双连拱隧道正洞台阶开挖施工工法.docx

连拱隧道正洞上下台阶开挖施工工法
工法编号：GGG（鄂）D1—2011
王慧胡勇马佛领
中天路桥有限公司
1前言
近年来，随着我国公路建设的快速发展，连拱隧道作为公路隧道的一种结构形式，由于其平面线型顺畅、占地面积小、便于运营管理等优点，尤其是在山区高速修建短隧道（隧道长≤500m）中，具有较大优势而常被采用，但由于受结构形式所限，连拱隧道施工工序较复杂，导致施工工期较长，且质量难以控制，因此根据不同的工程情况选择技术可行、经济合理的开挖方法显得尤为重要。
目前连拱隧道的主要施工方法分为导坑施工法和正洞施工法两大类，早期的连拱隧道多采用导坑法施工，施工工序多，对围岩扰动频繁，施工周期长，工效慢、工期长、成本高，不利于隧道防水。宜巴高速第三合同段的毡帽山隧道设计的施工方案为导坑法，考虑到隧道围岩情况较好，工期短等实际情况，后采用正洞上下台阶法施工，取得了较好的经济效益和社会效益。据此总结完成连拱隧道正洞上下台阶开挖施工工法。
2工法特点
1、先组织进行中导洞开挖、支护，直至贯通，可以改善后期隧道内的通风环境，也起到地质超前预报的作用。
2、正洞上下台阶法是连拱隧道的一种高效施工方法，采用新奥法施工，减少了对围岩的扰动，并充分保护和利用围岩的自承载能力，提高隧道结构的整体安全；
3、施工工艺及条件相对简单，质量容易控制；
4、与导坑法相比，减少了两个侧壁导洞的开挖及临时支护，且工序简单，有效地降低了对围岩的扰动，缩短了施工周期，降低成本。
3适用范围
本工法可适用于公路、市政、铁路连拱隧道的IV类围岩，II、III类围岩也可参照本工法。
4工艺原理
本工法的基本理论基础为新奥法。根据新奥法原理，采用光面爆破大断面开挖，使用锚、喷、网、钢拱架和超前导管及超前管棚等支护手段，先开挖贯通中导洞，浇筑中隔墙混凝土，然后采用上下台阶法开挖左右正洞，左右洞围岩经多次扰动，应力重新分布均衡后进行主洞二次衬砌。施工过程中加强对围岩和支护监控量测，以量测信息反馈来指导施工。
5施工工艺流程及操作要点
结合宜巴高速公路三合同段内毡帽山隧道的施工过程叙述施工工艺流程及操作要点。
5.1施工工艺流程
施工主体流程如下：中导洞开挖支护→中隔墙浇筑→开挖主洞上台阶及初期支护→开挖主洞下台阶及初期支护→二次衬砌。
施工顺序图及具体工序如下：

图-1施工工序平面示意图
图-2施工工序立面示意图
注：（1）、先期进行开挖的主洞与中隔墙回填抵抗方向一致，假设主洞开挖从右洞开始。
（2）、主要施工工序如下：
中导洞全断面开挖，并施工对应临时支护
②中导洞贯通后，自中间向两端浇筑中隔墙，顶部回填、注浆；
③中导洞临时支撑
开挖主洞上台阶，并施工支护和及时架设钢拱架，要求左、右洞上台阶开挖至少错开2倍洞径。
跳槽开挖主洞下台阶，并施工支护和及时架设钢拱架，此时应严格控制开挖循环进尺和及时支护，并注意量测洞内、地表的变形；
主洞下台阶落底，并拆除临时支护；
施工防水系统和二衬模注混凝土；
（3）、隧道围岩开挖、支护顺序：

（4）、左洞主洞开挖和支护顺序参考右洞。
5.2施工方法及操作要点
中导洞开挖及初期支护
中导洞开挖采用全断面开挖，开挖应采用光面爆破，以直眼掏槽为宜，爆破设计参数应经过试验段检验和调整，如果无条件试验时，可按《公路隧道施工技术规范》有关内容选用。开挖进尺控制在1~3米，开挖时应严格控制洞顶和洞底的超欠挖。
初期支护的施工应紧跟掌子面，做到随开挖随支护。采用“工字钢架+湿喷砼+水泥砂浆锚杆+钢筋网”支护，钢支撑纵向间距1米。
施工要点：①采用液压弯曲机加工钢架，把平面翘曲度控制在允许范围内，并充分保证连接板与钢架的焊接质量，将加工好的钢架先在平整的场地上预拼，检查合格后批量加工、编号分类存放；②钢架安装时，拱脚置于牢固的基础上，连接钢板的螺栓必须拧紧；③钢架之间采用纵向钢筋连接；④在拱脚处增设两根砂浆锚杆，并与钢架焊接牢固；⑤混凝土喷射时，应先将钢架与围岩间隙以喷射混凝土充填密实，再喷射钢架周围，将钢架用喷射混凝土包裹，最后喷平钢架之间的部分。
5.2.2中隔墙施工
中导洞贯通后，自中间向两端浇筑中隔墙，分段长度为10m,施工前要将洞底的水、泥、碴清理干净，一般先施工中隔墙基础，再施工墙身，模板采用定型穿销式组合钢模板，混凝土浇筑宜采用泵送混凝土施工，施工中加强振捣，确保砼密实,预留排水管必须固定牢固，保证畅通。
施工要点：①中隔墙施工时，中隔墙砼应与中导洞顶部顶紧、密实，无缝隙；②中隔墙施工时应注意预埋主洞钢支撑连接钢带。③为加快施工进度，施工中隔墙的同时进行护拱及管棚的施工。
5.2.3开挖主洞上台阶及初期支护
中隔墙浇筑完毕后，即可进行主洞上台阶的开挖，若先进行右洞开挖，则左洞上台阶应滞后右洞30～50m。施工时应采用光面爆破，严格控制每次开挖长