公路隧道工程連拱隧道施工技術(shù)

李 進(jìn) 宏

(山西路橋第一工程有限責(zé)任公司，山西 太原 030000)

0 引言

公路隧道工程屬于大型項(xiàng)目工程，在項(xiàng)目實(shí)施的過程中會(huì)涉及到細(xì)膩的施工技術(shù)，并且存在很多不安全因素，而想要促進(jìn)項(xiàng)目的順利實(shí)施，選擇科學(xué)的技術(shù)是提高工程項(xiàng)目質(zhì)量的關(guān)鍵，在隧道建設(shè)中通過連拱隧道施工技術(shù)的應(yīng)用能夠提高工程的進(jìn)度和質(zhì)量，因此對(duì)該技術(shù)進(jìn)行研究顯得意義重大。

1 工程簡(jiǎn)介

某隧道工程是其整個(gè)高速公路項(xiàng)目中的唯一一座隧道工程，整個(gè)工程項(xiàng)目的隧道軸線方向約302 m，整個(gè)工程的全長(zhǎng)度為249 m，最大埋深處為83.8 m，經(jīng)過前期的地質(zhì)勘探可以發(fā)現(xiàn)，Ⅲ級(jí)圍巖30 m，Ⅳ級(jí)圍巖149 m，Ⅴ級(jí)圍巖70 m。整個(gè)隧道工程都處于剝蝕低中山區(qū)，地勢(shì)起伏比較明顯，出口位置的斜坡度較大。

2 總體施工工序

當(dāng)前我國(guó)的隧道工程來進(jìn)行開挖施工主要分成兩個(gè)種類：其一是按照兩個(gè)獨(dú)立單洞來進(jìn)行開挖施工，該中放主要是應(yīng)用在圍巖條件較高的位置上；其二是三導(dǎo)洞開挖施工方法，也就是先進(jìn)行開挖然后才能進(jìn)行中隔墻建設(shè)施工方法，這種方式通常都使用在淺埋或者軟弱圍巖的地質(zhì)條件中。根據(jù)該地區(qū)的地質(zhì)條件分析可以確定，其主要強(qiáng)～中風(fēng)化巖性質(zhì)為主，經(jīng)過綜合分析之后確定使用三導(dǎo)洞的施工方法，根據(jù)施工具體要求開展施工[1]。

2.1 中導(dǎo)洞開挖

本次隧道工程項(xiàng)目施工中，對(duì)于中、側(cè)導(dǎo)洞的位置主要采用的是新奧法來進(jìn)行施工。從設(shè)計(jì)方案中可以了解到，Ⅴ級(jí)導(dǎo)洞主要采用的是上下臺(tái)階的方法來施工，而Ⅳ級(jí)則應(yīng)用的是全斷面施工方法。開挖施工之后應(yīng)該立即開始導(dǎo)洞支護(hù)施工，從而可以建立完善的穩(wěn)定環(huán)狀形式。

2.1.1Ⅴ級(jí)圍巖導(dǎo)洞開挖

開挖方法：

1)中導(dǎo)洞上臺(tái)階開挖，根據(jù)施工規(guī)范要求開始臨時(shí)支護(hù)施工；

2)中導(dǎo)洞下臺(tái)階開挖，根據(jù)需要來進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)施工；

3)交錯(cuò)布置至少需要間隔50 m，同時(shí)可以開始導(dǎo)洞開挖施工，并且進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)處理。

根據(jù)施工技術(shù)要求來進(jìn)行開挖長(zhǎng)度與支撐賬面間隔距離的確定，保證其技術(shù)要求也達(dá)到規(guī)定要求。

2.1.2Ⅳ級(jí)圍巖導(dǎo)洞開挖

開挖方法：

1)中導(dǎo)洞全斷面開挖，開始進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)施工；

2)交錯(cuò)50 m位置來進(jìn)行導(dǎo)洞開挖施工，同時(shí)進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)施工。

根據(jù)施工技術(shù)要求來進(jìn)行光面爆破施工，同時(shí)應(yīng)該嚴(yán)格控制開挖長(zhǎng)度尺寸，確保其符合工程設(shè)計(jì)方案的要求。

