CN103256052A - 一种整体直中墙式双连拱隧道的施工方法 - Google Patents

一种整体直中墙式双连拱隧道的施工方法 Download PDF

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李涛
齐晔
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Abstract

本发明公开了一种整体直中墙式双连拱隧道的施工方法;包括以下步骤:1)按设计要求开挖中导洞,并进行中导洞初期支护;2)在中导洞内施工双连拱隧道中墙,所述中墙顶呈Y型结构,中墙顶与中导洞顶壁之间留有中墙顶空洞;3)在中墙上设置排水系统;4)中墙顶空洞回填;5)按设计要求挖掘双连拱隧道的左洞、右洞;6)施工完成后的左洞、右洞分别进行路面施工及隧道机电安装工程施工。此施工方法对比同样的三层复合式直中墙、三层复合式曲中墙、五层复合式曲中墙结构方式,其结构简单、施工方便,并能有效减少中隔墙厚度,降低工程造价,减少隧道外引线占地,节约土地资源。

Description

一种整体直中墙式双连拱隧道的施工方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种隧道施工技术,特别涉及一种整体直中墙式双连拱隧道的施工方法。
背景技术
[0002] 随着公路建设的发展,越来越多的公路逐渐沿进山区。公路隧道的修建对降低交通事故发生率,缩短运营里程,提高行车速度与舒适性,有效防止由于路基高填深挖而引起的各种地质灾害,保护生态环境,节约土地,促进经济发展起到了积极的作用。由于连拱隧道与分离式隧道相比具有线形较平顺、占地少的优点,在中、短隧道建设中连拱隧道越来越多的被选用。但传统的连拱隧道采用整体直中墙结构,由于工艺问题一直存在中墙顶漏水问题,给运营养护造成不少问题。
[0003] 传统连拱隧道中墙顶结构为“个”字形,中墙顶回填采用从中墙两侧顶部灌浆方式,此种工艺致使中墙顶无法回填密实,中墙与主洞衬砌衔接处易出现漏水现象。为解决此问题,多家单位对中墙结构进行了多次优化,产生了三层曲中墙结构、三层直中墙结构、五层曲中墙结构等。使主洞二衬甚至初支独立出来,防水体系与分离式隧道相同,这改善了中墙防水效果,但加厚了中墙,增加了工程造价、隧道外占地。
[0004] 中国专利“一种改进型复合式中隔墙连拱隧道结构”(申请号:201020122453.9,公开号:CN201696056U)提出:“为解决常规连拱隧道结构初期支护与中隔墙固定处易出现开裂的问题,将常规复合式中隔墙的初期支护和二次衬砌都单独设置成环,去掉初期支护和二次衬砌与中隔墙固定处的接头。在初期支护和二次衬砌之间铺设防水层;最后施作二次衬砌”。该专利公开的结构相当于超小净距隧道,此时的中墙组成:两个主洞初期支护+两个主洞二次衬砌+两主洞间中隔墙,中隔墙顶部为“个”字形。此专利中间结构多达5层,其厚度要较本发明专利的单层直中墙结构厚、施工工序多、施工周期长。由于此专利中间结构厚,致使整个连拱隧道的开挖跨度增加、造价增多、洞外相邻构筑物占地也增加。
[0005] 中国专利“既有单洞隧道改扩建为连拱隧道的施工方法”(申请号:200910156907.6,公开号:CN101737061A)的发明中,既有单洞隧道改扩建为三层曲中墙结构连拱隧道的方法,此结构中墙组成为:两个主洞二次衬砌+两主洞间中隔墙,中隔墙顶部为“个”字形。该结构防水层铺设在主洞二衬和夹心墙之间。此专利中间结构多达3层,其厚度要较本发明专利的单层直中墙结构厚、施工工序多、施工周期长。由于此专利中间结构厚,致使整个连拱隧道的开挖跨度增加、造价增多、洞外相邻构筑物占地增加。
