連拱隧道施工工藝工法

1、PAGE PAGE 17連拱隧道施工工藝工法QB/ZTYJGYGF-SD-0503-2011第五工程有限公司劉建萍1 前言1.1工藝藝工法概概況中導洞-主主洞施工工方法是雙雙連拱隧隧道施工工的一種種高效施施工方法法。它根根據(jù)新奧奧法原理理，采用用光面爆爆破大斷斷面開挖挖，使用用錨、噴噴、網(wǎng)、鋼鋼拱架和和超前導導管及超超前管棚棚等支護護手段，先先開挖貫貫通中導導洞，澆澆筑中隔隔墻混凝凝土，然然后采用用上下臺臺階法開開挖左、右主洞，最最后進行行全斷面面二次襯襯砌。早期的雙連連拱隧道道多采用用三導洞洞法施工工，對圍圍巖擾動動的次數(shù)數(shù)多，施施工周期期長，工工效慢、工工期長、成成本高，不不利于隧隧道防水

2、水。通過過連拱隧隧道工程程實踐采采用中導導洞-主洞臺階階法施工工，效果果良好。1.2工藝藝原理1.2.11 本工法法的基本本理論基基礎是新新奧法。開開挖后允允許圍巖巖有一定定的變形形，從而而釋放部部分地應應力；通通過監(jiān)控控量測和和適時支支護來控控制圍巖巖變形，使使圍巖不不會失穩(wěn)穩(wěn)；圍巖巖與錨噴噴等支護護共同作作用形成成復合承承載結構構。1.2.22中導洞-主洞法根根據(jù)新奧奧法的基基本原理理，簡化化施工工工序，在在三個工工作面平平行施工工的情況況下縮短短了工期期。2 工藝工工法特點點2.1 采采用新奧奧法施工工，盡量量減少對對圍巖的的擾動，充充分保護護和利用用圍巖的的自承載載能力，提提高隧道道結

3、構的的整體安安全度。2.2 與與三導洞洞法相比比，減少少了兩個個側壁導導洞，施施工干擾擾少、臨臨時支護護量小，有有效地降降低了對對圍巖的的擾動，縮縮短了施施工周期期，降低低成本，減減少工程程投資。2.3中導導洞首先先貫通，可可揭示隧隧道圍巖巖情況，為為左右兩兩洞大斷斷面開挖挖施工提提供依據(jù)據(jù)。3適用范圍圍本工法適用用于雙連連拱山嶺嶺隧道的的各種圍圍巖情況況，隧道道主洞的開開挖方式式則根據(jù)據(jù)具體的的情況來來選擇。正臺階二步步開挖法法是全斷斷面一次次開挖法法的改進進方法，多多用于圍圍巖能短短期內處處于穩(wěn)定定的地層層中。臺臺階法根根據(jù)臺階階長度的的不同，可可劃分為為長臺階階、短臺臺階和超超短臺階階三

4、種，在在級以下下的圍巖巖中一般般采用長長臺階或或全斷面面開挖法法，對于于= 3 * ROMANIIII、= 4 * ROMANIV級圍巖多多采用短短臺階開開挖法，對對于級以上的軟弱弱圍巖則則常采用用超短臺臺階開挖挖法，對于土土質圍巖巖及軟弱弱圍巖則則采用環(huán)環(huán)形開挖挖留核心心土法或或三臺階階七步開開挖法。本工藝工法法主要介介紹中導導洞-主洞法法施工雙雙連拱隧隧道。4主要引用用標準公路隧道道施工技技術規(guī)范范TTJJ04公路隧道道設計規(guī)規(guī)范JTGG0266公路工程程質量檢檢驗評定定標準JTJJ07115施工方法法采用中導洞洞-主洞法施施工，其其步驟為為先開挖挖中導坑坑，并做做導坑臨臨時支護護直到中中

