大跨径连拱隧道中隔墙施工处理技术探讨
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西汉高速双连拱隧道中隔墙优化探讨[摘要] 本文通过对目前已完成的西汉高速连拱隧道进行分析总结,从中隔墙构造以及开挖方案进行分析比较,提出了一些连拱隧道设计的优化思想,和同行们进行探讨,以便能够更好的解决目前连拱隧道存在的问题。
[关键词] 连拱隧道中隔墙空洞设计优化1、引言随着我国公路建设的快速发展,连拱隧道因其开挖跨度大、施工工序交错多、防排水要求高、围岩应力变化和衬砌荷载转换复杂等原因,在建设中暴露的问题也比较多,其中以中隔墙开裂和渗漏水最为常见和严重,这也使得中隔墙的设计优化成为连拱隧道研究的焦点。
2、连拱隧道的中隔墙构造2.1 一次浇注的整体式中隔墙构造一次浇注的整体式中隔墙构造,是目前西汉高速连拱隧道设计和施工中采用较多的一种方法。
该形式的中隔墙,各单位的设计大同小异,其主要差异在中隔墙厚度的选择、中隔墙顶部与正洞连接部位的处理以及中隔墙的防排水系统的设计等。
图2.1-1、2.1-2是目前连拱隧道设计中常见的一次浇注整体式中隔墙构造图。
2.1.1 一次浇注的整体式中隔墙构造缺陷分析及优化方案2.1.1.1 中隔墙顶部空洞上述两种一次浇注的整体式中隔墙,都会造成中隔墙顶部出现空洞。
空洞的形成原因是:在立模浇注中隔墙时,由于中导洞顶部是圆弧构造,中隔墙立模空间限制,中隔墙顶部的细节构造限制,中隔墙中预埋的防排水系统的限制,造成中隔墙浇注时顶部不能和中导洞弧顶密实连接,从而形成中隔墙顶部的空洞,空洞的存在会导致中隔墙不能及时给上部围岩提供约束力,从而造成在正洞开挖时,由于围岩应力变化,中隔墙顶部的围岩出现无约束或约束力不够而出现大的位移,从而连带周边围岩共同变形,使围岩处于一个极不利的力学状态。
正是由于这种原因,造成隧道局部出现坍塌,或引起隧道中隔墙的变形、开裂,致使隧道处于不利状态。
图2.1-1图2.1-22.1.1.2 中隔墙顶部空洞处理方案目前常见的中隔墙顶部空洞处理方案是对顶部空洞进行注浆填补空洞,通常的注浆方案有两种。
连拱隧道中隔墙的选择与施工本文分析、比较了三种连拱隧道中墙的优缺点,并介绍了一些中墙的施工经验。
标签连拱隧道;中墙;选择;施工连拱隧道上、下行线通过中隔墙分开,与传统的隧道形式相比,隧道洞口需要的过渡段短,节约土地,同时又既有外型美观的特点,因此在城市交通及高速公路建设中被广泛采用。
1 中墙主要的结构形式连拱隧道中隔墙先行施工,支撑拱顶,将开挖断面分割,达到减跨的目的。
中墙在主洞施工时受到各方向反复的作用力,并支撑作用在拱部上的荷载,受力十复杂,是连拱隧道最重要的结构体,中墙设计、施工的质量好坏,直接关系到整座隧道的成败。
从目前建成的隧道及各种研究的情况看,连拱隧道中隔墙主要以下三种结构形式,如图1、2、3所示。
2 方案的比较第一种形式在2000年以前曾被广泛采用,实践证明此种中隔墙的弊病较多,存在先天不足,现在已经基本不采用,主要存在以下的弊病:⑴中墙与左右洞二衬分三次施工,施工缝不易完全对齐,造成错缝,受力不均,容易造成中墙纵横向开裂。
⑵排水系统设计不合理,防水板在拱部接头,作业空间小,很难保证焊接质量,排水管容易被堵塞,造成中墙接头部位渗水。
⑶排水系统设在中墙顶,拱顶回填混凝土浇筑在碎碎石层上(一般50cm厚),基础不稳,难于达到支撑的作用,同时混凝土也易堵塞盲沟。
⑷接头部位弧形难对应,造成错缝漏浆,建成的隧道多需要装修,影响混凝土外观。
⑸中墙作为永久结构,受力大,易下沉开裂,病害较多。
⑹对于需要爆破的石质围岩增加中墙保护费用,而且一般保护不好,需要二次装修。
⑺主洞的初期支护(钢支撑)没有支撑点,只能支撑在回填混凝土上,受力结构不合理。
后两种形式是在第一种形式上发展而来的,吸取了单洞隧道的施工经验,在技术上有很大的改进,目前应用较广。
第二种方案比第一种方案有很大的改进,排水系统设计更加合理,中隔墙作为临时支护结构,没有外观要求,减少了投入。
