双连拱隧道正洞上下台阶开挖施工工法[标准工法]
双连拱隧道正洞台阶开挖施工工法

连拱隧道正洞上下台阶开挖施工工法工法编号:GGG(鄂)D1 —2011王慧胡勇马佛领中天路桥有限公司1 前言近年来,随着我国公路建设的快速发展,连拱隧道作为公路隧道的一种结构形式,由于其平面线型顺畅、占地面积小、便于运营管理等优点,尤其是在山区高速修建短隧道(隧道长≤500m)中,具有较大优势而常被采用,但由于受结构形式所限,连拱隧道施工工序较复杂,导致施工工期较长,且质量难以控制,因此根据不同的工程情况选择技术可行、经济合理的开挖方法显得尤为重要。
目前连拱隧道的主要施工方法分为导坑施工法和正洞施工法两大类,早期的连拱隧道多采用导坑法施工,施工工序多,对围岩扰动频繁,施工周期长,工效慢、工期长、成本高,不利于隧道防水。
宜巴高速第三合同段的毡帽山隧道设计的施工方案为导坑法,考虑到隧道围岩情况较好,工期短等实际情况,后采用正洞上下台阶法施工,取得了较好的经济效益和社会效益。
据此总结完成连拱隧道正洞上下台阶开挖施工工法。
2 工法特点1、先组织进行中导洞开挖、支护,直至贯通,可以改善后期隧道内的通风环境,也起到地质超前预报的作用。
2、正洞上下台阶法是连拱隧道的一种高效施工方法,采用新奥法施工,减少了对围岩的扰动,并充分保护和利用围岩的自承载能力,提高隧道结构的整体安全;3、施工工艺及条件相对简单,质量容易控制;4、与导坑法相比,减少了两个侧壁导洞的开挖及临时支护,且工序简单,有效地降低了对围岩的扰动,缩短了施工周期,降低成本。
3 适用范围本工法可适用于公路、市政、铁路连拱隧道的IV类围岩,II、III类围岩也可参照本工法。
4 工艺原理本工法的基本理论基础为新奥法。
根据新奥法原理,采用光面爆破大断面开挖,使用锚、喷、网、钢拱架和超前导管及超前管棚等支护手段,先开挖贯通中导洞,浇筑中隔墙混凝土,然后采用上下台阶法开挖左右正洞,左右洞围岩经多次扰动,应力重新分布均衡后进行主洞二次衬砌。
施工过程中加强对围岩和支护监控量测,以量测信息反馈来指导施工。
双连拱隧道正洞台阶开挖施工工法

双连拱隧道正洞台阶开挖施工工法引言双连拱隧道是一种采用双向拱形构造的隧道结构,在支撑结构上具有一定的优势。
本文将介绍双连拱隧道正洞台阶开挖施工工法。
工程背景该工程位于山西省某地,是一根长度为6.4km的双连拱隧道,挖掘施工将采用分段施工的方法,工程预计耗时3年。
施工方案工程准备在正式施工前,需要进行相关的准备工作。
包括:1.常规勘探工作,了解隧道地质情况。
2.制定施工方案,根据隧道地质情况和技术要求,确定施工工艺和施工方案。
3.装备和材料进场,包括钻机、爆破器材、测量设备等。
施工流程1.按设计要求,进行洞口开挖和爆破,将洞口开大,使得施工设备可以进入隧道内进行施工。
2.进行初始支撑。
通过安装锚杆、钢网片等方式进行隧道支护。
3.开挖台阶部分,需要使用特殊的开挖工具进行挖掘。
这些工具可以进行自动控制,确保挖掘的质量和精度。
4.施工设备进出口的建立。
为了方便施工,需要在隧道内设置进出口。
这些进出口需要符合规范,保证施工安全。
5.继续进行支护,保证隧道的稳定性。
此时需要进行超前支护,通过铁路、隧道灌浆等方式进行支护。
6.按照设计要求,进行隧道墙、顶的开挖和固结。
这个过程需要使用锚杆、钢筋网等材料进行支撑。
安全措施在施工过程中,需要注意安全事项。
包括:1.在洞口区域设置安全围栏,防止人员误入。
2.保证施工现场通风。
3.施工人员穿戴好安全装备,保护好眼睛、呼吸道等器官。
4.对于施工设备进行定期检查,确保设备安全使用。
通过对双连拱隧道正洞台阶开挖施工工法的介绍,可以看出,这是一个比较复杂的工程,需要进行细致的规划和施工。
在施工过程中,需要加强安全管理,保证施工人员的安全。
双连拱隧道施工工法

施工工艺(一)工艺原理双连拱隧道施工以新奥法的基本原理为依据,以“短开挖、快封闭、强支护、勤量测”为指导。
首先开挖中导洞并灌注中墙混凝土,然后开挖右洞,贯通后再进行左洞施工。
两洞在开挖中可根据不同的地质条件分成若干单元,分步开挖及时施作工字钢支撑、锚喷混凝土等初期支护,与围岩共同组成承荷系统,协同变形一承荷,充分利用围岩自承能力。
建立监控量测体系,实施信息化管理,根据反馈信息及时指导施工,确保安全、稳定。
(二)工艺流程(三)施工方法1、开挖及支护步骤II类围岩采用中导坑加侧壁导坑法开挖,先墙后拱法衬砌。
开挖以中导坑超前并灌注中墙混凝土,然后侧壁导坑推进,衬砌边墙混凝土,上半断面开挖采用环形留核心土的方法,最后施作拱部二次衬砌,具体步骤见图。
