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偏压浅埋双连拱隧道施工技术研究

发表时间：2020/11/5 来源：《基层建设》2020年第21期作者：李超

[导读] 摘要：湖北省翻坝江北高速公路项目的寨上隧道工程，为一座双向4车道连拱短隧道，山势陡峭，存在偏压浅埋问题。

        中铁建大桥工程局集团第一工程有限公司辽宁大连 116000
        摘要：湖北省翻坝江北高速公路项目的寨上隧道工程，为一座双向4车道连拱短隧道，山势陡峭，存在偏压浅埋问题。本篇文章将针对偏压浅埋双连拱隧道施工技术进行分析探究，进而为今后类似条件下隧道施工提供相应的参考依据。
        关键词：偏压浅埋；双连拱隧道；施工技术
        前言
        寨上隧道洞身围岩为强风化-中风化花岗岩，节理裂隙发育、岩体破碎，围岩级别为IV级、Ⅴ级围岩，隧道存在偏压现象，出口右侧有一较大冲沟，对隧道30m长的范围影响较大，此段通过冲沟时埋深有4.5-10m，且此段围岩地表主要为崩坡积碎石土，且有地表水流。偏压浅埋双连拱隧道在施工过程中存在着施工工序繁多、开挖、支护以及二衬相互交错、围岩应变力变化较为复杂等现象，施工中很难能够掌握左右洞施工顺序对于中隔墙的影响，进而使得施工难度得以增加，易导致坍塌现象发生，因此，为了能够保证隧道正常施工，应注重偏压浅埋双连拱隧道施工技术研究。
        一、总体施工方案
        本隧道采用钻爆法施工，严格遵循“管超前、短进尺、弱爆破、强支护、早封闭”施工原则。采用三导坑法进行开挖，先进行中导洞开挖，贯通后，进行中隔墙施工，然后施做两侧导坑及边墙，最后开挖两侧拱部；支护采用喷射混凝土、钢筋网、钢架和锚杆联合支护，并辅以管棚、小导管等超前支护。中隔墙施工过程中，要注意顶部的砼浇筑密实，并注意预埋件的埋设。当中隔墙混凝土强度达到施工要求后，进行中隔墙其中一侧的回填加固，之后再进行隧道主洞施工。考虑隧道存在偏压，计划先对靠山体里侧的左线开挖，然后开挖右线。
        二、做好隧道施工准备工作，做好地表处理
        在进行隧道施工之前，要做好准备工作，包括：洞口截排水沟施工、测量放线施工、边仰坡开挖防护施工、管棚施工等等。还要做好地表处理，在隧道施工之前，一定要做好洞口截排水沟施工以及边仰坡防护，能够避免因地表水进入，而导致的隧道施工安全问题产生。隧道防排水遵循“防、排、堵、截结合，因地制宜，综合治理”的原则，隧道洞口区应避免水流的汇集，防止夏季水流冲蚀洞口和冬季洞口基础的冻胀破坏。开展地表土处理工作，因为反压回填的位置在地形方面上存在较为狭窄的特点，无法运用大型的压实机进行施工，因此在施工的过程中需要运用小型压实机同时配合人工施工。
        三、中隔墙施工技术的运用，重视初期支护
        针对于中隔墙施工，无论是对于中隔墙的受力而言，还是对于施工过程中的荷载转换而言都具备十分复杂的特点，并且易导致在施工中产生隧道结构塌方以及开裂的现象，而在此过程中控制偏压则是保证偏压浅埋双连拱隧道施工顺利进行的关键因素。中隔墙顶部和中导洞初期支护结构之间如果产生脱空的现象，能够在一定程度上导致中隔墙顶部松散土体的范围增大，增大衬砌结构的受力，进而导致衬彻结构受力不均匀。
        在中隔墙施工中，中导洞顶部采用打设Φ25中空锚杆，其布置与主洞一致，要求嵌入中隔墙内50cm，中导坑拱顶锚杆预留50cm长度浇筑进中隔墙。中隔墙底部采用打设Φ22药卷锚杆，要求嵌入中隔墙内50cm。能够做到建立在系统锚杆的基础上，将围岩、中导洞以及中隔墙连接成为一个整体。同时在砼浇筑前，在中隔墙拱顶预埋Φ42注浆管，注浆管纵向间距按5m计，可根据注浆效果进行调整。中隔墙砼完成后，在中隔墙顶部注浆，与导洞洞顶顶紧，回填密实。连拱隧道对中隔墙的地基承载力要求较高，现场根据地基情况进行测试，承载力不能满足要求时须采取高压注浆等加固措施。针对中隔墙与中导洞之间的空腔，应该采取回填加固。回填形式采用2.5m厚的夯实土，1.5m厚的C20混凝土，同时回填时，在靠近中隔墙一侧要铺设防水卷材。