但此种结构仍然有自身的缺点,主要表现在:⑴中隔墙分基础和墙身施工,工序较多。
公路双连拱隧道中隔墙结构形式不足与优化改进探讨公路连体隧道因其占用土地少,对环境破坏小、有利于路线穿越不良地形条件、空间利用率高、结构整体性好、综合造价较低等诸多优点,在公路工程中已得到越来越广泛的应用。
但是在一些实际施工中还是反映出无论在设计上还是实际操作上都存在一定的争议,存在一定得问题,其效果往往还不如分离式隧道更有效,施工更简便。
特别是中隔墙部位和防排水等问题上还有一些问题急需解决。
笔者下面就针对对目前常见的几种联体隧道出现的问题进行探讨,发表一些自己的见解。
首先,先讲一讲双连拱隧道的结构特点:与分离式隧道相比,连拱隧道的最大特点就是在左右主洞之间由一条中隔墙分开,中隔墙是关键部位。
连拱隧道的关键技术问题在于中隔墙的强度问题、稳定问题及围岩的变形问题。
如果中隔墙修筑不理想,直接导致隧道围岩跨度增大,开挖后拱部岩体在自重应力场作用下向洞内移动,并导致两侧岩体受压,拱顶下沉急剧增大,由此而导致支护结构体系的破坏,因此中隔墙施工质量对围岩稳定性、结构受力大小和结构安全有直接的影响。
目前常见中隔墙结构形式有以下几种:常见中隔墙结构形式如下图:①----墙肩纵向管;②----防水卷材+土工布;③----形排水管;④----底部三通。
图1、直墙式①----墙肩纵向管;②----防水卷材+土工布;③----型排水管;④----底部三通管。
图2、曲墙式1.墙身一次浇筑成型的,又有直墙式和曲墙式两种:在肩部有两道纵向施工缝,左右洞防水布紧贴在中隔墙顶,和中隔墙顶的防水布相连,墙肩上一般还有两条纵向排水管与预埋在中隔墙中间的Y型排水管相连接,再通过墙底部的三通管引到边沟等洞内排水系统。
(如图1、2)2.墙身分三次浇筑的:墙身第一次浇筑时,预留出二衬厚度,待主洞开挖后再与二衬一起浇筑,左右洞防水布在中隔墙第一次浇筑时紧贴墙顶预埋,排水管在二衬时埋设。
(如图3)①----墙肩纵向管;②----墙顶防水卷材+土工布;③----墙侧壁PVC管;④----主洞防水卷材+土工布;⑤----墙基座纵向PVC管。
大跨双连拱隧道三导洞施工技术探讨摘要:大跨双连拱隧道相对于其他形式的隧道,有占地面积小、拆迁量小、接线容易、线行流畅美观等优点,在交通工程建设中得到了广泛的应用。
但是由于双连拱大跨度隧道在受力分析上存在许多不利因素,在设计和施工方法上还不完善,尚处于摸索和积累经验阶段,因此其施工难度很大。
本文主要对大跨双连拱隧道三导洞施工技术进行了分析探讨。
关键词:大跨双连拱隧道重难点分析三导洞工法不足改进引言:双连拱隧道占用土地节省,对于地形变化较大和土地资源匮乏的山岭重丘地区和城市市政工程比较适用;但双连拱隧道的施工工序复杂,所需建设工期相对较长,故只适宜在中短隧道中采用。
由我公司承建的贵阳遵义中路隧道为双向六车道连拱隧道,隧道建筑限界宽31.40m,高5.0m,采用复合式曲中墙结构,中隔墙最小厚度140cm。
隧道全长485m,隧道最大埋深约51m。
隧道平面线形呈S 形,隧道纵断面为上坡,坡度为3.66%。
1、大跨双连拱隧道重难点分析及对策1.1遵义中路为双向六车道隧道,跨度大,围岩以软弱围岩为主,岩体破碎,稳定性极差。
合理安排施工顺序、减少相互干扰,安全、快速掘进是本项目的重点;防大变形、防坍方是本工程的难点。
相应对策如下:1.1.1 缩短施工准备期,快速进洞。
1.1.2 采用侧翻装载机装碴,增加出碴运输车辆,缩短出碴时间。
1.1.3 Ⅴ级围岩段采用三导洞工法施工,短进尺,多循环,确保施工安全。
1.1.4 加强现场组织管理,确保各工序之间衔接紧凑,缩短工序循环时间。
1.1.5 隧道左、右线开挖面错开距离大于50m,采取超前预报和现场监测,及早发现及早采取措施,确保施工安全。
1.1.6 及时调整施工方法,采用弱爆破进行钻爆开挖。
不良地质段尽量采用人工风钻开挖,短进尺、弱爆破、强支护。
做好爆破设计,确保爆破进尺和爆破成形。
