太长高速M形曲墙式双联拱隧道施工doc.docx
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太长高速M形曲墙式双联拱隧道施工doc
太长高速M形曲墙式双联拱隧道施工
第35卷第3O期
2009年10月
山西建筑
SHANXIARCHITE兀瓜E
V01.35No.30
Oct.2009?
335?
文章编号:
1009—6825(2009)300335—03
太长高速M形曲墙式双联拱隧道施工
赵英
摘要:
以山西太长高速公路第15合同段中的官上1号隧道工程为例,介绍了曲墙式双联拱隧道施工原理,详细阐述了
该工程施工工艺流程及操作要点,并对其进行了效益分析,总结了该工程的施工特点,从而为类似工程施工积累了一定
经验.
关键词:
曲墙式双联拱隧道,新奥法原理,台阶法,施工工艺
中图分类号:
U455文献标识码:
A
1工程概况
太长十五标官上1号隧道是一座联拱隧道,起讫桩号K64+
730~K65+020,长290m.隧址位于榆社县官上村北,为一双洞
双向四车道曲墙式双联拱隧道.洞身段衬砌均按新奥法原理设
计,根据工程地质条件和围岩类别,地下水状况,隧道衬砌为曲墙
式复合衬砌.围岩类别分Ⅱ类浅埋围岩(30m),Ⅲ类浅埋围岩
(73m),III类围岩(167m)三种,初期支护采用喷,锚,网,钢拱架
支撑,二次衬砌采用全断面整体式浇筑钢筋混凝土或素衬砌.
2曲墙式双联拱隧道施工工艺原理
1)隧道设计采用了新奥法原理,采用复合衬砌结构,使围岩
形成自拱和初衬作为主要承重受力体系.
2)采用曲墙式二衬结构,二衬完成后形成单洞环形闭合,更
有利于二衬受力,并且克服了以往直墙式结构联拱隧道中隔墙顶
部排水不畅,造成中墙侧二衬拱脚渗漏水的弊端.
3施工工艺流程及操作要点
3.1上下台阶法施工
1)Ⅲ类围岩一般采用两台阶法;1I类围岩及Ⅲ类围岩偏弱围
岩,可改用三台阶法.台阶长度应控制在5m~7m,以减少翻渣
工作量,并缩短初期支护成环时间,围岩条件较好时,可适当延
长,但不宜超过15m.2)上部断面开挖视围岩自稳条件,可采用
一
次开挖成型和弧形导坑预留核心土开挖法.当围岩自稳性很
差时,必须采用小导管或锚杆(注浆)等超前支护措施;土质隧道
还可采用人工预切槽,槽内嵌设钢架,湿喷混凝土预支护后再开
挖的方法.3)在开挖顺序上,宜采用先挖侧槽,左右错开向前推
进的做法,不宜采用拉中槽挖马口的方法.侧槽开挖长度应控制
在1m~2m(对应接长钢架2榀).
3.2进洞方法
1)洞口段为整体性好的Ⅳ类,V类硬岩时,路堑成型后,即可
按全断面法直接进洞.2)洞口段为浅埋,坡积,软弱的Ⅱ类,Ⅲ类
围岩时,宜采用台阶法进洞.拱部要采用环形开挖留核心土法.下
凝土采用微膨胀混凝土.浇筑时选择一天中气温最低时进行合
龙.为保证混凝土在灌注过程中受力不变,合龙时用水袋在合龙
段的前段上按设计预压重量进行压重,并随混凝土的灌注分级卸
载,防止因悬臂梁端变形导致合龙段混凝土开裂.中跨合龙前在
中跨合龙段采用梁内焊接刚性支撑进行锁定,拆除临时支墩,实
现体系转换.
4线形控制
在悬灌施工时,要对箱梁施工的全过程进行应力,挠度和标
高的控制,不断进行相关参数的调整,指导下步梁段的施工.按
照预留出各梁段施工后将发生的竖向位移原则,确定各梁段的施
工标高,以保证在长期收缩徐变完成后,梁段的标高与设计一致.