III类围岩中导开挖并灌注中墙混凝土,正洞上下台阶法开挖(上下台阶相距不小于10m),全断面二次衬砌,具体步骤见图。
W、V类围岩中导先行,正洞全断面开挖、全断面衬砌,具体步骤见图。
2、开挖及运输方法开挖I类围岩主要以风镐为主,人工装碴,1t四轮翻斗车运碴,开挖ni、W、V类围岩用简易钻孔台车人工操纵7655型凿岩机钻孔爆破,ZL40B装载机配合8t自卸汽车运碴。
简易钻孔台车是自行研制的能供20人同时钻孔的工作平台,钻架的高度、宽度可根据开挖面的不同加以调整,它固定于东风车底盘上,进出方便,不必拆卸,操作安全可靠。
3、控制爆破及中墙防护在双连拱隧道正洞开挖过程中,因中墙混凝土已灌注,开挖时必须考虑爆破振动和飞石对中墙混凝土的影响,中墙混凝土厚度只有1.4m,且初期支护的工字钢支点已作用于中墙顶面,所以在施工中必须有严格保护措施,不得有任何影响和扰动。
办法是,111类围岩上下断面开挖,采用火雷管分段分区爆破,以减小爆破振动的叠加,把振动降低到最小程度。
具体见图。
W、V类围岩采用全断面光面爆破,但在靠中墙一侧预留1.0m保护层进行二次切割预裂爆破,具体爆破设计见图。
双连拱隧道开挖及初期支护施工工艺

双连拱隧道开挖及初期支护施工工艺摘要:双连拱隧道已经逐渐被应用于高速公路中,如何在其施工过程中把握要点,吸取经验教训,逐渐熟悉并掌握其施工工艺有着非常重要的意义。
本文主要介绍包茂高速公路陕西境安康至紫阳五合同段大岭隧道开挖及初期支护施工过程的工艺控制。
关键词:双连拱隧道施工工艺导洞施工法支护1 工程概况大岭隧道位于陕西省安康市流水镇,是包茂高速公路陕西境安康至紫阳段AME5合同段的浅埋双连拱隧道,全长156m。
隧道结构按新奥法原理进行设计,采用复合衬砌,以锚杆、挂网、湿喷混凝土等为初期支护,并辅以大管棚、注浆小导管等支护措施。
2 设计概况及特点双连拱隧道是在高速公路通过的山势不高、纵向长度较短、公路上下行线在此分离不开的地段设置的双跨连拱隧道,其单跨断面为单心圆结构,边墙为曲墙,中墙为直墙,单跨净宽10.25m,净高5.0m,上下行线隧道通过钢筋砼中隔墙相连,初期支护根据地质情况分别采用工字钢,Φ22早强锚杆、挂网、喷砼与单跨隧道基本相同。
3 施工工艺3.1 开挖施工因双连拱隧道具有埋深浅、跨度大、地质条件复杂、围岩风化p(4)后行双侧壁导洞开挖、初期支护、临时支撑。
(5)先行单洞环形开挖中心预留核心土、初期支护。
(6)先行单洞中心核心土部分开挖。
(7)先行单洞中间底部开挖。
(8)后行单洞环形开挖中心预留核心土、初期支护。
(9)后行单洞中心核心土部分开挖。
(10)后行单洞中间底部开挖。
根据隧道进出口地形条件及施工场地的实际情况,中导洞开挖从隧道一端开始施工,在另一端贯通。
根据地质条件,中导洞开挖采用全断面施工方法,均采用光面爆破技术,初期支护紧跟开挖面,不允许围岩暴露时间太长,杜绝坍方,因为中导洞即使有小面积的坍方也会给正洞开挖带来很大的影响。
为减轻相互影响,上下行线正洞开挖不能齐头并进,一前一后错开2.5倍洞径的距离。
对于单跨正洞的挖掘方法要采取先拱后墙法分台阶的方法,通过光面爆破技术先对拱墙开挖。
六车道大跨浅埋双连拱隧道施工工法(公路隧道,导洞开挖,附示意图)13页word

目录一、前言 (2)二、工法特点 (3)三、适用范围 (3)四、工法原理及关键技术 (3)五、工艺流程及操作要点 (4)(一)工艺流程 (4)1、三导洞施工法(见图2) (4)2、中导洞+分部开挖法(见图3) (4)3、施工工艺流程(见图4) (5)(二)操作要点 (5)1、洞口工程施工准备 (5)2、长管棚施工 (5)3、反压回填土及地表导管注浆 (6)4、中导洞开挖 (6)5、侧导洞开挖 (6)6、中隔墙施工(参见图6) (7)7、正洞施工 (7)8、支护体系施工 (8)9、防排水体系 (8)10、二次衬砌施工 (9)11、监控量测 (9)六、机具设备 (10)七、劳动力组织 (11)八、质量控制 (11)九、安全措施 (12)十、效益分析 (12)十一、工程实例 (12)六车道大跨浅埋双连拱隧道施工工法林永强崔根群辛国平陈锐(中铁隧道集团有限公司第一工程处)一、前言双连拱隧道是在高速公路通过山势不高、长度较短、上下行线在此分离不开的地段设置双跨连拱隧道,具有易于选线、节约用地、有利环保等优点,但造价一般较高。
随着我国的高等级公路的迅猛发展,在建或拟建的众多高速公路均已按六车道进行规划设计或预留,特别是在山区面积所占比例大、地形条件复杂的山岭重丘地区(如我国的中西部)将出现越来越多的六车道大跨双联拱隧道。