1.1.7初期支护紧跟开挖面,回填注浆及时施作,减少隧道围岩的变形。
二次衬砌及时跟进,确保施工安全。
对连拱隧道中大跨度施工技术的探讨摘要对连拱隧道进行了介绍,结合具体工程实例,从中导洞施工、中隔墙施工、中隔墙顶部防排水、正洞开挖等方面对连拱隧道的施工工艺进行了介绍,强调了隧道监控量测的重要性,从而完善连拱隧道施工技术,积累连拱隧道施工工艺。
关键词连拱隧道;大跨度施工工艺随着我国公路隧道建设的发展,连拱隧道也越来越多。
连拱隧道一般应用于中短隧道,常常与边坡结合在一起,同时连拱隧道施工过程非常复杂,不同的施工方案带来不同的力学行为,故有必要对连拱隧道在施工方案进行了分析,尤其是在边坡影响的情况下。
1工程概况某隧道全长450m,为双向六车道,隧道采用三心圆结构(r1=850cm,r2=600cm),双洞总跨度达34.39m,设计标高为5m,设计时速120km/h。
隧道地处钾长花钢岩构成剥蚀低山、丘陵区,山体东坡较缓,西坡相对较陡,地表植被十分发达,主要灌木及少量松木、杉树,进出口段表部为含碎石亚粘土,结构松散,下伏基岩为某山早期侵入强风化钾长石花岗岩,岩石节理发育,呈破碎结构,稳定性差,在隧道开挖后,改变了岩体的初始应力状态,在应力释放和应力重分布过程中,岩体向洞内产生变形,如不及时支护,极易造成坍塌现象的发生。
隧道中间段为燕山晚期第二次侵入微风化钾长石花岗岩,岩石呈块状构造,岩体呈镶嵌结构,受风化程度小,硬度系数f≥13,围岩整体性强,利于洞身开挖的安全。
该区内地震烈度为Ⅵ度区,地震强度低。
2施工方案针对施工工期较为紧张,我们结合了本设计及地质实际情况,借鉴国内同类隧道施工的成功经验,优化了设计方案,采取了中导洞、中隔墙超前,隧道正洞与中隔墙平行作业的方式,其具体的工艺流程为:先施工中导洞,贯通后浇筑中隔墙墙砼,待砼强度达到设计强度,并能独立完成岩体承载后进行正洞施工,仰拱及二次衬砌跟上,正洞施工到围岩变形基本稳定后,进行另一侧正洞施工。
1)辅助施工措施。
①超前大管棚施工工艺。
隧道进出口属于浅埋段,属五级围岩,为保证安全进洞,本设计设置了长管棚支护,管棚钢管采用外径中108mm,壁厚6mm热轧无缝钢管,每根钢管总长为40m,由节长4m、6m的钢管采用15cm连接套管丝扣连接,相邻接头错开不小于1m,沿线路纵向同一横断面接头数不大于50,钢管以0.50~10夹角打设,每个洞口设置47根,环向间距40am,钢管上注浆孔径为10mm,呈梅花型布置,间距15cm,为方便插入,钢管前端做成尖形。
复杂地质条件连拱隧道中隔墙循环分段施工工法复杂地质条件连拱隧道中隔墙循环分段施工工法一、前言随着城市交通建设的不断发展,隧道工程的施工越来越受到关注。
在复杂地质条件下,连拱隧道的施工尤为困难,需要采取特殊的工法来保证施工安全和质量。
本篇文章将介绍一种适用于复杂地质条件下连拱隧道的隔墙循环分段施工工法。
二、工法特点隔墙循环分段施工工法主要特点是以隔墙体为施工的依托,将连拱隧道分成多个区段,逐段施工并逐渐推进。
该工法可以很好地适应不同地质条件下的施工需求,提高施工效率,降低工程风险。
三、适应范围隔墙循环分段施工工法适用于具有以下特点的连拱隧道工程:- 地质条件复杂,存在较大的变异性和不均匀性;- 存在大规模的岩层移动或地应力变化;- 需要迅速推进施工,以缩短施工周期。
四、工艺原理隔墙循环分段施工工法的工艺原理如下:- 首先,在初始区段根据地质条件设计合适的隔墙,将连拱隧道分隔成多个区段。
- 然后,在初始区段进行隧道的开挖和支护工作,并将其推进到一定距离。
- 接着,进行下一区段的开挖工作,并安装隔墙,将隧道再次分段。
- 随后,继续逐段施工并推进,直到完成整个隧道的开挖和支护工作。
五、施工工艺隔墙循环分段施工工法的施工过程如下:1. 分段规划:根据地质条件和设计要求,将连拱隧道分成若干个区段,并确定隔墙的位置和尺寸。
2. 掌子法开挖:采用掌子法进行隧道的开挖工作,同时根据地质条件选择合适的支护措施。
