CN103244130A - 人字形隧道断面快速挖扩施工方法 - Google Patents

人字形隧道断面快速挖扩施工方法 Download PDF

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Abstract

人字形隧道断面快速挖扩施工方法,在隧道大断面快速分岔双连拱隧道采用中导洞开挖法,首先对隧道大断面进行中导洞开挖与临时支护,中导洞设置有中隔墙,在中导洞的导坑贯通后,从双连拱隧道终点位置开始依次灌注中墙,同时加强中隔墙的水平推力平衡;而后在中墙施作完成并达到设计强度后,开始开挖右线隧道与左线隧道正洞;在右线隧道与左线隧道正洞挖完后,整体灌注右线隧道和左线隧道二次衬砌。本发明并采用人字形结构,在双连拱隧道终点位置合二为一,大大加快了连拱隧道的施工进度,缩短了连拱隧道隧道的施工工期,同时,缩短了整个隧道支护结构闭合的时间,保证了隧道的施工安全,有效节约投资。

Description

人字形隧道断面快速挖扩施工方法
技术领域
本发明涉及隧道施工方法领域,具体为一种人字形隧道断面快速挖扩施工方法。
背景技术
在国家基础设施建设大潮中,随着国民经济持续快速发展,各类铁路、公路和地下工程建设取得长足进步,目前,铁路及公路隧道己建长度达五千五百公里之多,其建设速度、规模均为世界之冠,如:沪蓉西高速公路的八字岭隧道、漆树槽隧道、胶州湾及厦门翔安海底隧道、北京奥林匹克公园地下环形隧道、京沪高速铁路、水电站地下厂房、矿山井巷等工程的兴建,大规模的建造速度推动了隧道支护设计与施工的快速进步和发展,产生了各种复杂的隧道,其中,在隧道内设置分岔口形成双连拱隧道是一种新颖的隧道形式,虽在设计之初一般均应尽量避免,但在特殊地段,修建分岔式隧道结构已在所难免。
目前国内外对在隧道内设置分岔口形成双连拱隧道结构形式的施工,受力分析、施工顺序、控制爆破等尚处于总结和经验积累阶段,已建成的分岔式隧道中依然存在着很多问题,但其与传统的双向独立式隧道相比,在节约投资、线路展线、满足特殊功能需求方面具有不可比拟的优势。因此,无论是在中西部的高山峡谷地段为节省桥梁的工程投资还是因立体换乘需要而修建的地铁车站、地下立交、城市快速路接线工程均涉及到分岔双连拱隧道形式。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种人字形隧道断面快速挖扩施工方法,以解决上述背景技术中的缺点。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
人字形隧道断面快速挖扩施工方法,在隧道大断面快速分岔双连拱隧道采用中导洞开挖法,首先对隧道大断面进行中导洞开挖与临时支护,中导洞设置有中隔墙,在中导洞的导坑贯通后,从双连拱隧道终点位置开始依次灌注中墙,同时加强中隔墙的水平推力平衡;而后在中墙施作完成并达到设计强度后,开始开挖右线隧道上部岩体,并施作初期支护,在右线隧道上台阶超前5~6m时,开挖右线隧道下部岩体,立即施作初期支护,在滞后下台阶一定距离后,及时施作仰拱及右线隧道隧底填充;待右线隧道贯通后,依次开挖左线隧道上部岩体与左线隧道下部岩体;最后整体灌注右线隧道和左线隧道二次衬砌。
在本发明中,中隔墙分基础和墙身,墙身为薄壁砼结构,采用钢模板横竖带穿拉杆支撑,并与围岩支撑加固,泵送混凝土浇筑,在正洞开挖前浇筑完成。
在本发明中,中导洞的高度比中隔墙高0.5m,以防止中隔墙顶部空腔太多。
在本发明中,中导洞临时支护拱部内采用Φ42小导管注水泥浆(L=2.5m、1.2×1.2m),拱部及边墙位置采用喷锚挂网支护(网喷C25砼厚15cm、φ8钢筋网25×25cm);确保拱部顶紧岩面,喷砼要逐层喷实,尽快施作正洞仰拱及正洞二次衬砌,使中隔墙与临时支护体系形成一个共同体承受荷载,加大中隔墙抵抗不平衡推力的能力。
在本发明中,中隔墙的施工顺序与中导洞开挖顺序相反,从双连拱隧道起点位置依次浇注中隔墙砼,在工期紧的情况下可采用从中隔墙中间到两端同时施工。
 在本发明中,中隔墙施工时,在其顶部采用C30混凝土回填密实,确保承受围岩荷载时受力均匀。
在本发明中,为中隔墙的水平推力平衡,左线隧道与右线隧道开挖施工一前一后错开20m,不能齐头并进。
在本发明中,每步台阶一次开挖长度<2m。
有益效果
(1)本发明在隧道大断面快速分岔双连拱隧道采用中导洞开挖法,而后在中导洞灌注中隔墙,待中隔墙能够承载后,开挖左右两侧隧道,并采用人字形结构,在双连拱隧道终点位置合二为一,大大加快了连拱隧道的施工进度,缩短了连拱隧道隧道的施工工期,同时,缩短了整个隧道支护结构闭合的时间,保证了隧道的施工安全;
(2)本发明与传统的双向独立式隧道相比,在节约投资、线路展线、满足特殊功能需求方面具有不可比拟的优势;
(3)本发明在左线隧道与右线隧道挖完后,整体灌注右线隧道和左线隧道二次衬砌,减少了施工缝,有利于保证施工质量;
(4)本发明施工方法可广泛应用于地铁车站、地下立交、城市快速路接线工程施工。
附图说明
图1为本发明中隧道大断面与分岔段平面布置图。
