金丽温连拱隧道演讲稿.ppt

1、金丽温高速公路双连拱隧道施工技术作者：张昌伟许维青单位：隧道局二处金丽温项目部日期：2000.8,摘要：本文以浙江省金丽温高速公路双连拱隧道为例，对连拱隧道施工方案、较复杂工序的衔接与过渡、量测监控与应用、断层破碎带的处理进行介绍，并对金丽高速公路其他双连拱隧道进行施工方案调查，总结了部分经验，以供类似工程借鉴。关键词：公路 连拱隧道 施工技术,1、金丽温高速公路双连拱隧道工程概况,1.1金丽温高速公路双连拱隧道设计金丽温高速公路位于浙江省境内，自金华途经丽水到达温州，全长159.87km，分两期施工，,其中一期工程长67km，二期工程长92.874km，由于本地区多属于闽浙浙东侵蚀中低山丘陵

2、区，当地耕地人均占有量很少，植被较发育，线形难以展开，因此从实际地形及考虑到环境、绿化等特点，路线傍山傍河地段多，所以造成在本高速公路上采用了较多的双连拱隧道，全线一二期双连拱隧道共有10座，最长的为400m，最短的为84m；,从双连拱隧道在丘陵地带高速公路的利用上来看，基本上达到了要求土地占用少、环境污染小、植被保护好的要求，相对于分离式路基两单线隧道通过方案，亦体现以下优点：占用土地少，减少隧道长度及公路长度，节约投资，并且与路基线路的联系较好处理，能够保持整体式路基设计的基本延续，进出口与路基联系的处理均较为方便。,1.2双连拱隧道设计主要技术标准1.2.1隧道设计车速隧道几何线性与净空

3、按80Km/h考虑；隧道照明设计速度按60Km/h考虑；1.2.2隧道建筑限界1.2.2.1建筑限界基本宽度行车道：W23.75路缘带：S0.5m侧向余宽：C0.25m检修道：J0.75m1.2.2.2隧道建筑限界净高：5.0m，检修道净高：2.5m。1.2.2.3中隔墙厚度1.80m。,2、双港桥隧道设计概况,双港桥隧道位于二期工程的第十七合同段，具有一定的代表性，针对本隧道的设计作较详细的描述：,2.1工程地质本隧道位于闽浙浙东侵蚀中低山丘陵区，以风化剥蚀地貌为主，海拔高程223.0305.6m。地势中部高，两端低的特征。中部地形为鞍部，以中部山脊为界，沿隧道轴线方向，中间底，两侧高，进洞

4、段坡度较缓，坡角为1015度，出口段坡度较陡，坡角为3060度。,地层岩性主要有三种：全新统冲积层，分布于隧道两端的沟谷平原，主要为亚砂土、中粗粒、卵（砾）石等;第四系残坡积层，广泛分布于隧道区基岩表层，主要为含碎石粘性土、含粘性土碎石及亚粘土。厚薄不均，一般沟谷或地势低洼处厚度较大，厚度小于10m；,隧道区内主要为上侏罗纪凝灰岩，呈块状构造，致密坚硬，其上覆盖全新统冲基层或第四系残坡积层，局部出露地表。地质构造：主要为断裂构造和构造节理发育，受断裂构造影响出口段岩体完整性差，呈碎石状压碎结构，节理裂隙很发育，隧道通过断层，埋置浅，围岩稳定性差。,2.2隧道围岩类别、支护设计参数及衬砌结构详见

5、下表（附表1）附表1围岩类别,3、总体施工方案,3.1原施组施工方案根据设计及以往的施工经验，双港桥双连拱隧道采用三导坑分部开挖、正洞分部成环的施工方法。,施工顺序：洞口土石方开挖明洞施工中导坑开挖右侧导坑开挖、浇筑中隔墙左侧导坑开挖、右导坑边墙衬砌左导坑边墙衬砌、中隔墙封顶、中导坑左侧回填右正洞开挖左正洞开挖、右正洞衬砌左正洞衬砌、右正洞施作仰拱左正洞施作仰拱、洞口防护装修。具体施工顺序详见分部开挖衬砌示意图(附图1)。,3.2优化施工方案3.2.1总体原则：以量测结果指导中导洞、侧导洞的开挖施工，实行三导洞纵向错开一定距离平行作业。,为了尽早开挖正洞，中隔墙衬砌是关键，前期以进口开挖为主，

