软土层浅埋双联拱隧道施工技术初探

软土层浅埋双联拱隧道施工技术初探

发表时间：2015-01-21T09:55:02.300Z 来源：《工程管理前沿》2015年第2期供稿作者：林凯

[导读] 使用色拉油或新鲜机油作脱模剂。输送泵泵送入模，捣固棒配合附着式振动器捣固混凝土，混凝土对称分层浇注，边墙从墙脚往上压注，拱部从拱脚处压注。

林凯

中铁十二局集团第二工程有限公司山西太原 030000

摘要：某隧道为软土层浅埋双联拱隧道，地质条件较差，本文通过一系列施工技术的介绍，为同类双连拱隧道解决浅埋、软弱的问题提供一定借鉴。

关键词：双联拱隧道；软土；支护；开挖

一、双联拱隧道特点与施工要点

双连拱隧道与分离式隧道相比较，双连拱隧道开挖跨度大，埋深浅的双联拱隧道，多次开挖必然导致围岩受多次扰动，尤其是中隔墙顶部，多次扰动后在施工后期承载着巨大的围岩压力，稍有不慎易引起隧道围岩坍方；双连拱隧道施工工序较多，结构特殊又复杂，且结构受力状态变化频繁，施工技术难度大；但双连拱隧道有着一个最大的优点是：它避免了隧道洞口桥隧或路隧分幅即避免了线路从整体到分离再到整体的复杂转换。因此，虽然双连拱隧道施工风险大，技术难度高，但它有着不可替代的优点，所以我们在施工过程中要高度重视、精心组织，重视本隧道施工的每一道工序，尤其要重视“开挖”这道走在隧道施工前头的工序。

联拱隧道通过地段地质条件的特殊性决定了其在施工上具有以下特点：?

（一）埋深浅、长度短?

因联拱隧道通过的地段一般山势较低，其最大埋深一般在50至80米之间，长度一般在500米以下，在山势较高、纵向长度较长的地段一般不采用联拱隧道而采用上下行线分开的单拱隧道。

（二）偏压?

联拱隧道通过地段一般地势较陡，上下行线两侧的埋深不同，整条隧道也就不同程度的存在偏压，特别是洞口段偏压比较严重，这给隧道施工特别是洞口段施工带来了很大困难。

（三）地质条件复杂?

由于埋深浅，联拱隧道通过地段一般地质条件比较复杂，围岩软弱破碎，节理发育，地表水对隧道内涌水量的大小影响较大，雨季施工困难，元磨公路所在地区雨季集中，降雨量大，更给安全施工增加了难度。

（四）跨度大?

与铁路隧道相比，单跨公路隧道本身跨度就较大，而联拱隧道将上下行线单拱隧道连在一起，其跨度是单拱隧道的两倍，最大开挖跨度在26.4米左右，相当于铁路车站隧道的跨度，而且结构复杂，施工非常困难。

（五）施工工序复杂、工序间相互影响大?

双联拱隧道的设计特点决定了其施工必须分多个步骤进行，各个工序间相互影响又很大，这就要求双联拱隧道施工必须要有科学合理的施组设计，理清各个工序的先后顺序及相互关系，在施工过程中尽量减小各个工序之间的相互影响，并根据施工中的实际情况灵活的调整工序安排，保证安全、优质的建好双联拱隧道。

二、软土层浅埋双联拱隧道施工应用

（一）工程概况

某连拱隧道起讫里程K3+590~K3+802.5，全长212.5m，属双连拱隧道，是目前国内最长的黄土双连拱隧道之一，设计车速80Km/h，隧道建筑限界净高为10.25m，行车道宽为7.5m，限高5m。隧址区位于晋陕黄土高原吕梁山脉中低山区，基岩全被黄土覆盖，隧址区地层主要为第四系上更新统马兰组（Q3m），浅灰黄色黄土（亚砂土），中更新统离石组（Q2L），浅棕红色黄土（亚粘土、亚砂土）组成，硬塑～坚硬状，柱状节理发育，夹古土壤层及钙质结核层；微地貌为黄土梁、陡坎、冲沟，冲沟多呈“V”字型；地表水主要为大气降水，地下水埋藏较深。?