图2为本发明中施工工序立体截面示意图。
图3为本发明中施工工序平面示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1、图2、图3的人字形隧道断面快速挖扩施工方法,其具体施工工序如下:
第一步:
   (1)中导洞开挖及支护
中导洞为开挖左线隧道与右线隧道两侧正洞的辅助导洞,其断面宽度为5.5m、断面高度为6.13m,施工中中导洞的高度比中隔墙高出0.5m,以防止中隔墙顶部空腔太多;中导洞作为较长时间施工主要通道,临时支护是确保施工安全的主要措施,中导洞临时支护拱部采用Φ42小导管注水泥浆(L=2.5m、1.2×1.2m),拱部及边墙位置采用喷锚挂网支护(网喷C25砼厚15cm、φ8钢筋网25×25cm);
中导洞开挖后形成的是临时轮廓线,在扩挖左线隧道与右线隧道两侧正洞后不再存在,中导洞的拱顶是正洞扩挖时岩体的支承点,在临时支护时确保中导洞拱部顶紧岩面,喷砼逐层喷实,尽快施作正洞仰拱及正洞二次衬砌,使中隔墙与临时支护体系形成一个共同体承受荷载,加大中隔墙抵抗不平衡推力的能力;
(2)导坑贯通后,从双连拱隧道终点位置开始,依次灌注中墙
中隔墙砼的施工顺序刚好和中导洞开挖顺序相反,根据现场情况,施工从双连拱隧道起点位置向双连拱隧道终点方向依次浇注中隔墙砼;但在工期紧的情况下可采用从中隔墙中间到两端同时施工;
中隔墙是双连拱隧道区别于分离式隧道的标志性构造,中隔墙墙身采用钢模板横竖带穿拉杆支撑,并与围岩支撑加固,泵送混凝土浇筑;中隔墙浇筑完成后,距中导洞拱顶留有高约30~40厘米、宽度为100~120厘米的空隙,空隙在左线隧道与右线隧道两侧正洞扩挖前二次浇筑填满;浇筑时采用与中隔墙相同等级的干硬性C30混凝土,立模时预留插捣小窗,仔细振捣,确保混凝土的密实,并且要与中导洞拱顶的临时支护密贴;
    中隔墙施工时,在其顶部采用C30混凝土回填密实,确保承受围岩荷载时受力均匀;
(3)中隔墙的水平推力平衡
为减小开挖施工的相互影响,左线隧道与右线隧道开挖施工,不能齐头并进,须一前一后错开20m左右,这样在左右线隧道两个开挖面之间一侧正洞的初期支护已完;而另一侧支护还未施工,该段中隔墙必须要受到一个向未开挖一侧的水平推力,为了中隔墙的施工安全,在中隔墙上采用临时支撑,横撑支点距中墙顶2m,纵向间距1.5m左右,必须支撑牢固,开挖另一侧时再拆除,以防止中隔墙因右侧隧道初期支护后,受力抗弯破坏。
第二步:
 (1)中墙施作完成并达到设计强度后,开挖右线隧道上部岩体,并施作初期支护,初期支护是为了解决隧道在施工期间的稳定和安全的工程措施,初期支护施作后即成为永久性承载结构的一部分,它与围岩共同构成了永久的隧道结构承载体系;
  (2)右线隧道上台阶超前5~6m,开挖右线隧道下部岩体,并及时施作初期支护,在右线隧道上部岩体施工支护完成并进行右线隧道下部岩体开挖时,拱脚位置应预先采取加固措施,打锁脚锚杆或注浆锚管,防止由于下部开挖拱脚失稳拱架下沉引起坍塌;
   (3)滞后下台阶一定距离后,及时施作仰拱及隧底填充;各步台阶一次开挖长度<2m。下台阶开挖后仰拱应紧跟。
第三步:
 (1)待右线隧道贯通后,依次开挖左线隧道上部岩体和左线隧道下部岩体;
 (2)其他工序同第二步。
第四步:
 在左线隧道与右线隧道挖完后,整体灌注左线隧道与右线隧道二次衬砌。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.人字形隧道断面快速挖扩施工方法,其特征在于,在隧道大断面快速分岔双连拱隧道采用中导洞开挖法,首先对隧道大断面进行中导洞开挖与临时支护,中导洞设置有中隔墙,在中导洞的导坑贯通后,从双连拱隧道终点位置开始依次灌注中墙,同时加强中隔墙的水平推力平衡;而后在中墙施作完成并达到设计强度后,开始开挖右线隧道上部岩体,并施作初期支护,在右线隧道上台阶超前5~6m时,开挖右线隧道下部岩体,立即施作初期支护,在滞后下台阶一定距离后,及时施作仰拱及右线隧道隧底填充;待右线隧道贯通后,依次开挖左线隧道上部岩体与左线隧道下部岩体;最后整体灌注右线隧道和左线隧道二次衬砌。
2.根据权利要求1所述的人字形隧道断面快速挖扩施工方法,其特征在于,中隔墙分基础和墙身,墙身为薄壁砼结构,采用钢模板横竖带穿拉杆支撑,并与围岩支撑加固。
3.根据权利要求1所述的人字形隧道断面快速挖扩施工方法,其特征在于,中导洞的高度比中隔墙高0.5m。
4.根据权利要求1所述的人字形隧道断面快速挖扩施工方法,其特征在于,中导洞临时支护拱部内为小导管注水泥浆,拱部及边墙位置为喷锚挂网支护。
5.根据权利要求1所述的人字形隧道断面快速挖扩施工方法,其特征在于,中隔墙的施工顺序与中导洞开挖顺序相反,从双连拱隧道起点位置依次浇注中隔墙砼。
6.根据权利要求1所述的人字形隧道断面快速挖扩施工方法,其特征在于,左线隧道与右线隧道开挖施工一前一后错开20m。
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