張高放

（中鐵二十一局集團(tuán)第四工程有限公司，青?！∥鲗帯?10000）

中隔壁導(dǎo)坑施工法在V級(jí)淺埋凍土段隧道出口的應(yīng)用

張高放

（中鐵二十一局集團(tuán)第四工程有限公司，青海西寧810000）

青海省共和至玉樹公路鄂拉山隧道出口段為Ⅴ級(jí)圍巖、存在多年凍土淺埋段，給隧道施工造成很大困難，施工時(shí)正處于本地的夏季、雨季，洞門開挖難度大，安全風(fēng)險(xiǎn)高，因此，采用中隔壁導(dǎo)坑施工。論文介紹了中隔壁導(dǎo)坑法的施工思路、施工方法、施工工藝，給出了圍巖支護(hù)參數(shù)的具體數(shù)值和工程質(zhì)量控制重點(diǎn)，為類似工程提供參考。

多年凍土；淺埋段；中隔壁導(dǎo)坑施工法；圍巖支護(hù)；質(zhì)量控制

1　工程概況

青海省共和至玉樹（結(jié)古）公路GYⅠ-SGA6合同段，鄂拉山隧道內(nèi)輪廓結(jié)合遠(yuǎn)期預(yù)留規(guī)劃設(shè)計(jì)凈寬10.25m，凈高7.18m，隧道建筑限界高5m。隧道出口段為V級(jí)圍巖、存在多年凍土淺埋段，給隧道施工造成很大困難，節(jié)理及裂隙較發(fā)育，地下水發(fā)育，發(fā)育兩條斷裂構(gòu)造及擠壓裂隙密集帶，對(duì)隧道圍巖級(jí)別影響較大。地表草皮覆蓋，洞門刷坡線附近地址陡峭，表層以下為多年凍土，施工時(shí)正處于本地的夏季、雨季，洞門開挖難度大，安全風(fēng)險(xiǎn)高。因此，鄂拉山隧道出口V級(jí)淺埋凍土段采用中隔壁導(dǎo)坑施工，遵循“禁爆破，短開挖、強(qiáng)支護(hù)、早閉合、勤測(cè)量、襯砌緊跟”的施工原則。

2　施工思路

施工開挖前應(yīng)做好超前支護(hù)，采用中隔壁導(dǎo)坑開挖，減少臨空面積，優(yōu)化圍巖受力結(jié)構(gòu)，單側(cè)導(dǎo)洞完成初期支護(hù)，繼續(xù)向前開挖，進(jìn)行下一循環(huán)，先行導(dǎo)洞掌子面與另一側(cè)導(dǎo)洞掌子面間距不小于1～2倍洞室（13～26m）時(shí)，另一側(cè)導(dǎo)洞在進(jìn)行開挖支護(hù)，盡可能減少導(dǎo)洞之間的工作相互擾動(dòng)。導(dǎo)洞均采用上下臺(tái)階開挖，下臺(tái)階開挖時(shí)上臺(tái)階臨空面必須完成支護(hù)。施工過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制超、欠挖，初期支護(hù)應(yīng)及時(shí)可靠，一襯及時(shí)跟進(jìn)施工，二次襯砌應(yīng)根據(jù)監(jiān)控量測(cè)結(jié)果適時(shí)施做。

3　施工方法與施工工藝

3.1施工方法

洞身采用中隔壁導(dǎo)坑法開挖，洞身開挖施工順序如下

1）先行導(dǎo)坑開挖。根據(jù)前一榀工字鋼先進(jìn)行超前支護(hù)，打入Φ42的超前小導(dǎo)管，采用臺(tái)階法，每循環(huán)進(jìn)尺0.5～1.m，配備正鏟卸式裝載機(jī)裝碴，自卸汽車運(yùn)輸。

2）先行導(dǎo)坑支護(hù)。根據(jù)圍巖情況和設(shè)計(jì)要求，采用錨桿，噴射砼，鋼架拱架支護(hù)，可利用汽車平臺(tái)架鉆錨桿眼。初噴砼5cm，再架設(shè)鋼拱架，縱向間距按50cm布置。為保證施工安全，中壁墻需作臨時(shí)支護(hù)，用Φ25中空注漿錨桿加固，噴C30早強(qiáng)混凝土。

3）另一側(cè)開挖、支護(hù)。右側(cè)導(dǎo)洞在左側(cè)先行導(dǎo)洞超前13～26m后進(jìn)行，進(jìn)行右側(cè)導(dǎo)洞導(dǎo)坑開挖、支護(hù)方式與左側(cè)導(dǎo)洞相似，作中壁臨時(shí)支護(hù)，穩(wěn)定圍巖。

