云雾山隧道燕尾段连拱隧道施工方案11剖析

云雾山隧道燕尾段连拱隧道施工方案
一、工程概况
云雾山隧道进口DK242+680~895设计为燕尾式隧道地段，其中DK242+680~763为燕尾大跨地段，83m；DK242+763~853为双跨连拱隧道地段，90m，其中DK242+803揭示一溶腔。

进口燕尾段隧道位于由双线并行变为单线绕行的过渡段，同时又位于进口R=3500的左偏曲线地段。

此段设计围岩为II级、地下溶腔发育。

二、施工方案
云雾山隧道进口受横洞HDK0+070溶洞影响，为保证掘进工作面，由横洞HDK0+235处提前进入正洞燕尾段DK242+710，然后按I 线隧道断面掘进，一直通过DK242+763~853连拱隧道段。

故现已不能按普通中导洞方案进行施工。

开挖由Ⅱ线1#洞反向作为工作面，也可根据施工情况由I线按30米为一段间隔开挖中隔墙，预留Ⅱ线开挖宽度结合中隔墙墙脚及立模要求按中墙面向内1米考虑。

中隔墙按开挖顺序施工，开挖按每段30米，开挖完成后依隧道轴向挂纵向排水管，在中隔墙上设置竖向排水管与纵向排水管进行连接，下午接入隧道水沟，与水沟形成完整的排水系统，在中隔墙顶面上铺设防水板，与拱墙防水板进行焊接成为整体。

在中隔墙开挖顶部凿向下的“U”槽，把纵向排水管安设在向下的“U”槽内用砼封好后再挂防水板，在竖向排水管穿透防水板的地方要加强密封措施，防止
水由间隙流入隧道内部。

中隔墙先施作墙脚，凿毛或预留接茬钢筋再施工中墙，采用定型模板，型钢支撑固定，输送泵入模；中墙施工预埋设计的拱圈接茬筋及橡胶止水带，然后中墙顶再立模灌注中墙顶加填砼。

中隔墙分段施工考虑到后步预留线爆破震动影响，可在施工缝外埋设接茬钢筋以加强中隔墙的整体性。

待中隔墙强度达到设计要求后方可进行预留线开挖，开挖利用人工手风钻打眼，预留光面层减弱震动爆破，装载机配合自卸汽车出碴。

预留线开挖采用上、下台阶开挖，上台阶高度以3.5m为宜，开挖采用“短进尺、弱爆破、少扰动、紧封闭”的施工原则，为减小对中隔墙的震动和飞石的直接冲击，为控制飞石方向，调整最小抵抗线方向，开挖时靠近中隔墙一侧预留薄保护层，用挖掘机进行挖除，最后再对残留的挖除不了的保护层进行松动爆破。

爆破时对中隔墙实施墙面保护，对中隔墙墙脚采用回填，防止落石砸坏墙脚，对中隔墙墙面采用挂草帘，上覆木板，或钢板防护。

拱墙衬砌采用模板台车衬砌，罐车运送砼，输送泵入模，插入式震动器振捣的施工方法。

衬砌施工前应先将排水系统完善，为抵抗单侧衬砌对中隔墙产生弯、剪、矩等不良受力形式，应对中隔墙另一侧进行支撑，视情况可采用型钢、圆木或土石回填法，以防止中隔墙因单侧衬砌偏压而发生的侧移、倾覆、下沉等。

燕尾段小间距隧道开挖采用台阶法开挖，且左右线中间岩柱需按设计要求布设φ25低预应力锚杆加固。

在主洞环形开挖爆破时将对
已成中隔墙衬砌带来影响，施工中除采取“短进尺，弱爆破”及调整最小抵抗线方向外，同时对已衬砌中隔墙砼表面采取防护措施，防止爆破飞石损伤衬砌。

中隔墙防护措施拟采取两种方法：一种用4～5mm 厚的人造纸板+5mm钢板护面并用圆木支顶法防护，如果用人造纸作护面效果不好，可草联代替；另一种是回填土石法。

以上两种防护措施的优点为既可防止第二次爆破伤及中隔墙混凝土又可防止单侧二次衬砌后产生偏压，引起中隔墙偏移。

中隔墙起拱线上、下1.5米范围内设立对拉锚杆加固中间土柱，对拉锚杆采用φ22钢筋；施工时加强中隔墙侧向位移监测，及时反馈信息，以调整支护参数。

施工工艺流程
双连拱隧道施工工艺流程表
Ⅰ线中线
Ⅱ
线
中线
Ⅲ
Ⅱ级围岩连拱隧道开挖支护
顺序示意图
①②③④⑤⑥说明：
1.Ⅰ线已开挖初支。

2.按图示先开挖Ⅱ线半边导洞，每开挖30m ，须进行中隔墙施工，中隔墙端头应距离开挖面3-5m ，以便下次开挖施工和避免扰动。

3.待中隔墙强度达到设计要求后，再按2施工。

4.及时进行初期支护。

三、 关键工序施工方法
1.中隔墙开挖
云雾山隧道燕尾段由双线并行变为单线绕行的过度段，在前期的施工当中横通道进入正洞已全部完成右线隧道（I 线隧道）全断面开挖与初期支护作业。

右线前行施工为燕尾段施工段探明围岩发育情况；揭示DK242+852大溶洞及其支系容腔发育状况，同时又改变了燕
尾段隧道初期施工的受力结构。

针对目前隧道施工具体情况，我们初步决定首先进行中隔墙开挖。

中隔墙开挖施工采用控制爆破，人工风钻打眼。

施工方案，从1#洞反向开挖，如条件容许可从右线方向向左线进行分段开挖支护，开挖宽度6m，确定开挖深度为3.0m；选择渐变开挖断面可保证施做中隔墙有足够的施工空间，同时尽量减小对周边围岩的破坏，依靠支护及围岩自身共同承担来自外界荷载力；开挖方法根据围岩情况而定。

