大跨度双连拱隧道施工技术

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1、中铁十三局集团有限公司大跨度双连拱隧道施工技术大跨度双连拱隧道施工技术【内容摘要】结合承唐高速TJ12标安子岭二号双连拱隧道设计与施工，对连拱隧道主要施工内容进行了说明，其中重点概述了大管棚施工工艺、中导洞-正台阶法施工工艺、隧道衬砌以及沉降量测等一系列施工技术措施，为今后复杂地质条件下大跨度双连拱的施工积累了宝贵的经验。【关键词】大跨度双连拱大管棚中导洞-正台阶衬砌沉降量测1工程概况长（春）深（圳）高速公路承德至承唐界段安子岭二号隧道位于河北省兴隆县安子岭乡境内，隧道起止点桩号为K65+334~K65+533，全长199米，位于R=1000m，Ls=135m的曲线上，设计纵坡为-2.5%（单

2、向坡）。本隧道采取双洞线连拱型式布置，两隧道轴线距离为17.236米，中隔墙最小厚度为2.5米。断面类型为三心圆曲拱曲墙形式。隧道设计有效净宽14米，即0.75m(检修道)＋0.5m（侧宽）＋3.75m×3（行车道）＋0.75m（检修道）=14m。净高为7.605米。采用单向行车三车道布置，设计车辆时速为80km/h。隧道穿越微风化灰岩，深灰色，隐晶质结构，中~薄层构造，坚硬，岩体较破碎。隧道所处区域基本无地表水，未发现泉水等地下水出露，隧道顶部均覆盖有微风化灰岩，岩体较完整。雨季有基岩裂隙水，水量有限，水文条件单一。根据设计地质勘测，隧道围岩分类为Ⅲ~Ⅴ级，其中Ⅲ类围岩96米，Ⅳ类围岩48米

3、，Ⅴ类围岩为44米，明洞11米。隧道洞口ⅴ类围岩段为亚粘土、碎石及微风化灰岩结构，岩石呈碎粒、碎块状，开挖难度较大。针对双连拱跨度大、地质条件复杂的特点，该双连拱的施工方法采用三导洞法（洞口段）以及中导洞+正台阶法开挖。并且提前施作大管棚施工确保开挖安全。2大管棚施工方法2.1基本原理管棚支护是隧道开挖通过软弱破碎岩体，流塑状黏土，岩体充填流泥，流沙等不良地质地段时的一种超前支护。它是开挖前沿隧道开挖轮廓线外缘，每间隔一定的距离，用大型水平钻机钻孔，然后将加工好的钢花管压人已钻好的孔中，沿隧道开挖轮廓线外排列形成钢管棚，开挖后将支架设于拱形钢架上，形成牢固的棚状支护结构。在插入管棚钢管之前，根

4、据地质情况，在一定范围内进行预注浆，固结软弱围岩；待插入管棚钢管之后，再往管内注浆以提高钢管强度，充填钢管与孔臂之间的空隙，使管棚与围岩固紧密。2.2适用条件适用于Ⅲ类及第6页共6页中铁十三局集团有限公司大跨度双连拱隧道施工技术以下自稳能力极差的围岩（软弱破碎松散岩体、断层带等）。对处于松软地层中的浅埋隧道，或地面有重要建筑物地段，地表沉降要求较高时，也可采用管棚进行支护。2.3施工特点①在管棚支护下开挖，可以防止地表下沉和围岩坍塌。②围岩注浆固结，管棚支护，可以采用大断面或半断面开挖，并且有利于改善衬砌受力状态，提高隧道长期的稳定性。③管棚钻孔可作为地质超前预测的一种手段，可以进一步查清掌子

5、面前方的地质情况，为完善设计提供依据。2.4施工要点施工要点主要有开挖管棚工作室、搭设平台、安装钻机、测定孔位、钻孔、安装管棚钢管、安装管棚钢筋笼、注浆。①开挖管棚工作室工作室应设在距离管棚位置较近处，以缩短管棚长度。在软弱围岩地段开挖工作室要做必要的支护。另外，为了便于架设钻机，工作室应开挖至轮廓线1～2m。②搭设平台、安装钻机、测定孔位安装钻机前，用全站仪在掌子面放出管棚孔位。钻机安装要牢固，防止不均匀下沉、位移、倾斜等影响钻孔质量，钻机距离掌子面不应超过2m。③钻孔为了便于插管，钻孔直径比管棚直径大20～30mm，钻孔深度大于设计值0.5m；对钻进不能成孔（围岩破碎、塌孔等）地带应补充固

6、结灌浆后钻孔或者采用“打跟管”方法钻孔并插管；钻机开孔时先低速钻进，待进尺大于1m后，可改为高速钻进，遇围岩较破碎时，钻进3~5节钻杆后适当拔出钻杆清孔后再继续钻进，防止石碴聚多卡钻；随时量测进尺角度，发现偏差及时调整。④安装管棚钢管根据设计要求安装管棚钢管，每节长度4～6m，注意相邻管棚接头不在同一受力截面上。管接头材质应与管棚钢管材质相同。管头套螺丝扣并焊接牢固、平顺。⑤安装管棚钢筋笼为提高管棚强度，在管棚安装完毕后，放置钢筋笼并注浆，注浆材料为水泥净浆或者水泥-水玻璃双液注浆。1中导洞-正台阶法施工3.1方案概述中导洞方案，是中导洞先行，无侧导洞的施工方案。它仍是按传统的断面结构施工，只

7、是中导洞先行，做好中导洞开挖、支护贯通和中隔墙衬砌及顶部混凝土回填，左右主洞不采取侧导洞先行方案，直接采用台阶法开挖。围岩较好时可采取全断面开挖形式。在大断面开挖或者围岩情况相对较差时先行施做一侧主洞开挖及衬砌，另一侧主洞再跟进开挖、衬砌。第6页共6页中铁十三局集团有限公司大跨度双连拱隧道施工技术3.2方案优点工序简单，施工干扰小，省去了侧导洞开挖和部分临时支护及拆除工序。施工空间大，便于使用大型