如:上海至武威国家重点公路河南境南阳内乡至西坪段(宛坪高速)连续出现了16座六车道双连拱隧道,国内十分罕见。
其隧道单跨断面为多心圆结构,边墙为曲墙,中墙为直墙,单跨净宽14.1m,净高8.2m,左右洞之间通过2.4m厚的钢筋砼中隔墙相连,初期支护采用工字钢拱架、中空注浆锚杆、挂钢筋网、喷砼等形式,二衬采用独特的“夹心式”模筑双层钢筋砼结构(参见图1)。
图1六车道大跨连拱隧道断面结构图十六座隧道均具有以下几个特点:1、浅埋、地质条件复杂:因隧道通过的地段一般山势较低,最大埋深在40至80米之间,围岩风化严重、软弱破碎,节理发育,地表水直接影响隧道内涌水量。
双连拱隧道施工方法

第23卷 第2期重 庆 交 通 学 院 学 报2004年4月Vo1123No12JOURNA L OF CH ONG QI NGJ I AOT ONG UNI VERSITY Apr.,2004双连拱隧道施工方法唐 亮Ξ(重庆交通学院育才工程咨询监理有限公司,重庆400074)摘要:结合广西柳州市南二环路桐油山隧道、银仔山1#隧道、银仔山2#隧道双连拱隧道群施工中采取的施工技术方法,对双连拱隧道施工方法进行了较为全面的分析、比较和总结,对不同施工方法的采用提出了建议.关 键 词:双连拱隧道;施工技术;施工方法中图分类号:U45514 文献标识码:B 文章编号:10012716X(2004)022******* 随着高速公路和城市道路建设的发展,双连拱隧道以其节省征地拆迁,具有接线难度小、占地宽度少、利于环保的特点,在500m以下的特定地形地质条件下的短隧道设计中已普遍采用.广西柳州市南二环城市主干道Ι级道路K2+ 180—K3+810共1167km路段上共设计有桐油山隧道、银仔山1#隧道、银仔山2#隧道3座双连拱隧道.这3座隧道长度分别为455m、255m、205m,双跨净宽2616m,净高712m;隧道处在喀斯特岩溶地区,其中Ι、Ⅱ类围岩180m、Ⅲ类围岩155m、Ⅳ类围岩230m、Ⅴ类围岩350m,隧道群穿越主要不良地质有: 180m浅埋人工杂填土地层(埋深10m)、50m塌落堆积体、4Om粘土充填的大溶槽,围岩溶洞、溶隙十分发育.国内单洞隧道施工技术已十分成熟,而双连拱隧道这种隧道结构形式,其受力结构复杂,可供借鉴的施工经验还不多,其施工技术尚在探讨和摸索之中.在柳州市南二环路双连拱隧道群施工中,针对不同围岩情况,分别采取了相应的施工方法,并在实际施工中取得成功.1 施工方法双连拱隧道施工方法归纳起来可分为以下4种:①三导洞分步施工法;②中导洞施工法;③单洞施工法;④双洞全断面平行施工法.111三导洞分步施工法三导洞分步施工法其工序流程为:①中导洞开挖及支护;②中墙衬砌;③左导洞开挖及支护;④左侧边墙衬砌;⑤右导洞开挖及支护;⑥右侧边墙衬砌;⑦左洞上半断面开挖及支护;⑧左洞拱部衬砌;⑨右洞上半断面开挖及支护;⑩右洞拱部衬砌;λϖ左洞下半断面开挖及仰拱衬砌;λω右洞下半断面开挖及仰拱衬砌.三导洞分步施工法施工工序如图1示.这种施工方法的优点是:1)采用三导洞分步施工,确实安全可靠,特别是很好地处理了左右拱部施工由不对称性到左右洞拱部均施工完毕后的对称结构体系转换,确保了结构在施工过程中的安全;2)对于地质情况很差、埋深较浅的软弱围岩(Ⅰ类、Ⅱ类),如桐油山隧道180m浅埋人工杂填土地层中,采用了这种方法.该方法缺点是:1)由于施工工序多,对围岩和已建结构存在多次扰动,不同部位衬砌间隔时间长,使得施工缝更加明显化;2)拱墙衬砌分步施工,防水系统施工质量难以保证,特别是中墙顶处易出现渗漏水现象;3)从经济上考虑,由于多导洞开挖和支护,加大了成本,隧道造价高;4)多导洞施工工序多,耗时长,施工断面小,不利于大型机械作业.112中导洞施工法对于Ⅲ类或Ⅲ类以上围岩,可以考虑不设两侧导洞,而是中导洞中墙施工后,直接进行左、右正洞Ξ收稿日期:2003206210;修订日期:2003210216作者简介:唐 亮(1969-),男,重庆市人,工程师,从事高速公路隧道、桥梁及道路的监理咨询工作及材料力学的教学工作.图1 三导洞分步施工法施工工序的开挖,开挖方法可采取全断面法、正台阶法等.银仔山1#隧道进口端80m为Ⅲ类围岩地段,采用了中导洞施工法.中导洞施工法的施工工序流程为:①中导洞开挖及支护;②中隔墙浇筑;③左洞开挖及初期支护;④左洞二次衬砌;⑤右洞开挖及初期支护;⑥右洞二次衬砌.相对于三导洞分步施工法,采用中导洞施工法减少了两个边导洞的施工,拱墙采取整体一次衬砌,具有工序较简单、机械化程度较高、临时初期支护工作量小、施工进度较快,节约成本的特点;而且中导洞先施工,起到了超前探明隧道地质情况的作用,为左右正洞施工创造了条件.