5、導洞貫貫通，然然后由內內向外澆澆筑中隔隔墻混凝凝土。中隔墻施工工完成后，將其頂部與臨臨時支護護之間間間隙采用用與設計計同標號號的噴射射砼噴（回回）填密密實，待待噴填砼砼強度滿滿足設計計要求后后，即可可開挖兩側側主洞。根據(jù)主洞的的地質情情況，首首先做好好洞口的的防護、排排水和洞洞身的超超前預加加固，然然后開挖挖左（右右）洞上上臺階及初初期支護護，同時時做好圍圍巖的變變形觀測測；待開挖掌掌子面上上臺階推進進適當距距離（約約50m）后，方方可開挖挖右（左）洞上臺階階并做好好初期支支護，同同時做好好圍巖的的變形觀觀測。根據(jù)洞身實實際地質質情況，上上下臺階階距離控控制在33155m，下下臺階采采用跳槽槽

6、的方法法進行側側墻的開開挖與初初期支護護，開挖挖寬度控控制在23m。初期支支護完成成后鋪設設防水層層，采用用整體式式模板臺臺車澆筑筑二次襯襯砌混凝凝土。6工藝流程程及操作作要點 6.1施工工順序具體的施工工順序圖圖如圖1所示（以以上下臺臺階開挖挖法為例例）。針對不不同級別別的圍巖巖，亦可可選擇采采用臺階階分部開開挖預留核心心土法（增增加超前前預支護護的工序序）及全全斷面開開挖法。圖1 中中導洞-主洞法施施工順序序圖（上上下臺階階開挖法法）1中隔隔墻超前前導洞開開挖（含含導洞錨錨噴支護護及中隔隔墻連接接錨桿） = 1 * ROMAN I中隔隔墻襯砌砌施作，墻墻頂掛網(wǎng)網(wǎng)，噴砼砼回填 2左（右右）洞

7、上上半部開開挖 左（右右）洞拱拱部初期期支護施施作3隧道道下臺階階開挖 邊墻初初期支護護施作4仰拱拱施作拱墻襯砌砌施作工藝流程可可以概括括為以下下流程圖圖：中隔墻襯砌施做，墻頂掛網(wǎng)，噴砼中隔墻襯砌施做，墻頂掛網(wǎng)，噴砼左（右）主洞開挖及支護左（右）仰拱開挖及支護左(右)主洞全斷面襯砌左（右）仰拱施做中隔墻超前導洞開挖及支護超前支護施做圖2 工工藝流程程圖6.2操作作要點6.2.11中導洞洞開挖和和初期支支護1中導洞開開挖中導洞的開開挖斷面面尺寸一一般情況況下由設計計確定，如如果斷面面大小無無法滿足足風、水、電等施工工設施的的布置或或施工運運輸?shù)男栊枰獣r，可可通過設計計變更適適當加大大導洞斷面面。

8、導洞開挖時時應加強強測量放放樣控制制，特別別是雙向向開挖時時。圍巖巖較好時時可采用用全斷面面開挖，圍圍巖差時時可采用用短臺階階法或超超短臺階階法開挖挖。開挖挖應采用用光面爆爆破，以以直眼掏掏槽為宜宜；爆破破設計參參數(shù)應經(jīng)經(jīng)過試驗驗段檢驗驗和調整整，如果果無條件件試驗時時，可按按公路路隧道施施工技術術規(guī)范有有關內容容選用，或或可根據(jù)據(jù)初步爆爆破設計計在爆破破施工中中調整。開挖進尺、級圍巖采采用0.51.0米，級及以下圍巖可可選擇12.5米。2中導洞初初期支護護至級圍圍巖根據(jù)據(jù)具體情情況選用用臨時超前前支護措措施，包包括超前前管棚、超超前小導導管或超超前錨桿桿。級圍巖的的初期支支護參數(shù)數(shù)應根據(jù)據(jù)圍

