大跨双连拱隧道三导洞施工技术探讨

大跨双连拱隧道三导洞施工技术探讨

摘要：大跨双连拱隧道相对于其他形式的隧道，有占地面积小、拆迁量小、接线容易、线行流畅美观等优点，在交通工程建设中得到了广泛的应用。但是由于双连拱大跨度隧道在受力分析上存在许多不利因素，在设计和施工方法上还不完善，尚处于摸索和积累经验阶段，因此其施工难度很大。本文主要对大跨双连拱隧道三导洞施工技术进行了分析探讨。

关键词：大跨双连拱隧道重难点分析三导洞工法不足改进

引言：

双连拱隧道占用土地节省,对于地形变化较大和土地资源匮乏的山岭重丘地区和城市市政工程比较适用;但双连拱隧道的施工工序复杂,所需建设工期相对较长,故只适宜在中短隧道中采用。由我公司承建的贵阳遵义中路隧道为双向六车道连拱隧道，隧道建筑限界宽31.40m，高5.0m，采用复合式曲中墙结构，中隔墙最小厚度140cm。隧道全长485m，隧道最大埋深约51m。隧道平面线形呈S 形，隧道纵断面为上坡，坡度为3.66%。

1、大跨双连拱隧道重难点分析及对策

1.1遵义中路为双向六车道隧道，跨度大，围岩以软弱围岩为主，岩体破碎，稳定性极差。合理安排施工顺序、减少相互干扰，安全、快速掘进是本项目的重点；防大变形、防坍方是本工程的难点。相应对策如下：

1.1.1 缩短施工准备期，快速进洞。

1.1.2 采用侧翻装载机装碴，增加出碴运输车辆，缩短出碴时间。

1.1.3 Ⅴ级围岩段采用三导洞工法施工，短进尺，多循环，确保施工安全。

1.1.4 加强现场组织管理，确保各工序之间衔接紧凑，缩短工序循环时间。

1.1.5 隧道左、右线开挖面错开距离大于50m，采取超前预报和现场监测，及早发现及早采取措施，确保施工安全。

1.1.6 及时调整施工方法，采用弱爆破进行钻爆开挖。不良地质段尽量采用人工风钻开挖，短进尺、弱爆破、强支护。做好爆破设计，确保爆破进尺和爆破成形。

1.1.7初期支护紧跟开挖面，回填注浆及时施作，减少隧道围岩的变形。二次衬砌及时跟进，确保施工安全。

1.1.8 加强监控量测，及时进行信息反馈，以利动态设计、动态施工，确保

保安全施工。

2、大跨双连拱隧道三导洞施工技术

2.1 施工技术方案的比选

大跨双连拱隧道一般采用中导洞和三导洞的施工方法进行施工。在地质条件复杂,围岩破碎,节理发育、涌水量大以及洞口浅埋存在偏压的情况下一般采用三导洞的方法施工。三导洞的具体做法是先在中隔墙处和上下隧道的两侧各开挖一条侧导洞,再在中隔墙混凝土和边墙混凝土完成后再在上下行线开挖正洞,是先做墙再做拱的施工顺序。采用中导洞开挖的方法要求地质条件相对较好、围岩较好的施工地段,Ⅳ、Ⅴ类围岩一般采用中导洞的方法进行开挖。

原设计开挖施工方案为中导洞法,经过实践,此方法施工进度慢,各工序间的干扰大,无法保证业主提出的工期要求。为此,我们在征得业主、监理、设计院等同意并结合现场的地质情况将原来的中导洞改为三导洞施工技术。

2.2 双连拱隧道三导洞施工技术

2.2.1 三导洞施工顺序

先开挖中导洞,进洞后间隔30～50m再开挖左导洞,左导洞进洞30～50m开挖右导洞,中隔墙衬砌,左、右导洞永久性边墙支护;左、右导洞扩挖,左、右导洞支护成型、衬砌，附属工程，施工结束。

2.2.2 中导洞施工

①确定中导洞的开挖尺寸。中导洞的开挖尺寸要考虑到既有利于进行中隔墙的施工,又利于左、右洞的开挖和减少中隔墙顶部的回填空间。选定中导洞的开挖尺寸为4.4m(宽)×6.2m(高) ,可以保证其净空尺寸在4m(宽)×6m(高)。