2.2 中隔墻施工

中隔墻結(jié)構(gòu)的主要作用就是承載豎向壓應(yīng)力，在應(yīng)用的過程中，從軸線受壓逐步的轉(zhuǎn)變成為偏心受壓的形式，然后再次恢復(fù)為軸線受壓的形式。最大彎矩通常都出現(xiàn)在二次襯砌部分的施工，最大軸力需要在隧道施工結(jié)束之后才出現(xiàn)。在整個(gè)施工的過程中，應(yīng)該充分的考慮到其抗傾覆、抗開裂方面的問題[2]。

2.2.1中隔墻施工方法

中導(dǎo)洞全面的通過之后，就需要馬上進(jìn)行中隔墻結(jié)構(gòu)的施工。為了能夠使得人員、機(jī)械的施工順利進(jìn)行，可以使得材料運(yùn)輸更加的便利，避免造成施工的干擾。本次隧道工程中，應(yīng)該從進(jìn)口端采用倒退的方式來開始進(jìn)行隔墻結(jié)構(gòu)的施工。在施工澆筑完成之后，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到了設(shè)計(jì)要求之后，就需要進(jìn)行主洞的開挖施工，可以提高施工效率。

2.2.2中隔墻施工要點(diǎn)

中隔墻在開始施工之前應(yīng)該進(jìn)行中線復(fù)測(cè)確定，同時(shí)還應(yīng)該將基底位置上的積水清理干凈，避免該結(jié)構(gòu)出現(xiàn)下沉的情況，還應(yīng)該及時(shí)的進(jìn)行錨桿施工。

中隔墻的施工縫也極易受到結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響，在施工中應(yīng)該進(jìn)行鑿毛處理，同時(shí)要按照設(shè)計(jì)方案的要求來設(shè)置止水條結(jié)構(gòu)。

中隔墻兩側(cè)的位置上模板應(yīng)用φ12拉桿進(jìn)行固定處理，同時(shí)還應(yīng)該在內(nèi)部1.5 m以上的位置上應(yīng)用橫向支撐來避免模板出現(xiàn)移動(dòng)的情況。

中隔墻的主要結(jié)構(gòu)形式就是鋼筋混凝土，由于基礎(chǔ)、斷面的尺寸相差比較大，在實(shí)踐中要從立面與施工的角度方面來考慮，可以分兩次來進(jìn)行施工。此時(shí)可以先進(jìn)行中隔墻部分的澆筑施工，在達(dá)到了要求之后就能夠?qū)⑵渥鳛楣ぷ髌脚_(tái)來進(jìn)行墻身部分施工。

中隔墻混凝土澆筑施工到頂部位置上，需要間隔5 m就要布置φ42.5 mm注漿導(dǎo)管，為后續(xù)注漿、回填施工打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

中隔墻施工要根據(jù)需要在主體支撐位置上設(shè)施連接螺栓，確保各個(gè)方向的間隔距離達(dá)到要求。

中隔墻防偏壓處理：因?yàn)檫B拱隧道的左右位置上存在很大的差異，并且存在爆破振動(dòng)的影響，分步施工會(huì)持續(xù)給墻體造成擾動(dòng)影響，可以將側(cè)向和正洞的初期支護(hù)壓力直接傳輸?shù)街懈魤Φ奈恢蒙希藭r(shí)會(huì)導(dǎo)致墻體結(jié)構(gòu)受力不均衡的情況存在。因此，在開挖之前應(yīng)該根據(jù)施工工藝的要求進(jìn)行偏壓處理，采取合理有效的措施進(jìn)行回填施工，確保結(jié)構(gòu)性能達(dá)標(biāo)，見圖1。

2.3 主洞開挖

根據(jù)設(shè)計(jì)方案以及工程技術(shù)規(guī)范的要求，Ⅴ級(jí)圍巖開挖的過程中應(yīng)該采用上下臺(tái)階預(yù)留方法來進(jìn)行施工，而Ⅳ級(jí)則應(yīng)用臺(tái)階法來進(jìn)行施工。開挖施工結(jié)束之后就需要來進(jìn)行導(dǎo)洞支護(hù)處理，此時(shí)可以將整個(gè)結(jié)構(gòu)形成穩(wěn)定的封閉結(jié)構(gòu)。根據(jù)施工進(jìn)度計(jì)劃的要求，首先開始左洞開挖施工。

