海龙双连拱隧道施工技术

2012-07-06周平

科技传播 2012年7期

周平

中铁一局桥梁工程有限公司，重庆 401121

1 工程概况

1.1 工程概况及范围

海龙隧道位于遵义市谢家坝镇任家湾境内，为连拱隧道，隧道轴线略带弧线形展布，隧道进口走向约265°，出口走向约245°。隧道里程桩号：K306+925～K307+330。隧道全长405m，隧道最大埋深约74m，进口端设计高程899.74m，地面高程903.67m，出口端设计高程890.15m，地面高程897.28m，进口端采用削竹式洞门，出口端采用端墙式洞门。

1.2 结构形式

隧道横断面采用分离式路基、双连拱断面。单洞净宽10.75m，横断面组成为：（1.00+1.00+3.75×2+0.5+0.75），限界高度5.0m。双侧设检修道，衬砌断面内轮廓采用三心圆。

1.3 围岩级别及衬砌形式

根据围岩级别和洞室埋深条件共设计了三种衬砌形式：明洞衬砌；路堑式明洞；复合衬砌：Ⅴ浅、Ⅴ、Ⅳ浅、Ⅳ、Ⅲ。

2 施工工艺

2.1 总体方案

连拱隧道采用“中导洞法” 施工，施工中严格按设计要求中导洞先行开挖，同时按不同的围岩级别，选择相应的支护体系。施工时按照“喷锚构筑法”原理配备大型设备按无轨运输模式组织，采用中导洞法施工，施工中遵循先护后挖的原则，坚持“短进尺、弱爆破、强支护、勤量测、快封闭、早成环”的原则稳步前进。

2.2 隧道施工设备配套方案

2.2.1 设备配套原则

施工采用无轨运输模式。中导洞Ⅴ级围岩采用上下台阶法施工，人力风镐配合小型挖掘机开挖，Ⅲ、Ⅳ级围岩人工风钻配合自制小型作业台架钻眼爆破全断面开挖，中导洞出碴采用人工配合小型挖掘机装碴，5t自卸汽车出碴。正洞Ⅴ级围岩采用留核心土台阶法施工，人力风镐配合长臂挖掘机开挖，Ⅳ级围岩采用短台阶法施工，人工风钻配合自制作业台架钻眼爆破，Ⅲ级围岩采用全断面法施工，人力风镐配合长臂挖掘机开挖，正洞出碴上台阶采用人工或长臂挖掘机翻碴，下部采用侧翻装载机装碴，15t自卸汽车出碴。初期支护采用强制式砼搅拌机生产喷射砼，砼湿喷机配机械手联合作业方式进行初期支护；二次衬砌采用自动计量拌合站生产衬砌砼，泵送砼入模，液压模板台车整体浇注的方式；通风采用自然通风。形成开挖、装运、支护及二衬等机械化平行流水作业线，实现隧道施工的快速、连续、均衡生产，全面完成工程各项预定目标。

2.3.2 中导洞开挖及出碴

中导洞Ⅴ级围岩段根据现场围岩情况采用全断面开挖，开挖前先施作φ42×4mm超前小导管支护，人力风镐配合小型挖掘机开挖，每循环进尺1m；Ⅲ、Ⅳ级围岩段采用全断面爆破开挖，人工风钻配合作业台架钻眼，非电毫秒雷管光面爆破，每循环进尺2.0m。中导洞初期支护根据设计要求采用锚、网、喷及型钢拱架联合支护，紧跟开挖面及时施作。中导洞开挖时采用人工配合小型挖掘机装碴，5t自卸汽车出碴。

2.3.3 中隔墙浇筑与防护

中隔墙在中导洞贯通后倒退浇筑砼。中隔墙钢筋采用现场绑扎，组合钢模台车，地泵泵送砼，按每两天一循环，每循环7.5m施作。

1）中隔墙施工

连体隧道对中隔墙的地基承载力要求较高，应对地基情况进行测试，承载力不能满足要求时，首先要对墙脚采用φ22药卷锚杆进行注浆加固处理。

中隔墙的施工程序为：清基→连接锚杆、绑扎钢筋→立模→埋设排水管→浇筑砼→埋设注浆管→顶部喷射砼→中隔墙顶部、墙角注浆加固→中隔墙侧边防护及横向支撑。

2）中隔墙顶部的支护施工

双连拱隧道中隔墙上方围岩是薄弱环节，施工过程中在中导洞及左、右主洞拱部开挖时有三次扰动，及时进行中隔墙上方的圬工回填和压浆加固是施工的关键环节。中隔墙顶部的支护措施拟采取如下方法。中隔墙顶部设置连接锚杆，其布置见中隔墙防护图，入岩深度1.5m，端头伸入中隔墙70cm，中隔墙浇筑完成后，在顶部喷射砼回填密实。并在中隔墙顶部及两侧墙角紧贴围岩部位预埋压浆管，以防喷射砼与围岩之间存在空隙时在中隔墙顶进行注浆加固，并对中隔墙基底两墙角进行注浆加固，以确保中隔墙与围岩间联结密实。同时，为防止偏压对中隔墙砼及主洞拱圈砼造成破坏，当中隔墙一侧进行主洞开挖时，必须对另一侧施作横向支撑（如图1）。

图1 中隔墙防护示意图

3）中隔墙衬砌砼防护措施

本隧道采用中导洞法施工，再进行左、右主洞开挖及衬砌。在主洞上、下断面开挖时，将对已成型的中隔墙砼带来影响，因此主洞洞身开挖爆破前，首先拆除中导洞开挖一侧初期支护中的钢支撑，并对另一侧施作横向支撑，以免因爆破冲击钢支撑而撞裂中隔墙衬砌砼和防止偏压对中隔墙砼造成破坏。同时施工中除采取“短进尺，弱爆破”，调整最小抵抗线方向和控制一次爆破装药量，并对已衬砌中隔墙砼表面采取防护措施，防止爆破飞石损伤衬砌。其防护措施有如下方法：

爆破时，在爆破的另一侧对中隔墙辅以I16工字钢横撑（纵向间1m，支点距中隔墙顶1.6m～1.8m，上下两道，竖向焊接连接）。为防止爆破飞石砸坏中隔墙砼表面，影响砼外观质量，对中隔墙不小于60m范围内全表面用1mm～2mm厚的人造纸板护面覆盖防护，同时在中隔墙不小于40m范围内采用移动式方木框架钉铁皮的防护挡板遮挡防护。