3. 构造隔墙:在开挖到规定位置后,进行隔墙的浇筑和施工,并保证隔墙的稳固性和密实性。
4. 支护工程:隔墙施工完成后,根据需要进行支护工程的施工,如锚索、喷锚和预应力等。
5. 推进施工:隧道开挖和支护工程完成后,推进至下一分段进行下一轮施工,重复以上步骤,直到完成整个隧道的开挖和支护工作。
六、劳动组织隔墙循环分段施工工法需要合理组织施工人员,确保施工任务按时完成。
主要劳动组织包括施工队伍的组建、人员分工和协调管理等方面,以确保施工过程的顺利进行。
公路隧道大跨径连拱施工工艺探讨摘要:本文通过总结近年来各地的大跨径连拱隧道的施工经验,对大跨径连拱隧道的结构特点,施工工艺进行研究。
关键词:大跨径连拱;公路隧道;施工工艺0 引言大跨径连拱隧道是现代交通的重要组成部分,并越来越不可或缺。
近年来,随着我国公路建设的快速发展,公路等级的不断提高,为改善路线线形,提高行车的安全性、舒适性和快捷性,公路隧道建设数量不断增多。
但在特殊地质及地形条件的地区,从桥梁的衔接方式、总体路线线型、工程造价等因素综合考虑,分离式隧道往往受到较大局限,因而连拱隧道方案成为重要的可选方案之一,尤其对于中短长度的隧道和长大隧道洞口段。
1 大跨径连拱隧道施工方法连拱隧道的施工工序多,施工管理不便,进度慢,一直以来就是这种隧道结构的薄弱环节,在实际工程中,大多只用于短隧道,长度很少超过500m。
因此,如何加快施工进度是连拱隧道研究的一个重要课题。
而对于大跨径连拱隧道,如何选择施工方法就显得更为重要,因其跨度大,施工稍有不慎,就可能造成安全隐患。
一种合理的施工方法不仅能加快施工进度,创造好的经济效益,更重要的是能促使隧道与围岩结构体系处于良好的稳定状态,这对于确保隧道工程质量,减少今后发生病害的可能性具有重要的意义,主要施工方法归纳如下:1.1 三导洞法即中导洞先行,双侧导洞随后跟进的方案。
有时也可先开挖双侧导坑,后开挖中导洞。
根据双侧导洞和主洞的工序不同,可分为三种方法:①三导洞-先墙后拱法。
顾名思义,先墙后拱即连拱隧道的边墙与拱部的二次衬砌是分开施作的,这将直接影响到二次衬砌的整体性。
②三导洞-全断面二次衬砌法。
待衬砌支护完成且基本稳定后再一次性自下而上完成二次衬砌的施作,符合新奥法施工原理,施工工序相对较少,具有优势。
③三导洞-双上导洞法。
此法的要点是在连拱隧道左右洞的洞顶各开挖一个导洞,形成双上导洞,通过这两个导洞对主洞进行拱部围岩加固,然后进行主洞的开挖就比较安全了。
1.2 中导洞法只有中导洞而无侧导洞的方案。
连拱隧道中隔墙防排水系统的研究摘要:连拱隧道墙体的防水排水问题一直是工程中的一个难题。
基于泄漏机理的分析和研究传统的隔墙,相应的提出了改进措施,并改善了防水和排水系统的中间隔断墙,和中间隔墙的施工方案进行了优化,较好的解决了中隔墙渗漏水问题。
关键词;连拱隧道;中隔墙;防排水系统国内高等级公路中的隧道在长度较短、埋深较浅或山体、地形等条件受限的情况下已逐渐开始以双连拱的形式出现并很快得到广泛应用,由于连拱隧道中隔墙顶部为上、下行线隧道中线的围岩裂隙水收集点,在下行隧道二衬混凝土连接到中间的墙混凝土部分一个必不可少的施工缝,是一个不可避免的缺陷结构,多拱隧道的主要问题之一,它不仅影响隧道的正常使用,时间的流逝会危及隧道的安全运行,因此,解决渗漏问题的双连拱隧道中隔墙成为科学合理地确定连拱隧道的成功或失败。
但对于连拱隧道而言,由于中隔墙屋面施工空间小、施工过程复杂、结构施工复杂,施工难度较大。
一、中隔墙渗漏水成因研究连拱隧道的中墙是整个隧道的关键过程受力体系复杂,没有明显的受力规律。
同时在保证中隔墙稳定可靠的基础上解决好防排水问题,传统上的中隔墙防排水设计如图1。
中间隔墙漏水说明原有的防水排水系统没有及时排水或已经排水。
水通过上拱与中隔墙之间的施工裂缝渗漏,造成大面积渗漏。
二、连拱隧道防排水设计与施工难点分析1.连拱隧道防排水设计与施工难点分析一共三点:第一.中隔墙顶部为上下行隧道中线顶漏斗区围岩裂隙水的汇集点,其水量必然会较大,而排水通道受阻于中隔墙。