6、当开挖至一定距离后，改由出口端独头开挖，进口端主攻衬砌，时间上基本做到进口端衬砌完毕，出口端开挖完毕，然后转由出口端衬砌；中隔墙回填仅做一侧回填，即先施工的正洞的相反侧做回填；,正洞开挖根据围岩类别采取两种形式：III、IV类围岩在侧导洞开挖支护、中隔墙衬砌及单侧回填完成后，即进行正洞开挖支护；,II类围岩在侧导洞墙身衬砌完成后，再进行正洞开挖与衬砌；,3.2.2工程展开顺序根据工程地质及进出口场地等条件，工程展开顺序如下：先进行两端明洞的开挖及支护；进口端中导洞的开挖及支护，出口端大管棚的施工；进口端中导洞开挖30m后，展开右侧导洞的开挖，并进行边墙基础的衬砌；出口中导洞开挖及支护；,核定贯

7、通面，进口端终止开挖，由出口端进行独头开挖，进口端进行衬砌；进口端衬砌完成后，即进行右幅正洞的开挖与支护；出口段中隔墙衬砌；出口段侧导洞开挖及支护；出口段侧导洞开挖与进口贯通后，开始衬砌边墙；出口端正洞的开挖与支护、衬砌；,3.2.2确定合理的工序关系中导洞开挖与侧导洞开挖之间的纵向间距根据有关文献资料，两隧洞相距较近时，相邻侧的应力明显大于相反侧的应力，这是两隧洞相互作用的结果，当L0/R3时，相邻侧与相反侧的围岩应力基本相同，本工程L0/R=1.8，两洞室的相互影响较为严重，为此将中导洞与侧导洞掌子面的纵向错开间距定为20M；,正洞开挖与侧导洞开挖间隔，安排在侧导洞开挖（进口段）停止后进行

8、；出口端正洞开挖与边墙衬砌之间距：宜安排在相距50m左右，施工间隔时间约一个月。,3.2.3具体施工方法3.2.3.1进口端三导洞开挖与支护：a、断面大小：中导洞约28m2，侧导洞类围岩约32m2，类围岩约30m2；,b、采用多功能作业台架实施全断面钻爆开挖，侧导洞开挖边墙侧采用光面爆破，装载机直接装运出洞，由洞外装车，运至弃碴场。,类围岩：循环爆破进尺控制在1m，中导洞支护(属于临时支护)采用超前支护，42超前小导管预注浆，环向间距50cm，小导管长度500cm，纵向排距100cm，格栅支护（0.5m）+喷射砼C20(10cm)形成支护体系;,侧导洞开挖侧边墙部位支护属于永久支护,另一侧属于

9、临时支护,在侧导洞开挖阶段临时支护封闭成环,在正洞开挖阶段永久支护封闭成环,临时支护参数同中导洞支护参数，侧墙部位的永久性支护为14#工字钢（墙部）间距0.5m，先锚后灌中空注浆锚杆（环纵=12050cm），喷砼厚度25cm。,c、先锚后灌中空注浆锚杆施工工艺毛洞围岩在初喷砼34cm完成后，即进行中空注浆锚杆施工，施工步骤：,（1）系统锚杆布设，采用测量划线定位，定位精度误差小于5cm；（2）锚杆杆体制作与加工，按照设计长度采用切割机切割，成品加工安装塑料锚头、排气环，本工程使用WTD25中空注浆锚杆；（3）锚杆孔施工：采用YT28风钻打眼，钻孔直径42mm，深度大于设计长度5cm，采用高压风

10、、水清孔；,（4）将安装好锚头的WTD25中空注浆锚杆插入眼孔，锚头上的倒刺立即将锚杆挂住；（5）在锚杆尾端安装止浆塞、垫板、螺母；（6）注浆：水泥砂浆标号C20，采用注浆机注浆，注浆压力达到1.0Mpa，终止注浆；（7）锚杆设计工作荷载应大于9T。,3.2.3.2出口端大管棚施工出口端位于断层破碎带，岩体空隙率较大，围岩自稳能力较差，进洞处地形横坡较陡，有明显的偏压，右暗左明，右幅采用大管棚施工；左幅在外侧挡墙施工完工后，按照明洞暗作的方法施工。,（1）施工顺序：导向套拱施工钻机就位钻孔下管注浆检查效果下一根大管棚施工,（2）大管棚施工方法：a、先用明挖法开挖作业平台，然后施工中柱和两侧大管

11、棚套拱基座。,b、在套拱范围内，架设套拱工字钢钢架。采用I20b工钢利用弯拱机弯制成型，架立三排钢拱架，间距90cm，测量复核准确无误后，采用22螺纹钢固定连接，在工钢拱背上准确定位导向钢管，钢管规格1334.5mm，长度200cm，外插角1度，环向间距50cm，采用与工钢双面焊接，并用16钢筋77cm作箍筋包围导向管固定，与工钢焊接，焊接长度为9cm。,c、制模、灌注套拱混凝土。d、搭设作业平台，钻机就位，用钻机沿导向管钻孔，按照钻孔编号考虑浆液扩散半径，间隔两孔打眼，以便注浆与钻孔平行作业。司钻采用XY300型钻机进行钻进，钻头直径110，转速1270转/分，钻进深度22m，达到设计位置后

