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连拱隧道施工工艺研究与应用

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维普资讯 http://www.cqvip.com 连 口文/高春雷 胡 毅 梁 飞 双连拱隧道是近年来新兴的一种隧道结构,双连拱隧道在 其结构上与单拱隧道有较大区别,且在近年来才逐渐被应用 于高等级公路中。天津五市政公路工程有限公司在福建省邵 三高速公路承建的双溪口隧道就是一座双连拱隧道,为了在 施工过程中把握要点,吸取经验教训,逐渐熟悉并掌握其施工 表1双溪口隧道各类复合支护长度 工艺从而保证工程质量,我们在工程前期将此项目作为研究 课题,展开了对此技术的立项探讨和研究工作。 研究的主要内容 通过研究邵三高速公路三明段MA2合同段双溪口隧道 项目概况 双溪口隧道为连拱隧道,其进出口均位于平曲线内,进口 施工过程的工艺控制,提出了对双连拱隧道设计和施工的看法 及建议。 桩号为K 41+1O0,设计高程为437.66 m,出口桩号为 K 41+348,设计高程为447.13 m,隧道全长248 m,隧道纵坡 4.O%,隧道进出口洞f-j均采用城墙式洞门。该隧道采用自然通 风。 开挖及支护工艺 研究在施工过程如何严格遵循“少扰动、短进尺、严注浆、 快封闭、弱爆破、勤量测、紧衬砌”的“新奥法”施工原则,充分 保护和利用围岩的自稳能力。重点研究光面爆破技术、超前支 护施工技术(主要包括超前大管棚、超前小导管、超前锚杆 等)、初期支护施工技术【主要包括砂浆锚固锚杆、挂钢筋网、 喷射(钢纤维)混凝土、U型钢拱架及钢格栅等相关开挖、支 护技术及相关监控量测技术。 双溪口隧道按新奥法原理进行设计,采用复合衬砌,以锚 杆、湿喷(钢纤维)混凝土等为初期支护,并辅以钢拱架、大管 棚、注浆小导管等支护措施,充分调动和发挥围岩的自承能 力,在监控量测信息的指导下施做初期支护和二次衬砌。 冒《 霞 嚣辨 2007.NO. 维普资讯 http://www.cqvip.com 防排水施工工艺 主要研究地表防排水技术及如何应用“以排为主,防、排、 截、堵相结合,因地制宜,综合治理”的原则施工,特别要做好 结构自身防水,对可能的渗水部位进行引排和封堵,以达到建 成后“洞内无渗漏水,安装孔眼不漏水,洞内路面不冒水、不积 水”的标准。 二次衬砌整体钢模台车施工技术 主要研究二次衬砌整体钢模台车施工技术以达到减少二 衬反弧段混凝土表面气泡,提高外观质量和消灭混凝土接缝 错台的目的。 研究的主要创新点 中、侧导洞断面的选择 中、侧导洞是为安全开挖正洞而首先开挖贯通的辅助导 洞,其断面的大小在设计上一般没有严格的要求,但在正洞开 挖施工前必须根据隧道地质情况及施工机械配备情况合理的 确定其断面大小,以确保导洞与正洞的安全施工。因中、侧导 洞的断面一般不宜太大,地质情况对其断面的影响因素也较 小,选择断面主要是考虑到开挖施工的机械配备情况。 在双溪口隧道施工中,参建人员对该项难题进行科技攻 关,根据其特点采用技术指标如下:在单口开挖长度大于 1OO m的情况下一般采用装载机配汽车出渣,断面最好在 5.5 m左右,可根据机械设备尺寸适当调整,能满足装载机灵 活装渣即可。在单口开挖长度小于1∞m的情况下也可以采 用装载机单独出渣,这种情况下断面尺寸在4 m左右即可满 足要求。 