双联拱隧道中由主洞斜穿入中导洞施作中隔墙的施工技术

第３２卷第６期　建筑施工　ＢＵＩＬＤＩＮＧ　Ｃ０ＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ　Ｖ０ｌ－３２　Ｎｏ．６　双联拱隧道中由主洞斜穿人中导洞　施作中隔墙的施工技术　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｆｏｒ　Ｐａｒｔｉｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｍｉｄｄｌｅ－　Ｇｕｉｄｅ—Ｄｒｉｆｔ　Ｓｌａｎｔｅｄ　ｆｒ０ｍ　Ｍａｉｎ　Ｄｏｕｂｌｅ—Ａｒｃｈ　ＴｕｎｎｅＩ　口　肖营　于芳　韦臣　徐瑞生　刘刚根　（１深ｉ川Ｉ市建设（集团）有限公司广东深圳ｌ　５１８００８；２．ｉ；￣１１市第一建筑工程有限公司　深圳５１８０１８）　【摘要】一般浅埋短隧道，大多采用三导洞法开挖，工作面和工期都严格受到制约，一旦隧道开挖过程中出现险情，不得　不抢做中隔墙，使隧道开挖没有了工作面。为保证工期进度，根据隧道施工自身条件，在原设计中导洞初支结构基础上，增设　临时门型钢拱架，有效解决了中导洞初支托换及水平力转换问题，采取从左主洞斜穿向中导洞开施工通道，开辟新工作面，大　大加快施工进度，取得了显著经济效益。　【关键词Ｊ双联拱隧道雨季塌方中隔墙钢拱架施＿ｒ－通道工期　【中图分类号】Ｕ４５５　，文献标识码　Ｂ　【文章编号】１００４—１００１（２０１０）０６—０５１０—０３　１　工程概况　后拱法施工（图１）。由于地质和自然（雨水过多）因素，导洞　在掘进一定进度后，雨季时中、侧导洞开挖出现初支超量变　深圳市龙岗区南通道蛇岭隧道，为双向六车道双跨联拱　形及塌方，不得不抢做中隔墙，来保证隧道土压平衡和洞内　结构，隧道全长为３２５，ｎ，起讫里程为Ｋ３＋３００一Ｋ３＋６２５，属短　稳定。中隔墙从里向外施工，起点位于下半洞开挖面附近，在　隧道，其中明洞３５　ｍ，进口２０　ｍ，出口１５　ｍ。行车宽度ｌ１　中隔墙施做处停止主洞开挖，封闭掌子面，开始施做临时通　ｍ，行车净高５　ｍ，单跨为三圆心拱型断面。隧道围岩主要为　道。中隔墙施工完毕，左右主洞向前推进，同时施工拱墙二　ＩＶ、Ｖ级强风化～全风化泥质砂岩，埋藏较浅，雨季地下水大，　衬。　围岩遇水软化威稀泥，施工中存在一定风险。　工艺流程：左（右）主洞开挖支护推进并施做拱墙二衬，　２工艺原理　离中隔墙端头约１０　ｍ处（选择有利施工的左（右）开挖支护　上半洞）封闭掌子面一用Ｉ　２５ａ工字钢加工成门形拱架＿小　软围岩双联拱隧道初期开挖支护及大跨度多导洞开挖　导管超前支护一注浆加固一边拆除中导洞下部，临时支撑边　地下工程或隧道施工中，以中导洞为主掘进面，在掘进过程　架设门形拱架一喷射Ｃ２０混凝土一底板封闭一推进到中隔　中碰到困难时，用型钢拼装成门形拱架从左（右）主洞斜穿入　墙端墙处架设横撑一完成通道施工形成中导洞开挖工作面。　中导洞形成施工通道，型钢拱架有效达到中导洞初支托换及　水平力转换后，由此斜向施工通道进入中导洞，并从此中导　洞部位开始向前掘进，然后施作中隔墙，从而形成新的工作　面。