②中导洞开挖采用自制简易钻孔台车平台,人工手持凿岩机全断面开挖,光面爆破。出碴用装载机装碴,自卸车无轨运输出碴。

③中导洞的支护。临时支护根据隧道围岩不同类别，采用超前小导管预支护或超前锚杆支护。初期支护为先立钢拱架后湿喷15～25cm 的混凝土,中导洞的支护标准一定要确保左、右洞的扩挖和中导洞的安全。

④中隔墙的衬砌。当中导洞贯通后,从中间向洞口倒退进行中隔墙的衬砌,模板采用厂制定型钢模，混凝土采用自动计量混凝土拌和站拌和,混凝土运输车运输，泵送混凝土入模,插入式振捣器捣固。

2.2.3 左、右导洞的施工

中导洞开挖并支护,当强度达到要求后,进行左导洞施工,左导洞开挖尺寸为4.5m×6m ,左侧的轮廓线和正洞左边墙的开挖轮廓线重合。左导洞进洞30m后进行左侧正洞边墙的永久性支护,右侧边墙和拱部进行锚喷临时支护,喷射混凝土的厚度15～25cm。当左导洞进洞50m后,在同样的部位进行右导洞的开挖,其开挖和支护方法与左导洞相同。左、右导洞每隔50～80m间隔交错开横通道,形成左导洞、中导洞、右导洞相互连通,既有利于通风排烟,还有利于增开工作面,便于交通。

2.2.4 左、右导洞扩挖

当左、右导洞开挖进洞50m左右,便可进行左洞的扩挖。由于已经有了左导洞给扩挖提供了临空面,爆破前药量减少,爆破震动也就减小,扩挖爆破不会对中隔墙混凝土产生损坏。左导洞扩挖时,利用废旧轮胎覆盖中隔墙混凝土表面。由于中导洞支护时已采用了15～25cm 锚喷,这层临时支护挡住了大批的爆破飞石,再用废旧轮胎覆盖中隔墙表面,确保了中隔墙混凝土表面不被损伤。解决左洞扩挖后,围岩产生的压力如何传递到中隔墙上去使左洞支护能形成完整的闭合环,在未扩挖前,中隔墙墙顶部至中导洞拱顶的空间需注1:1水泥净浆挤满之间存在的空洞,然后扩挖,扩挖后围岩产生的压力通过中导洞拱顶传送到中隔墙上。完成了由中导洞支护体系受力到中隔墙受力体系的转换过程。左洞扩挖成型后,及时拆除中导洞边墙支护层,完成左洞拱部锚喷支护。这样左洞支护全部完成,形成了完整的支护体系。右洞支护的方法与左洞相同,但应在左洞衬砌完成一段(一般30～50m) 且混凝土强度>80%才开始右洞扩挖。

2.2.5 防排水的施工

大跨双连拱隧道的防排水以防为主,以排水、堵水、截水为辅的完善的防排水系统。在防水方面,要采用防水等级较高的混凝土来进行浇注。在一些变形缝和施工缝处要做好防水措施,其中在变形缝和环向施工缝处设置橡胶止水带来防水,在纵向施工缝处采用带注浆管和止水条来防水,在初期支护和模筑混凝土之间采用防水板防水。隧道内的防水要求达到的效果为洞室内无渗水漏水，对围岩集中渗水和有泉眼的地方，采用PVC 管引至边墙底排出，在渗水较多的地段设置透水软管将水引至中墙或边墙排出。

2.2.6 二次衬砌施工

当隧道满足以下三个标准：(1)周边水平收敛速度小于0.2mm/d;(2)周边水平收敛速度、拱顶或底板垂直位移速度明显下降;(3)隧道位移相对值达到总相对位移量的90%以上,即可进行洞身的二次衬砌。由于中隔墙衬砌已先期完成,二次衬砌只是除中隔墙以外的其余部分,二次衬砌采用液压大模板衬砌台车和泵送混凝土工艺一次浇注完成。为解决二次衬砌时不对称偏压,需在模板侧墙部分与中隔墙间增设多道对口支撑,在侧墙下端用多台千斤顶支撑侧模,以平衡拱部和侧墙向下的压力等措施。

3、存在的不足及改进意见