摘要:公路隧道工程属于大型项目工程,在项目实施的过程中会涉及到细腻的施工技术,并且存在很多不安全因素,而想要促进项目的顺利实施,选择科学的技术是提高工程项目质量的关键,在隧道建设中通过连拱隧道施工技术的应用能够提高工程的进度和质量,因此对该技术进行研究显得意义重大。
关键词:公路隧道;连拱隧道;施工技术
1连拱隧道常用施工方法
连拱隧道开挖面、拱圈之间的跨度也较普通隧道大。连拱隧道掌子面开挖时,小断面的爆破会造成对围岩多次扰动,导致其结构面稳定性差。两拱圈之间的中隔墙受到两侧拱圈的围岩压力,围岩的应力与应变荷载多次转化,受力非常复杂,目前还难以得到较精确的力学模型。双连拱隧道洞身的施工方法一般要根据隧道上部土层覆盖厚度、地质情况和施工场地等条件决定,而且还受到施工工期以及经济许可条件的影响。目前,在新奥法施工的指导下,双连拱隧道洞身的施工方法主要有两种:三导洞法和中导洞法。
三导洞开挖法一般用于地质情况不明朗的情况。施工时先超前开挖中导洞,利用中导洞超前探明地质情况后开挖两侧洞,贯通中导洞后再施工中隔墙。三导洞开挖法是将整个开挖面化整为零,对掌子面多次小断面的开挖支护。施工时可以通过动态调整开挖断面的大小和深度来应对左右拱部结构体系的转换来确保施工安全。三导洞施工最大的问题就是施工的不连贯性导致中隔墙防水质量不能保证,繁锁的开挖工序也容易对围岩多次扰动,且不利于拱圈的连续施工,小断面开挖也不适用于大型机械施工。
中导洞施工法是在贯通中导洞后便浇筑中隔墙混凝土,然后采用上下台阶法开挖左右正洞,最后进行全断面二次衬砌。相对于三导洞而言,中导洞法减少两个侧洞施工,开挖面也有利于机械化施工,施工简单,防水系统可一次性铺设,衬砌质量也可以得到保证[14]。中导洞法一般适用于Ⅲ~IV级围岩,对围岩结构较好且提前加固的V级围岩也能适用。
2总体施工工序
2.1中导洞开挖
2.1.1Ⅴ级围岩导洞开挖
开挖方法:
1)中导洞上台阶开挖,根据施工规范要求开始临时支护施工;
2)中导洞下台阶开挖,根据需要来进行临时支护施工;
3)交错布置至少需要间隔50m,同时可以开始导洞开挖施工,并且进行临时支护处理。
根据施工技术要求来进行开挖长度与支撑账面间隔距离的确定,保证其技术要求也达到规定要求。
2.1.2Ⅳ级围岩导洞开挖
开挖方法:
1)中导洞全断面开挖,开始进行临时支护施工;
2)交错50m位置来进行导洞开挖施工,同时进行临时支护施工。
根据施工技术要求来进行光面爆破施工,同时应该严格控制开挖长度尺寸,确保其符合工程设计方案的要求。
2.2中隔墙施工
2.2.1中隔墙施工方法
中导洞全面的通过之后,就需要马上进行中隔墙结构的施工。为了能够使得人员、机械的施工顺利进行,可以使得材料运输更加的便利,避免造成施工的干扰。本次隧道工程中,应该从进口端采用倒退的方式来开始进行隔墙结构的施工。在施工浇筑完成之后,待混凝土强度达到了设计要求之后,就需要进行主洞的开挖施工,可以提高施工效率。
2.2.2中隔墙施工要点
中隔墙的施工缝也极易受到结构强度的影响,在施工中应该进行凿毛处理,同时要按照设计方案的要求来设置止水条结构。
中隔墙两侧的位置上模板应用12拉杆进行固定处理,同时还应该在内部1.5m以上的位置上应用横向支撑来避免模板出现移动的情况。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
中隔墙的主要结构形式就是钢筋混凝土,由于基础、断面的尺寸相差比较大,在实践中要从立面与施工的角度方面来考虑,可以分两次来进行施工。此时可以先进行中隔墙部分的浇筑施工,在达到了要求之后就能够将其作为工作平台来进行墙身部分施工。
中隔墙混凝土浇筑施工到顶部位置上,需要间隔5m就要布置42.5mm注浆导管,为后续注浆、回填施工打下坚实的基础。
