高速公路隧道施工技术

高速公路隧道施工技术探讨

摘要：本文结合工程实际，对高速公路双联拱隧道施工技术进行探讨。

关键词：高速公路；双联拱隧道；施工技术

一、工程概况

某双连拱隧道处于广西西北部山区，地势高差较大，构造为剥蚀丘陵。内断裂构造极其发育，岩层为花岗岩、千枚岩、粉砂质页岩、石英砂岩等，隧道不良地质为破碎断裂带及煤层为主，地表水较发育，地下水为岩层裂隙水。本隧道长450m，为双向6车道，设计行车速度80km/h，连拱隧道总开挖跨度达33.5m，设计施工难度相对复杂。

二、施工技术方案确定

目前，国内的双联拱隧道所采用的施工方法大多为中洞法施工，即三导坑先墙后拱法。在施工中遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的十八字方针。

（一）施工特点

其特点为：

1．采用超前水平预注浆小导管、径向系统锚杆、锁脚锚杆、挂网和格栅喷混凝土等支护手段，加之开挖后立即封闭，形成受力封闭环，能有效的控制围岩变形和地表下沉，大大提高了施工的安全度。

2．其支护系统能很好地适应围岩的变形，与围岩形成一个整体，

故能充分发挥围岩的自撑能力。

3．能应用量测监控等信息化管理方法指导施工，使整个施工过程均处于受控状态。

4．施工作业简便，不需要特殊的施工机械和设备，容易推广使用。

5．采用分部开挖，其超前中洞可起到探测和预报地质情况的功能。

6．中洞法施工减少了两个边导洞的施工，拱墙采取整体一次或分次衬砌，具有工序较简单、机械化程度较高、临时初期支护量小、施工进度较快、节约成本的特点。

（二）工艺原理

所谓中洞法，就是在地下工程掘进中，通过临时支撑将开挖断面分成几个部分，中洞初支先行施工，待中洞贯通后施工中墙顶部和底部防水，再施工中墙结构；然后利用中墙结构作为侧洞施工的支撑点，再根据围岩情况进行其它部分的开挖与支护、防水层及侧洞结构。此工法是以新奥法的基本原理为依据，在开挖中尽量减少对围岩的扰动，通过超前管棚、锚(网)喷洞壁、钢拱架或格栅拱架支护系统和临时支撑联结，使断面及早闭合，控制围岩变形，并使之趋于稳定。同时，建立围岩支护结构监控量测系统，随时掌握施工过程中围岩的变化，合理安排，及时调整施工工艺和设计参数，确保施工安全。

三、施工技术要点本隧道施工作业采用中导洞先行，中导洞掘

进40～50米浇注中墙。在中墙混凝土强度达到70%以上再进左洞，右洞掌子面落后左洞按10m控制。经监控量测，围岩变形基本稳定后同时施作左右洞二次模筑衬砌。当围岩变形过大，初期支护力不足时，除应及时增强初期支护外，亦可修改二次衬砌设计参数后提前施作模筑混凝土。左右洞二次衬砌与掌子面间距控制在25～35m 之间。这就在进、出口各自建立了中导洞、中墙、左、右洞开挖、二次模筑衬砌五道并行的作业流水线，拓展了隧道施工作业面，为加快隧道施工进度奠定了坚实的基础。

（一）初期支护施工 1．超前小导管施工。（1）制管：超前小导管系用外径为50mm，壁厚为5mm热轧无缝钢管加工成长500㎝.将钢管一端加热锻成锥头，另一端焊上钢箍，留400mm作为止浆段，然后沿管壁四周钻四排注浆孔，各排孔位互相错开，间距150mm，孔径8mm。（2）钻孔：按设计环向间距以紧靠开挖面的钢支撑为支点先定出孔眼的位置。外插角从钢支撑外侧钻孔，孔深500㎝，小导管纵向间距：中导320㎝，左、右洞250㎝。（3）安装导管注浆：成孔后用高压风清孔，安装小导管后用牛角泵压注30号水泥浆，注浆压力为0.7mpa～1.0mpa，达到压力时持续15分钟停止注浆。 2．系统锚杆施工。隧道采用的的锚杆有两种：中导洞和进出口成洞面临时支护用φ22㎜螺纹钢砂浆锚杆，左、右洞用φ25