中导洞施工法施工工序如图2示.113单洞施工法单洞施工法的工序流程为:①左(或右)洞开挖、初期支护及中墙浇筑;②左(或右)洞二次衬砌施工;③右(或左)洞开挖及初期支护;④右(或左)洞二次衬砌.单洞施工法的特点是:1)减少了工序,降低了对围岩的扰动,缩短了图2 中导洞施工法施工工序全断面结构建成时间;2)采取了单洞防水系统,保证防、排水施工质量;3)减少了导坑开挖支护,降低了工程造价;4)工程进度快,工期较短.单洞施工法施工工序如图3示.由于单个隧道施工技术已很成熟,根据围岩情况可采用全断面法、正台阶法和其他分步施工方法23 重庆交通学院学报 第23卷图3 单洞施工法施工工序(如CRD法、眼镜法等),因此单洞施工法适用范围比较大.施工中左、右洞按单洞前后应错开施工.采用单洞施工法要注意的是:1)对于先施工的单洞,中墙部分也一并开挖支护和衬砌,中墙顶部围岩应根据具体情况加强支护;2)中墙顶部采用锚杆与围岩连接,给先施工的洞室提供支持力,保持结构平衡;3)后施工的单洞则应特别注意不对称受力的影响.后开挖的单洞,最好采用上、下台阶分步开挖,尤其要严格控制下台阶的开挖长度,下台阶开挖后要及时作二次衬砌,最大限度地缩短不对称结构,确保结构在时间和空间上的安全性.原则上,后开挖的洞要在先开挖的洞施工完主体结构后才能进行,尤其是要在仰拱施工后,使之形成闭合受力结构后施工;后开挖的洞,在开挖靠中墙部分的围岩时,可以通过控制爆破,减少对中墙的破坏.下台阶开挖时可采取先施工远离中墙一侧围岩,增加靠中墙一侧围岩的爆破临空面.114双洞平行施工法双洞平行施工法工序流程为:①左、右洞开挖及初期支护;②中墙开挖及中墙衬砌;③中墙顶部开挖及支护;④左、右洞衬砌.双洞平行施工法施工工序如图4示.图4 双洞平行施工法工序 双洞平行施工法的特点是:保留中墙岩柱,左、右正洞同步掘进.这种方法适用于Ⅳ类或Ⅴ类以上围岩的硬岩隧道.双洞平行施工法开挖左右洞时,要特别注意中隔墙岩柱的稳定,使之能平衡左右洞围岩传递来的应力.开挖中隔墙岩柱采取跳槽式开挖,如图5示,开挖长度控制在4-5m左右,开挖前采用长锚杆加固中隔墙顶部围岩,开挖后要立即施工中墙衬砌和及时施工左右洞二次衬砌.2 施工中特殊问题的处理2.1控制爆破,减小围岩扰动在柳州市南二环路隧道群施工过程中,根据其施工方法,开挖要分部进行,围岩将多次受到扰动,爆破距已施作的中墙砼很近,因此,实施好控制爆破,减小对围岩的扰动及对中墙砼的震动就显得尤为重要.在开挖爆破设计中制订以下几项原则:1)开挖中严格遵循“弱爆破、短进尺、强支护”的施工原则,Ⅲ类围岩进尺控制在018—115m,以减小每次爆破的炸药总用量,爆破一般采用光面爆破;2)尽量减小周边眼的间距,根据围岩情况的不同,一般控制在30-40cm,周边眼采用小直径药卷间隔装药技术,以控制开挖成型,减小爆破对围岩的扰动;3)每次爆破后利用断面仪对开挖面进行检查记录,并结合监控量测的信息反馈及时调整爆破参数.212中墙水平推力的平衡根据连拱隧道的结构特点,在中墙砼施作完成之后,将进行侧导洞和正洞的开挖支护.由于左右两33第2期 唐 亮:双连拱隧道施工方法 图5 中隔墙岩柱跳槽开挖示意洞的不对称施工,以及爆破的震动,分部施工的反复扰动,通过侧导洞和正洞的初期支护将压力传递到中墙造成中墙受力的不平衡.当中墙不能抵抗这种单侧的推力而发生较大位移时,将会引起拱部的支护开裂失稳,造成严重后果.为确保中墙的稳定,施工中采取了以下几项措施:1)合理组织施工工序,作好控制爆破及控制进尺,减小对围岩的扰动;2)在中墙砼施工前,对中墙基底承载力及基底是否存在溶隙和溶洞进行检查,对于基底承载力不足的地段采用扩大基础或基底加强锚杆进行加强,对存在溶隙和溶洞的地段采用基底加强锚杆、挂多层钢筋网并浇筑砼或采用工字钢、挂多层钢筋网浇筑砼纵向跨过,以确保中墙在工序施工而引起的受力转换中不会因基底承载力不足而沉降,从而导致支护失稳;3)在中墙砼施工完成后,及时将中墙顶部与围岩之间的空隙用砼回填顶紧,并用夯填土及C10砼对中墙侧边进行回填,在偏压严重的地段可采用工字钢或方木侧向支撑,确保中墙稳定;4)尽快施作正洞仰拱及正洞二次衬砌,使中墙与支护体系形成一个共同体承受荷载,加大其抵抗不平衡推力的能力.3 体会和建议1)从上述介绍的4种施工方法中可以看出,各种施工方法都是围绕着中墙施工来进行的,双连拱隧道施工的核心在于中墙的施工,中墙是整个隧道受力转换和受力平衡的支撑点,在结构设计中其刚度稳定应作控制,在施工中要认真处理好中墙的基底承载力和回填反压平衡,确保中墙稳定;2)在双连拱隧道施工中,中墙顶防排水处理是双连拱隧道防排水的关键,要严格按照“以排为主、防、排、截、堵相结合”的综合治理原则,抓好工序质量控制,解决中墙顶漏渗水问题.