[0006] 中国专利“连拱隧道”(申请号:200520044198.X,公开号:CN2839559Y)公开了:“一种连拱隧道,包括左右两洞二次衬砌、防排水系统、直中间墙,所述左右两洞二次衬砌与中间墙接触部分直立设置并与直中间墙固定,所述防排水系统设于所述二次衬砌与所述初期支护、直中间墙之间。本实用新型中,三层直中墙是指由直中间墙与两二次衬砌共同构成的结构。”具体结构形式直中墙为平顶结构,此种结构左右主洞初期支护与直中间墙连接点受力不好。并且此专利中间结构多达3层,其厚度要较本发明专利的单层直中墙结构厚、施工工序多、施工周期长。由于此专利中间结构厚,致使整个连拱隧道的开挖跨度增加、造价增多、洞外相邻构筑物占地增加。
发明内容
[0007] 本发明的目的在于改进现有技术的缺陷而提供一种整体直中墙式双连拱隧道的施工方法。此施工方法对比同样的三层复合式直中墙、三层复合式曲中墙、五层复合式曲中墙结构方式,其结构简单、施工方便,并能有效减少中隔墙厚度,降低工程造价,减少隧道外引线占地,节约土地资源。
[0008] 为实现上述目的,本发明采用下述技术方案:
[0009] 一种整体直中墙式双连拱隧道的施工方法,包括以下步骤:
[0010] 步骤1)按设计要求开挖中导洞,并进行中导洞初期支护;
[0011] 步骤2)在中导洞内施工双连拱隧道中墙,所述中墙顶呈Y型结构,中墙顶与中导洞顶壁之间留有中墙顶空洞;
[0012] 步骤3)在中墙上设置排水系统;
[0013] 步骤4)中墙顶空洞回填;
[0014] 步骤5)按设计要求挖掘双连拱隧道的左洞、右洞;
[0015] 步骤6)施工完成后的左洞、右洞分别进行路面施工及隧道机电安装工程施工。
[0016] 优选的,所述步骤2)进一步包括:
[0017] 步骤2-1)施工双连拱隧道中墙下部,沿隧道纵向方向按从里向外进行混凝土浇注施工;
[0018] 步骤2-2)施工双连拱隧道中墙上部,沿隧道纵向方向按从里向外进行混凝土浇注施工;
[0019] 步骤2-3)在呈Y型结构的中墙顶预埋螺栓,并与钢架接头接好,在钢架间设置外挂小模板;外挂小模板、呈Y型结构的中墙顶的底部和中导洞顶壁之间形成管道形中墙顶空洞,所述中墙顶空洞呈封闭空间。
[0020] 优选的,所述步骤3)进一步包括:
[0021] 在呈Y型结构的中墙顶的底部沿隧道纵向方向设置透水管,该透水管顶部设有若干透水孔;
[0022] 在中墙内沿隧道纵向方向设置若干竖向排水管,所述竖向排水管上端口与透水管连通,竖向排水管下端口通过横向排水管与隧道排水沟连通。
[0023] 优选的,所述呈Y型结构的中墙顶分别与左洞的拱部二次衬砌、右洞的拱部二次衬砌匹配对应接合。
[0024] 优选的,所述步骤5)进一步包括:
[0025] 步骤5-0)挖掘左侧洞上台阶、右侧洞上台阶,并进行初期支护;
[0026] 步骤5-1)挖掘左侧洞下台阶、右侧洞下台阶,并进行初期支护;
[0027] 步骤5-2)挖掘左正洞上台阶、右正洞上台阶,并进行初期支护;
[0028] 步骤5-3)挖掘左正洞下台阶、右正洞下台阶,并进行初期支护;拆除在左洞、右洞范围内的中导洞初期支护;
[0029] 步骤5-4)左洞仰拱施工;[0030] 步骤5-5)左洞仰拱回填;
[0031] 步骤5-6)左洞设置防水层、拱部二次衬砌施工;