9、巖情情況慎重重選定。開開挖后應應及時初初噴混凝凝土，然然后施工工鋼格柵柵（型鋼鋼拱架）和錨桿，再復噴混凝土至設計厚度。6.2.22中隔墻墻施工中隔墻襯砌砌施工前前，先將基底底清理干干凈，采采用固定定支架、組組合鋼模模板立模模、泵送送砼澆筑筑，澆筑筑段長度度為每節(jié)節(jié)612mm，中隔隔墻下部部按設計計要求預預設縱向向排水管管的凹形形槽。對對于、級圍巖巖段，中中隔墻頂頂要作為為兩側主洞洞初期支支護中工工字鋼拱拱架的一一個支點點，其上上按設計計要求預預埋鋼板板及連接接鋼筋，并并保證預預埋位置置的準確確。雙連拱隧道道中隔墻墻上方圍圍巖是薄薄弱環(huán)節(jié)節(jié)，施工工過程中中在中導導洞及左左、右主主洞拱部部開挖時時

10、有三次次擾動，及及時進行行中隔墻墻上方的的回填和和壓漿加加固是施施工的關關鍵環(huán)節(jié)節(jié)。中隔隔墻頂部部的支護護措施采采取如下下方法（見見中隔墻墻防護圖圖（圖33）：中隔墻墻頂部設設置連接接錨桿，其其布置見見中隔墻墻防護圖圖，入巖巖深度22.5mm，端頭頭伸入中中隔墻770cmm，中隔隔墻澆筑筑完成后后，在頂頂部掛鋼鋼筋網(wǎng)后后噴射砼砼回填密密實。施施工時也也可在緊緊貼中導導洞圍巖巖部位預預埋壓漿漿管，以以防噴射射砼與圍圍巖之間間存在空空隙時在在中隔墻墻頂進行行注漿加加固，以以確保中中隔墻與與圍巖間間聯(lián)結密密實。6.2.33主洞超前前預支護護預支護類型型主要有有三種，即即超前錨錨桿、小小導管及及管棚。

11、具具體按公路隧道施工技術規(guī)范有關規(guī)定執(zhí)行。6.2.44主洞上上臺階（拱拱部）開開挖在導洞進行行到一定定距離，中中隔墻澆澆筑混凝凝土達到到設計強強度，并并且洞身身超前支支護施工工完成后后，分別進進行主洞洞開挖。、級圍圍巖主洞洞開挖時時可采用用全斷面面開挖法法，對于于= 3 * ROMANIIII、= 4 * ROMANIV級圍巖采采用臺階階法開挖挖。級及其以以下圍巖巖先進行行上臺階階留核心心土開挖挖，進尺尺控制在在0.551.0m之間。左、右洞工工作面宜宜同時掘掘進，兩兩掌子面面距離控控制在550m為為宜。主主洞開挖挖時為防防止偏壓壓對中隔隔墻砼及及主洞拱拱圈砼造造成破壞壞，當中中隔墻一一側進行

12、行主洞開開挖時，必必須對另另一側進進行回填填和施作作橫向支支撐。6.2.55主洞上上臺階（拱拱部）初初期支護護施工爆破出渣后后及時施施作初期期支護，先先按設計計初噴找平，再再安裝鋼鋼拱架，然然后打設設錨桿、掛設鋼筋網(wǎng)網(wǎng)，分層層噴射混混凝土達達到設計計厚度為為止。6.2.66主洞下下臺階（邊邊墻）開開挖主洞上部每每單洞開開挖，支支護完成成3155m后，經(jīng)經(jīng)量測圍圍巖穩(wěn)定定，即可可進行下下部開挖挖。下部部開挖采采用松動動爆破，挖挖掘機裝裝渣，大大噸位自自卸汽車車運輸?shù)牡淖鳂I(yè)方方式。下部開挖掘掘進期間間應觀測測上拱初初期支護護穩(wěn)定的的情況，當當圍巖穩(wěn)穩(wěn)定性差差時或拱拱頂沉降降較大時時，下斷斷面應進進

