棋盘关连拱隧道施工方案

棋盘关连拱隧道快速施工方案、施工方法
一、工程概况
棋盘关隧道位于四川省广元市转斗乡黎明村一组，距广元市约５5km,位于陕川交界处。

设计单洞建筑限界净宽10．2５m,净高５．0m，为连拱隧道。

隧址区位于四川盆地北部边缘，属构造侵蚀浅切割中低山地形。

隧道洞身段穿越地层主要是志留系页岩,洞身段围岩的稳定性主要受岩体坚硬程度、完整性及地下水的活动制约。

隧道设计基本概况如下表:
隧道概况一览表表1
二、工程特点和难点
1、九个月建成棋盘关双连拱隧道,这在中国乃至世界上都是空前的,如果能够顺利完成，我们将创造双连拱隧道施工新的世界纪录，我们将创造历史。

2、棋盘关隧道地质条件较差,施工条件一般，隧道进出口围岩情况较差,洞身中段围岩情况较好，主要围岩类别为Ⅳ、Ⅴ级，且属连拱结构,选择合理的
施工方案,减弱施工对围岩的扰动，是确保结构稳定和施工安全的关键。

3、减少对中隔墙的扰动，增强其稳定、设计位置是施工的难点。

4、连拱隧道施工工序复杂，相互干扰大,合理选择施工工艺和安排施工工序是加快施工进度,保证工程质量的关键。

５、K0+470处有一冲沟,该处最小埋深为27m ，如何做好及时的防排水并顺利通过该浅埋段是本隧道施工的又一难点。

6、隧道进出口场地狭窄,施工交通受二专线影响较大。

三、施工方案的总体考虑及施工原则
(一)总体施工方案
棋盘关隧道施工开挖断面大,围岩自稳性不强，为加速施工，隧道左右洞均采用三导坑分块开挖，锚喷及钢架支护成洞方法。

由于工程工期紧,加之中导洞及侧导坑开挖断面小,为了按期完成施工任务，在保证施工安全和工程质量的前提下，开挖支护与二次衬砌同时作业,二次衬砌滞后下导开挖不超过6０m ，混凝土仰拱浇筑与土石方开挖出渣同时进行,采用以下施工方案（图１）：
图１ 双连拱隧道三导洞施工流程图 111
2233
1、中导洞和左、右侧导洞同时掘进,初期支护紧跟,但三导洞不同时爆破。

开挖速度和导洞间前后距离不受限制，三洞各自尽快向前施工。

2、为了保证主洞拱部开挖支护的安全及主洞有足够的作业面,根据围岩情况，侧导洞开挖宽度应不小于５ｍ。

3、施工中选围岩较好地段开设横通道增加施工工作面,以加快进度,共设3条横通道，如图2
图2 横通道平面位置图
4、中导洞和左、右侧导洞开挖、初期支护完全通过第一横通道后继续向前施工，出渣、运输从左侧导洞进出。

同时中导洞采用整体模板从洞口向里衬砌。

待中导洞衬砌强度达到１００%，右主洞开始施工。

右洞先进行主洞顶上导坑开挖及支护，下导坑开挖也应相应跟进。

5、左主洞施工方法同右主洞。

左、右主洞施工作业面间距保持在２0—30m 左右。

6、仰拱及路面施工采用隧道底部搭设排架,不影响施工底部初期支护、混凝土仰拱浇筑和回填混凝土。

7、由于棋盘关隧道进、出口地段均为Ⅴ类围岩，且进、出口端均设计有明洞，从进场条件考虑,原则上棋盘关隧道左右洞均以出口端作为主攻方向,采取双向施工,进口施工滞后出口施工15天。

右 侧 导 洞
左 侧 导 洞中 导 洞
右主洞左主洞
左主洞右主洞横通道横通道广元端陕西端
8、K0＋470浅埋地段根据导洞开挖情况及时进行地表注浆,封闭裂隙阻止地表渗水。