[0032] 步骤5-7)右洞仰拱施工;
[0033] 步骤5-8)右洞仰拱回填;
[0034] 步骤5-9)右洞设置防水层、拱部二次衬砌施工。
[0035] 优选的,在呈Y型结构的中墙顶的底部铺设碎石渗流层;为保证中墙顶空洞回填时水泥浆不渗入碎石渗流层,在碎石渗流层顶部铺设一层防水层;所述碎石渗流层高度位置低于中墙与左洞、右洞拱部二次衬砌接合部位纵向施工缝位置IOcm以上。
[0036] 即所述碎石渗流层高度位置低于中墙与左洞拱部二次衬砌接合部位纵向施工缝位置IOcm以上;所述碎石渗流层高度位置低于中墙与右洞拱部二次衬砌接合部位纵向施工缝位置IOcm以上。
[0037] 优选的,步骤4)中,在所述中墙顶空洞一端头设置模板,所述中墙顶空洞回填采用沿隧道纵向方向先里后外分段泵送混凝土的方式回填中墙顶空洞;每次分段泵送混凝土长度为5〜8m。
[0038] 优选的,在呈Y型结构的中墙顶的底部碎石渗流层下部设置防水层,同时设置一层2mm厚BAC自粘防水卷材;
[0039] 在所述呈Y型结构的中墙顶与左洞、右洞拱部二次衬砌接合部位纵向施工缝处设外贴式止水带、可注浆中埋式止水带各一道。
[0040] 即在所述呈Y型结构的中墙顶与左洞拱部二次衬砌接合部位纵向施工缝处设外贴式止水带、可注浆 中埋式止水带各一道;在所述呈Y型结构的中墙顶与右洞拱部二次衬砌接合部位纵向施工缝处设外贴式止水带、可注浆中埋式止水带各一道。
[0041] 优选的,在左洞、右洞的初期支护与左洞、右洞的拱部二次衬砌之间每间隔5〜IOm设环向排水管,隧道两侧墙的底部分别设置有纵向排水管贯通全隧道,环向排水管的下端均与所述的纵向排水管相连通;所述的纵向排水管通过横向管与隧道路面下的隧道边沟连通。
[0042] 纵向排水管通过横向管将透过左洞、右洞初期支护的地下水弓I流至隧道路面下隧道边沟将水排出,避免了左洞、右洞拱部二次衬砌背后的地下水形成过大压力沿衬砌薄弱处渗入隧道。
[0043] 本发明的有益效果是:
[0044] 1、改变了传统中墙顶空洞回填方式,将原来两侧回填灌浆方式改为两侧封闭、纵向分段泵送混凝土回填。
[0045] 2、改变中墙顶节点联结方式,本发明中中墙顶呈Y型结构,将原来中墙顶的“个”型结构改为“V,型结构,使左洞、右洞与中墙连接接合点位于呈Y型结构的中墙顶上,并在中墙内设若干竖向排水管,将围岩渗水直接排到左洞路面下及右洞路面下的隧道排水沟中并排出隧道。
[0046] 3、加强了中墙顶两侧主体结构施工缝防水措施。
[0047] 4、加强了中导洞拱顶径向加固注浆,使中导洞拱顶经多次开挖扰动的围岩得以加固,减少地表渗漏水渗入,从而达到在连拱隧道中墙与左洞、右洞连接处避免漏水及改善中墙受力的效果。[0048] 对比同样解决此问题的三层复合式直中墙、三层复合式曲中墙、五层复合式曲中墙结构方式,其结构简单、施工方便,并能有效减少中隔墙厚度,降低工程造价,减少隧道外引线占地,节约土地资源。
附图说明
[0049] 图1为本发明双连拱隧道的整体结构示意图。
[0050] 图2为本发明实施例中隧道施工步骤一开挖中导洞上台阶示意图。
[0051] 图3为本发明实施例中隧道施工步骤二开挖中导洞下台阶示意图。
[0052] 图4为本发明实施例中隧道施工步骤三施工中墙下部示意图。
[0053] 图5为本发明实施例中隧道施工步骤四施工中墙上部示意图。
[0054] 图6为本发明实施例中隧道施工步骤五在中墙上设置排水系统结构示意图。
[0055] 图7为本发明实施例中隧道施工步骤六回填中墙顶空洞示意图。
