复杂地层双连拱短隧道施工工法浅析

２０１５年３月第１期　葛洲坝集团科技　总第１１３期　复杂地层双连拱短隧道施工工法浅析　武慧芳　摘　要　目前铁路及高速公路通过山岭时，多采用双连拱隧道，本文主要针对大断面双连拱隧道施工工艺优　化进行论述，通过工艺流程的优化，达到压缩工期、提高施工效率、保证隧道施工安全的目的。　关键词　双连拱短隧道；施工工艺流程；优化　提前了主洞核心土的开挖时间，使得作为隧道施工　１　前言　双连拱隧道广泛应用于公路、铁路穿越山岭，　传统的双连拱隧道施工工艺流程一般为先进行中　导洞开挖，中导洞贯通后浇筑中隔墙混凝土，中隔　关键线路的主洞开挖、衬砌工作提前实施，加快了　隧道施工的速度；而且中隔墙浇筑、中导洞开挖、左　右洞侧洞开挖、核心土开挖等多个工作面同时作　业，也使得作业工人和机械设备可以满负荷作业，　提高了作业效率，压缩了隧道施工的直线工期，提　高了施工效益。双连拱隧道开挖结构示意见图１，　施工完成后结构见图２。　墙浇筑完成后，进行左右主洞上导洞的开挖，然后　依次开挖左右洞的核心，主洞开挖完成后开始进行　主洞的衬砌施工。传统施工工艺每个时间段内施　工作业面少，干扰小，但施工的速度慢，导致隧道施　工周期长，施工单位的施工效益收到很大的影响。　创新后的双连拱短隧道施工方法，在保证隧道　施工安全的前提下，增加施工作业面，改变了传统　的双连拱隧道同时施工作业面少，施工速度慢的缺　点，大大加快了施工速度，提高了人员及设备的功　效，降低了施工成本，提升了效益。　下面针对这种对于双连拱段隧道施工工艺流　图１双连拱隧道开挖阶段结构示意图　程优化的施工方法进行详细的描述。　２　施工方法特点　本隧道暗挖段采用三导洞开挖法组织施工，施　工过程中优先开挖中导洞，左右侧壁导洞及时跟　进，中导洞优先左导洞３０ｍ，左导洞优先右导洞　混凝』：　图２双连拱隧道施工完成后结构示意图　由于施工工期缩短３个月以上，隧道作业面提　３０ｍ，形成梯段开挖。待中导洞开挖完成１２０ｍ后，　前完成衬砌，提高了隧道施工的安全保障性。　中导洞开挖作业面转移到隧道出口。中隔墙从距　进口１０５ｍ位置开始浇筑，中隔墙浇筑完成超过　３０ｍ以上时，开始进行中隔墙浇筑完成部位左右主　本方法具有简单、安全、高效、能有效缩短结构　物施工工期从而创造可观的经济效益和社会效益　的特点。　洞核心土的开挖施工。这样进行施工组织主要是　７１　ＧＥＺＨＯＵＢＡ　ＧＲＯＵＰ　ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　３　工艺原理　本施工方法的核心在于变更隧道施工工艺流　程，变更后隧道开挖及衬砌施工依旧遵循新奥法及　浅埋暗挖法的原理，在中隔墙完成一段浇筑后，才　进行主洞核心土开挖，可确保隧道的施工安全。工　法较传统双连拱隧道施工工艺的改变主要是施工　工序的优化，施工作业面的增加。　本方法改变了传统双连拱隧道施工过程中，同　一时间仅有一个作业面进行施工的局面，在中导洞　部位不同桩号开展开挖及混凝土浇筑施工，在完成　中隔墙浇筑的部位开展主洞核心土施工，增加了施　工作业面，加快了施工进度，提高了作业效率。　４　施工工艺流程及操作要点　４．１　工艺流程　施］　前，必须对中导洞开挖作业面转移、中隔　墙开始浇筑的部位、核心土开始施工的部位等进行　合理安排，对各工序开始作业的时间进行周密计　划，才能保证各工序平面流水作业，互相干扰，又可　保障　程的质量安全。具体的施工程序如下图３：　［　图３双连拱隧道施－区Ｉ－－　ｌ－艺流程图　４．