中隔墙施工要根据需要在主体支撑位置上设施连接螺栓,确保各个方向的间隔距离达到要求。
2.3主洞开挖
根据设计方案以及工程技术规范的要求,Ⅴ级围岩开挖的过程中应该采用上下台阶预留方法来进行施工,而Ⅳ级则应用台阶法来进行施工。开挖施工结束之后就需要来进行导洞支护处理,此时可以将整个结构形成稳定的封闭结构。根据施工进度计划的要求,首先开始左洞开挖施工。
2.4初期支护
初期支护是导管、钢筋网、钢架以及喷射混凝土所组成整体的受力结构。本次工程中主要应用到的是C25混凝土、8或6钢筋网以及导管与锚杆。
2.5二次衬砌
对于偏压过大的部分,应该根据工程的实际情况选择使用二衬混凝土来进行浇筑施工,根据本次设计方案与施工工艺的要求,选择使用二衬施工,此时应用的是12m液压钢模台车来进行施工,选择整体浇筑的方式来进行施工。
3开挖支护要点
(1)施工中,特别是洞口围岩破碎、浅埋地段,尤其要控制好施工步距,本工程先行洞、后行洞交错逐步推进且保证先行洞、后行洞的开挖间距不小于3倍洞跨径。同时,本隧道水文地质条件复杂,风化破碎碳质页岩在多次扰动下自承能力下降,对已施做的初期支护结构形成较大荷载,可能出现初支变形过大的问题。因此,应在先行洞衬砌施做完成后进行后行洞的开挖,以提高先行洞支护结构的应力储备,避免大变形风险事故发生。
(2)在洞口段或洞身复杂地质段落,开挖方法需要灵活应变,应尽量分步开挖以减小开挖对既有结构的影响。
(3)通过踏勘及中导洞超前导坑揭示,隧道进口端段隧址区地质情况极为复杂,围岩松散破碎、富水,且局部偏压。因为左洞埋深较浅,来自于围岩荷载压力也较小,在长管棚保护下进洞较为稳妥,因此先行洞选取为左洞。
(4)后行洞在先行洞洞内侧“径向、逆向预加固”工法的应用。
基于中导洞上方与双侧主洞形成的三角区围岩经受多次扰动,存在坍塌和大规模超挖的隐患,同时,传统的超前注浆大多针对拱顶加固,很难扩散到三角区,存在加固盲区。结合待加固围岩与硐室之间的区位关系,由先行洞支护时预留注浆管,对三角区围岩进行加固无疑更具针对性,且效果更好。为使一次注浆连续、一次加固长度更长,采取由先行洞远离后行洞掌子面向后行洞掌面方向注浆推进的方法实施,从而实现后行洞台阶法开挖,提高功效。
(5)控制好超前支护施作质量,包括间距、长度、外插角、注浆质量的严格控制,充分发挥其“固结围岩形成承载环”作用。
(6)各硐室支护结构连接处为受力最大处,特别是主洞初期支护与中导洞建立连接的薄弱环节,其联结质量需严格控制。包括连接板密贴、螺栓旋紧、连接板弧焊,拱脚严格控制超挖,超挖后以混凝土块支垫牢固。
总之,本次连拱隧道施工的过程中,根据工程中的围岩种类选择合适的开挖施工方法,在中隔墙施工的过程中选择使用的是倒退方式来进行浇筑施工,这种方式可以为主洞开挖提供合适的条件,还能够有效的提升施工效率。但是应该注意的是,在衬砌施工的过程中要综合考虑到地质条件与监控信息,否则将无法保证工程的质量。经过实践经验总结可以发现,采取该方法能够确保施工进度、质量和安全性,为我国公路隧道工程技术的提升打下坚实的基础。
参考文献:
[1]白家设,赵绍鹏,齐兵,等.软弱地层浅埋大跨双连拱隧道支护结构变形研究[J].土木工程学报,2017,50(增刊2):45-50.
[2]高峰,薛佃立.大跨偏压软弱围岩双连拱隧道施工过程研究[J].重庆交通大学学报(自然科学版),2014,33(2):30-34.
[3]周亮.软弱岩体双连拱隧道施工力学响应分析[J].湖南交通科技,2014,40(3):153-157.
论文作者:刘喆
论文发表刊物:《基层建设》2019年第8期
论文发表时间:2019/6/14
标签:围岩论文; 隔墙论文; 隧道论文; 结构论文; 断面论文; 工程论文; 双连论文; 《基层建设》2019年第8期论文;