[0056] 图8为本发明实施例中隧道施工步骤七挖掘左侧洞上台阶、右侧洞上台阶示意图。
[0057] 图9为本发明实施例中隧道施工步骤八挖掘左侧洞下台阶、右侧洞下台阶示意图。
[0058] 图10为本发明实施例中隧道施工步骤九挖掘左正洞上台阶、右正洞上台阶示意图。
[0059] 图11为本发 明实施例中隧道施工步骤十挖掘左正洞下台阶、右正洞下台阶示意图。
[0060] 图12为本发明实施例中隧道施工步骤十一左洞仰拱施工示意图。
[0061] 图13为本发明实施例中隧道施工步骤十二左洞仰拱回填示意图。
[0062] 图14为本发明实施例中隧道施工步骤十三左洞设置防水层、拱部二次衬砌施工示意图。
[0063] 图15为本发明实施例中隧道施工步骤十四右洞仰拱施工示意图。
[0064] 图16为本发明实施例中隧道施工步骤十五右洞仰拱回填示意图。
[0065] 图17为本发明实施例中隧道施工步骤十六右洞设置防水层、拱部二次衬砌施工示意图。
[0066] 图18为本发明实施例中隧道施工步骤十七左洞、右洞路面施工示意图。
[0067] 图19为本发明双连拱隧道中墙结构示意图。
[0068] 图20为图19的A部放大示意图。
具体实施方式
[0069] 下面结合附图说明本发明的具体实施方式。
[0070] 如图1至18所示,一种整体直中墙式双连拱隧道的施工方法,包括以下步骤:
[0071] 1、按设计要求开挖中导洞,并进行中导洞初期支护;
[0072] 步骤一:按设计要求挖掘中导洞上台阶1、进行中导洞初期支护600 ;
[0073] 步骤二:按设计要求挖掘中导洞下台阶2、进行中导洞初期支护600 ;
[0074] I1、在中导洞内施工双连拱隧道中墙,中墙顶与中导洞顶壁之间留有中墙顶空洞;
[0075] 步骤三:施工双连拱隧道中墙下部3,沿隧道纵向方向按从里向外进行混凝土浇注施工;
[0076] 步骤四:施工双连拱隧道中墙上部4,沿隧道纵向方向按从里向外进行混凝土浇注施工;所述中墙顶41呈Y型结构,中墙顶41与中导洞顶壁121之间留有中墙顶空洞111 ;
[0077] II1、在中墙上设置排水系统;
[0078] 步骤五:在呈Y型结构的中墙顶41的底部411沿隧道纵向方向设置透水管4111,该透水管4111顶部设有若干透水孔;
[0079] 在中墙内沿隧道纵向方向设置若干竖向排水管4112,所述竖向排水管4112上端口与透水管4111连通,竖向排水管4112下端口通过横向排水管4113与隧道排水沟4114连通;所述呈Y型结构的中墙顶41分别与左洞的拱部二次衬砌19、右洞的拱部二次衬砌20匹配对应接合。
[0080] IV、中墙顶空洞回填;
[0081] 步骤六:中墙顶空洞111回填;在呈Y型结构的中墙顶预埋螺栓,并与设置钢架4115,在钢架4115间设置外挂小模板;外挂小模板、呈Y型结构的中墙顶41的底部411和中导洞顶壁121之间形成管道形中墙顶空洞111,所述中墙顶空洞111呈封闭空间。
[0082] 在所述中墙顶空洞111 一端头设置模板4116,模板4116采用大块钢模板,通过泵100和排气管200回填中墙顶空洞111,所述中墙顶空洞111回填采用沿隧道纵向方向先里后外分段泵送混凝土的 方式回填中墙顶空洞111,每次分段泵送混凝土长度为5〜Sm。
[0083] V、按设计要求 挖掘双连拱隧道的左洞300、右洞400 ;
[0084] 步骤七:挖掘左侧洞 上台阶7、右侧洞上台阶9,并进行初期支护;