（二）超前支护

暗洞进口段采用管棚护顶，使用089 X6mm热轧无缝钢管，管棚长25m，环向间距40mm布置。管棚施工前，套拱采用C25混凝土浇筑，套拱厚50mm，其中按设计钻孔位置预埋108 X4mm导向钢管。管棚成孔采用潜孔钻机，重量不大，易于固定。采用水泥浆液注浆，水灰比1：1，注浆孔口压力初压为0.5MPa。1.0MPa，终压为1.5MPa一2.5MPa。注浆结束后用30号水泥砂浆充填钢管，以增强管棚强度。原有山体岩石破碎，管棚注浆时空气会从岩石裂隙中排出，单孔注浆量较大；而人工回填水泥混合区内的管棚注浆，孔注浆量极小，必要时需没置排气管。

（三）锚杆与喷射混凝土施工

暗洞左边墙按梅花形布置025中空锚杆，锚杆长4.0m，间距1m X lm。施工实践证明，要发挥锚杆的效果，垫板很关键，通过加没垫板，可以充分发挥锚杆的三维约束效果。隧道喷射混凝土厚25em。设计强度C25。通常情况下，混凝土在喷射前与喷射后的强度等级是不一样的，现场配比应适当提高喷射混凝土的强度等级，以确保附着在围岩表面的喷射混凝土的设计强度。

（四）开挖

暗挖双联拱隧道开挖尺寸为20.2m×9.37m,分别由5个导洞进行施工。每个导洞分为上、下两个断面开挖,每个断面又分上、下台阶支护。按照中柱+台阶+CRD法施工,开挖采用人工配合风动机具。

每循环的开挖进尺根据设计要求或围岩的实际情况,控制在1.0m之内,做到开挖和支护时间尽可能短。

开挖施工工序为:测量放线→小导管施工→开挖出碴→危岩处理、初喷混凝土→初期支护→延伸风水管→下一循环。

双联隧洞平行开挖,先开挖初支中导洞及左右外侧导洞的上断面及下断面→施作位于中导洞隧道轴线的底、顶纵梁、中柱及外侧导洞二衬→中纵梁及柱达到设计强度、对外侧导洞二衬进行换撑、开挖初支左右内侧导洞→二衬内侧导洞→施工站台内部结构。

（五）中柱加固

本隧道由于地质条件差，施工中采用三导洞开挖法，势必对中柱附近岩体产生多次扰动，而中柱又是双连拱隧道受力的重要支点，因此必须做好中柱柱顶和柱底的加固措施。①中导洞开挖后及时对拱顶围岩进行加固注浆。柱顶采用φ42×4mm小导管，L=3.0mm，纵环向间距0.5×1.2m。②在分段浇筑中柱前，对中柱底进行加固注浆。柱底采用φ42×4mm小导管，L=3.5mm，纵横向间距1.0×0.8m，矩形布置。

中柱为双连拱隧道整个结构中的主要受力部分，为防止由于主洞开挖产生的推力过大影响而使中柱产生附加弯矩，继而发生变形和破坏，中柱施工完毕后，两侧必须采用有效措施对中柱进行临时支撑：据现场监控量测情况，在施工中采用φ219×10mm热轧无缝钢管进行临时支撑。横向间距1.0m，竖向间距为1.0m，至中柱底1.65m，坚向上设置4排。

（六）防排水体系

防排水结构采用夹心式，排水通路封闭成环，形成有效的排水系统。隧道每5m环向布设Ω型弹簧排水半管与两侧墙脚处纵向排水花管（PVCφ100×4）相连，并用PVCφ100×4排水管与中心排水沟横向连通，形成纵横向连通的完整排水体系。防水层采用复合式防水板（1.5mm厚改性LDPE防水板和450g/m2土工布），系吊带铺设，用热熔机焊缝（宽10cm）。防水板是否破损是防渗漏水的关键，必须处理好突出物(锚杆、小导管头), 防电焊烧伤，逐条缝逐面积排查及时修补。隧道内所有施工缝和变形缝均设置中埋式橡胶止水带。（七）二次衬砌施工

（1）仰拱紧跟正洞下部，仰拱初期支护一次性对接成环，并及时进行仰拱填充。仰拱填充整体浇筑施工，洞内车辆从简易便桥上通过。

（2）二次衬砌砼采用整体式模板台车。使用色拉油或新鲜机油作脱模剂。输送泵泵送入模，捣固棒配合附着式振动器捣固混凝土，混凝土对称分层浇注，边墙从墙脚往上压注，拱部从拱脚处压注，最后从拱顶低端处压注，杜绝混凝土自由跌落，防止产生空洞。拱顶设φ25钢管排气孔，并作为拱顶空洞注浆孔。隧道明洞中墙与拱圈为整体性结构，需用2个模板台车并排，一次性整体浇注。外模采用木摸，边墙侧模板加固采用钢拱架,用方木或圆钢管支撑加固；中隔墙顶的木模加固在砼外层钢筋上。由于明洞整体浇注的混凝土量大，特别是拱脚压力特别大，模板安装要确保牢固，避免跑模。

参考文献

[1] 吕剑云.浅埋偏压软弱围岩双连拱隧道施工技术[J]. 铁道工程学报, 2011年3期.

[2] 郝金印,刘杨.浅埋暗挖双联拱大跨隧道下穿既有线综合施工技术[J]. 价值工程, 2012年14期.