第二.中间隔墙的顶部也是主隧道支撑与中间隔墙的连接点。
隧道初期支护的钢拱与中隔墙顶部预埋钢板连接时,应穿过防水钢板,不可避免地损坏防水层。
第三。
后中间墙屋顶防水板的设置应该把下行洞开挖,早期的螺栓,阐述了支持拆除的过程中,其防水板连接成一个整体,然后通过两个衬钢焊接和混凝土浇注可以关闭,然后经过二衬钢筋焊接、混凝土浇筑等工序才能封闭,经过长时间多道工序后,难免破损、开裂,其防水效果必然降低。
刘家湾双连拱隧道施工技术探讨摘要:河南省宛坪高速公路B12标刘家湾隧道全长220米的双拱连体隧道,论文对该大跨径连拱隧道开挖过程中工程事例的分析,结合设计、施工方面的经验教训。
主要对连拱隧道的地质构造情况、围岩特点、施工方法等方面作以阐述,并重点探讨了侧壁导坑开挖法在施工中的优劣,旨在对以后同类型工程提供一些参考。
关键词:连拱隧道,施工方法,中隔墙,侧壁导坑Abstract: WanPing henan province highway B12 standard LiuGuWan tunnel length of 220 m double arch conjoined twins tunnel, the paper long-span multiple-arch tunnel excavation process engineering example analysis, design and construction of the lessons learned. Main connecting-arch tunnel of geological structure, features and construction method of surrounding rock in such aspects as to elaborate, and discusses the lateral wall DaoKeng excavation method in the construction of the advantages and disadvantages, aim to provide some similar engineering after reference.Keywords: multiple-arch tunnel, the construction methods, the middle wall, wall DaoKeng中图分类号:U455 文献标识码:A 文章编号:随着我国高速公路的建设的迅速发展,双连拱隧道以其平面线形顺畅,外型设计美观、连接线难度小、利于环境保护等特点,在线路不便分离的情况下逐步受到设计单位的青睐,并越来越多地被采用。
大跨连拱隧道施工技术及其有限元分析摘要介绍了某六车道大跨连拱隧道新奥法施工过程中的施工工法,并结合应用有限元进行了动态施工力学分析,得出施工中初期支护和二衬的及时施作十分重要,同时中墙的设计施工是关键的控制工程。
最后针对连拱隧道设计施工中存在的问题提出了一些有益的借鉴。
关键词连拱隧道;新奥法;中墙;应力分析;有限元1 引言连拱隧道跨度大,空间利用率高,在平面线形及洞口的选择上有较大的优越性,特别是解决了复杂地质条件下的修建隧道的困难。
因此,国内外在公路,铁路和地铁等处有了越来越广泛的应用[1]。
我国的许多省市都修建了相当规模的连拱隧道,如白云山隧道,万梁金竹林隧道,京珠五龙岭隧道等。
由于连拱隧道跨度大,围岩和支护结构受力复杂。
连拱隧道在施工过程中围岩的稳定性、初次支护和二次衬砌的受力情况、中隔墙的稳定性,以及不同的开挖方式和不同的结构形式对结构的影响,已经成为现今隧道研究的关注焦点[2-3]。
本文以数值模拟为主,以河南某隧道为例,在考虑洞身浅埋的条件下,采用有限元软件,对连拱隧道出口段施工全过程进行三维数值模拟,得出了围岩位移和应力,以及中墙的受力随施工过程的变化规律。
研究结果对同类隧道的设计和施工具有一定参考意义。
