工作，及时整理量测资料，随时对围岩稳定性和施工措施的可靠性进行判断。主要内容有：

⑴地表及洞内围岩的稳定性．藉以调整支护参数，改变施工方

法；

⑵各个辅助施工措施的作用效果；

⑶隧道围岩的变形规律。

5.2 监测手段及测点布置

戴峪岭1#隧道主要进行了常规的变形监测，具体如表1。

表1 检测项目及手段表

在洞口15m范围内设置5个测点，进行地表下沉量测；进洞后每三个开挖循环设置一个收敛断面，每个断面设拱顶，拱腰和边墙各一对点，进入正常循环未发现不正常收敛，适当加大断面距离，围岩变化地段增设收敛断面，正常开挖段30m设一个收敛断面；拱顶下沉量测，每30m设置一个断面；中隔墙应力测量，进、出口浅埋段中隔墙顶各安装一个应力盒，其余部分50m安装一个应力盒。

5．3 检测结果

在施工过程中．监控量测有非常重要的作用。隧道监控量测过程中各项测试数据变化都很小，围岩稳定，施工方法、工序安排、支护参数基本合理。中隔墙刚浇筑时基本没有受到外界的压力；当右洞开

挖施工后，中隔墙受力增加，并出现偏压现象；当左洞开挖施工后中隔墙受力进一步增加，偏压现象基本消失。整个施工过程中，中隔墙未出现倾斜和裂缝现象。说明施工方法，支护参数合理。

6 结语

戴峪岭1#隧道整个施工过程严格按照施工图纸和规范的要求进行，抓住了控制的要点，保证了施工安全和质量。并根据实际的情况对施工工序进行了合理的调整，节约了成本，一定程度的缩短了施工工期。隧道施工得到合理，有序的进行，为公司施工双联拱隧道积累了宝贵的经验。