㎜中空注浆锚杆。锚杆按设计长度加丝口长，下料后用套丝机套出12㎝长螺纹。在初喷砼后用红漆按设计间距梅花形布置，点出锚杆孔位。用风动凿岩机垂直岩面钻孔。成孔后用高压风清除孔内碴屑，

砂浆锚杆在注浆后插入锚杆，安装垫板、螺栓；中空锚杆是安装锚杆后注浆，注浆压力为0.5～1.0mpa，终压为2.0～2.5mpa.砂浆锚杆注30号水泥砂浆，中空锚杆压注30号水泥浆。锚杆安装后三天内不准敲击锚杆头，也不准悬挂重物。 3．钢拱架施工。

（1）现场制作1：1胎模平台一套，并放设1：1钢模试拼大样。（2）截割下料，将切割好的型钢放在1：1胎模上，固定后用乙炔焰加热达到一定深度后，均速起动胎模千斤顶，将型钢压制成型。（3）各单元的接头板有两种型式：钢拱架与中隔墙的连接是在连接单元的一端焊上a3钢板，与预埋在中隔墙的钢板双面焊接，各单元之间的连接采用u型钢之间一定长度的搭接并用连接件压紧。（4）将加工好的各单元构件放在大样台上试拼，轮廓误差不大于3cm，钢拱架平放时，平面翘曲应小于+2cm。（5）用经纬仪和水准仪准确量测型钢拱架，在隧道法线方向的位置与高程，用红油漆准确标注拱顶、拱脚和边墙等控制点位置，设置足够的定位锚杆。（6）对超挖较大部位，用浆砌片石镶补，拱或墙脚有虚碴或不稳定时，清除松碴，用砼填平，再用槽钢沿纵向铺设，确保钢拱架脚稳固。（7）安装锚杆后喷3㎝厚钢纤维砼，安设拱架，单元间按设计连接，并与定位锚杆锁脚锚杆焊接在一起，钢架与喷层之间空隙，用骑马垫塞紧。钢架间纵向用ф25钢筋焊接，连接钢筋环向间距1.0m.钢架间距ls2-1段50㎝，ls2段80㎝。（8）型钢钢架开口侧朝向隧道中心。（9）为加强拱脚，在钢拱架脚加设两根长3.5m的锁脚锚杆。（二）洞身开挖 1．中导洞开挖。在成洞面临

时支护完成后，按中导洞开挖轮廓线挖槽，初喷砼后嵌入首榀钢格栅拱架，与洞外所立的钢格栅用纵向钢筋连成整体，挂钢筋网后喷射砼形成洞口棚架，以首榀钢格栅为支点，按超前小导管环向间距以10°外插角向钢格栅外侧打入小导管，注浆4h后进行中导洞开挖。中导洞开挖循环进尺0.5～1.2m，开挖成型进行中线、水平检查，符合设计要求后立即初喷5㎝厚20号素砼。按设计的锚杆间距梅花形布置，用红漆画点出锚杆孔位，用风动凿岩机垂直岩面钻孔，清孔后注入30号水泥砂浆，安装φ22l＝250㎝砂浆锚杆，挂钢筋网后按设计纵向间距安装钢格栅拱架。两榀拱架之间用u型钢筋插接，纵向连接筋环向间距100㎝，钢格栅纵向间距80㎝。安装好钢拱架后喷射砼至设计厚度，进行下一循环。中导洞开挖采取两台阶开挖，上下台阶以起拱线分界，台阶长3～5米，上台阶开挖的土用人工翻至下台阶再用装载机配合汽车运弃。上台阶开挖后及时支护，然后开挖下台阶。下台阶先挖中槽，两边各留上宽1米，下宽2米土台，然后左右错进开挖两边，接长支护至导坑底部。来源：考试大的美女编辑们2．左、右洞开挖。左、右洞开挖在中墙砼达到设计强度的70%以后进行，采取两台阶分步平行开挖，上台阶从拱脚至拱顶，含整个拱部。为站人施工方便，上台阶分两步开挖：先挖环形导坑，后挖中核，中核至拱顶高度1.6m～2.0m.台阶长5m～10m，上台阶开挖的土方用人工翻至下台阶再用装载机配合汽车运弃。下台阶开挖先挖中槽，外侧边墙留上宽2m，下宽4m的平台。中槽掘进5m～8m，跳槽开挖边墙，马口槽宽2m，净距3m。