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公路双跨连拱隧道中隔墙施工

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公路双跨连拱隧道中隔墙施工

随着我国高速公路建设的飞速发展,施工艰难的山区高速公路也逐渐增多,为适应地形展线的需要,公路隧道也越来越多,遇到地面横坡陡,且在线路分离不开及平曲线的情况下,一般设计为双跨连拱隧道。连拱隧道相对于分离隧道,施工中不可避免地存在着对围岩的多次扰动,因此连拱隧道施工有相当大的难度。其中隔墙部位受力十分复杂,压、拉、弯、扭、剪均有,中隔墙顶部防水也是一个施工难题。

1 施工方案

由于围岩软弱,地质条件复杂,为了探明地质情况,为正洞开挖做好超前地质预报,本隧道采贯通中导洞后正洞掘进的三导坑施工方法,正洞衬砌采用先墙后拱法施工,施工工序如下:施工准备→中导洞钻爆开挖→临时支护→中导洞贯通→中隔墙灌注→正洞掘进、初期支护→中导洞顶部防水处理、回填→中导洞临时支护拆除→正洞二次衬砌。

1.1 中导洞进洞

由于该隧道施工工期紧,洞口工程施工正处于雨季,为确保工期及施工安全,我们遵循“早进洞、少扰动、强支护”的方针,先进行洞口防排水处理,再在进出口各衬砌5m长护拱进洞;边仰坡尽量不扰动,既保护环境又确保了施工安全;进洞口拱部打设超前小导管注浆,先开挖中导洞上半断面进洞。

1.2 中导洞洞身开挖及支护

1.2.1 开挖断面设计:依据中隔墙设计尺寸,考虑施工中隔墙时的作业空间,开挖尺

寸定为:宽5.0m,高6.0m,拱部R=2.5m的半圆弧;支护后断面尺寸为:宽4.6m,高5.8m。导洞开挖断面示意图见CAD。

1.2.2 开挖:为防止中导洞洞身积水软化中隔墙基础及施工作业方便,掘进时先开挖上半断面,底部预留0.5~1m高;中导洞贯通后,再跳槽开挖下半断面,支护紧跟;因隧道不长,出碴采用装载机装运出碴,通风利用自然通风;施工中严格遵循“弱爆破、短进尺、少扰动、紧封闭”等技术措施。

1.2.3 支护:由于隧道地质条件较差,在Ⅱ、Ⅲ类围岩通过、整个隧道又处于浅埋段,施工中支护紧跟,勤量测;开挖前用φ42mm×4mm小导管注浆进行超前支护,小导管长度为3.5m,环拱部每隔一榀格栅安设,纵向搭接长度≮1m,环向间距为50cm,小导管外插角控制在40~50;断面开挖后支护紧跟,先喷2~4cm砼封闭围岩,后挂φ8mm钢筋网(20cm×20cm)并安设格栅钢架,喷25号砼20cm将其封闭;钢格栅间距设计为:Ⅱ类围岩60cm,Ⅲ类围岩86cm,纵向焊接φ20mm连接钢筋(环向间距为1m)。因支护为临时支护,格栅需拆除,施工中以确保安全为原则,视监控量测分析结果,可恰当调整其支护参数。

1.3 中隔墙衬砌混凝土施工

中洞贯通后即开始中隔墙混凝土施工。

1.3.1 施工步骤

测量放线→清理中导洞基底→高标号砂浆找平基底→测量定位放线→绑扎钢筋、预埋排水管、止水带→立基础模板→中隔墙基础砼灌注→绑扎钢筋、立墙身模板、预埋止水带

→中隔墙墙身砼灌注→下一循环。

1.3.2 钢筋绑扎及立模板

中隔墙内部钢筋设计较密,施工作业空间较小,模板设计为30cm×100cm钢模,上设启口,防止漏浆;与仰拱及正洞拱脚连接部位,钢筋应露出砼外,并按设计要求弯成弧形,焊接位置错开;墙身混凝土灌注时,受力较大,支撑必须要牢固,且泵送系统支撑与模板支撑系统分离,模板设横向对拉筋。

1.3.3 混凝土灌注

中隔墙混凝土灌注施工,因受作业空间,采用泵送混凝土施工,10m一个循环,先施工中隔墙基础,达到强度后做施工作业平台,再施工墙身;施工缝是中隔墙受力的软弱面,每次均必须凿毛处理,预埋的连接钢筋严格按要求焊接牢固;墙顶施工至设计标高时,中部留成凹形以利排水;混凝土灌注完毕后,由于中导洞已贯通,风力较大,必须按要求进行混凝土养护。

1.4 中隔墙顶部回填

在上、下行线正洞拱部初期支护施工后,中隔墙顶部防水层先铺设好,再在钢架之间立模板,用同级混凝土回填密实。待混凝土达到强度后才能拆除中导洞内的边墙及部分拱部临时支护。

1.5 中隔墙防偏压处理

双跨连拱隧道施工由于存在对围岩的多次扰动,围岩内部应力经多次重新分布,中隔

墙是上、下行线受力的一个支承点,其受力及施工中荷载的转移十分复杂,分析其受力状况(见CAD中隔墙受力示意图),理论上只有N1、N2加载时间相同,且大小一样,其受力才能平衡。控制好中隔墙受力平衡及基底承载力,就可以控制好其扩展压问题,防止中隔墙侧移、倾覆、下沉。因此必须保证两侧下洞初期支护和拱部衬砌施工对称进行,但实际施工中,由于上下线施工中并不能总保持同步,N1、N2加载时间不一,大小不一,在此情况下为保证中隔墙受力平衡,施工前中隔墙两侧采用10号片石混凝土回填至中隔墙顶,以抵抗施工中的不平衡推力。待正洞衬砌完毕后再挖除。上、下线初期支护对称作用于中隔墙顶面时方可拆除中导洞临时支护。

1.6 中隔墙顶部防水处理

上、下行线正洞拱部初期支护施工时,在中隔墙顶部铺设由土工布—防水层—土工布组成的夹层防水层,上放SH-100透水软管与预埋的中隔墙引水管相连。防水层从预埋钢垫板和拱架垫板间穿过,预留出20cm与正洞拱部防水层粘成一个整体好,正洞喷射砼时注意保护好防水层。

2 地质描述及监控量测

每次断面开挖后对岩性结构面及产状进行观察并作地质描述记录,为正洞开挖作好地质超前预报。监控量测包括周边位移,拱顶下沉、地表下沉、围岩压力等几个项目,测线和测点布置严格按要求进行,作好详细记录,并对数据分析处理,及时反馈信息指导施工作业。

3 几点注意的地方

1)对地处软弱围岩的连拱隧道施工宜先贯通中导洞,即起地质超前预报作用,又能改善洞内施工环境。

2)施工中的监控量测是确保安全的必要手段。

3)中隔墙顶部防水层布设宜在上、下线正洞拱部开挖支护完成后施作。

4)隧道开挖应尽早进洞,尽量不扰动边仰坡,保护环境、“绿色进洞”。

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