12、，进行清孔，采用高压风吹洗，清孔完成。,e、下管作业：顶进钢管，每节钢管间用丝扣连接，套管接头应尽量控制不在同一断面上。f、管棚与导向管之间密封处理。,g.注浆作业：注浆材料水泥：采用活性高、未受潮结块的525#普通硅酸盐水泥；水玻璃：选用出厂浓度4245波美度，比重1.42.45,模数2.42.8之间的水玻璃;水:采用饮用水，PH值在6左右；,双液浆配置水玻璃比重与浓度关系d=145/（145-Be）式中：d水玻璃比重， Be水波璃波美度水玻璃比重用比重计测定。水波璃稀释本设计要求采用水玻璃为30波美度，稀释后的水玻璃溶液用波美计测量，合乎设计要求后，备用。水泥浆配置：设计水灰比为1：1，先

13、将所需的水倒入搅拌桶，在将水泥按照配比倒入搅拌桶，机械搅拌，搅拌均匀后，备用。,注浆参数的决定根据围岩岩体结构面构成情况，不连续面的胶结多松散结构，充填为粘土、亚粘土，部分无充填物，节理面微张，充填硅质、方解石细脉，确定如下：注浆压力：最终压力1.0MPa，持续5min；单孔注浆量：3.5m3；单孔注浆扩散半径：0.75m；注浆速度：3040L/h；,注浆：采用由下向上隔孔注双液浆，中间孔回填灌30#水泥砂浆，双液注浆采用双液注浆机进行注浆，孔口管焊接带丝扣的接头，以便安装混合器，混合器和注浆管联接好后，即开始注浆，因节理裂隙较大，所以直接注双液浆，当注浆量达到设计要求时停止注浆。,h.管棚内

14、用砂浆回填。长管棚施工详见附图2。,3.2.3.3正洞的开挖本工程分为两种方案：,（1）进口端正洞开挖展开时间安排在中隔墙衬砌、侧导洞开挖临时支护及边墙部位的初期支护、相反侧中隔墙回填、相邻侧的中隔墙采用木排支挡、侧墙墙基衬砌完成，即进行一幅正洞的开挖。适合围岩类别及段落:进口端类围岩地段、类围岩地段110m；,开挖及支护采取微台阶开挖，上下台阶长度3至5m，循环进尺1m，采取弱爆破，周边眼加密，间距35至45cm，少装药，周边光面爆破，控制起爆顺序，使导洞侧正洞先爆，后续的开挖逐层剥落，以免爆破岩石伤及中隔墙。支护采取超前支护，系统支护为初喷-架立钢支撑锚网喷支护，注重关键部位的连接（连接板

15、的处理），具体支护参数详见附表-1。左幅正洞的开挖，应在右幅衬砌开始后进行；落后于右幅衬砌两组15m；,（2）出口端正洞开挖因围岩较差，又有明显偏压存在，中隔墙相应地承受侧压力较大，因此，维持原施组方案。工序时间安排：侧导洞边墙衬砌、中隔墙衬砌、相反侧回填、相邻侧遮挡完成后，进行本项作业。,开挖方法及步骤：步一：正洞拱部环形开挖，周边浅眼控制爆破，控制周边眼间距，尽量少扰动围岩，控制岩石抛掷距离在5m以内，以免损坏边墙，另侧导洞边墙部位妥善遮挡保护，循环进尺1m，爆破落石方向朝着侧导洞。步二：正洞拱部开挖，拱圈衬砌平行作业，间距15m；衬砌完毕后，开挖核心土；步三：开挖仰拱本方案适合段落：出口

16、端断层破碎带约55m，K84+030+085。,4、施工监控措施,4.1量测监控 4.1.2洞室周边收敛量测设计由于三导洞的相互作用产生群洞效应，中导洞与侧导洞之间隔岩壁厚度4.5m左右，以量测信息指导三导洞之纵向间距、爆破参数、支护参数的选定。三导洞量测点布设：每个量测断面布设两对收敛测点，一对在拱腰、一对在边墙部位；布设1个拱顶下沉测点，位于拱顶。,4.1.2.2量测数据处理及结果分析：采用计算机excel处理数据，根据已有导洞的量测结果分析如下：中导洞的开挖，当侧导洞开挖至5m范围之内，中导洞围岩收敛有一个突变，水平收敛位移速度0.9mm/d，当开挖离开这个范围之后，即又开始缓慢增长，水平收敛位移速度降至0.3mm/d；,中导洞的开挖，收敛位移较侧导洞大，因为两侧均受到侧导洞开挖影响后，造成围岩应力的三次调整