爆破参数的选定
①眼深度L
隧道以循环进尺1m作为眼深，掏槽眼为1.3m，炸药单耗量上断面0.52kg/m3，下断面为0.31 kg/m3
②炮眼数目N
采用光面爆破，炮眼数目比正常爆破眼数多20%。

炮眼平均装药系数0.3，具体数目根据公式N=KSL/Lnr进行设计，其中：KSL——总装药量
n——装药系数选定为0.45
r——炸药的线装药密度（32mm炸药为0.78）
③炮眼布置
按照选定的掏槽形式先布置掏槽眼，再按照光面爆破原则布置周边眼，依次是底板眼、内圈眼、二台眼、然后布置掘进眼，掘进眼均
匀布置即可。

内圈眼应比掘进眼密一些，比周边眼稀一些其间距设置为70cm，抵抗线50cm，二台眼与底板眼的间距相同设置为60cm。

周边眼参数：
间距 E=10*4=40cm
抵抗线 W=1.5*40=60cm
装药集中度 q=0.125kg
④一次爆破总药量计算
根据公式Q=KLS计算上、下断面的爆破总药量
K——单位岩石爆破炸药消耗量
L——炮眼深度
S——断面积
⑤炸药量分配
周边眼：q=KaWLλ=0.52*0.4*0.6*1*1=0.125kg
掏槽眼：q=1.3kg
其他炮眼q=0.35kg
⑥装药结构
周边眼采用导爆索、小直径药卷竹片捆绑间隔装药，炮眼堵塞，其他炮眼均采用连续装药结构，炮眼堵塞时将炮泥堵在与装药相接的部位。

2.中隔墙砼施工
中隔墙开挖支护完成，通过对围岩变形量测、隧底探测数据分析，
确认围岩完成其总变形的90%，且隧底无溶腔空洞后方可进行中隔墙砼施工；如果通过探测确认该段存在上述情况，必须经过地基加固处理，对于DK242+803溶洞要按设计进行钢管桩加固处理，通过力学验证（地基承载力检测）方可进行下步工序施工。

中隔墙砼施工采用采用C25模筑混凝土，小模板拼装衬砌，混凝土集中在洞口搅拌站拌合，电子计量设备按照施工进行自动计量；在中隔墙顶墙脚处砼灌筑时预埋φ22短筋，每延米3排，每排4根；同时根据防水要求在墙顶处预埋防水板，与拱部防水板焊接成整体；墙内每隔8m预埋φ50加劲型软式透水盲管，漏出墙顶30 cm，与左右线拱部盲管三通连接；中隔墙底部、洞内两侧水沟泄水孔标高处设贯通的内包的钢筋φ100加筋型软式透水盲管。

（附防水示意图如下）燕尾段防水板安装示意图
3.中隔墙防水施工
中隔墙防水采用预埋管道加铺防水板进行防排水,在施工中存在一定的施工难度,主要有以下几点：
⑴中隔墙防水板与拱墙防水板不能较好的衔接；
⑵竖向排水管在浇筑过程中易堵塞,不能起到排水作用；
⑶防水板在中隔墙回填后易破损。

针对这一问题，施工中采取在隧道左洞内拱墙与中隔墙交接处整体性凿槽，按上述方法架设完整的防排系统，在暗槽开凿完毕后，应对槽内的浮喳进行清理，并用水充分湿润，以便与防水材料充分结合。

安设横向引水管，然后在中隔上设置若干条竖向排水管与隧道水沟连通的技术措施。

排水安设完毕后，对凿槽进行封闭，对个别漏水点进行注浆封堵，对大面积渗漏水处进行封面处理。

四、施工保证措施
1.参加施工的工人必须接受安全技术教育，熟悉和遵守本相关规定。

2.如发现隧道内有险情，必须立即在危险地段设立明显标志或派专人看守，并迅速报告施工领导人员及时采取处理措施。

若情况严重时，应立即将工作人员撤离危险地段。

3.所有进入隧道工地的人员，必须按规定佩带安全防护用品，尊章守纪，听从指挥。

4.钻眼人员到达工作地点时，应首先检查工作面是否处于安全状
态，如支护、顶板及两帮是否牢固，如有松动的岩石应及时加以支护或清除。

5.使用带支架的风钻钻眼时，应将支架安置稳妥。

6.洞内爆破作业，必须统一指挥。

7.下列情况时，严禁装药爆破：
⑴明不足。

⑵工作面岩石破碎尚未及时支护。

8.严禁钻眼与装药平行作业。

9.洞内道路应加强养护，保证车辆安全运行。

10．洞内电气设备，必须符合下列规定：
⑴非专职电气值班人员，不得操作电气设备。

⑵操作高压电气设备主回路时，必须戴绝缘手套，穿电工绝缘靴并站在绝缘板上。

⑶手持式电气设备的操作手柄和工作中必须接触的部分，应有良好绝缘。

使用前应进行绝缘检查。

11.施工时应对洞内拱部和洞顶进行定点（含纵向和横向）监测，发现变形量加大或变形量加快时，应暂停开挖，分析原因并采取稳定围岩的有力措施。

12.对中隔墙偏移、倾覆、纵横不均匀沉降及纵向施工缝要进行重点监测。

中铁一局五公司宜万铁路项目部工程部 2007年12月17日
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