临时通道同样采用新奥法原理，“管超前、严注浆、短开　挖、强支护、勤量测、早封闭”的原则，充分利用土体自身稳定　性和初期支护系统承载能力，在左（右）主洞斜向小范围小跨　图１隧道施工断面示意图　度开挖，并用小导管超前注浆支护。　３施工方法　蛇岭隧道为双联拱软围岩浅埋隧道，采用三导坑先墙　【作者简介】肖营（１９５２一），男，本科，高级工程师，总工程师。　联系地址：深圳市罗湖区红岭中路２１１８号５号楼（５１８００８）。　【收稿日期】２０１０～０５—１２　图２临时钢架断面图　・５１０・　６／２０１０　肖营、于芳、韦臣、徐瑞生、刘刚根：双联拱隧道中由主洞斜穿入中导洞施作中隔墙的施工技术　第６期　（１）现场调查及环境调查：根据隧道开挖掘进过程中　体开挖要控制超、欠挖现象，一般不准有欠挖。拱部平均超挖　围岩情况以及稳定性判定该段围岩稳定情况，选择临时通道　在有利于施工的一侧，并靠近中导洞。　（２）参数确定临时通道尺寸：临时通道首先满足洞内　施工交通需要，宽度５　ｍ，净高５　ｍ，挖掘机、自卸车、装载机　能够通行，也可根据需要进行调整。根据承载力验算：门形钢　拱架选用Ｉ　２５ａ工字钢：小导管采用　４２ｍｍ普通钢管，长　３．５　ｍ，倾角１０。～１５。。网片加工　８　ｍｍ热轧钢筋焊接，间　不得超过１５　ｃｍ，边墙、仰拱、隧底不得超过１０　ｃｍ，开挖过程　中挖掘机、炮机不要碰触中导洞临时支护，以免扰动左主洞　拱顶支护。　（８）临时拱架破除：临时拱架破除是临时通道施工的　关键工序，临时支撑拆除破坏了隧道初支结构，所以此道工　序施工时要谨慎。拆除位置在中导洞临时支撑直墙以上部　位，该部位恰好为拱架连接板处。拆除时只能拆除一榀拱架　立即安装一榀拱架，绝不能同时拆除几榀拱架。拱架拆除时　距１５　ｃｍｘ　１５　ｃｍ；喷射混凝土Ｃ２５，喷射混凝土厚度４０　ｃｍ。　（３）超前小导管注浆，灌浆浆液采用水泥浆，水灰比　１：１，注浆泵选用８　２５０／５０型，注浆孔口压力初压Ｏ．５～　ｌ＿０　ＭＰａ，终压１．５　ＭＰａ～２－５　ＭＰａ，当吃浆量小于０．４　Ｌ／ｍｉｎ继　续灌５分钟结束。当地下水较大时改用压注水泥一水玻璃　浆液，水泥浆水灰比１：１，水泥浆与水玻璃体积比１：０．５。　灌浆时做好灌浆记录，包括起止时间、水灰比、灌浆压力、水　泥用量、灌浆机型号、中途停灌情况等。　（４）钢拱架加工：钢拱架选用Ｉ　２５ａ工字钢及１６　ｍｍ厚　钢板做为加工材料，接头采用节点板，接缝采用满焊，焊缝不　小于８　ｍｍ，斜撑采用同型号工字钢，严格控制下料尺寸；为　控制拱架平整度需在拱架焊接平台上进行加工。　（５）对中导洞已开挖的５　ｍ上半洞初支及保留围岩进　行补打锁定锚管并注浆加固，使临时通道开挖后顶部围岩形　成稳定的自稳拱。　（６）进洞前架设一榀明立钢架，作为进洞前超前支护　（超前小导管）的支撑，也防止主洞上方浮土滚落伤人ｉ打设　超前小导管，小导管前端封闭并制成尖状，以便顺利插入已　钻好的导管孔内。当围岩松软时，也可直接打入。小导管形状　及布置图３。纵向两组小导管间应有不小于１　ｍ的重叠长　度。环向间距为２０　ｃｍ～５０　ｃｍ。