2 工程概况及地质条件某六车道大跨连拱隧道全长340m。
V级围岩为全-强风化细砂岩夹泥岩,节理裂隙较发育,多呈微张状,局部泥质充填,呈碎石状松散结构-块石状镶嵌结构。
IV级围岩为弱风化细砂岩夹泥岩节理裂隙不发育,多呈微张状-闭合状,节理面平直,岩体呈大块状砌体结构。
3 隧道设计施工方案的确定隧道进出口明洞均采用明挖,在确保洞口处边仰坡稳定的条件下,然后就地模筑全断面整体式钢筋混凝土衬砌。
IV、V级围岩段隧道暗洞采用三导洞先墙后拱法施工。
施工工法[4]为:①合理控制三个导洞开挖作业之间的距离,中导洞先行,系隧道开挖的关键;再开挖地质条件较差或受力不利一侧的导洞,导洞滞后中导洞8~10米;再开挖另一侧导洞b,b导洞滞后8~10米,采用台阶法施工。
浅谈公路双联拱隧道中隔墙施工技术摘要:双联拱隧道中隔墙是隧道结构稳定的关键,中隔墙施工质量也是隧道质量控制要点和难点之一,本文结合辽宁庄盖高速公路新开岭隧道曲墙式中隔墙施工的实例,浅谈了双联拱曲墙式中隔墙施工技术工艺。
关键词:双联拱隧道中隔墙施工技术Abstract: in the arch tunnel quality.the partition is the key of tunnel structure stability, the construction quality and quality control key points and difficulties in the tunnel, one of the combined with liaoning zhuang highway to a new cover the tunnel wall type partition of the construction of song example, briefly discusses the arch song quality.the wall construction technology.Keywords: thermodynamic of construction technology of the arch tunnel partition一、工程概况新开岭隧道位于步云山村与横道河村之间,呈东南-西北走向展布,采用连拱式隧道结构类型,新开岭隧道区地层岩性主要为印支期侵入的二长花岗岩和青白口系永宁组石英砂岩,构造发育,节理裂隙较发育,且不规则,杂乱,结合程度一般,充填少量泥质或无充填,显剪性。
本隧道围岩类型为IV、V级围岩,以二长花岗岩和石英砂岩为主,岩石呈块状。
拱部无支护时可能坍塌。
左线起讫桩号为ZK45+611.827~ZK46+160.177,长548.35m,右线起讫桩号为K45+612~K46+160,长548m,属中隧道。
浅谈大跨度连拱隧道施工方法摘要:连拱隧道跨度大,空间利用率高,线形顺畅,引线占地面积少,在平面线路和洞口位置的选择上均较分修隧道具有一定的优越性,尤其解决了复杂地段修建分修隧道所存在的困难,成为在特定条件下修建隧道时采用较多的大跨度结构形式。
文章论述了六车道复合式中墙连拱隧道施工方法,提出保证隧道施工安全的关键技术措施。
关键词:公路;连拱隧道;六车道;施工方法前言连拱隧道是由两座隧道通过共用的中墙连成一体的双洞隧道,是一种比较有发展前景的新型隧道结构。
与其他隧道结构形式相比,双连拱隧道有以下几方面特点(见表1)。
表1三种隧道结构类型比较表注:表中B为隧道开挖宽度,T为施工工期,M为工程造价。
连拱隧道地形适应性较强,占地面积少,空间利用率高、展线容易,避免洞口分幅,保持路线线型流畅,具有降低交通事故发生率、缩短行程、提高车速、减少高边坡及桥隧比例、保护环境等优点。
连拱隧道直墙整体式中墙结构存在二次衬砌不能采用整体模板台车一次施作,中墙不可避免的出现纵向施工缝,降低了隧道结构的整体性,如施工缝防水处理不当,难免出现开裂和漏水现象。
针对以上问题和不足,复合式曲线中墙结构应运而生。
