硬技术消除软岩施工风险——京新高速公路金盆湾隧道技术创新纪实

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第 4期
陈心茹 , 等 : 隧道 与地下 工程 防术 消 除 软 岩 施 工 风 险 京 新 高速 公 路 金 盆 湾 隧道 技 术 创 新 纪 实
随着 国内山区高速公路建设规模逐步 加大 , 大断 面、 大跨度特长隧道也逐渐增 多 , 这类工程项 目施 工技术难 度大 、 安 全风 险高。
双层初期支护 与三台阶法结合 , 从 根本上抑制 了初期支护沉 降 , 有效控制 了大断面隧道变形 , 避免 了单拱 变形后换 拱的高危作
业 风险 。
目前 , 金 盆湾隧道一直采用双层初期 支护 , 没有再发生侵 限、 换拱现象 , 月进度达到了 5 5~ 6 0 m, 左洞已顺 利贯通 。
京新高速公路 金盆湾隧道是全程 V级 软弱围岩大断面 ( 最大2 1 1 . 5 m ) 特长隧道 ( 右线 3 4 0 0 m、 左线3 3 2 0 i n ) , 由于工程规模 大、 地 质条件差 、 成洞 困难 , 被交通运输部评 为“ 公路桥梁和 隧道工程施工 安全 风险评估 试点项 目”, 施 工安全总体风险等级被评定 为Ⅳ级 ( 极 高风险 ) , 施工难度被鉴定 为全 国第 三。 中交 一公 局高度重视金盆湾 隧道 的建 设 , 从施工初期 就对 隧道施工难题 全面跟 踪 , 对 全程 V级 围岩 大断 面隧道 的开挖方 法 比 选优化 、 初期支护大变形治理进行 了专题立项研究 , 并取得 了丰硕成果 。 近 日, 金盆湾隧道《 大断面软岩隧道双层初期支 护施 工工法》 通过 了北京市住房 和城 乡建设 委员会 2 0 1 4年度北京市 工法评审 , 被认为技术先进 、 施工安全 、 质量可靠 、 经济和社会效益显著 , 可 以为类 似隧道工程 的设 计 、 施 工起 到很 好 的借鉴作 用 , 具 有推广 前
景。
半 断面中隔壁法增大施工 空间 施工过程 中 , 隧道初期 支护施工完成后 , 常出现开裂 、 掉块 、 拱架变 形 、 仰 拱底 鼓 、 塌 方 冒顶 等病 害; 掘进 至深埋 段后 , 频繁 出现 过大沉 降、 拱架变形 , 带来换拱危 险, 使施工安全风险加剧 , 工期受 到影 响 。原设计 中单纯 的中隔墙法 ( c D法 ) 、 三 台阶法 已不 能满 足施工要求 。 在对 中隔墙法 、 中隔墙 三台阶法 、 三 台阶法及半 断面 中隔墙法等多种 开挖方法 进行 比选优化 , 并 多次通 过专家论 证后 , 将 中隔
留变形量 、 在拱架上焊接加强钢筋 、 缩短安全 步距等 多种应 对措施 后 , 最 终采用 了双层 钢拱架 初期支 护 与三 台阶法结 合 的施工方
法, 较好 地控制了隧道 的沉 降与 收敛 , 抵御初期支护 开裂掉块 、 拱架变形 , 确保二次衬砌 的厚度 。 双层初期支护 开挖 时采用铣挖机 , 减少对围岩的扰动 。施工时 , 左右中导 、 下 导、 仰拱交替进行 开挖 , 最后 仰拱采用 外层钢支撑 闭合成环 , 共 同受力 , 避 免同一断面左右两侧 同时处 于临空状态。
墙法 ( C D法 ) 进 行优 化 , 依据 隧道不同围岩特点 , 采用 了半断面 中隔墙法及双层初期支 护与三台阶法 结合 , 引入机械开挖 , 保障 了施
工安全 , 加快 了施工进度 。 半断 面中隔墙 法是为了更有效地避免 中隔墙法 ( c D法 ) 的施工风 险, 通过 中隔墙将隧道上半断面大断 面分 割成 2个小 断面 , 减 小开挖断面面积 , 保证 了上半 断面开挖时的稳定 ; 在 下半 断面施工时 , 利用 台阶法 , 以加快下半 断面施 工进度 , 尽快使 支护结构封 闭 成环 。通过减小上 半断面的开挖面积 , 增大 了下半断面 的工作 空间 , 从而引入机械施工 , 提高了功效 。 半断 面中隔墙 法的局限性是 , 在整个断面支护结构未封 闭之前 , 稳定性相对较低 , 适用于围岩无过大沉降与收敛 的施工条件 。 双层初期支护 +三台阶法有效控制沉 降 随着隧道掘进 由浅 埋段 向深埋段 的深入 , 隧道开挖过程频繁 出现异 常的过大沉降与收敛 , 在分别采 取 了增加 锁脚锚 管、 增大 预
( 摘 自 中 国岩 土 网 h t t p : / / n e w s . y a n t u c h i n a . c o m / 2 2 5 3 4 . h t m l 2 0 1 5- 0 3— 2 4 )