双连拱隧道中导洞的施工技术研究

发表时间:2021/1/18   来源:《城镇建设》2020年10月第30期   作者:熊莹
[导读] 在隧道施工过程中,应用双连拱隧道能够缩短隧道线间距,减少地形复杂的隧道长度,

        熊莹
        中铁隧道集团二处有限公司 河北 廊坊 065201
        摘要:在隧道施工过程中,应用双连拱隧道能够缩短隧道线间距,减少地形复杂的隧道长度,使工程建设成本降低,因此被广泛应用在山区隧道。在隧道工程施工中,导洞施工为重要工程内容,会直接影响隧道工程建设质量与安全。此次研究主要讨论双连拱隧道中导洞的施工技术,希望能够对相关人员起到参考性价值。
关键词:双连拱隧道;中导洞;施工技术
        双连拱隧道可以减少隧道线间距,使地形困难地段靠山侧隧道长度缩短,降低工程成本造价,因此在山区隧道施工中得以广泛应用。相比于分离式隧道,此种方式的工序复杂,会扰动围岩,还会加大工程建设难度。在工程施工期间,必须科学控制围岩变形问题,确保中墙应力的平衡度,避免中墙渗透,现已成为双连拱隧道施工的重难点。
1、工程概况
        隧道总长度为274m,埋深最大达到48m,位于半径1375m的平曲线上。线路纵坡为1.85%,隧道双向6车道双连拱隧道,时速设计为每小时100km。隧道地层多为泥质粉砂岩层、粉沙岩层、砂岩层,围岩级别为IV级,洞内裂隙水、岩体破碎,且稳定性不足。初期支护多采用工字钢工架、挂钢筋网、中空注浆锚杆、混凝土喷射等。
2、施工方案
        隧道开挖跨度最大为31.26m,开挖高度最大为11m,双向6车道双拱隧道,多采用三导洞施工法。此种技术工艺涉及较多工序,且不同工序转换复杂,会影响隧道施工效率与进度。针对洞身而言,在IV级围岩地段施工中,合理应用中导洞法,取消侧导洞与临时支撑。
        通过中导洞台阶法,做好开挖与支护工作,在模注中完成隔墙基础与墙身施工。之后回填下部,实行横向支撑,在中墙顶部灌注水泥砂浆。通过超前支护施工技术,完成所有施工工艺,同时开挖和支护上部弧部导坑。完成支护操作后,应当开挖核心土层,同时开挖和支护侧向土层。开挖和填充下部仰拱。中导洞应用全断面开挖方式,左右正洞应用三层开挖法,在上部预留核心土。
3、中导洞法施工
3.1开挖中导洞
        在开挖中导洞时,需要应用全断面开挖法。当围岩较差时,可以应用台阶法开挖。应用台阶法开挖时,应当将台阶长度控制在5-6m。初期支护施工中,应当紧贴掌子面,确保开挖与支护的快速性。
3.2对中隔墙施工
        第一,中隔墙基础施工。通过大块钢模板实施拼装,循环浇筑9m/次。为了加强隔墙地基承载性能,必须将隔墙基底浮渣清理干净。完成清理之后,做好回填处理。
        第二,中隔墙墙身施工。首先,在浇筑墙身之前,应当在中导洞拱顶设置中空注浆锚杆,径向RD25N、长度3m。间隔为(75×100)cm,外露连接墙顶50cm,以此加强中隔墙抗侧翻能力。其次,通过整体式隔墙,开展台车衬砌施工。安装模板操作中,顶部预留正洞初期支护落脚平台,之后埋设连接钢板。再者,间隔4-5m,顶部必须预留注浆管,长度为50mm。脱模操作后,灌注水泥砂浆1:1,防止产生脱空问题。最后,施工建设之前,应当安装横向支撑,以此维护墙体完整性。浅埋式偏压、围岩施工,应当确定安装位置与方向。
3.3正洞施工
        隔墙混凝土强度满足70%设计强度,才可以结束正洞上部施工。在开挖正洞时,应当做好严格划分,上部应用环形开挖方式,在开挖中部时,应当预留核心土,做好光面弱爆破。开挖左右洞时,应当错开8-10cm,降低左右洞相互影响力,同时减小左右洞水平推力。