小导管注浆前，应对工作面　及５　ｍ范围内的洞室进行喷射混凝土或模注混凝土封闭，检　查注浆机是否完好，并备足注浆材料，注浆外插角１０ｏ～　３Ｏ。ｏ　隧】　图３小导管布置示意图　（７）采用炮机、风镐及人工开挖，挖掘机配合，隧道土　用风镐先破除喷射的混凝土层，拆除上下宽度４０　ｃｍ，等初　支拱架连接板漏出后，用扳手拧下螺丝，下面用乙炔气焊割　除，上部的临时拱架恰好落在临时通道的门形拱架上，喷混　凝土时喷填密实，待拱架架设完毕，再拆除下部临时支撑。　（９）架设钢拱架，为保证钢拱架置于稳固的地基上，施　工中在钢拱架基脚部位预留Ｏ．１５　ｍ～０．２　ｍ原地基。架立钢　拱架时挖槽就位，基础软弱处在钢架基脚处设槽钢以增加承　载力。钢拱架按设计位置安设，在安设过程中钢拱架和初喷　层之间的间隙用喷射混凝土填充密实。　（１Ｏ）为增强钢拱架的整体稳定性，将钢拱架与锚管焊　接在一起。沿钢拱架设直径为　２２　ｍｍ～　２８　ｍｍ的纵向连　接钢筋，并按环向间距６０　ｃｍ设置。内贴岩面挂钢筋网可提　高喷射混凝土的附着力，防止剥落，提高初支抗剪性能和柔　性，传递锚杆钢支撑对围岩表面的约束。网片用混凝土钉、锚　栓、锚杆、钢支撑等充分固定，防止喷射混凝土时产生位移和　振动，引起表面混凝土开裂、掉块剥离。　（１１）喷射混凝土：喷锚支护喷射混凝土，分初喷和复　喷二次进行。初喷在开挖（或分部开挖）完成后立即进行，以　尽早封闭暴露岩面，防止表层风化剥落。复喷混凝土在锚杆、　挂网和钢架安装后进行，尽快形成喷锚支护整体受力，以抑　制围岩变位。钢架间用混凝土喷平，并有足够的保护层。喷射　时尽量垂直于岩面，喷嘴距岩面一般保持Ｏ．６　ｍ～１．０　ｍ为　宜。喷射混凝土分段、分片由下而上顺序进行，每段长度不超　过６　ｍ，一次喷射厚度控制在６　ｃｍ以下，喷射时插入长度比　设计厚度大５　ｃｍ的铁丝，每１　ｍ～２　ｍ设一根，作为施工喷　层厚度控制用，后一层喷射在前层混凝土终凝后进行，喷射　混凝土按规定洒水养护。　４监控量测　４．１周边位移、拱顶下沉、仰拱隆起量量测　周边位移选用中铁西南科学研究院ＳｗＪ—ＩＶ型数显收敛　计及专用测点量测，拱顶下沉、仰拱隆起量量测采用精密水　准仪配合水准尺、钢尺进行，与土压力测点、钢架应力测点、　水平收敛测点在同一量测断面进行，测点布置见图４所示，　量测断面布置间距及量测频率按设计要求进行。为防止施工　中对土压力盒、钢筋应力计及传感器等的破坏，监测数据埋　设点尽可能布置在离工作面距离０．５　ｍ～２　ｍ，在下次开挖　・５１１・　第６期　肖营、于芳、韦臣、徐瑞生、刘刚根：双联拱隧道中由主洞斜穿入中导洞施作中隔墙的施工技术　６１２０１０　循环前获得初始数据。　图例　拱顶下沉测点　×地襄Ｆ沉测点　ｊ　一铡　览懒崦　一水平收敛测点　图４监测断面测点布置示意图　４．２地表下沉量量测　为获得开挖过程中全位移曲线，在隧道尚未开｝宅前即　开始埋置隧道洞项地表沉降装置。采用水平仪配合水准尺进　行地表沉降监测，测点和拱顶下沉量测布置在同一断面上。　４．８量测数据处理　应注明施工工序及开挖掌子面离量测断面的距离。