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由于空间狭窄，回填土只能采用小型运输车运输，人工摊铺，并采用小型夯实机械分层夯实，必须要分层填筑、分层夯实，分层松铺厚度不大于0.5m。在完成初期支护施工之后，通过相关检测结果能够得出，中导洞初期支护结构和中隔墙之间没有出现空洞、脱空现象，这种情况下能够使得偏压浅埋双连拱隧道施工质量得以有效保障。
        四、运用进出口段施工技术，做好套拱浇筑
        通常情况下，在进行偏压浅埋双连拱隧道施工过程中，在隧道进出洞口范围都会使用超前长管棚进行预支护，施工中将超前长管棚设立在洞口的两端部分，然后在此基础上通过进行注浆施工进而促使围岩自身承载能力有效提升，还能促使岩体对于结构的弹性抗力有效提高，使得结构受力条件得以有效改善。长管棚钢管要做到平行路面中线布置，以此能够使得衬彻拱部的设置更加准确。另外，要注意做好套拱浇筑工作，将浇筑好的套拱，在合理、适当的位置上标出编号，管棚施工采取分区间隔施工，先钻孔施工奇数孔位管棚，待注浆完成后再施工偶数孔位管棚，以便检查奇数孔位注浆效果。注浆顺序原则上由低孔位向高孔位进行。
        五、运用初期支护施工技术，处置浅埋偏压
        施工中，合理确定施工开挖步骤和循环进尺，避免放大炮。连接钢筋应采用双面焊接与钢架焊接牢固，连接筋的长度以及间距严格按照设计要求进行施工。钢架与开挖轮廓间所有间隙必须喷射混凝土充填密实，先喷拱架与轮廓之间，再喷拱架周围，然后再喷拱架之间。安装钢架时采用系统锚杆对钢架进行固定，钢架连接螺栓应拧紧到位，连接钢板之间不得留有空隙。主洞拱架与中隔墙及中导洞初支钢拱架的连接采用在中隔墙里先做好预埋件，施工时，主洞拱架与预埋件钢板焊接牢固，对于中隔墙的顶部，采用在中导洞初支拱架支立时做好预埋件，预埋钢筋要深入到中隔墙内，要注意预埋位置准确、数量准确。
        不仅如此，掌子面附近的钢拱架外露长度最大不能够超过于两米。在进行偏压浅埋双连拱隧道施工过程中，隧道洞口阶段通常都会存在着较为严重的浅埋偏压现象，因此，实际施工中需要通过进行地表注浆加固周围围岩，并通过反压护拱的方法进行边坡防护。为了能够进一步使得施工风险得以减少，施工中还应注意运用反压回填措施进行施工，这种情况下，能够通过各项措施的合理有效运用使得隧道结构安全得以保障。
        六、运用监控量测施工技术，保证施工安全
        在进行偏压浅埋双连拱隧道施工过程中，监控量测施工技术的运用具备十分重要的作用价值。现场监控量测是判断围岩和隧道的稳定状态、保证施工安全、指导施工生产、进行施工管理和提供设计信息的重要手段。首先，施工中需要针对于浅埋偏压段开展地表下沉监测，洞内进行支护状态以及地质状态的实时观察，同时量测底板位移、水平收敛及拱顶下沉。施工中运用监控量测施工技术的主要目的就是为了能够全面掌握支护以及围岩的动态情况，并能够做到及时反馈，能够为修正设计支护参数奠定良好基础，使得施工安全得以保障。不仅如此，监控量测也是偏压浅埋双连拱隧道施工过程中的重要施工环节，因此，一定要给予充分重视。
        总结：加强针对偏压浅埋双连拱隧道施工技术的分析探究不仅仅能够使得浅埋、偏压、大胯等等施工技术难题得以有效解决，还能够在一定程度上保证施工安全。因此，在现如今新时期新时代的背景下，加强针对偏压浅埋双连拱隧道施工技术进行分析探究具有十分重要的现实意义。
        参考文献
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