[0085] 步骤八:挖掘左侧洞下台阶8、右侧洞下台阶10,并进行初期支护;
[0086] 步骤九:挖掘左正洞上台阶11、右正洞上台阶13,并进行初期支护;
[0087] 步骤十:挖掘左正洞下台阶12、右正洞下台阶14,并进行初期支护;拆除在左洞300、右洞400范围内的中导洞初期支护600 ;
[0088] 步骤^^一:左洞仰拱15施工;
[0089] 步骤十二:左洞仰拱17回填;
[0090] 步骤十三:左洞设置防水层拱部二次衬砌19施工;所述左洞300设置的拱部二次衬砌19与呈Y型结构的中墙顶41匹配对应接合;
[0091] 步骤十四:右洞仰拱16施工;
[0092] 步骤十五:右洞仰拱18回填;
[0093] 步骤十六:右洞设置防水层拱部二次衬砌20施工;所述右洞400设置的拱部二次衬砌20与呈Y型结构的中墙顶41匹配对应接合;
[0094] V1、施工完成后的左洞300、右洞400分别进行路面施工及隧道机电安装工程施工。
[0095] 步骤十七:施工完成后的左洞300、右洞400分别进行路面施工21、22及隧道机电
安装工程施工。
[0096] 如图19、20所示:作为进一步改进的实施例,在上述步骤五中,在呈Y型结构的中墙顶41的底部411铺设碎石渗流层5,为保证中墙顶空洞111回填时水泥浆不渗入碎石渗流层5,在碎石渗流层5顶部铺设一层防水层51 ;所述碎石渗流层5高度位置低于中墙与左洞拱部二次衬砌19施工缝500位置IOcm以上;所述碎石渗流层5高度位置低于中墙与右洞拱部二次衬砌20施工缝500位置IOcm以上;
[0097] 在呈Y型结构的中墙顶41的底部碎石渗流层5下部设置防水层52,同时设置一层2mm厚BAC自粘防水卷材;
[0098] 在所述呈Y型结构的中墙顶41与左洞拱部二次衬砌接合部位纵向施工缝500处设外贴式止水带501、可注浆中埋式止水带502各一道;在所述呈Y型结构的中墙顶41与右洞拱部二次衬砌接合部位纵向施工缝500处设外贴式止水带501、可注浆中埋式止水带502
各一道。
[0099] 作为进一步改进的实施例,在左洞、右洞的初期支护与左洞、右洞的拱部二次衬砌之间每间隔5〜IOm设环向排水管503,隧道两侧墙的底部分别设置有纵向排水管贯通全隧道,环向排水管503的下端均与所述的纵向排水管相连通;所述的纵向排水管通过横向管与隧道路面下的隧道边沟连通。
[0100] 纵向排水管通过横向管将透过左洞、右洞初期支护的地下水引流至隧道路面下隧道边沟将水排出,避免了左洞、右洞拱部二次衬砌背后的地下水形成过大压力沿衬砌薄弱处渗入隧道。
[0101] 本文中所采用的描述方位的词语“上”、“下”、“左”、“右”等均是为了说明的方便基于附图中图面所示的方位而言的,在实际装置中这些方位可能由于装置的摆放方式而有所不同。
[0102] 综上所述,本发明所述的实施方式仅提供一种最佳的实施方式,本发明的技术内容及技术特点已揭示如上,然而熟悉本项技术的人士仍可能基于本发明所揭示的内容而作各种不背离本发明创作精神的替换及修饰;因此,本发明的保护范围不限于实施例所揭示的技术内容,故凡依本发明的形状、构造及原理所做的等效变化,均涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1. 一种整体直中墙式双连拱隧道的施工方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤I)按设计要求开挖中导洞,并进行中导洞初期支护; 步骤2)在中导洞内施工双连拱隧道中墙,所述中墙顶呈Y型结构,中墙顶与中导洞顶壁之间留有中墙顶空洞; 步骤3)在中墙上设置排水系统; 步骤4)中墙顶空洞回填; 步骤5)按设计要求挖掘双连拱隧道的左洞、右洞; 步骤6)施工完成后的左洞、右洞分别进行路面施工及隧道机电安装工程施工。