13、行半側側開挖，適適當調整整開挖進進尺，不不宜一次次挖通。 在主洞開挖挖時，將將對已成成型的中中隔墻襯襯砌帶來來影響，因因此主洞洞洞身開開挖爆破破前，首首先拆除除中導洞洞開挖一一側初期期支護中中的鋼支支撐，并并對另一一側進行行回填或或施作橫橫向支撐撐，以免免因爆破破沖擊鋼鋼支撐而而撞裂中中隔墻襯襯砌砼和和防止偏偏壓對中中隔墻砼砼造成破破壞。同同時施工工中除采采取“短進尺尺，弱爆爆破”，調整整最小抵抵抗線方方向和控控制一次次爆破裝裝藥量，并并對已襯襯砌中隔隔墻砼表表面采取取防護措措施，防防止爆破破飛石損損傷襯砌砌。其防防護措施施有如下下兩種方方法：1 爆破破時，在在爆破的的另一側側對中隔隔墻輔以以

14、I16工字鋼鋼橫撐（縱縱向間22m，支點點距中隔隔墻頂1.61.88m）。為為防止爆爆破飛石石砸壞中中隔墻砼砼表面，影影響砼外外觀質量量，對中中隔墻不不小于660m范圍內內全表面面用12mm厚的的人造紙紙板護面面覆蓋防防護，同同時在中中隔墻不不小于440m范圍內內采用移移動式方方木框架架釘鐵皮皮的防護護擋板遮遮擋防護護。圖3 中中隔墻防防護示意意圖2 爆破破時，在在爆破的的另一側側對中隔隔墻輔以以C15片石砼砼橫撐（縱縱向間距距2m，支點點距中隔隔墻頂1.61.88m）和土土石回填填密實。為為防止爆爆破飛石石砸壞中中隔墻砼砼表面，影影響砼外外觀質量量，對中中隔墻不不小于660m范圍內內全表面面

15、用12mm厚的的人造紙紙板護面面覆蓋防防護，同同時在中中隔墻不不小于440m范圍內內采用移移動式方方木框架架釘鐵皮皮的防護護擋板遮遮擋防護護。6.2.77主洞下下臺階（邊邊墻）初初期支護護施工下部臺階（邊邊墻）爆爆破出渣渣后，即即刻進行行初期支支護。6.2.88仰拱施施工主洞初期支支護全部部完成后后，經(jīng)量量測洞室室處于穩(wěn)穩(wěn)定狀態(tài)態(tài)，此時時二次襯襯砌及時時跟進。為為盡快使使初期支支護封閉閉成環(huán)，首首先安排排仰拱施施工。1仰拱施工工階段，連拱隧道處于最不利受力狀態(tài)，為防止側墻受力過大而引起拱圈破壞，仰拱施工要求左、右洞對稱進行，仰拱施工采用棧橋，施工長度視圍巖情況而定。2仰拱澆筑筑完成前前禁止車車

16、輛通行行。砼澆澆筑后，養(yǎng)養(yǎng)護3d后進行行隧底砼砼填充施施工。3砼填充時時必須分分層澆筑筑，每層層厚度不不大于330cmm，禁止止車輛在在仰拱上上運行。如如果邊墻墻不穩(wěn)定定，可架架立橫梁梁支撐，將將側墻頂頂緊。6.2.99拱墻襯砌砌施工在隧道初期期支護形形成穩(wěn)定定的閉合合環(huán)后，立立即進行行二次襯襯砌的施施工。二二次襯砌砌由洞外外（進口口）逐步步向洞內內（左、右右洞對稱稱）向前前澆筑，盡盡量減少少由于中中隔墻頂頂?shù)脑僖灰淮问芰αw系變變化產(chǎn)生生的對中中隔墻頂頂水平推推力的影影響。二二次襯砌砌可采用用整體式式襯砌臺車車澆筑。 襯砌施工作作業(yè)要點點：1首先認真真清理初初期支護護表面，割割除砼表表面露頭