复合式中墙结构的双向六车道双连拱隧道的开挖跨度、施工难度基本与直中墙连拱隧道相当,但复合式中墙连拱隧道二次衬砌可采用模板衬砌台车一次浇筑,提高了结构的整体性,有效解决隧道中墙顶部渗漏水问题。
因此,大跨度连拱隧道宜优先考虑复合式中墙连拱隧道,中墙厚度不宜小于2. 2m。
1、工程概况:刘家湾隧道位于平江县冬塔乡刘家湾村,进口桩号K77+005,出口桩号K77+225,隧道长220米。
隧道设计为6车道,断面设计为双洞连拱单向行车形式,隧道开挖最大断面宽度为33.58m,高度为12m,从起拱线算起矢高为7. 5 m,其单拱矢跨比最小为0. 45。
(如图1)洞口以砂质粘性土及全强风化花岗岩为主,洞身段主要为中微风化花岗岩。
结合洞口实际地形及地质条件,进口端采用整体式端墙洞门,设置3m明洞;出口端采用削竹式洞门,设置15m明洞(含10m削竹式洞门结构)。
大跨径连拱隧道中隔墙施工处理技术探讨摘要结合工程实例,总结连拱隧道中隔墙施工技巧和施工经验,经实践证明,该工法加快了施工进度,增加了施工安全度,提高了隧道的长期稳定性,具有显著的经济效益和社会效益,有利于类似工程借鉴。
关键词隧道施工;连拱隧道;中隔墙施工
中图分类号tu5 文献标识码a 文章编号1674-6708(2013)82-0149-02
0引言
目前国内一些较短的隧道常选用连拱结构形式,从节约用地、利于环保,减少高路堑工程方面考虑,修建连拱隧道具有功能合理、结构紧凑、承载能力好的重要意义。
但连拱隧道由于开挖跨度大,结构对荷载变化比较敏感,围岩稳定性变差,给施工带来很大的难度,施工安全难以保证,工期长,工程成本不易有效控制。
因此积极收集连拱隧道中隔墙施工技巧和施工经验,可提高了隧道的长期稳定性,具有显著的经济效益和社会效益。
1技术分析
对于大跨径连拱隧道采取中隔墙施工,由两端洞口向中间开挖、支护中导洞,直至贯通再进行其它工序作业。
中导洞首先贯通,既改善了施工环境,又起到超前地质预报的作用。
由于本隧道处于煤层采空区内,对中隔墙底部进行了钢花管注浆加固处理,加强了中隔墙基础持力能力。
中隔墙模板采用固定钢模台车,较通常使用拼
装30cm钢模提高施工进度。
中隔墙顶部存在的空隙是连供隧道常见的通病,采用m30注浆处理效果很好。
开挖、支护中导洞至贯通,然后从洞口往中间施工中隔墙。
中隔墙顶部预埋通长钢板,便于以后主动初期支护工字钢焊接在上面。
主洞后开挖一侧必须进行回填,防止开挖支护主洞时产生偏压。
中隔墙顶部注浆回填密实后,形成纵向连续中隔墙,以后中隔墙将承担中导洞顶部围岩和主动开挖后初期支护传递的压力。
2实例分析
某隧道为双连拱双向六车道高速公路隧道,隧道长288m,最大开挖断面跨度37.17m,高12.25m。
全隧道按新奥法设计和施工,隧道进出口及附近路堑段内分布众多煤洞、大面积地裂缝、地面塌陷等沉陷变形,洞口边仰坡为堆积的煤矸石,结构松散,围岩不稳定,易坍塌,同时隧道出口仰坡出现过滑坡。
本隧道跨度大,地质条件复杂,施工工序多,工期紧,隧道中隔墙又是连供隧道的卡控工程,所有隧道中隔墙施工质量和施工进度直接影响隧道通车目标的实现。
由于我们采用了合理的中隔墙施工方法,中隔墙施工没有影响隧道其他工序施工,中隔墙质量合格,本隧道提前完工,满足了业主对隧道工期提前的要求。
3施工处理技术要点
3.1 中导洞开挖支护操作要点
首先施工中导洞套拱和6根管棚,然后对中导洞前方30m范围进行超前地质预报工作,超前地质预报在新奥法支护中非常重要,
必不可少,超前地质预报对于隧道施工就像人的眼睛一样重要。
施工超前小导管时采用风动凿岩机钻孔插管,注浆前对开挖面及5.0m 范围内坑道喷射厚5cm~10cm砼封闭,采用水泥砂浆注浆,注浆由两侧对称向中间进行,自下而上逐孔注浆,出现窜浆或跑浆时,采用间隔注浆,注浆后孔口设止浆塞。
砂浆锚杆杆体由φ22mm螺纹钢筋制作,采用风动凿岩机钻孔,用高压风吹净孔内岩屑,再采用注浆机将早强水泥砂浆注入锚孔。
注浆管插入向下的锚杆孔底,边注浆、边向外拔,向上的锚杆采用排气注浆法施工。