4）導(dǎo)坑下臺(tái)階的開挖支護(hù)。下導(dǎo)坑開挖時(shí)接腿工字鋼必須連接牢固，保證垂直度，嚴(yán)禁前后里程傾斜。中側(cè)壁工字鋼的安裝也要嚴(yán)格要求鋼板的連接及垂直度。下導(dǎo)坑左側(cè)開挖5m后，再進(jìn)行右側(cè)下導(dǎo)坑的開挖，右導(dǎo)坑開挖完成至左導(dǎo)坑5m時(shí)及時(shí)仰拱施作。待仰拱施作完畢后，在進(jìn)行下一輪左右下導(dǎo)坑的開挖支護(hù)。

5）仰拱施工。在下部開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，清基，及時(shí)澆筑仰拱。為保證施工安全中隔壁工字鋼可打入仰拱內(nèi)。

6）全斷面襯砌。在仰拱和回填完成后，一襯及時(shí)跟進(jìn)，根據(jù)測(cè)量結(jié)果適時(shí)施作二襯，施作二襯前按設(shè)計(jì)要求施作防水層和其他排水設(shè)施，同時(shí)做好各種預(yù)埋管件及預(yù)留洞的安裝和檢查，防止錯(cuò)埋，漏埋。

3.2施工工藝

1）中隔壁導(dǎo)坑開挖循環(huán)流程圖如圖1所示。

圖1　中隔壁導(dǎo)坑開挖循環(huán)流程圖

2）中隔壁導(dǎo)坑開挖斷面順序流程圖如圖2所示。

a.利用上一循環(huán)架立的鋼架施做超前導(dǎo)管支護(hù)。

b.利用破碎槌或改裝后的挖機(jī)開挖I部。

c.施做I部周圍的初期支護(hù)和臨時(shí)支護(hù)，即初噴3cm厚混凝土，架立I22工字鋼臨時(shí)鋼架，并設(shè)鎖腳錨桿。

d.導(dǎo)坑底部平整壓實(shí)后，繼續(xù)進(jìn)行下一循環(huán)I部的開挖。

e.待I部距離II部掌子面13～26m時(shí)，II部施做超前導(dǎo)管支護(hù)，利用破碎槌或改裝后的挖機(jī)開挖II部，支護(hù)，噴錨同I部。

f.開挖Ⅲ，Ⅳ同I部，必須一前一后不能同時(shí)開挖，開挖夠5m后必須及時(shí)施作仰拱。

3）側(cè)壁與中壁墻支護(hù)聯(lián)結(jié)工藝。若將側(cè)墻鋼拱架與中壁墻鋼拱架聯(lián)結(jié)成整體，拱部壓力和側(cè)向壓力太大仍可能發(fā)生坍塌。因此需在加強(qiáng)處理，中隔壁采用I22鋼拱架，縱向間距50cm。每榀鋼拱架處設(shè)深孔錨桿4根，錨桿長(zhǎng)度5m，錨桿外露與鋼拱架焊接，然后噴砼封閉。

圖2　中隔壁導(dǎo)坑開挖斷面順序流程圖

4　圍巖支護(hù)參數(shù)具體數(shù)值

圍巖具體支護(hù)參數(shù)目前按照鄂拉山隧道出口施工圖紙Ⅵ級(jí)圍巖淺埋凍土段襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖施工。中隔壁支撐工字鋼由原來(lái)的I18改為I22。鎖腳錨桿改為鎖腳錨管（Φ42導(dǎo)管）數(shù)量一邊4根及長(zhǎng)度4m。

5　工程質(zhì)量控制重點(diǎn)

中隔壁導(dǎo)坑施工應(yīng)注重隧道施工質(zhì)量，同時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1）雙洞開挖時(shí)，后行洞靠先行洞側(cè)的圍巖實(shí)際上是處于懸空狀態(tài)，這部分圍巖經(jīng)開挖已擾動(dòng)過(guò)一次，如果后行洞的施工方法不當(dāng)，可能對(duì)圍巖造成嚴(yán)重二次擾動(dòng)，并導(dǎo)致先行洞洞壁破壞。為此應(yīng)短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、勤量測(cè)，及時(shí)跟進(jìn)一，并結(jié)合具體工程情況，認(rèn)真分析，精心施工。

2）中壁墻的撤除，必須待圍巖完全穩(wěn)定后方可進(jìn)行。

3）嚴(yán)禁在同一個(gè)里程同時(shí)開挖。

4）控制隧道超欠挖，由于拱頂分兩次開挖，很易造成拱超欠挖嚴(yán)重，因此必須提高測(cè)量精度，為快速襯砌提供條件。

［1］郭天城.交叉中隔壁法在公路隧道中的應(yīng)用［J］.四川建材，2009（12）：37-39.

［2］王連生.中隔壁法開挖修建黃土大斷面雙線鐵路隧道施工工藝［J］.科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2009（6）：24-25.

［3］劉華棟.楊樹莊隧道V級(jí)圍巖施工技術(shù)［J］.山西交通科技，2011，（4）：56-57.

［4］代樹林，徐燕，齊偉.于木匠溝雙連拱隧道施工方法和施工監(jiān)控量測(cè)［J］.現(xiàn)代隧道技術(shù)，2010，（3）：34-35.

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