9、出口出碴采用5t自卸汽车运输，跨越二专线直接运至弃碴场。

进口出碴由5t自卸汽车运至洞口,临时倒入右线右侧临时堆放点，然后采用15ｔ自卸汽车跨越二专线转运至弃碴场。

10、进口施工材料无法运送至洞口,施工中采用吊车或卷扬机将钢材吊运至陕西端高速公路右幅桥面，将右幅桥面作为钢材加工场。

喷浆料在桥下转运，由吊车吊运至洞口。

混凝土施工可将输送泵置于桥下输送至作业面。

（二)施工原则
连拱隧道的特点是分块切割,多次扰动，这种扰动不仅来自本洞,而且来自邻洞。

多次扰动将使岩体力学指标下降,危及洞身山体稳定，造成坍塌。

施工过程将严格遵循“少扰动、短进尺、严注浆、快封闭、弱爆破、勤量测、紧衬砌”的施工原则，充分保护和利用围岩的自稳能力。

1、少扰动。

一是在开挖机械的选用上，使用对围岩震动小的机械，Ⅴ级软岩使用镐产或挖掘机开挖;需钻眼时选用一般风动凿岩机,以免其用水量大、压力大、震动大导致围岩过大扰动;二是在左右洞施工工序的先后安排上,要利于围岩的稳定；三是弱爆破。

2、短进尺。

棋盘关隧道主要为Ⅳ、Ⅴ级围岩,开挖应结合设计钢拱架、钢格栅的纵向间距确定循环进尺,Ⅴ级围岩段循环进尺0．5~1．0m,Ⅳ级围岩地段循环进尺1.0～1.5m。

3、严注浆。

注浆加固围岩是确保连拱隧道施工的一个重要手段,可以提高围岩的整体性和自承能力,注浆严格施作，以确保其加固效果。

4、快封闭。

强调支护的时效性，是确保软弱围岩坍陷的有效措施。

除立即按设计要求进行初期支护外，对于主洞还要及时落底施做仰拱。

同时做好防排水,防止围岩浸水弱化。

5、弱爆破。

即采用微震光面爆破技术，加强爆破震动监测,减少爆破震动对围岩的影响,并确保已经施作了的二衬的安全。

6、勤量测。

通过精心、规范的监控量测和快速灵敏的信息反馈体系,随时掌握围岩和支护的变形情况，科学修正支护参数，调整施工方案，保证施工安全。

7、紧衬砌。

即在监控量测的指导下,及时进行二次衬砌,以发挥其作用。

四、施工安全措施
1、加强监控量测指导施工。

发现监测数据异常,立即上报监理工程师,在监理工程师许可下及时采取加强支护措施。

2、根据以往施工经验三导洞开挖后应力在中墙与左右洞拱脚的交点处、拱顶及拱腰较为集中,导洞在大部分区域处于压应力,底拱一小部分将产生拉应力，为施工安全考虑,三导洞底板应进行拱架封闭,侧墙支护应进行加强。

3、考虑赶工情况下，正洞开挖与二次衬砌留有足够的操作空间，减少各工序施工干扰，二次模筑衬砌到主洞掌子面的最大间距应至少保证60ｍ，为使收敛变形可控，应加强洞身初期支护。

4、左正洞开挖应滞后右正洞开挖至少20m。

5、为保证中导洞上方土体充分卸荷,正洞开挖应至少在中墙浇筑3０天后进行。

6、为确保赶工期间的施工安全,浅埋段及时进行地表预注浆，以固结围岩封闭地表水的渗入。

7、侧导洞应在横通道口前后15ｍ加强支护，见图3。

横
通
道
侧导加强支护段
图３ 三导横通道段加强支护平面图
五、三导洞及横通道设计建议
1、喷射混凝土强度等级建议提高至C ３0。

2、正洞初期支护钢架建议采用Ⅰ２2b 工字钢。

3、侧导及中导洞初期支护钢架建议采用Ⅰ2０b 工字钢。

4、三导坑初期支护药卷锚杆建议采用φ２５ L ＝3.5ｍ。

5、横通道口前后15m 的侧导洞初期支护应加强,拱架间距建议不大于5０ｃm 。

６、三导坑底部建议采用Ⅰ20b 工字钢连接边墙拱架，以使三导坑初期支护闭合，形成一个整体受力体。

C3０喷射早强砼,2４cm 厚。

7、三导坑断面应不小于5m ×６m(宽×高），横通道断面不小于6.５m ×
7.5m（宽×高)。

8、横通道初期支护建议采用Ⅰ20ｂ工字钢,间距0.５m;φ2５L=3.5m
径向药包锚杆，纵环向间距1m×０.５m；全断面铺设φ8钢筋网片,C30喷射混凝土厚度２６cm。

六、施工部署及工期安排
右洞在2009年12月31日前完成通车,装饰工程及剩余附属工程在201０年3月底左洞完成通车后施工，总合同工期不变。

拟投入人员及机械设备见表1
施工进度计划见表2。