中隔墙水平推力的平衡 上下行正洞在中导洞及中隔墙施工结束后开始开挖施工, 但为了减小开挖施工的相互影响,上下行线的开挖施工不能齐 头并进,必须一前一后错开2O~4O m的距离,这样在上下行线 两个开挖面之间一侧正洞的初期支护已支撑在了中隔墙上, 而另-- ̄,J初期支护还未施工,该段中隔墙必然要受到一个向未 开挖一侧的水平推力。 对于双溪口隧道而言,我们在施工中考虑到因该水平推力 的位置位于中隔墙顶部,它对中隔墙的危害很大,有可能造成 中隔墙开裂,甚至导致重大事故,为平衡这种水平推力,在后开 挖的一侧要提前给中隔墙打上临时支撑,支撑可以用方木或钢 管,纵向间距2 m设置一排,必须支撑牢固,在另侧正洞下部 开挖后再拆除。  .沿 : 唰舀 呦 中隔墙防水措施 我们在双溪口隧道中采用的是在左、右正洞防排水系统自 成体系,左右洞分别进行防水的方式,这比左、右洞防水板 连在一起铺设防水方式更好地起到了防排水的功能。但相应 中隔墙顶部如何防水就成为一大难题,为此,我们对中隔墙顶 部在原设计基础上进行改进,采用膨胀混凝土回填并进行压浆 处理,很好地防止了中隔墙渗漏水。 双溪口隧道施工经验 我国目前单拱隧道施工已经有了相当的水平,但双连拱隧 道施工起步时间不长,因而在施工过程中不断积累经验,对其 施工工艺不断总结创新尤其重要。通过对双溪口连拱隧道施 工经验的总结,我们认为除了要掌握并灵活运用以上涉及的施 工工艺外还要注意下面几个方面的问题。 (1)在开挖施工过程中要及时做好洞内排水系统,严禁洞 内积水,排水沟不能沿边墙设置,避免软化边墙基底围岩,使其 强度降低,造成隧道坍塌。 (2)由于连拱隧道跨度大,洞口一般偏压严重,洞口刷坡 后极易造成山体松动下滑,进而失稳,故洞口工程最好在旱季 施工,从开挖到支护时间间隔不能太长,同时加强边、仰坡的变 形观测,若出现异常情况应立即停止施工并同时采取恰当的措 施后方可继续施工。 (3)当格栅或钢支撑的钢垫板下基础较软且有地下水时 应适当增设锁脚锚杆,以保证支撑的稳定。 (4)在监控量测中应重视超前地质预报工作,应有专职地 质人员负责该项工作,除采用地质超前仪等先进设备外还要结 合管棚、小导管、炮眼钻孔的钻进及已开挖围岩情况进行综合 分析,以准确判断出开挖面前方围岩地质情况,及时指导开挖 施工。 (5)中导洞的开挖施工对正洞来说是最好的、最准确的超 前地质预报方法,因而在其开挖过程中要对其围岩情况进行详 细、准确的记录,以及时指导正洞开挖。 (6)结合连拱隧道特点,及时保护中隔墙顶部围岩,充分 考虑中隔墙两侧的压力平衡进行综合整治。 (7)中墙顶防水处理是双连拱隧道防排水的关键,通过施 工实践表明,采取按两个单洞设置防排水系统更加合理可 靠,很好地解决了中墙顶渗漏水问题。 (8)偏压控制是双连拱隧道施工中的关键技术,对于错位 进洞的隧道施工,保留外侧核心土可以有效地防止中隔墙发生 偏移。双连拱隧道施工其核心在于中墙的施工,中墙是整个隧 爱 2007・NO 3固 维普资讯 http://www.cqvip.com 道受力转换和受力平衡的支撑点,各种施工方法也都是围绕 着中墙施工来进行。 (9)采取大断面施工技术是目前双连拱隧道施工的发展 趋势,而双连拱隧道大多处在浅埋、偏压地质条件下,因此认 真做好超前预支护对双连拱隧道施工十分重要,必要时采取 预注浆等措施加固地层和改良地层,充分调动和利用围岩的 自承作用,减少对围岩的扰动。 空白,取得了良好的社会、环境和经济效益,具有极强的推广价 值,其研究成果达到国内领先水平。 根据专家组的建议,我公司对该研究成果进行了进一步的 完善,形成了连拱隧道施工工法,计划参加申报天津市市级工 法。 