通过施工实践表明,虽然可以通过各种措施对因中墙顶渗漏而引起的二次衬砌表面渗漏水进行治理,但如果双连拱隧道采取按两个单洞独立设置防排水系统将更加合理可靠,很好地解决中墙顶渗漏水问题;3)采取大断面施工是目前双连拱隧道施工的发展趋势,而双连拱隧道大多处在浅埋、偏压地质条件下,因此认真做好超前预支护对双连拱隧道施工十分重要,必要时采取预注浆等措施加固和改良地层,充分调动和利用围岩的自承作用,减少对围岩的扰动;4)在软弱围岩中双连拱隧道左、右正洞应错开施工,先施工的洞室要及时支护、衬砌和构建仰拱,形成封闭结构,后施工的洞室要在先施工洞室主体结构完成后进行,以确保隧道安全;5)在围岩稍好的情况下,双连拱隧道正洞施工采用下导超前的全断面法比较合适,如图6示.双跨图6 下导超前全断面施工工序43 重庆交通学院学报 第23卷连拱结构跨度大,开挖时采取多次爆破或大药量爆破加大了对围岩和已建结构的扰动和破坏,也不符合充分利用围岩自承作用的新奥法原理;而采取下导适度超前施工,既增加了全断面开挖的临空面,又减少了爆破用药量,大大减弱了爆破对围岩的破坏.4 结束语在双连拱隧道10多年的建设中,其施工方法也在不断完善,特别是近年来,使用了一些新颖的施工方法.笔者介绍的针对不同地质条件下建议采用的4种施工方法,希望能对双连拱隧道施工起到一定的参考作用.参考文献:[1] 交通部.公路隧道设计规范(J T J026-90)[S].北京:人民交通出版社,1990.[2] 交通部.公路隧道施工技术规范(J T J042-94)[S].北京:人民交通出版社,1995.[3] 唐 亮.柳州市南二环路桐油山隧道设计与施工[J ].广西交通科技,2002,(4):59262.Construction methods of twin 2arch tunnelsT ANG Liang(Chongqing Y ucai Engineering C onsultation &Supervision C ompany Ltd.,Chongqing Jiaotong University ,Chongqing 400074,China )Abstract :Based on the construction process of the building of twin 2arch tunnels of T ongy ou M ountain Tunnel ,Y inzi M ountain Tunnel 1and Y inzi M ountain Tunnel 2in S outh Second Ring R oad in city of Liouzhou in G uangxi Province ,practiced techniques in twin 2arch tunnels are thoroughly analyzed and summarized.Meanwhile ,several suggestions about the adoption of different construction methods for this special tunnel type are made.K ey w ords :twin 2arch tunnels ;construction techniques ;construction methods责任编辑:袁本奎(上接30页)[6] 张江涛,周志祥.横张预应力混凝土箱形梁的构造与工艺[A].中国公路学会桥梁与结构工程学会2001年桥梁学术讨论会论文集[C ].北京:人民交通出版社,2001.[7] 吕忠达.世纪长桥—杭州湾跨海大桥[A ].21世纪桥梁技术发展论坛论文集———纪念钱塘江大桥通车65周年[C].杭州:中国公路杂志社,2002.Discussion about solution to the key problems of application ofmodern nonmetallic structures in bridge engineeringSHI Y ing ,1 W ANG Jin ,2 LI Da 2hua3(1.School of 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亮:双连拱隧道施工方法 。