２施３２３－艺流程介绍　７２　进口中导洞、左侧导洞开挖施工，出口大管棚　施工及桩锚支护。　左右导洞开挖、中导洞出口开挖及中隔墙浇筑　同步施工。　当中导洞开挖至进口桩号距离明洞口１２０ｍ　时，中隔墙开始从１０５ｍ桩号浇筑，左右侧导洞开　挖，中导洞从出口开挖。　此时中隔墙浇筑、中导洞开挖及左右导洞开挖　等四个作业面同时作业。见图４。　４．２．１核心土开挖　（１）在已完成中隔墙浇筑部位开始进行左侧　洞核心土开挖，此时中隔墙浇筑、中导洞开挖、有侧　洞开挖、左主洞核心土开挖等施工均在实施。　（２）核心土开挖部位为已完成中隔墙浇筑且　顶部回填密实，回填混凝土龄期７ｄ以上，开挖部位　滞后于中隔墙浇筑部位不少于３０ｍ。在左侧洞核　心土实施开孑Ｌ爆破前，必须先做好对中隔墙的保　护工作。　（３）本阶段中隔墙浇筑、中导洞开挖、右侧洞　开挖、左主洞核心土开挖等施工均在实施。见图　５　４．２．２左右洞核心土施工　在已完成中隔墙浇筑部位开始进行左、右侧洞　核心土开挖，此时中隔墙浇筑、中导洞开挖、右侧洞　２０１５年３月第１期　葛洲坝集团科技　总第１１３期　开挖、左左右主洞核心土开挖等施工均在实施。见　图６。　４．２．３左右侧导洞贯通后施工情况　隔墙从进口１０５ｍ浇筑完成，从１０５ｍ部位开　始向出口浇筑中隔墙，此时左右洞核心土可由该部　位向出洞口开挖。见图７。　图７　导洞贯通后施工示意图　４．２．４隧道下导洞开挖作业　进口方向核心土开挖完成，左右洞下台阶开挖　从进口开始施工，核心土从出口开挖，进口下台阶　开挖完成５０ｍ以上，开始从进口部位实施仰拱的　衬砌施工。待仰拱衬砌完成一段后，进行隧道顶拱　衬砌以及仰拱部位路面的片石混凝土施工。见图　８。　５　应用实例　５．１　工程概况　香山隧道位于苏州市吴中区胥口镇境内，本隧　道为双连拱隧道，隧道全长４１２ｍ，其中进口明挖　段５５ｍ，暗挖段３２０ｍ，出口明挖段３７ｍ。隧道围岩　结构复杂、跨径大，属于大跨径连拱短公路隧道，支　护及撑起结构复杂，工期紧，施工难度大。　由于进出口征地、拆迁影响，导致隧道开工时　间较合同开工期晚了５个月，工程工期紧张，面对　设计要求先完成中导洞开挖，中隔墙浇筑完成后，　才能进行主洞侧导洞开挖及主洞开挖，并要求分台　阶施做，后才能进行主洞的衬砌施工，施工持续时　间长，主体工程工期不能满足合同要求。为此项目　部对施工工艺流程进行了优化。　５．２施工情况　本工程施工完全按照４．２中施工步骤进行，工　程于２０１３年７月份开始施工，２０１４年１２月份基本　完工，历时１８个月。工程能够顺利完工，完全是由　于采取了上述施工方法。　５．３工程测评及评价结果　在香山隧道施工过程中，质量控制良好，未发　生安全事故。工程工期较采用传统方法提前３个　多月完成，由于同时多个工作面作业，施工人员及　设备的效率大大提高，工程效益也得到很大提高。　６　结论　本方法是在大跨径双连拱隧道施工的一个突　破，具有非常高的推广价值。　本方法开创了在大断面短隧道施工，同一时段　进行中隔墙浇筑、中导洞开挖、核心土开挖、侧导洞　开挖等多个作业面平行施工，缩短了工程的直线工　期，提高了作业人员及设备的周转施工效率，节约　了成本，提高了工程效益。　本方法具有简单、安全、高效、能有效缩短结构　物施工工期从而创造可观的经济效益和社会效益　的特点，尤其适用于对工期要求非常严格的高空、　大跨径、双连拱段隧道的施工。　【作者简介】　武慧芳女葛洲坝集团第一工程有限公司　工程师　湖北　宜　昌４４３００２　７３