3.4支护体系施工
        第一,超前小导管支护,应用热轧无缝钢管,长度分别为5m,50mm,搭接长度超过1m,环向间距为40cm,外插脚为6°。在钢拱架纸上焊接小导管尾部,同时和初期支护形成联合支护体系,将混凝土喷射在开挖面与邻近界面,实现封闭效果。在管口设置止浆塞,应用1:1比例水泥浆灌注,确保注浆终压在0.5MPa至1MPa之间。
        第二,初期支护期间,应用工字钢桁架、锚喷网结合方式,IV级围岩应用I25a工字钢,同时应用湿喷工艺开展施工。
        第三,施工重点:在施工建设期间,应用液压弯曲机加工钢桁架,保证钢架平面翘曲度控制在标准范围内,维护连接板、钢架焊接质量。在平整长度上预拼钢架,对钢架加工质量进行检验,同时根据编号顺利存储。在安装操作时,应当固定拱脚位置,拧紧钢板连接螺栓。在拱脚位置,设置两根砂浆锚杆,为了确保牢固性,需要焊接钢架。混凝土喷射期间,先进行钢架、围岩间隙喷射,保证间隙填充的密实度,之后再喷射钢架周边,喷平钢架所有部分。
3.5放排水体系构造
        防排水结构多应用夹心式,排水管道封闭为环状,形成循环排水系统。第一,在隧道中间相隔5m环向,设置Ω型弹簧排水半管,连接到纵向排水花管,保证排水管、中心排水沟横向连通,形成纵横相互连通的排水系统。第二,防水层应用1.5mm厚度改性防水板,450g/㎡的土工布,组合形成复合式防水板,铺设系吊带,同时应用热熔机焊缝。检验防水板漏水情况,查看防水板破损,突出物情况,防止电焊烧伤。当发现破碎问题后,必须做好修补处理。第三,针对施工缝、变形缝,必须应用中埋式橡胶止水带进行修补。
3.6二次衬砌施工技术工艺
        第一,为了确保仰拱与正洞下部相连接,在仰拱初期,应当确保全幅对接成环,之后填充仰拱。第二,混凝土二次衬砌施工中,应用整体式模板台车做好施工。第三,二次衬砌施工时,将脱模剂涂抹至模板表面,之后将混凝土运输入模,通过插入式振捣器、附着式振动器相互配合,进行振捣施工,之后对称分层浇筑混凝土。针对边墙位置,应当从墙角向上灌注,拱部从拱脚位置压注,拱顶位置必须从搭接位置,向自由端灌注,防止混凝土坍落。在拱顶部位,设置φ25直径的钢管排气孔,做好拱顶预留注浆。
        隧道明洞中墙、拱圈为整体性结构,所以施工期间,需要采用两个模板台车并排施工,完成整体性对称浇筑。为了确保边墙侧模的稳定性,必须应用钢架进行固定处理,同时应用方木与圆钢管加固,之后将中隔墙顶木模,固定在混凝土外层钢筋位置。
3.7监控与测量施工
        第一,工程监控。通过监控方式,能够对监测数据进行科学分析。在监控操作中,必须做好动态化监控处理,同时按照监控结果,明确开挖、支护情况,预留变形量。
        第二,施工测量。在施工建设期间,必须建设独立量测小组,初期支护期间,在开挖工作面周边2m范围内,设置量测点,在同一断面上设置位移量测点,同时分析和应用测量数据,做好中导洞、侧导洞施工建设、围岩状态的数据记录。
4、结束语
        综上所述,在隧道洞口浅埋段施工建设期间,应当全面掌握加固技术、开挖技术,充分了解实际步骤、注意事项等,以此保证隧道洞口施工的顺利性。仔细勘查隧道施工的地理环境、水文条件,同时按照实际勘查结果,采用科学的开挖技术、加固措施,全面满足工程建设需求。
参考文献
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