中空注浆锚杆采用风动凿岩机配合锚杆台车钻孔,用高压风吹净孔内岩屑,杆体安装后用注浆机将早强水泥砂浆注入锚孔。
型钢拱架在钢筋加工场分段制作。
锚杆完成并挂网后喷一层混凝土后,用高强螺栓通过节点板牢固连接安装,并与锚杆焊接成整体。
钢筋网清污除锈后现场预点焊成网片,在围岩表面喷射一层混凝土后,随受喷面起伏铺设,钢筋网与锚杆联结牢固,喷射混凝土时不产生晃动。
隧道开挖后,及时进行锚喷支护,锚喷支护紧跟掌子面,采用tk-961型湿式喷射机喷射混凝土,工作风压大于0.5mpa,水压比风压大0.1mpa,喷头与受喷面的距离为1.5m~2.0m,喷头与受喷面保持垂直,喷射路线自下而上,呈小螺旋绕圈运动,绕圈直径30cm左右。
3.2中隔墙基础处理操作要点
首先通过地质雷达检测中隔墙基础下方15m深范围内地质情况,
结果发现几处采空洞和溶洞。
采用15m注浆钢花管穿过采空洞和溶洞进行注浆处理。
其余段落采用4m注浆钢花管处理即可,注浆必须密实。
在隧道洞口采空区段落基础换填0.8m厚c25混凝土。
同时为了便于中隔墙钢筋绑扎,需要施工10cm同标号的混凝土垫层。
垫层要放线,通过垫层调整中隔墙基础纵坡。
钢筋制作和安装。
在完成基础处理后,绑扎中隔墙下部1.2m 钢筋。
中隔墙所用的钢筋其加工制作应严格按照设计图纸和施工规范要求施工。
钢筋采用在加工场弯制,在支架上进行绑扎。
钢筋直径、根数、间距、绑扎点密度、保护层垫块厚度、支垫密度、钢筋网片间距、必须符合设计、在规定的偏差范围以内。
注意钢筋保护层最小厚度必须保证大于新规范强制性条文要求,并按设计准确定位,不允许有负误差。
保护层垫块的强度应不低于构件本体混凝土强度,支垫密度至少每平方米4块。
钢筋安装从中导洞中间开挖往外施工,每天单头可以施工完成10m。
模板安装。
要求模板尺寸准确,板面平整光洁,平整度误差在1.5mm以下,符合构件线型,安装位置准确,模板固定牢实,接缝严密,能保证在混凝土浇筑过程强烈振动下不变形、不漏浆,模板挠度在允许范围。
模板高1.5m,长1m,采用两套模板轮流施工,每套模板10m长。
从中导洞中间开始往外施工,每天单头可以施工完成10m 。
混凝土浇注。
砼拌和采用带自动计量设备的jdy750强制式拌和机,保证砼拌和的质量。
衬砌混凝土设计为s6防水砼,我们采用
普通硅酸盐水泥,标号为#42.5。
混凝土拌和好后采用罐车运输至中导洞砼输送泵内,砼输入输送泵后,开泵浇筑。
操纵砼输送管头自上而下,从两侧墙脚向顶部方向对称、分层、成辐射状不间断地灌筑,分层厚度为30cm,随灌筑随捣固,做到表面光滑内部密实。
浇筑速度适当,不致离析;砼倾落高度不超过2m;砼振捣以插入式振动器为主,砼振捣标准:砼不再下沉,无气泡上升为止。
砼最低浇筑温度不低于5℃,最高浇筑温度不高于28℃。
中隔墙顶部空隙回填。
在施工中隔墙混凝土前,必须在中隔墙顶部每隔5m预埋一个注浆管,中隔墙拆模后对中隔墙顶部空隙进行注浆施工,采用多次注浆法,注浆到中隔墙有大量浆液流出为止。
注浆中止压力不得小于1mpa,浆液采用m30以上纯水泥浆。
中隔墙顶部空隙一直是双连拱隧道存在的质量和安全隐患,施工中必须严格按照设计及规范施工,将中隔墙顶部空隙回填密实。
中导洞防偏压措施。
根据隧道施工安排,左线隧道正洞先施工,为平衡隧道左洞对中隔墙的偏压。
对中隔墙后开挖一侧回填c10片石混凝土处理。
由于此c10片石混凝土是作为临时支护用,在开挖主洞时要将其拆除,在施工时需用泡沫将回填混凝土与中隔墙分开,方便以后拆除c10回填片石混凝土。
4结论
从工程实践表明,本工法是对软弱地层、岩溶地质和煤层采空区连拱隧道中隔墙施工的有效方法;该技术可靠,适用性强,支护效果明显;同时由于中隔墙台车为可移动式有轨台车,比通常使用
30cm钢模板拼装施工,进度快,质量好,值得同类工程所参考借鉴。
参考文献
[1]李玉文,田尚志,陈贵红.连拱隧道的中墙设计[j].公路,2004(10).
[2]陈贵红,李玉文,赵玉光.连拱隧道中墙受力研究[j].中国铁道科学,2005(1).。