17、頭的鋼筋筋、鐵絲絲，鑿除除砼凸起起部分。中隔墻頂面應清洗干凈。先用鐵絲將將拱部環(huán)環(huán)向50mmm軟式式透水管管和墻腳腳縱向80mmm軟式式透水管管固定在在初期支支護表面面，中隔隔墻部分分將50mmm軟式式透水管管按入預預留槽內內，并與與墻腳縱縱向80mmm軟式式透水管管接通。2洞口首段段襯砌必必須左、右右洞對稱稱同時澆澆筑，防防止水平平推力過過大破壞壞中隔墻墻的穩(wěn)定定，澆筑筑過程中中，在中中隔墻側側臺車與與墻體間間設置若若干木楔楔。通過過木楔松松緊情況況檢查判判斷臺車車對墻體體產(chǎn)生的的水平推推力情況況，用以以控制澆澆筑速度度。3 當拱拱圈砼澆澆筑到中中隔墻頂頂面時，拱拱圈左、右右部分應應對稱交交

18、替進行行澆筑，防防止拱圈圈變形。拱拱圈澆筑筑連續(xù)分分層澆筑筑，每層層厚度330cmm，側墻墻砼坍落落度控制制在1416 cm左左右為宜宜。封頂頂時，可可調整砼砼坍落度度為1618ccm，同同時適當當增加砂砂率及水水泥含量量，提高高砼泵送送性能，防防止堵管管。同時時，采用用附著式式振搗器器振搗。7勞動力組組織（單單口作業(yè)業(yè)）表1 單單工作面面作業(yè)勞勞動組織織表（參參考）序號工作項目工種人數(shù)備注1開挖開挖工6挖掘機司機機1自卸車司機機22初期支護型鋼加工、安安裝4鋼筋網(wǎng)片加加工2噴射混凝土土6混凝土攪拌拌運輸罐罐車司機機23混凝土施工工模板工3砼工4泵車司機1混凝土攪拌拌機司機機1裝載機司機機2機

19、械修理工工14測量及其他他技術員2測工45其他隊長1技術主管1質檢員1專職安全員員2試驗員1電工2空壓機司機機18主要機具具設備表2 施施工通風風機具表表序號作業(yè)名稱型號（參考考使用）單位數(shù)量備注1施工通風變壓器315KVVA臺2 通風機臺13 2開挖鑿巖機YT28型型臺12 空壓機20m3/minn臺2 裝載機ZL50臺2 自卸車5T輛5簡易鉆孔臺臺車自制臺1 3初期支護砼干、濕式式噴射機機6m3/hh臺各1 拌合機JS3500滾筒式式臺1 鋼筋切斷機機GQ401型臺1 鋼筋彎曲機機臺1 電焊機臺3 風鎬把2 4襯砌簡易臺車自制 防水層層施工臺2 襯砌臺車自制 襯砌砼砼作業(yè)臺2 拌合機JS5

20、000型電電子配料料斗套1 砼輸送泵HB80型型臺1 砼運輸車3 m3輛3 裝載機ZL50臺2 電動熱合機機ZRP-VV型自爬爬式臺2 鋼筋切斷機機臺3 電焊機臺3 插入式振搗搗器套4 附著式振搗搗器套6 9質量控制制9.1易出出現(xiàn)的質質量問題題9.1.11中隔墻墻頂部不不密實；9.1.22左右洞洞的變形形容易相相互影響響；9.1.33中隔墻墻在左右右洞爆破破時遭到到破壞。9.2保證證措施9.2.11連體隧隧道埋深深淺，風風化嚴重重。中隔隔墻上方方圍巖穩(wěn)穩(wěn)定性是是薄弱環(huán)環(huán)節(jié)，施施工過程程中在中中導洞及及兩側主洞洞拱部開開挖時有有三次擾擾動，要要及時進進行中隔隔墻上方方的噴混混凝土回回填和壓壓漿