隧道上下台阶开挖方法

隧道上下台阶开挖方法
隧道上下台阶开挖方法:
1. 首先,确定所需开挖的台阶数量和高度。
根据设计要求和地质条件,确定每个台阶的高度,并计算出每个台阶的平均长度。
2. 根据确定的台阶高度和平均长度,将隧道的顶部水平面逐渐下沉,形成一个个的平台或台阶。
3. 在每个台阶上,先进行上部开挖,即将台阶上方的土石方挖除,直至达到设计要求的高度。
4. 上部开挖完成后,进行下部开挖。
在台阶的下方,挖掘出位于台阶下方的土石方,直至达到下一个台阶的高度。
5. 将每个台阶的土石方清理干净,以便进行后续的支护和施工。
6. 在每个台阶开挖完成后,对台阶进行支护。
常用的支护方法包括喷射混凝土支护、钢支撑框架等。
7. 重复上述步骤,逐渐向下挖掘,直至达到设计要求的隧道长度。
需要注意的是,在进行隧道上下台阶开挖时,要根据地质条件和设计要求,确保每个台阶的坚固和稳定。
此外,还需要合理选择和使用适当的施工设备和工具,以提高开挖效率和质量。
双连拱隧道施工技术

回填材料:采用洞内喷射混凝土回填 回填方法:采用机械回填和人工回填相结合的方式 回填要求:回填密实度达到设计要求,保证隧道结构安全 回填注意事项:回填前需对隧道进行全面检查,确保无渗漏现象
开挖顺序:自上而下,分台阶进行,遵循“早进晚出”原则 开挖方法:采用机械开挖与人工开挖相结合的方式 支护措施:在开挖过程中及时进行支护,确保安全 排水措施:做好排水工作,防止地下水渗入隧道
开挖顺序:应遵循“先上后下、 先外后内”的原则,避免扰动围 岩。
开挖尺寸:应符合设计要求, 确保隧道净空尺寸。
开挖坡度:应根据地质情况 确定,确保边坡稳定。
开挖排水:应设置临时排水 设施,避免积水浸泡围岩。
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支护材料选择:选择高质量的支护材料,确保支护结构的稳定 性和安全性。
添加项标题
临时支护:在隧道开挖过程中,及时设置临时支护,防止围岩变形。
监控量测:对隧道围岩进行实时监测,及时掌握围岩变形情况,为支护措施提供依据。
应急预案:制定应急预案,配备必要的应急设备和人员,确保在发生险情时能够迅速采 取措施。
衬砌施工前检查: 对隧道围岩进行全 面检查,确保围岩 稳定,无安全隐患
防水层连接:将防水层接头处进行 密封处理,确保接头处不渗漏
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防水层铺设:在隧道内壁铺设防水 层,确保铺设平整、无气泡、无破 损
防水层质量检测:对防水层进行质 量检测,确保防水效果达到设计要 求
开挖深度:应控制在设计要 求的范围内,避免超挖。
开挖方法:采用机械开挖为主, 人工配合清底的方式进行。
衬砌施工过程监控: 采用先进的监控设备, 实时监测衬砌施工过 程中的变形和应力变 化,确保施工安全
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连拱隧道正洞上下台阶开挖施工工法工法编号:GGG(鄂)D1 —2021王慧XXXX公司1 前言近年来,随着我国公路建设的快速发展,连拱隧道作为公路隧道的一种结构形式,由于其平面线型顺畅、占地面积小、便于运营管理等优点,尤其是在山区高速修建短隧道(隧道长≤500m)中,具有较大优势而常被采用,但由于受结构形式所限,连拱隧道施工工序较复杂,导致施工工期较长,且质量难以控制,因此根据不同的工程情况选择技术可行、经济合理的开挖方法显得尤为重要。
目前连拱隧道的主要施工方法分为导坑施工法和正洞施工法两大类,早期的连拱隧道多采用导坑法施工,施工工序多,对围岩扰动频繁,施工周期长,工效慢、工期长、成本高,不利于隧道防水。
宜巴高速第三合同段的毡帽山隧道设计的施工方案为导坑法,考虑到隧道围岩情况较好,工期短等实际情况,后采用正洞上下台阶法施工,取得了较好的经济效益和社会效益。
据此总结完成连拱隧道正洞上下台阶开挖施工工法。
2 工法特点1、先组织进行中导洞开挖、支护,直至贯通,可以改善后期隧道内的通风环境,也起到地质超前预报的作用。
2、正洞上下台阶法是连拱隧道的一种高效施工方法,采用新奥法施工,减少了对围岩的扰动,并充分保护和利用围岩的自承载能力,提高隧道结构的整体安全;3、施工工艺及条件相对简单,质量容易控制;4、与导坑法相比,减少了两个侧壁导洞的开挖及临时支护,且工序简单,有效地降低了对围岩的扰动,缩短了施工周期,降低成本。