在线形控制过程中,要布置主要控制点,选择合适的观测方
法和观测时间.考虑到挂篮的结构特点,挠度监测观测点埋设在
腹板顶部,以保证观测点本身的稳定性和极大限度地反映挠度变
形,同时不妨碍挂篮的前移.同一段箱梁横桥方向的两个腹板上
各埋设一个观测点,以相互比较和验证.观测点应进行保护,布
置施工现场应注意避开.挠度观测以精密水准仪和因瓦水准尺,
采用水准测量的方法,周期性地对预埋在悬臂中每段箱梁上的监
测点进行监测.挠度观测相对基准设置在0号段上,由于混凝土
收缩徐变,0号段上的水准点是不稳定的.所以在施工中以岸上
水准点为基准,定期对0号段上的水准点进行稳定性监测,并在挠
度观测数据处理中予以修正.观测时间严格安排在清晨6:
00~
8:
00时间内观测,同时记录空气温度和箱内温度.观测周期采取
三阶段挠度观测法,即每施工一个梁段,都在挂篮前移后,浇筑混
凝土后和张拉预应力后,对已施工梁段作挠度观测.
参考文献:
[1]黄文,毛学舜,王新定.挂篮悬浇连续箱梁桥施工控制技
术[J].山西建筑,2008,34
(1):
318—319.
Onconstructiontechnologyofsuspendingirrigated
variablecross-sectionprestressedcontinuousbox-girderbridge
WANGxiao-kun
Abstract:
Fromthepiertopconstruction,thecantileverconstruction,thefinalclosureconstructionandlinearcontrol,thepaperintroducesthe
constructiontechnologyofthesuspendingirrigatedvariablecross-sectionprestressedcontinuousbox—girderbridge.SOastoaccumulatee~peri—
enceforthecontinuousbox—girderbridgeconstructionprocessandtOimprovetheconstructionqualityofengineering.
Keywords:
briageb呲,prestress,suspendingirrigatedbeam,technology
收稿日期:
2009—05—23
作者简介:
赵英(1972一),女,工程师,山西路桥第二工程有限公司,山西临汾041000
..
35卷30智山西建筑336?
?
2009年10月
部视情况分一层或两层开挖.3)开挖轮廓预留变形量.采用复
合式衬砌,双车道隧道的开挖轮廓预留变形量,应严格按设计留
足.
3.3钻眼爆破
1)岩石隧道采用爆破法开挖时,应采用光面爆破或预留光面
层光面爆破.2)施工前要认真做好钻爆设计,其内容包括:
炮眼
布置,数量,深度和角度,装药量和装药结构,起爆方法和顺序等.
3)要合理选择钻爆参数.
3.4周边眼参数选用
1)当断面较小或围岩较软弱,破碎或在曲线,折线处开挖,成
型要求较高时,周边眼距E取小值.2)抵抗线w一般不小于周
边眼间距.软岩在取较小周边眼间距的同时,抵抗线应适当增
大.3)对于软岩或破碎性围岩,周边眼相对距E/W应取较小
值.4)爆破开挖尺应根据围岩条件确定.
3.5钻爆作业要求
1)钻眼前要定出开挖断面中线,水平线和断面轮廓,标出炮
眼位置.2)炮眼的深度,角度,间距要严格按设计施作.3)内圈
眼与周边眼的间距即误差不大于5cm,眼深超过2.5rn时,内
圈眼应与周边眼采用相同斜率.4)周边眼装药可采用小药圈连
续装药,亦可采用空气柱间隔装药结构,以满足装药集中度要求.
5)所有炮孔应用炮泥堵塞,堵塞长度不小于20urn.6)周边眼宜
一
次同时起爆,当必须对爆破震动加以控制时,可分组起爆.7)
爆破后,开挖断面应符合相关规范要求.