21、加固固是施工工的關鍵鍵環(huán)節(jié)。9.2.22施工兩側側兩洞作作業(yè)面錯錯開施工工，縱向向間距約約50mm。后施工工一側主主洞的開開挖和襯襯砌，要要在另一一側主洞洞二次襯砌砌完成，且且砼達到到一定的的強度后后進行。9.2.33在主洞洞上、下下斷面開開挖時，將將對已成成型的中中隔墻襯襯砌帶來來影響，因因此主洞洞洞身開開挖爆破破前，首首先拆除除中導洞洞開挖一一側初期期支護中中的鋼支支撐，并并對另一一側進行行回填和和施作橫橫向支撐撐，以免免因爆破破沖擊鋼鋼支撐而而撞裂中中隔墻襯襯砌砼和和防止偏偏壓對中中隔墻砼砼造成破破壞。同同時施工工中除采采取“短進尺尺，弱爆爆破”，調整整最小抵抵抗線方方向和控控制一次次爆

22、破裝裝藥量，并并對已襯襯砌中隔隔墻砼表表面采取取防護措措施，防防止爆破破飛石損損傷襯砌砌。10安全措措施10.1主主要安全全風險分分析連拱隧道開開挖要注注重塌方方、大變變形等安安全風險險的評估估，提出出相應的的風險處處理措施施，編制制施工應應急預案案。10.2保保證措施施10.2.1開挖人人員到達達工作地地點時，應應首先檢檢查工作作面是否否處于安安全狀態(tài)態(tài)，并檢檢查支護護是否牢牢固，如如有松動動的石、土土或裂縫縫，應先先清除或或支護。遇遇有不良良地質地地段施工工時，應應按照先先治水、少少擾動、早早噴錨、緊緊封閉的的原則穩(wěn)穩(wěn)步前進進。10.2.2噴錨支支護時，危危石應清清除，腳腳手架牢牢固可靠靠

23、，噴射射手應佩佩戴防護護用品；機械各各部應完完好正常常，壓力力應保持持在0.2Mppa左右右；注漿漿管噴嘴嘴嚴禁對對人放置置。10.2.3隨著隧隧道各部部開挖工工作的掘掘進，應應及時進進行襯砌砌或壓漿漿，特別別是洞門門建筑的的襯砌必必須盡早早施工，地地質不良良地段的的洞口必必須首先先完成。10.2.4襯砌使使用的腳腳手架、工工作平臺臺、跳板板、梯子子等應安安裝牢固固，不得得有露頭頭的釘子子和突出出的尖角角。腳手手架及工工作平臺臺上的鋪鋪板應釘釘鋪結實實，木板板的端頭頭必須搭搭于支點點上，高高于2m的工作作平臺上上應設置置不低于于1m的欄桿桿。跳板板應設防防滑條。11環(huán)保措措施11.1避避免炸藥藥爆炸產(chǎn)產(chǎn)生的有有害氣體體和粉塵塵含量，減減少了對對空氣的的污染，節(jié)節(jié)約了炸炸藥等能能源的消消耗。11.2通通過對雙雙連拱隧隧道采用用分部開開挖，充充分利用用人力和和小型機機具，減減少了大大型設備備數(shù)量，從從而減少少了油料料的消耗耗，達到到節(jié)能和和環(huán)保的的要求。11.3對對于雙連連拱隧道道中加強強施工用用水的管管理，防防止水土土流失。隧隧道施工工中采用用防水板板和止水水帶等綜綜合防排排水措施施，減少少了水土的流失失，做到到環(huán)保和和節(jié)約水水資源要要求。11.4優(yōu)優(yōu)化了雙雙連拱隧隧道的設設計支護護參數(shù)，節(jié)節(jié)約了錨錨桿和混混凝土