堰湾一号隧道燕尾段施工控制要点

堰湾一号隧道燕尾段施工控制要点

摘要：本文对燕尾隧道施工工艺进行了详细的介绍，提出了保证施工安全、质量行之有效的措施，对同类道施工具有一定的参考和借鉴价值。

关键词：燕尾隧道施工控制要点

1、前言

燕尾隧道位于线路由单线绕行变为双线并行或双线并行变为单线绕行的过渡地段，因形似燕尾而得名。由于燕尾隧道的施工集小间距分离段、双连拱段、大跨加宽段施工为一体，在施工工艺上对安全、质量的控制要求较高。

2、工程概况

新建宜万铁路W4标堰湾一号隧道，双线全长2623m，进口段设计为燕尾式。燕尾段全长273m，其中进口小间距分离隧道长95m，双连拱段99m，大跨双线段79m。分离段中间岩柱4.05m～3.12m；连拱段中隔墙宽3.12m～0.8m、高5.39m；双线大跨段开挖断面宽15.5m～13.5m。

燕尾段围岩为近水平厚-中厚层白云岩、白云质灰岩，除进口小间距段27m 为III级围岩外，其余246m为II级围岩。

3、主要施工工艺和控制要点

3.1 台阶法施工单线小间距分离段

(1)掘进施工:需根据地形、地质情况及施工条件，决定先开挖左洞或右洞，为确保施工安全，两洞不能同时开挖施工。经过多次观测，本隧道小间距分离段隧道决定先开挖左洞，采用人工手持风钻，台阶法施工。由于左右线中间岩柱只有4.05m～3.12m，为保证岩柱的稳定，靠中间岩柱侧预留1.0m～1.5m光爆层，采用预裂爆破，以减少对中间岩柱的扰动。边墙采用光面爆破，遵循“短进尺、弱爆破”的原则施工。右线施工方法同左线。

施工技术参数：开挖：炮眼深度2m，周边炮眼间距40cm，每孔炮眼装药量80～90g，爆破系数0.8～1.0；初期支护：喷射混凝土8cm厚，拱部锚杆环向布置7根/m，边墙预应力锚杆环向布置4根/m。

施工过程中，岩柱上的喷射混凝土或岩层如有脱落，脱落部分应立即补喷混凝土，使洞身形成整体封闭环，保证洞身的自稳性。

(2)预应力锚杆:大量的工程实践表明，硬岩隧道围岩的变形以岩块松弛位移为主，具有失稳变形量小，发生突然，征兆不明显，难以观察的特点。在这种围岩地质情况下，普通中空注浆锚杆不可能在围岩失稳前通过围岩的变形产生足够的轴，以支撑围岩，所以必须施加足够的预应力以保持隧道的稳定。

由于燕尾段隧道单线小间距分离段的开挖中间岩柱会松弛、变形，但人的肉眼难以观察，根据这种特点要在中间岩柱上安装预应力锚杆。本隧道中间岩柱上安装YL25涨壳式内锚头预应力注浆锚杆，在左线开挖时安装。此锚杆由涨壳式内锚头、张拉段（自由段）和外锚头等组成。

预应力锚杆的安装工艺基本和中空注浆锚杆的安装工艺相同，不同的是预应力锚杆在注浆前要用预应力扳手对预应力外锚段施加预应力，施加的预应力要大于60°KN。

3.2 中导洞法施工双连拱段

(1)中导洞开挖:单线小间距分离段左线隧道掘进施工完成后，采用中导洞法施工双连拱段。中导洞断面尺寸根据以下条件确定：1)中隔墙的高度和基础宽度；

2)中隔墙施工空间；3)隧道出碴施工空间。隧道出碴施工空间。通过对这以上三个因素的综合考虑，本隧道确定中导洞的断面尺寸为7×7m。按照此高度开挖中导洞，中隔墙施作完毕后，其顶部恰好顶住上部岩层。为了扩展出最后一节中隔墙的施工空间，中导洞要向前延伸开挖20～30m。（见中导洞施工示意图）

(2)中隔墙施工:中导洞开挖完毕后需尽快施作中隔墙。中隔墙施工前应对基底进行岩溶检测，施工放样时应注意：由于中隔墙的宽度渐变，每一里程对应到左线中心线的宽度都不同，在施工放样时必须精确计算出左线中心线和中隔墙中线的线间距（见中隔墙示意图）。