3 适用范围本工法可适用于公XX市政、铁路连拱隧道的IV类围岩,II、III类围岩也可参照本工法。
4 工艺原理本工法的基本理论基础为新奥法。
根据新奥法原理,采用光面爆破大断面开挖,使用锚、喷、网、钢拱架和超前导管及超前管棚等支护手段,先开挖贯通中导洞,浇筑中隔墙混凝土,然后采用上下台阶法开挖左右正洞,左右洞围岩经多次扰动,应力重新分布均衡后进行主洞二次衬砌。
施工过程中加强对围岩和支护监控量测,以量测信息反馈来指导施工。
5 施工工艺流程及操作要点结合宜巴高速公路三合同段内毡帽山隧道的施工过程叙述施工工艺流程及操作要点。
5.1 施工工艺流程施工主体流程如下:中导洞开挖支护→中隔墙浇筑→开挖主洞上台阶及初期支护→开挖主洞下台阶及初期支护→二次衬砌。
施工顺序图及具体工序如下:图-1 施工工序平面示意图图-2 施工工序立面示意图注:(1)、先期进行开挖的主洞与中隔墙回填抵抗方向一致,假设主洞开挖从右洞开始。
(2)、主要施工工序如下:①中导洞全断面开挖,并施工对应临时支护②中导洞贯通后,自中间向两端浇筑中隔墙,顶部回填、注浆;③中导洞临时支撑④开挖主洞上台阶,并施工支护和及时架设钢拱架,要求左、右洞上台阶开挖至少错开2倍洞径。
⑤跳槽开挖主洞下台阶,并施工支护和及时架设钢拱架,此时应严格控制开挖循环进尺和及时支护,并注意量测洞内、地表的变形;⑥主洞下台阶落底,并拆除临时支护;⑦施工防水系统和二衬模注混凝土;(3)、隧道围岩开挖、支护顺序:(4)、左洞主洞开挖和支护顺序参考右洞。
5.2 施工方法及操作要点5.2.1中导洞开挖及初期支护中导洞开挖采用全断面开挖,开挖应采用光面爆破,以直眼掏槽为宜,爆破设计参数应经过试验段检验和调整,如果无条件试验时,可按《公路隧道施工技术规范》有关内容选用。
开挖进尺控制在1~3米,开挖时应严格控制洞顶和洞底的超欠挖。
初期支护的施工应紧跟掌子面,做到随开挖随支护。
采用“工字钢架+湿喷砼+水泥砂浆锚杆+钢筋网”支护,钢支撑纵向间距1米。
施工要点:①采用液压弯曲机加工钢架,把平面翘曲度控制在允许范围内,并充分保证连接板与钢架的焊接质量,将加工好的钢架先在平整的场地上预拼,检查合格后批量加工、编号分类存放;②钢架安装时,拱脚置于牢固的基础上,连接钢板的螺栓必须拧紧;③钢架之间采用纵向钢筋连接;④在拱脚处增设两根砂浆锚杆,并与钢架焊接牢固;⑤混凝土喷射时,应先将钢架与围岩间隙以喷射混凝土充填密实,再喷射钢架周围,将钢架用喷射混凝土包裹,最后喷平钢架之间的部分。
5.2.2 中隔墙施工中导洞贯通后,自中间向两端浇筑中隔墙,分段长度为10m,施工前要将洞底的水、泥、碴清理干净,一般先施工中隔墙基础,再施工墙身,模板采用定型穿销式组合钢模板,混凝土浇筑宜采用泵送混凝土施工,施工中加强振捣,确保砼密实,预留排水管必须固定牢固,保证畅通。
施工要点:①中隔墙施工时,中隔墙砼应与中导洞顶部顶紧、密实,无缝隙;②中隔墙施工时应注意预埋主洞钢支撑连接钢带。
③为加快施工进度,施工中隔墙的同时进行护拱及管棚的施工。
5.2.3 开挖主洞上台阶及初期支护中隔墙浇筑完毕后,即可进行主洞上台阶的开挖,若先进行右洞开挖,则左洞上台阶应滞后右洞30 ~50m。
施工时应采用光面爆破,严格控制每次开挖长度和支护距掌子面的距离,每循环进尺控制在3m以内。
爆破出渣后及时施作初期支护,先喷射5cm混凝土,再安装钢拱架,然后施作锚杆、挂钢筋网,分层喷射混凝土达到设计断面为止。
施工要点:右幅主洞开挖时,对应开挖位置的左幅中导洞需回填密实并增加临时支撑,防止拱部推力不平衡对中墙结构造成危害。
5.2.4 开挖主洞下台阶及初期支护当主洞上台阶每单洞开挖支护完成50m后,经量测围岩稳定,即可进行下台阶边墙部分围岩开挖。
为减少上台阶作业与下台阶作业相互干扰,同时为了平衡左、右洞对中隔墙的推力,进、出口的左、右两洞工作面要同时掘进,下台阶开挖工作面和上台阶开挖工作面相距不应小于两倍的洞径。
边墙部分围岩采取采用松动爆破,挖掘机装渣,自卸汽车运输的作业方式,为避免开挖边墙处围岩时使整段拱圈悬空,需采用马口跳槽施工。
为防止拱圈下沉,马口开挖长度应予以控制,不宜超过4m。
马口开挖过程中,要注意拱脚顺层滑动,必要时设置卡口梁,阻止拱脚下滑。
下部台阶(边墙)爆破出渣后,即刻进行侧墙支护,同时开挖该处下台阶其他部分围岩。
侧墙支护注意事项:①安装拱架时,连接螺栓一定要紧固。
加工拱架时,应避免在隧道拱架高度2/3高处附近设置接头,拱脚底必须回填密实,严禁拱架底悬空;②墙脚底面1m范围内严禁欠挖,超挖部分用与拱圈同标号砼回填密实;③锁脚锚杆须按施工要求做,防止拱架受力时墙脚内移,引起拱圈开裂。
