湖北四车道高速公路分岔隧道施工工法

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1、分岔隧道施工工法1、前言在深沟、峡谷地区修建高速公路，桥隧紧相连，缺少足够长的过渡路基。桥梁往往采用整体式布置的斜拉桥、悬索桥或大跨度拱桥等型式，如果分幅修建则造价过高。但是对于长大隧道，考虑到安全、工期和工程造价等因素，不宜将左右幅隧道全部设置为整体连拱形式，而是采取可以基本上不考虑左右幅洞室之间相互影响的分离式隧道（两洞室净距离保持在25～40米左右）。这样为了实现桥隧的合理衔接，就必须将两个相互分离的左右幅隧道逐渐减小间距，最终交汇成一个大拱隧道。这种平面近似“人”字形布置的分岔隧道几乎囊括了隧道工程的各种结构形式和难点，具有很强的代表性。湖北X

2、XX高速公路第15合同段XXX隧道出口为分岔式设计，从出口端往进口方向依次为明洞、四车道大拱段、连拱段和小间距段，然后与分离段相连（参见下面的图1）。它是国内首座大跨度施工的分岔隧道，其跨度在交通行业居亚洲第一，属于“交通部西部交通建设科技项目”。XXX隧道分岔段在施工方面有以下的难点和不安全性：开挖断面多变且施工跨度很大;为了尽可能减少邻近隧道的桥梁宽度及其投资，左右幅两隧道间距很小，中隔墙（中间岩柱）比一般连拱（小间距）隧道的中隔墙（中间岩柱）还要薄得多，承受压力更大且容易因爆破而震裂;左右幅两隧道开挖爆破时存在很大的相互震动的影响，容易造成围岩松

3、动和坍塌。如何确保XXX隧道分岔段施工的安全、质量、进度和控制施工成本，是一个重大的技术难题。图1XXX隧道分岔段平面布置示意图（原设计）依托XXX隧道分岔段的施工实践，中国xx工程总公司与中国交通部xx勘察设计研究院、xx大学、xx大学和中国xxx岩土力学研究所联合开展科技创新，取得了《分岔隧道设计施工指南》这一国内领先、国际先进的新成果，目前正在申报湖北省和交通部的科学技术一等奖。中国铁路工程总公司利用先进的科学技术方法和手段，取得了XXX隧道分岔段施工的胜利，在安全、质量、进度和效益方面都实现了最大程度的成功。在XXX隧道分岔段的施工过程中形成了

4、新颖的《分岔隧道施工工法》。该工法在确保分岔隧道施工的安全、质量、进度和控制施工成本方面效果显著，技术先进，具有明显的经济效益和一定的社会效益、环保效益。152、工法特点2.1通过对分岔隧道最优开挖方法的理论研究和实验，大胆地将正台阶法与多部开挖法有机组合在一起，减少了常规开挖分部的部数，最大限度地实现了大断面开挖。这样不但减少了工序及其相互干扰，方便了测量，创造了较大空间来组织机械化作业，而且减少了初期支护的施工缝，有利于提高进度和质量。2.2在洞口段通过超前长管棚注浆来保证浅埋地段的围岩稳定。大拱初期支护通过采用预应力锚杆加固来减小洞室周边岩体的相

5、对变形，有利于在锚杆的预应力作用范围内形成稳定的承载拱。这些措施更好地发挥了新奥法所特别强调的“围岩自身承载能力”。2.3利用中导坑先施工连拱段的中隔墙，既可以探明前方地质情况，又可以在中隔墙的支撑作用下减小开挖跨距，保证施工安全。针对左右幅两隧道间距非常小的特点，通过对开挖爆破方案的理论分析和实验，在连拱段和小间距段实行左右洞交错施工并保持一定间距，既保证了爆破效果，又有效地减小了开挖爆破时存在的相互震动的影响，最大可能地贯彻了新奥法“少扰动”的原则。2.4中隔墙的两侧各预留30cm厚度与隧道主洞二衬整体浇筑，这不但使中隔墙与隧道主洞二衬形成了共同受

6、力的有机整体，而且消除了中隔墙与隧道主洞二衬之间的施工缝，避免了该施工缝过去经常出现的渗漏水现象。2.5通过使用信息化施工技术，对围岩和初期支护的承载能力、保证期限提供了至关重要的定量数据，打破了传统的过度强调“衬砌紧跟、早期施作”的思想束缚，这不但减少了多工序同时作业的相互干扰，同时也避免了开挖爆破对衬砌可能造成的损伤。2.6衬砌防水引入了分区防水的概念，即在初期支护与二次衬砌之间敷设一层EVA／ECB共挤防窜流复合防水板。分区防水一方面使得衬砌渗漏的机率大大降低，另一方面使得衬砌漏水位置与防水板的漏水位置相对应，这给后期整治漏水提供了方便。2.7利

7、用当今先进的数值模拟方法和监控量测信息，以确保安全为前提，动态修正支护参数，优化了中间岩柱和中隔墙的厚度，取消了大拱的中隔墙及内衬结构。这不但减少了隧道本身的施工成本，而且减少了邻近隧道的桥梁宽度及其投资，同时还加快了施工进度。3、适用范围适用于处在地形陡峻的深沟峡谷地区而不得不进行大跨度施工的分岔隧道，对其它隧道乃至于地下工程也具有一定的指导意义。4、工艺原理4.1分岔隧道的施工跨度很大，其结构形式及荷载分布比较复杂，相邻结构施工的相互干扰较大。如何尽可能实行较大断面开挖，又避免坍塌，确保安全，光凭经验和直觉往往是难以准确把握的。我们应用动态施工过程

8、力学原理和二维（三维）断裂损伤有限元方法、三维显式差分法（FLAC3D）等数值模拟的方法模拟了