中隔墙分基础和墙身两部分浇筑。

基础施工过程中要保证施工宽度和设计宽度相符合。基础模板利用中导洞两侧边墙支撑钢管和方木进行支撑，在浇筑基础混凝土时预埋两根φ50PVC管，并在中隔墙基础顶面预埋接茬钢筋。

墙身施工前，基础表面要凿毛并冲洗干净，以保证基础和墙体有较好的衔接。墙身模板拼装应牢固，在每节段混凝土浇注前预埋两根φ50PVC管，PVC管高度要大于墙体高度，并用弯头与基础预埋的PVC管上口连接。混凝土浇筑到中隔墙设计标高时，墙体两侧同时收回30cm（预留二衬位置），中间部位继续向上浇注混凝土直至抵住中导洞拱顶岩层，应保证与中导洞拱部岩层相接触的这部分混凝土密实，如果有缝隙可采用喷射混凝土或注浆法将缝隙填塞充实。

墙体内预埋的PVC管上口应高于预留二衬面10cm左右。在预留30cm的二衬混凝土面上每侧要预埋两排接茬钢筋，以保证二衬混凝土与中隔墙的衔接。并在两排接茬钢筋中间预埋钢片止水带，钢片止水带宽30cm，其中15cm预埋到

中隔墙墙身混凝土中，外露部分在左、右线衬砌时埋入二衬混凝土中，钢片止水带在此施工缝中起着重要的止水作用。

(3)中导洞扩挖施工:中导洞扩挖采用预裂爆破法施工，在扩挖过程中需做好中隔墙防护，防止开挖爆破对中隔墙体造成破坏，本隧道在中导洞扩挖过程中采取了如下施工及和防护措施：1)短进尺、弱爆破，控制钻眼的方向，使爆破的冲击力及飞出的碎石尽量向岩壁，减小对中隔墙的冲击和对墙面及钢片止水带的损伤；2)中隔墙及钢片止水带表面采用竹胶板覆盖；3)采用方木对中隔墙墙体进行支撑，方木一端顶住墙体，一端顶住中导洞一侧岩壁，用这种方法改善爆破产生的冲击力对中隔墙的影响；4)由于中隔墙顶岩层较薄，扩挖过程中拱顶岩层有局部脱落，对脱落的岩层采用型钢支撑，使其上端顶住岩层，下端顶住中隔墙墙顶，型钢两侧分别挂设双层钢筋网，喷射混凝土将其封闭，使左、右洞独立成环，保持左、右洞身的自稳性。

采用如上措施，顺利完成了中导洞扩挖施工，并且对中隔墙墙体没有造成损伤。

(4)双连拱段衬砌施工:连拱段衬砌施工，要保证防排水性能，所以衬砌台车就位前需做好以下工作：1)在衬砌台车定位前先将中隔墙顶的钢片止水带修复。

2)对中隔墙内预埋的φ50PVC管做注水试验。（从中隔墙顶φ50PVC管口注水，观察PVC管下口是否出水）。3)对堵塞的PVC管在中隔墙顶（与二衬接触施工缝处）重新开槽埋入φ50PVC管，且PVC管从钢片止水带下方穿过。4)防水板下端与中隔墙接茬钢筋绑扎牢固，防止在浇筑混凝土时，混凝土将防水板顶起进入透水盲管中。

3.3 CD法施工大跨段

3.3.1 大跨段开挖

DK33+222～+301是两条单线隧道合为双线隧道的连接段。此段分别加宽3.1m、2.4m、1.8m，隧道跨度由14.9m变化为13.6m。由于此段跨度较宽，采用CD法开挖，避免开挖宽度过大影响隧道的稳定性，出现坍塌事故。

右线开挖至DK33+222处利用单线凿岩台车开挖大跨段的右侧，向前掘进30～50m空间即可展开，此时右侧掘进向左侧扩孔。

3.3.2 大跨段衬砌施工

因为大跨段是单线隧道和双线隧道的连接段，跨度大，稳定性相对较差，因此开挖完毕后应立即施作二衬混凝土。

大跨段二衬台车两侧边模始终不变但需更换顶模。首先安装加宽1.8m的顶模，衬砌完成后将所有模板脱掉更换加宽2.4m、3.1m的顶模。由于丝杠过长易产生变形，加固不到位，所以加宽龙门架。衬砌时可先施工2.4m加宽段，衬砌