软土层浅埋双联拱隧道施工技术初探
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双连拱公路隧道施工技术双连拱公路隧道施工技术曾恕辉付超(中铁十一局集团有限公司湖北襄樊441104)摘要结合云南一座高速公路、双连拱隧道施工,介绍了中隔墙顶部防水和出口半明挖半暗挖段施工时遇到的技术难题及其解决办法,通过监控量测分析,取消两侧壁导坑。
关键词公路连拱隧道中隔墙施工1 工程概况老苍坡3#隧道位于云南省元(江)磨(黑)高速公路K296+150~K296+360,全长210m,直线纵坡-3%。
地面横坡陡,为典型的山岭隧道,线路在此分离不开,因此设计为带中墙的整体式双跨连拱结构。
单跨净宽10 24m,净高7 2m。
单跨采用单心圆,边墙侧为曲线,中墙为直线,中墙厚2 5m。
隧道净宽22 98m,最大开挖跨度24 58m(见下图)。
此主题相关图片如下:①—中导洞;②—中隔墙;③—中导洞临时支护;④—正洞;⑤—正洞衬砌;⑥—仰拱;⑦—正洞初期支护;⑧—混凝土图1 隧道及中导洞断面(单位:cm)该隧道Ⅴ级(Ⅱ类)围岩110m,Ⅳ级(Ⅲ类)围岩100m,分别为侏罗系景星组、和平组砂岩、粉砂岩、泥岩及碎石土,围岩节理发育。
地下水主要为裂隙水及孔隙水,雨季涌水量较大。
地表植被茂盛。
2 施工工序贯通中导洞→中隔墙混凝土灌筑→洞口管棚施工→正洞上台阶掘进及初期支护→中隔墙顶防排水处理→正洞下台阶开挖及初期支护→正洞边墙基座衬砌,封闭仰拱→正洞二次衬砌3 施工方法3 1 总体原则由于隧道围岩软弱,地质条件复杂,埋深浅,跨度大,在施工中严格采取弱爆破、短进尺、少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭的技术措施。
3 2 施工步骤(1)贯通中导洞为确保工期及施工安全,遵循“早进洞、少扰动、强支护”的方针,先进行洞口防排水处理,再在进出口各衬砌长5m护拱进洞,边仰坡尽量不扰动,这样做既保护环境又确保施工安全。
进洞口拱部打设超前小导管注浆,先开挖中导洞上半断面进洞。
依据中隔墙设计尺寸,并考虑施工作业空间,开挖断面定为宽5 0m,高6 0m,拱部为R=2 5m的半圆弧;支护后断面宽4 6m,高5 8m(图1)。
软土层浅埋双联拱隧道施工技术初探摘要: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。
双连拱隧道施工技术引言隧道是一种人工地下通道,可以用于交通运输、水利工程、矿井等领域。
隧道施工技术一直是工程建设领域的重要研究内容之一。
双连拱隧道是一种常见的隧道结构形式,本文将介绍双连拱隧道施工技术的基本原理、施工方法和实施过程。
双连拱隧道的基本原理双连拱隧道是一种由两个弧形拱构成的结构形式。
其基本原理是通过设置两个拱顶,以增加隧道的稳定性和承载能力。
拱顶主要承受隧道地表和车辆荷载的压力,通过拱脚将这些压力传递到地基上,从而保证隧道的安全运行。
双连拱隧道的施工方法地下开挖方法地下开挖是双连拱隧道施工的关键步骤之一。
一般采用的地下开挖方法有爆破法、隧道掘进机法和手开法等。
其中,爆破法是传统的开挖方法,需要先进行爆破设计,然后使用爆破装置将硐室内的岩石炸碎。
隧道掘进机法是一种高效、安全的方法,可以保证快速完成开挖工作。
手开法适用于小型工程,施工人员需要使用手工工具逐步开挖隧道。
支护与衬砌方法在进行地下开挖时,需要采取支护措施来保持隧道的稳定性。
双连拱隧道的支护方法包括喷射混凝土衬砌、钢筋混凝土拱洞支撑、锚喷等。
喷射混凝土衬砌是一种常用的支护方法,可以在地下开挖时迅速喷射混凝土来固定土壤和岩石。
钢筋混凝土拱洞支撑适用于较大跨度的隧道,可以提供更好的承载能力和稳定性。
锚喷以钢筋混凝土锚杆为主要支撑形式,通过在隧道边坡和拱顶设置锚杆来增加隧道的抗滑稳定性。
排水与通风方法在隧道施工过程中,需要进行排水与通风来保证工作面的安全与稳定。
排水方法包括地下水的抽排和排水沟的设置等。
通风方法包括自然通风和机械通风两种。
自然通风是通过设置入口和出口来实现气流循环,机械通风则通过风机等设备来实现更大范围的通风效果。
双连拱隧道施工实施过程双连拱隧道的施工实施过程主要包括以下几个阶段:1.预期规划:确定隧道的设计参数、施工方法、施工时间和投资预算等。
2.启动准备:组织施工队伍,采购施工所需材料和设备。
3.地下开挖:按照设计要求进行地下开挖,采取相应的支护与衬砌方法。
