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摘要：本文根据笔者在广西河都高速公路NO.3合同段隧道工程的施工体会，详细阐述隧道进洞时采用异型拱架与双排锁口小导管联合施工手段进洞施工工艺，为今后类似隧道工程进洞提供了参考。
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关键词：隧道工程；变截面；零开挖；施工技术
Abstract: In this paper, according to the author experience in Guangxi river all highway NO. 3 contract section of tunnel engineering construction, it will discuss on the tunnel through the hole how the arch bridge joint double row lock catheter in the construction process for reference in the futural engineering.
Keywords: tunnel project; variable cross-section; zero excavation; construction technology
中图分类号：U45文献标示码：A文章编号
近年来，随着高等级公路向西部山区的延伸发展，隧道工程逐渐成为高等级公路施工建设中质量控制和工期控制的重要环节。隧道进洞时隧道施工的第一道工序，其施工方案的选择，直接影响到工程施工准备期的长短和下一步的施工质量，费用和安全环保工作。
1.工程概况
高岭三号隧道为分离式隧道，右线设计长度为750米，进口端地势陡峭，呈“V”型深谷状，洞口位置距谷底30余米，地表面植被良好，林木茂盛。隧道主要穿越III、IV级围岩，岩石类型主要为二叠系下统栖霞阶（P1q）含燧石灰岩、石炭系上统（C3）及石炭系中统黄龙组（C2H)灰岩、白云质灰岩。进口为IV级围岩、处于地质浅埋段，现场揭露围岩为中至强风化灰岩，含大量方解石次生矿物，呈构造角砾状，胶结物为钙质，胶结情况一般，有一定节理裂隙发育整体稳定性一般。同时我部承建的高岭一号至高岭五号隧道高岭隧道群中，高岭四号隧道右线全长1886m，左线全长1825m，且无施工便道进入施工现场，我项目部拟定打通三号隧道右洞，以三号隧道右洞作为施工便道进入高岭四号隧道施工现场，故高岭三成为全线控制性工程。
2.总体施工方案
根据隧道特点及进口地形地貌、现场开挖揭露的岩面自稳情况、水文条件、现场施工条件、在充分考虑隧道进口综合排水的情况下，本着“早进晚出”的原则，采用零开挖变截面进洞施工方案，即在高岭三号隧道河池端（进口端）为隧道进洞口，根据山体陡峭刷坡困难的实际条件，在右洞左右拱脚明暗交界点不在同一桩号的情况下，采用I18型钢施做异型拱架，并在拱架上方预设Φ42×4mm双排锁口小导管，喷射砼并施做套拱，封闭掌子面。并通过三台阶开挖法，调整每榀异型拱架尺寸，保证隧道正常成型。
2.1零开挖进洞位置的确定
对高岭三号隧道右线洞口段进行断面测量，根据测量横断面高程确定右洞洞口左侧拱脚桩号为YK64+464，右侧拱脚为YK64+459，隧道进洞桩号原设计YK64+461，故右侧拱架按照75cm/榀架设，左侧拱架按照30cm/榀，经过计算做出变截面隧道钢拱架布置图，可直观得出结论，当第11榀钢拱架安装完成后，隧道可按照原设计进行施工。
2.2异型拱架尺寸计算
其中，；
原设计洞口设计如图3所示。原设计开挖轮廓线半径为661cm，采用I18工字钢代替格栅拱架后，参考公路隧道设计规范（JTG D70―2004），采取工字钢贴岩面保护层厚度4cm，临空一侧砼厚度为2cm，故C25喷射砼厚度取值为24cm。故对上式中S值做出修正，修正值为：。按照上述公式对现场对每一榀异型拱架弧长进行核算，并根据工程地质实际选取三台阶分部开挖法，对每个单元按照圆心角45°进行划分，将异型拱架分为5个弧单元，利用excel表格对各个单元下料尺寸进行计算，具体计算结果见表1。
3.变截面零开挖施工工艺
3.1拱架试拼
将计算好的I18钢拱架下料尺寸与现场工人进行技术交底，钢拱架加工完成后，在场地内进行试拼，拼装好的钢拱架，几何尺寸满足施工要求后，拉进施工现场，准备套拱施做。
3.2安装洞口套拱工字钢
精确复测隧道中线，拱顶及拱脚平面位置后，安装洞口套拱I18工字钢，清拱脚部虚土，保证两侧拱脚均落在稳定的基岩上后，检测工字钢位置，确保工字钢尺寸无误后，通砂浆锚杆将工字钢固定在岩面上。
3.3施做洞口双排锁口小导管
3.3.1小导管设计参数
1.小导管采用Φ42×4mm无缝钢管，单根设计长度5.5m；
2.管头10cm处削尖，管身按15cm间距打8mm注浆孔，尾部1m处不设压浆孔，压浆孔按梅花形布置。小导管尾部设φ6加劲箍；
3.内圈小导管间距40cm，外圈小导管间距为50cm，外插角度10-15°，小导管打设范围为隧道上圆心角180°。
3.3.2小导管施工步骤
1.利用洞口工字钢作为轮廓线，按照内层间距40cm，外层间距50cm，对小导管位置进行放样，布置钻孔；
2.按布置的注浆眼位置钻眼，眼深不小于5.5m，将小导管顶入岩层；
3.孔口止浆封堵。导管打入后用塑胶泥封堵孔口导管与孔壁间隙，并在导管附近及工作面C20喷混凝土；
4.压注浆液，注浆压力控制在0.5-1.0Mpa之间，终压2.0Mpa。注浆过程中随时观察注浆压力，分析注浆情况，防止堵塞、跑浆。
3.4洞身开挖及支护
1.洞口喷射混凝土及注浆液达到一定强度后，严格按照“短进尺、弱爆破、快支护、勤量测”的原则，按照三台阶分部开挖法，开挖上导坑，并在拱架两侧拱脚处各增加两根Φ22锁脚锚杆，锚杆长L=4m，提高拱架稳定性，保证进洞安全；
2.上导坑开挖一定距离后，左右幅分部开挖中台阶，开挖过程中严格采用“短进尺，弱爆破”的施工原则，确保不造成拱架悬空，并在开挖过后及时将拱架落底，保证施工安全；
3.隧道上、下台阶开挖完成后，及时开挖并施做仰拱封闭成环。
4.结语
采用“变截面、零开挖”施工工法确保了洞口浅埋段的进洞安全和隧道洞口周围的植被得到妥善保护，维护了原有的生态地貌，力求与自然环境相协调。同时该施工方法的成功运用避免了洞口大量刷坡和挖方，极大的提高了施工工期，实现了全线隧道首个进洞，造成了良好的社会效应的同时创造了极大的经济效益，为今后类似隧道工程进洞施工提供了参考价值。
参考文献
[1]中华人民共和国交通运输部.公路隧道施工技术规范.北京:人民交通出版社,2009
[2]中华人民共和国交通运输部.公路隧道设计规范.北京:人民交通出版社.2004
[3]关宝树.隧道施工要点集.北京:人民交通出版社.2003
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。 |
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发表于 2018-7-16 20:26:49