口■ 社会环境效益显著 2007年2月1日,课题通过建委专家鉴定,与会专家一致 认为本课题针对施工实际的工程地质、水文地质、围岩等级以 及双连拱隧道的特点,对施工技术和施工工艺等进行了深入 研究,总结出双连拱隧道合理的施工工艺和质量控制等作法; 解决了中隔墙处渗水、中隔墙受力状况复杂等问题,保证了隧 道施工的质量和安全,填补了天津市双连拱隧道施工技术的 口中图分类号:TU745 7 口文献标识码:C 口文章编号:1 008~31 97(2007)03~0024—03 口收稿日期:2007~03—1 9 口作者简介:高春雷/男,1976年出生,工程师,学士,天津五币政公路 工程有限公司,从事项目管理及新技术研发工作。 口胡毅、梁飞/天津五市政公路工程有限公司。 ■ 实施有效监理 保证空客A320系列飞机总装线项目整体质量 中欧航空领域重大合作项目空客A320系列飞机天津总装线于2007年5月1 5日在滨海新区空港物流)JUT区开工,该项目 的启动是为进一步加快天津滨海新区开发开放作出的~项重大决策。国务委员唐家璇、张高丽、和国 家有关方面的负责同志出席了开工仪式,仪式由副黄兴国主持。该项目运营期限为30 8,计划2009年上半年交付首批飞 机,201 1年达到年产44架A320系列飞机的设计生产能力。项目的参建各方以高标准、高质量按计划搞好项目的建设,尽快为 天津的经济发展发挥作用。 空客A320系列飞机天津总装线项目用地总面积约为592 259 mz,总建筑面积为1 1 1 520 mz,由总装厂房、喷漆厂房、动力 站、飞机库、总装设施、基础设施、室外设施7大单位24个子项组成,位于天津滨海国际机场东侧的空港物流anT区内,在德国概 念设计的基础上由国内设计院设计。天津国际工程监理公司监理承接项目后,根据工程的特点、结构形式、工期要求和项目技术 的难度,组织强有力的监理人员组成驻现场项目监理部,对项目全过程实施监理。该项目大部分采用钢结构,跨度大、质量要求 高、施工难度大,项目监理部根据工程实际情况,制定监理规划和监理实施细则,对关键工序、关键部位进行监理交底,有效地实 施监理控制。根据总体计划安排总装厂房和喷漆厂房的基础工程处于施工阶段,该项目基础工程为混凝土承台下采用预应力混 凝土管桩,深基坑采用SMW工法支护,加设混凝土支撑和钢支撑相结合的支护方案,在SMW工法桩施工过程中对下述工序进 行了重点控制:(1)测量放线,审查施工测量方案、承包单位专职测量人员的岗位证书和测量设备鉴定证书,根据建设单位提供 的坐标基准点和设计图纸给定的尺寸数据对定位放线和高程的引测成果进行复核,并及时进行防护,确认无误后方可施工。(2) 成桩,控制桩机就位对中、成桩过程的垂直度、钻孔深度和水灰比,搅拌喷浆控制提升速度和喷浆量,使水泥掺量及水灰比符合设 计文件要求,喷浆速度与提升速度相协调,以确保水泥浆沿桩长均匀分布。(3)型钢插入至设计标高进行ul ̄B,-t固定,型钢应保证 其平直、光滑、无扭曲,插入前涂刷减摩剂,减少拔出时的摩阻力,注意的是设计时应考虑型钢受力变形后的变形过大使型钢拔出 时阻力加大,为保证型钢拔出后能重复使用,要求在起拔时型钢内力处于弹性状态。 在监理过程中,抓住重点工序,严格依据设计文件、规范、规程实施控制,顺利的在计划的时间内完成了支护工程的施工。 (李贺南钱力供稿) 圜《≯建设 2007.NO.3 

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