浅谈高速公路双联拱隧道快速施工技术摘要:双联拱隧道由于其埋深不大,长度较短,上下行线紧贴设置中隔墙分离导致受力复杂、施工工序多等特点决定了其工期比同长度的分离式隧道长,因此如何组织工序施工、优化方案,加快进度、缩短工期,同时又保证施工质量,就有非常重要的现实意义。
本文结合工程实际,从施工方案的选择、劳动力及机械的配置等方面,总结出了一套较为有效的快速施工法,希望对类似工程有所借鉴。
关键词:双联拱隧道快速施工技术前言:包头到茂名国家高速公路是国家高速公路网“7918网”规划南北纵向线路中的第7纵,经过内蒙古、陕西、四川、湖南、广西、广东六省(区),全长3130公里,是贯穿我国中西部省市的南北路运输大通道。
包茂高速公路从重庆的黔江入湖南境,经吉首、怀化,进入广西桂林,湖南境内里程长度约为350公里,吉首至怀化高速公路(简称吉怀高速公路)是其中重要的一段,长104.83公里。
吉怀高速公路是内陆西部地区和泛珠江三角洲区域联系的便捷通道,对国家实施西部大开发和中部崛起发展战略,加快湖南融入“泛珠三角”经济圈,完善湖南省高速公路主骨架网,促进区域经济发展,改善区域交通运输条件以及投资环境等具有十分重要的意义。
1 工程概况榆树冲隧道位于包头到茂名国家高速公路吉首至怀化10标段,该隧道全长443米,隧道平面位于曲线半径为1660m的圆曲线段;隧道纵面吉首端位于-1.0%的下坡,怀化端位于-2.7%的下坡;隧道吉首端采用环框式洞门,怀化端洞门设置为削竹式,吉首端、怀化端分别设置10m、15m明洞。
隧道单跨采用圆拱式断面,边墙及中墙为直线,中隔墙厚2.5米,隧道净宽为21.4米,最大埋深为105米。
隧道最大开挖宽度23.80米,高度10.32米。
隧址区位于北东向构造带,隧址区未发现大的断层分布,邻近分布的断层、以及岩层走向均为北东向;新构造运动以上升运动为主,新构造运动微弱,区域稳定性良好。
地下水按其赋存的介质可划分为基岩裂隙水;隧址区基岩主要为泥质粉砂岩、粉(细)砂岩等,均为弱含水层;地下水主要是赋存于基岩节理裂隙中,水量贫乏。
双连拱隧道开挖施工技术研究摘要: 文章结合太澳国家重点公路济源至晋城(省界)段高速公路省庄连拱隧道旳施工, 对双连拱隧道开挖旳施工技术进行较为详细旳论述, 重点简介双连拱隧道Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类围岩旳开挖、初期支护等施工技术。
关键词: 双连拱隧道开挖初期支护技术研究0 引言由于双连拱隧道在与洞外线路平面接线及洞口位置旳选择上较为灵活, 使得越来越多旳中短隧道采用此构造形式, 尤其对地形复杂旳山区高速公路具有较大旳优势;不过双连拱隧道作为一种较新旳隧道构造形式, 存在施工相对工期长, 施工繁琐、技术规定高等缺陷, 尤其是左右洞开挖与支护交错进行, 导致围岩应力变化和衬砌荷载转换复杂化;中墙顶部围岩因受多次开挖爆破旳扰动, 极易发生塌方。
因此结合省庄双连拱隧道旳施工, 对双连拱隧道旳开挖施工技术进行探讨和总结, 以到达安全迅速施工旳目地。
1 工程概况1.1 工程概况太澳国家重点公路济源至晋城(省界)段高速公路省庄隧道, 为双跨连拱式双向四车道高速公路隧道, 进口桩号K10+942, 出口桩号K11+145, 全长203米, 其中明洞长22米, 暗洞181米。
隧道最大埋深56.5m, 净宽10.25+2.91+10.25=23.41m, 净高 7.10m, 建筑限界高5.0m。
Ⅱ类围岩45米, Ⅲ类围岩68米, Ⅳ类围岩90米。
全隧道均采用新奥法施工, 柔性支护体系旳复合式衬砌构造, 并视地质、地层条件增设超前小导管注浆, 挂网喷锚支护, 二次钢筋混凝土衬砌。
1.2 技术原则省庄连拱隧道按山岭重区高速公路原则设计, 重要设计原则: 设计行车速度为80km/h, 双跨连拱: 净宽 10.25+2.91+10.25=23.41m, 净高7.10m, 建筑限界高5.0m, 洞内路面设计荷载为公路Ⅰ级。
1.3 地质概况洞身穿过旳地层为强~弱风化灰岩、弱、微风化灰岩, 其中Ⅱ类围岩45米, Ⅲ类围岩68米, Ⅳ类围岩90米。
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。
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(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.。