3.6初期支护
1)Ⅵ类围岩可不支护.2)V类围岩支护,采用局部喷混凝土
或局部锚杆.3)Ⅳ类,Ⅲ类围岩应采用锚杆,锚杆挂网,喷混凝土
或锚喷联合支护.4)Ⅱ类,I类围岩应采用喷混凝土结构并结合
超前预支护措施(预注浆加固,大管棚,小导管等)进行支护.5)
联合支护结构施作顺序:
a.开挖后立即初喷约5crn厚混凝土封
闭开挖面;b.架设钢架;c.密贴钢架主筋打入锚杆并与钢架主筋
焊接;d.挂网;e.复喷混凝土包裹钢架并喷填钢架间空间.6)在
浅埋大跨软弱破碎围岩中开挖,初期支护必须及早施作,及时封
闭.7)对于采用l临时仰拱封闭有困难的情况,必须采用以下措
施:
a.锁拱脚.当上弧导架设钢架完成后,在两拱脚处斜向下打
入四根注浆锚杆(管),并与钢架主筋焊接.b.锁接头.侧槽分台
阶向下开挖延接钢架时,钢架连接处亦应打入锁口注浆锚杆
(管).c.锁墙脚.边墙钢架底部除了对基底加固处理外,还应打
入锁脚注浆锚杆(管).8)喷射混凝土.a.喷射混凝土前应清除
岩面浮石,并采用湿喷(半湿喷)工艺,有条件的推荐使用湿喷工
艺.b.喷射混凝土必须使用合格的材料,其配合比应经试验确
定.C.钢筋网喷射混凝土,必须将钢筋网覆盖,保护层厚度不得
小于2tin,不得有露筋.9)锚杆.a.锚杆种类可以分为砂浆锚
杆,树脂锚杆和早强药包锚杆等.拱部砂浆锚杆灌浆困难,不易
保证质量,有条件时建议选用"迈式""吉迈式""万通式"锚杆.b.
施作普通砂浆锚杆,必须要有配套的注浆设备;对于端部锚固的
药包式锚杆,必须安装托板与岩面密贴.C.锚杆施工时必须保证
孔位及锚杆长度达到设计要求,锚杆安装方向应尽量与岩层主要
结构面垂直.lo)钢架.a.钢架包括型钢(工字钢,钢轨,钢管,U
形钢管)与钢筋格栅.钢架必须与喷混凝土紧密结合成一体,以
形成有效的支护结构.b.钢格栅主筋直径不得小于22nlIn,其断
面一般采用四肢的矩形或正方形.安设时,矩形断面短边应靠围
岩方向.c.钢架必须按设计间距安装,拱,墙脚必须放在牢固的
基础上,并与锚杆(包括锁脚锚杆)焊接.纵向各榀钢架建议改用
斜向钢筋呈"之"字形连接,形成桁架结构.d.钢架应与围岩(初
喷混凝土)紧贴.钢架与围岩之间的空隙,用喷射混凝土充填密
实.e.钢架安装在墙脚处出现长度不够时,不得悬空,亦不能用
土石回填,必须采用钢垫板或混凝土楔块垫高顶紧.
3.7量测
1)认真编制量测计划,在施工中要确保落实.地质变化时,
量测计划和内容也要及时调整.2)公路隧道围岩量测规定的必
测项目为:
拱顶下沉,周边收敛变形,地表下沉,围岩地质,支护状
态观测等.3)现场必须成立专门的量测小组,由施工单位或委托
其他单位承担量测任务,负责日常的测点埋设,监控量测,数据处
理分析和仪器保养等工作.4)每次爆破施工后,应及时进行洞内
观察,并按要求填写工作面状态记录表和围岩类别判定卡等.
5)开挖后,应立即进行测点,测点应牢固可靠,易于识别.净空收
敛和拱顶下沉等必测项目必须在规定时问内完成初读数的读取.
6)量测频率,量测断面间距及测量应根据围岩类别,断面尺寸,埋
深,位移速率等因素综合确定.7)必测项目的点应设置在同一断
面内进行,量测基点应与洞内外水准基点建立联系,当地表有建
筑物时,应在建筑物周围设下沉测点,确保建筑安全.8)初期支
护地段要坚持量测,各项量测作业要持续到围岩变形基本稳定后
2周--3周.二次衬砌后条件恶劣地段应跟踪量测.9)量测结果
应及时进行数据处理,并对绘制的时态曲线进行回归分析,提出
围岩稳定性评判意见,并及时反馈指导施工.10)每次量测资料
必须经主管工程师审阅,并妥善保存.
3.8公路隧道施工工艺流程
公路隧道施工工艺流程见图1.
施工设计图
施工准备:
确定总体施工方案,
配备劳力,机械,材料
地质超前预报
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——————一l1
排水lI1
..........
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注浆lll
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V1
初期支护Il
稳定,安全性检查
边墙基础及仰拱
二二二
拱墙二次衬砌
二二二二
铺底
修
改
施
工
方
案
图1公路隧道施IT艺框图
4效益分析
1)在Ⅱ类围岩施工中采用上下台阶法开挖,洞门拱部采用双
层超前小导管严格注浆,遵循"弱爆破,强支护,短进尺,勤测量,
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