1)暗洞沉積采用的是新奧法來進(jìn)行施工，可以選擇復(fù)合支護(hù)方式來進(jìn)行。

2)Ⅴ級(jí)圍巖隧道施工工序如下所示：

a.中導(dǎo)洞上臺(tái)階開挖，采取必要支護(hù)方式；

b.中導(dǎo)洞下臺(tái)階開挖，進(jìn)行必要臨時(shí)支護(hù)；

c.中導(dǎo)洞貫通后，然后開始中隔墻施工，在墻身結(jié)構(gòu)施工結(jié)束之后就能夠在頂部回填施工；

d.交錯(cuò)布置50 m就能夠開始導(dǎo)洞開挖施工，同時(shí)要進(jìn)行必要的支護(hù)施工處理；

e.中導(dǎo)洞回填施工；

f.拱部圍巖開挖施工，同時(shí)還應(yīng)該設(shè)置支護(hù)與鋼架架設(shè)施工，此時(shí)應(yīng)該在左、右方向錯(cuò)開2洞布置；

g.交錯(cuò)2洞布置，同時(shí)應(yīng)該進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)施工;

h.拆除臨時(shí)支護(hù)；

i.進(jìn)行仰拱混凝土施工；

j.防水部分施工，然后就是二襯混凝土施工。

3)Ⅳ級(jí)圍巖隧道施工順序：

a.中導(dǎo)洞實(shí)施全斷面開挖施工，同時(shí)開始初期支護(hù)施工；

b.中導(dǎo)洞貫通后，然后進(jìn)行中隔墻施工，然后在頂部注漿施工；

c.交錯(cuò)布置50 m開始進(jìn)行導(dǎo)洞開挖施工，同時(shí)進(jìn)行支護(hù)施工；

d.中導(dǎo)洞回填和臨時(shí)支撐；

e.主洞開挖臺(tái)階施工，同時(shí)還應(yīng)該進(jìn)行支護(hù)和鋼拱架的施工，必須要確保左右臺(tái)階開挖至少需要錯(cuò)開2洞進(jìn)行。此時(shí)要嚴(yán)格執(zhí)行施工工藝方案來進(jìn)行支護(hù)施工，避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形問題[3]；

f.交錯(cuò)2洞開始臺(tái)階開挖施工；

g.拆除臨時(shí)支護(hù)；

h.施工仰拱混凝土;

i.防水結(jié)構(gòu)施工。

2.4 初期支護(hù)

初期支護(hù)是導(dǎo)管、鋼筋網(wǎng)、鋼架以及噴射混凝土所組成整體的受力結(jié)構(gòu)。本次工程中主要應(yīng)用到的是C25混凝土、φ8或φ6鋼筋網(wǎng)以及導(dǎo)管與錨桿。

2.5 二次襯砌

對(duì)于偏壓過大的部分，應(yīng)該根據(jù)工程的實(shí)際情況選擇使用二襯混凝土來進(jìn)行澆筑施工，根據(jù)本次設(shè)計(jì)方案與施工工藝的要求，選擇使用二襯施工，此時(shí)應(yīng)用的是12 m液壓鋼模臺(tái)車來進(jìn)行施工，選擇整體澆筑的方式來進(jìn)行施工。

3 結(jié)語

本次連拱隧道施工的過程中，根據(jù)工程中的圍巖種類選擇合適的開挖施工方法，在中隔墻施工的過程中選擇使用的是倒退方式來進(jìn)行澆筑施工，這種方式可以為主洞開挖提供合適的條件，還能夠有效的提升施工效率。但是應(yīng)該注意的是，在襯砌施工的過程中要綜合考慮到地質(zhì)條件與監(jiān)控信息，否則將無法保證工程的質(zhì)量。經(jīng)過實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)可以發(fā)現(xiàn)，采取該方法能夠確保施工進(jìn)度、質(zhì)量和安全性，為我國(guó)公路隧道工程技術(shù)的提升打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。