2.根据权利要求I所述的一种整体直中墙式双连拱隧道的施工方法,其特征在于,所述步骤2)进一步包括: 步骤2-1)施工双连拱隧道中墙下部,沿隧道纵向方向按从里向外进行混凝土浇注施工; 步骤2-2)施工双连拱隧道中墙上部,沿隧道纵向方向按从里向外进行混凝土浇注施工; 步骤2-3)在呈Y型结构的中墙顶预埋螺栓,并与钢架接头接好,在钢架间设置外挂小模板;外挂小模板、呈Y型结构的中墙顶的底部和中导洞顶壁之间形成管道形中墙顶空洞,所述中墙顶空洞呈封闭空间。
3.根据权利要求I所述的一种整体直中墙式双连拱隧道的施工方法,其特征在于,所述步骤3)进一步包括: 在呈Y型结构的中墙顶的底部沿隧道纵向方向设置透水管,该透水管顶部设有若干透水孔; 在中墙内沿隧道纵向方向设置若干竖向排水管,所述竖向排水管上端口与透水管连通,竖向排水管下端口通过横向排水管与隧道排水沟连通。
4.根据权利要求I所述的一种整体直中墙式双连拱隧道的施工方法,其特征在于,所述呈Y型结构的中墙顶分别与左洞的拱部二次衬砌、右洞的拱部二次衬砌匹配对应接合。
5.根据权利要求4所述的一种整体直中墙式双连拱隧道的施工方法,其特征在于,所述步骤5)进一步包括: 步骤5-0)挖掘左侧洞上台阶、右侧洞上台阶,并进行初期支护; 步骤5-1)挖掘左侧洞下台阶、右侧洞下台阶,并进行初期支护; 步骤5-2)挖掘左正洞上台阶、右正洞上台阶,并进行初期支护; 步骤5-3)挖掘左正洞下台阶、右正洞下台阶,并进行初期支护;拆除在左洞、右洞范围内的中导洞初期支护; 步骤5-4)左洞仰拱施工; 步骤5-5)左洞仰拱回填; 步骤5-6)左洞设置防水层、拱部二次衬砌施工; 步骤5-7)右洞仰拱施工; 步骤5-8)右洞仰拱回填; 步骤5-9)右洞设置防水层、拱部二次衬砌施工。
6.根据权利要求I所述的一种整体直中墙式双连拱隧道的施工方法,其特征在于,在呈Y型结构的中墙顶的底部铺设碎石渗流层;为保证中墙顶空洞回填时水泥浆不渗入碎石渗流层,在碎石渗流层顶部铺设一层防水层;所述碎石渗流层高度位置低于中墙与左洞、右洞拱部二次衬砌接合部位纵向施工缝位置IOcm以上。
7.根据权利要求2所述的一种整体直中墙式双连拱隧道的施工方法,其特征在于,步骤4)中,在所述中墙顶空洞一端头设置模板,所述中墙顶空洞回填采用沿隧道纵向方向先里后外分段泵送混凝土的方式回填中墙顶空洞;每次分段泵送混凝土长度为5〜Sm。
8.根据权利要求2所述的一种整体直中墙式双连拱隧道的施工方法,其特征在于,在呈Y型结构的中墙顶的底部碎石渗流层下部设置防水层,同时设置一层2_厚BAC自粘防水卷材; 在所述呈Y型结构的中墙顶与左洞、右洞拱部二次衬砌接合部位纵向施工缝处设外贴式止水带、可注浆中埋式止水带各一道。
9.根据权利要求5所述的一种整体直中墙式双连拱隧道的施工方法,其特征在于,在左洞、右洞的初期支护与左洞、右洞的拱部二次衬砌之间每间隔5〜IOm设环向排水管,隧道两侧墙的底部分别设置有纵向排水管贯通全隧道,环向排水管的下端均与所述的纵向排水管相连通;所述的纵向排水管通过横向管与隧道路面下的隧道边沟连通。
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