中隔壁导坑施工法在V级浅埋冻土段隧道出口的应用

张高放

（中铁二十一局集团第四工程有限公司，青海　西宁　810000）

中隔壁导坑施工法在V级浅埋冻土段隧道出口的应用

张高放

（中铁二十一局集团第四工程有限公司，青海西宁810000）

青海省共和至玉树公路鄂拉山隧道出口段为Ⅴ级围岩、存在多年冻土浅埋段，给隧道施工造成很大困难，施工时正处于本地的夏季、雨季，洞门开挖难度大，安全风险高，因此，采用中隔壁导坑施工。论文介绍了中隔壁导坑法的施工思路、施工方法、施工工艺，给出了围岩支护参数的具体数值和工程质量控制重点，为类似工程提供参考。

多年冻土；浅埋段；中隔壁导坑施工法；围岩支护；质量控制

1　工程概况

青海省共和至玉树（结古）公路GYⅠ-SGA6合同段，鄂拉山隧道内轮廓结合远期预留规划设计净宽10.25m，净高7.18m，隧道建筑限界高5m。隧道出口段为V级围岩、存在多年冻土浅埋段，给隧道施工造成很大困难，节理及裂隙较发育，地下水发育，发育两条断裂构造及挤压裂隙密集带，对隧道围岩级别影响较大。地表草皮覆盖，洞门刷坡线附近地址陡峭，表层以下为多年冻土，施工时正处于本地的夏季、雨季，洞门开挖难度大，安全风险高。因此，鄂拉山隧道出口V级浅埋冻土段采用中隔壁导坑施工，遵循“禁爆破，短开挖、强支护、早闭合、勤测量、衬砌紧跟”的施工原则。

2　施工思路

施工开挖前应做好超前支护，采用中隔壁导坑开挖，减少临空面积，优化围岩受力结构，单侧导洞完成初期支护，继续向前开挖，进行下一循环，先行导洞掌子面与另一侧导洞掌子面间距不小于1～2倍洞室（13～26m）时，另一侧导洞在进行开挖支护，尽可能减少导洞之间的工作相互扰动。导洞均采用上下台阶开挖，下台阶开挖时上台阶临空面必须完成支护。施工过程中应严格控制超、欠挖，初期支护应及时可靠，一衬及时跟进施工，二次衬砌应根据监控量测结果适时施做。

3　施工方法与施工工艺

3.1施工方法

洞身采用中隔壁导坑法开挖，洞身开挖施工顺序如下

1）先行导坑开挖。根据前一榀工字钢先进行超前支护，打入Φ42的超前小导管，采用台阶法，每循环进尺0.5～1.m，配备正铲卸式装载机装碴，自卸汽车运输。

2）先行导坑支护。根据围岩情况和设计要求，采用锚杆，喷射砼，钢架拱架支护，可利用汽车平台架钻锚杆眼。初喷砼5cm，再架设钢拱架，纵向间距按50cm布置。为保证施工安全，中壁墙需作临时支护，用Φ25中空注浆锚杆加固，喷C30早强混凝土。

3）另一侧开挖、支护。右侧导洞在左侧先行导洞超前13～26m后进行，进行右侧导洞导坑开挖、支护方式与左侧导洞相似，作中壁临时支护，稳定围岩。

4）导坑下台阶的开挖支护。下导坑开挖时接腿工字钢必须连接牢固，保证垂直度，严禁前后里程倾斜。中侧壁工字钢的安装也要严格要求钢板的连接及垂直度。下导坑左侧开挖5m后，再进行右侧下导坑的开挖，右导坑开挖完成至左导坑5m时及时仰拱施作。待仰拱施作完毕后，在进行下一轮左右下导坑的开挖支护。

5）仰拱施工。在下部开挖至设计标高后，清基，及时浇筑仰拱。为保证施工安全中隔壁工字钢可打入仰拱内。

6）全断面衬砌。在仰拱和回填完成后，一衬及时跟进，根据测量结果适时施作二衬，施作二衬前按设计要求施作防水层和其他排水设施，同时做好各种预埋管件及预留洞的安装和检查，防止错埋，漏埋。

3.2施工工艺

1）中隔壁导坑开挖循环流程图如图1所示。

图1　中隔壁导坑开挖循环流程图

2）中隔壁导坑开挖断面顺序流程图如图2所示。

a.利用上一循环架立的钢架施做超前导管支护。

b.利用破碎槌或改装后的挖机开挖I部。

c.施做I部周围的初期支护和临时支护，即初喷3cm厚混凝土，架立I22工字钢临时钢架，并设锁脚锚杆。

d.导坑底部平整压实后，继续进行下一循环I部的开挖。

e.待I部距离II部掌子面13～26m时，II部施做超前导管支护，利用破碎槌或改装后的挖机开挖II部，支护，喷锚同I部。

f.开挖Ⅲ，Ⅳ同I部，必须一前一后不能同时开挖，开挖够5m后必须及时施作仰拱。

3）侧壁与中壁墙支护联结工艺。若将侧墙钢拱架与中壁墙钢拱架联结成整体，拱部压力和侧向压力太大仍可能发生坍塌。因此需在加强处理，中隔壁采用I22钢拱架，纵向间距50cm。每榀钢拱架处设深孔锚杆4根，锚杆长度5m，锚杆外露与钢拱架焊接，然后喷砼封闭。

图2　中隔壁导坑开挖断面顺序流程图

4　围岩支护参数具体数值

围岩具体支护参数目前按照鄂拉山隧道出口施工图纸Ⅵ级围岩浅埋冻土段衬砌结构设计图施工。中隔壁支撑工字钢由原来的I18改为I22。锁脚锚杆改为锁脚锚管（Φ42导管）数量一边4根及长度4m。

5　工程质量控制重点

中隔壁导坑施工应注重隧道施工质量，同时应注意以下几点：

1）双洞开挖时，后行洞靠先行洞侧的围岩实际上是处于悬空状态，这部分围岩经开挖已扰动过一次，如果后行洞的施工方法不当，可能对围岩造成严重二次扰动，并导致先行洞洞壁破坏。为此应短进尺、强支护、勤量测，及时跟进一，并结合具体工程情况，认真分析，精心施工。

2）中壁墙的撤除，必须待围岩完全稳定后方可进行。

3）严禁在同一个里程同时开挖。

4）控制隧道超欠挖，由于拱顶分两次开挖，很易造成拱超欠挖严重，因此必须提高测量精度，为快速衬砌提供条件。

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