施　工时，将各项量测情况填入记录中，并绘制位移一时间曲线　（如图５和图６），得出拱顶沉降曲线、导洞水平收敛曲线等　相关曲线。　ｉ　！　ｉ　ｉ　；三　ｉ　ｉ　ｌ　；　图５左主洞拱顶沉降图　图６隧道左侧导洞水平收敛曲线　４．４稳定性判别　采用数理统计和回归计算等方法，分析已得出系列位移　一时间曲线，以此判断隧洞岩体的稳定状态：当曲线趋于平　缓时，计算最终位移和变化规律，得出变形数据，判别隧洞岩　体较稳定　当位移一时问曲线出现反常的急骤变化时，表明　此时的围岩、支护系统已处于不稳定状态，需立即停止开挖，　分析施工现场实际状况后，调整原设计参数或开挖方式，采　取措施及时对危险地段加强支护或补强，从而确保施工安　全。　５效益分析　５．１经济效益　（１）新工作面的打开，使项目部机械设备充分利用起　・５１２・　来，有效降低台班闲置费用　（２）本技术可行性强，施工安全可靠，投入少，措施简　单，不需要特殊的机械设备，能节约大量机械台班费；　（３）打开新工作面，使施工速度提高一倍，工期相应得　到缩短，所发生的管理费、水费、电费等得到节约；工期得到　提前。　５．２社会效益　（１）中隔墙施工是双联拱的关键工序，做临时通道提　高中隔墙的施工速度，使隧道安全稳定性得到提高，有效降　低工程风险　（２）项目工期一般都较为紧张，工期得到提前，工程提　前投入使用，施工扰民问题提前得到解决，社会反映较好：　（３）工程如期完工，公司的信誉得到提高，社会竞争能　力增强。　５．３工程应用工期效益　２００８年６月，正在由进口向出口方向掘进的隧道，由于　下雨较多出现失稳险情，右侧洞出现塌方，左中右三个导洞　的临时支护出现不同程度的剪切破坏，不得不提前抢做了中　隔墙。当时中导洞掘进上半洞里程桩号至Ｋ３＋４８３，下半洞里　程桩号Ｋ３＋４７８，中隔墙从Ｋ３＋４７８开始向外施工，这样中隔　墙就没有了工作面。隧道施工方案进行了调整，中导洞开始　由出口端向进口方向掘进，起讫里程桩号Ｋ３＋６１０中导洞每　天掘进速度２　ｍ，实现贯通还需要６１　ｄ。为加快施工进度，抢　在２００９年雨季前贯通中导洞，并做好中隔墙，确保以后的施　工中蛇岭隧道安全度过２００９年雨季。项目部根据专家意见，　制定了由进口端Ｋ７＋４７８处进入中导洞，在原设计中导洞初　支结构基础上，增设临时门型钢拱架，打开工作面，实现双向　开挖，３５　ｄ实现中导洞贯通。节约掘进时间２６　ｄ。中隔墙单　向施工，施工速度３　ｄ　９　ｍ（每模９　ｍ），完工需要４４　ｄ，实现　双向施工后，节约工期２２　ｄ，累计缩短工期４８　ｄ，为２００９年　雨季前施工争取到了宝贵的时间，也为２００９年南通道竣工　创造了必要条件。　６　结语　从左（右）主洞斜穿入中导洞形成施工通道，由此斜向施　工通道进入中导洞，并从此中导洞部位开始向前掘进，形成　新工作面，是～种应用创新和发展；本技术操作简便，只需按　照导洞开挖、初支施作的要求进行施工即可，不须另外进行　施工设计、组织，也不须增加投入。在双联拱隧道初期开挖支　护，以及大跨度多导洞开挖地下工程或隧道工程中具有较广　阔的应用市场。　参考文献　【１】王耿超三车道隧道喷锚支护施工技术总结【Ｉ］．山西建筑，２００８，３４　（１Ｉ）：３３３￣３３５．