5.2.5 二次衬砌施工二次衬砌可滞后开挖面20210m,在初期支护基本稳定后施作,但其二次衬砌的仰拱和仰拱回填应紧跟初期支护。
为尽快使初期支护封闭成环,首先安排仰拱施工。
仰拱开挖时采用分段开挖,为了保证在仰拱施工时,隧道洞内能正常通行,在开挖处设置栈桥供车辆通行,仰拱开挖后及时施作仰拱,仰拱施工前将隧底虚碴、杂物、泥浆等清除干净,并用高压风将隧底吹洗干净,超挖采用同级混凝土回填。
仰拱混凝土终凝后,清理仰拱表面,回填仰拱。
仰拱施工要点:①仰拱与边墙衔接处要机械捣固密实;②仰拱混凝土强度达到一定强度后方可允许车辆通行。
在隧道初期支护形成稳定的闭合环后,立即进行二次衬砌边拱墙的施工,施工时首先要在初期支护和二次衬砌之间铺设无纺土工布和防水板。
二次衬砌采用全液压模板台车浇筑,砼由输送泵泵送,附着振动器结合插入式震动棒振捣。
施工要点:①台车对位时,其隧道中线、台车拱顶标高、断面尺寸和净空大小必须符合设计要求;②台车模板放样时,允许将设计测衬砌轮廓线扩大5cm,确保衬砌不侵入隧道建筑界限;③二衬砼浇注前,应将浇筑处的基面积水、泥浆、油垢、有害的附着物和松散物、半松散物或风化岩块等清除干净,尤其是明洞及偏压区;④二次衬砌施作完成后应检查背后与喷射砼之间的空隙,一旦发现应及时回填。
⑤在有预埋件的具体里程桩号,预留出来,以便确保预埋件的正常施工。
5.2.6 劳动组织(单口作业)①开挖钻爆手(兼钻锚杆眼)6~8人,出渣1~2人,记录1人,合计9~11人。
②初期支护网片、锚杆、钢支撑制作安装:12人。
锚喷:锚杆安装2人,砼喷射手2人,砼供料4人,砼运输车司机2人,质检、记录各1人,合计12人。
③衬砌立模6~8人,砼供料2~4人,成品砼运输2~4人,砼灌筑4~6人,合计14~22人。
另配备搅拌机操作手、输送泵司机各2人,质检、记录各1人。
④测量及量测测量放样2人,量测2人。
⑤其他风压机操作手1人,电工2人,管道工2人,试验员2人,安全员2人,调度及管理人员4~6人。
6 材料与设备主要施工机具和设备1、施工通风机具2、开挖机具3、初期支护机具4、衬砌机具5、其他测量、高压风管、水管、通风管、照明灯具的规格和数量,应根据隧道长度、设计水风压力、光照度等参数来确定。
7 质量控制1、本工法执行的规范标准《公路隧道施工技术规范》(JTG F60—2021)2、关键部位、关键工序的质量要求(1)、洞身开挖施工质量应符合表1规定表1 洞身开挖质量标准(2)喷射混凝土支护施工质量应符合表2规定表2 喷射混凝土支护施工质量标准(3)锚杆支护施工质量应符合表3规定表3 锚杆支护施工质量标准(4)钢筋网支护施工质量应符合表4规定表4 钢筋网支护施工质量标准(5)钢支撑支护施工质量应符合表5规定表5 钢支撑支护施工质量标准(6)钢支撑支护施工质量应符合表6规定表6 混凝土衬砌施工质量标准(7)衬砌施工质量应符合表7规定表7 衬砌钢筋施工质量标准(8)仰拱施工质量应符合表8规定表8 仰拱施工质量标准3、质量保证措施(1)编制质量保证体系,成立质量管理小组,以项目经理为组长,项目总长为副组长,施工负责人、技术员、质检员等为组员的组织机构。
质量保证体系中明确每个岗位的质量职责。
(2)坚持三级技术交底制度,各分项工程开工前,由工程技术部隧道工程师对现场施工员、技术员、操作人员进行技术交底。
讲清楚图纸设计要求(包括结构尺寸)、技术标准、测量方法、各部位的功能作用、施工参数、操作要点及安全等注意事项。
开挖班、支护班、爆破班、钢筋班、模板班、混凝土班之间协调由现场施工员督促,各班班长之间自行协调,确保下道工序与上道工序之间衔接,对施工位置的预埋件、结构尺寸和质量要求做好文字记录交接卡,防止出现质量及安全问题。
(3)项目施工过程实行三级质量控制,即工班实行质量自控自检,工区实行专控互检和工序交接检验,项目经理部实行专控专检。
工序之间的质量检查,严格按技术规范进行,上道工序不检查签认,下道工序不准进行,要严格执行工序之间的交接、签证手续,本级检查不合格的工程项目不准呈报上一级的质检人员检查、验收。
8 安全措施(1)建立健全安全生产管理机构,成立以项目经理为组长的安全生产领导小组,全面负责并领导本项目的安全生产工作;(2)实行逐级安全技术交底制,由安全部安全工程师组织有关人员对工程项目进行书面详细安全技术交底,凡参加安全技术交底的人员要履行签字手续,并保存资料。
专职安全员要对安全技术措施的执行情况进行监督检查,并做好记录;(3)加强安全教育,对各类作业人员上岗前进行安全学习、培训,并要求持证上岗。