CN105275472A - 无中墙连拱隧道的施工方法 - Google Patents

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李春柳
徐双军
隋凤涛
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Abstract

本发明公开了一种无中墙连拱隧道的施工方法，包括如下步骤：开挖右幅隧道，施作初期支护和二次衬砌，将右幅隧道的初期支护的外表面设计为阶梯形接触面，且设计为粗糙面，并在每一个阶梯内浇筑加强筋，加强筋一部分浇筑在初期支护内，另一部分裸露在外；开挖左幅隧道，施作左幅隧道初期支护和二次衬砌；将左幅隧道初期支护表面设计为与右幅隧道的初期支护的外表面相配合的阶梯形接触面，与右幅隧道的阶梯形接触面相契合，且喷射时，将上述步骤裸露在外的加强筋全部浇筑在左幅隧道初期支护内；形成整体受力体系。本发明施工工序简单、速度快，且连接结构稳定。

Description

无中墙连拱隧道的施工方法
技术领域
本发明涉及建筑领域，具体涉及一种无中墙连拱隧道的施工方法。
背景技术
在山区修建高速公路时，线路时常穿过垭口、鸡爪地形，或沿溪、沟谷布设线路，在这种情况下，相比路堑、分离式隧道和小净距隧道，连拱隧道往往具有隧道两端对地形要求不高，占地面积小，布线方便，接线工程量小，线性顺畅，利于环保等优势，因而获得了隧道建设者的青睐。
传统连拱隧道左右幅共用一堵中墙，断面形式呈“M”形，其结构形式的差别主要是取决于中墙的形式不同。根据中墙断面形式不同，连拱隧道可分为直中墙式和曲中墙式，直中墙和曲中墙又有整体式、中空式和分层式(复合式)三大类之分。
一般情况下，连拱隧道为中、短隧道，相应的隧道埋深浅，地质条件差，围岩以V、IV级居多。根据地质情况不同，传统连拱隧道洞身施工可分为三导洞和中导洞施工法。对于V级围岩，常采用三导洞施工法，即中导洞超前开挖，中导洞贯通后，浇筑中墙混凝土，左、右侧导洞交错开挖及支护，左、右正洞上台阶开挖及支护，左、右正洞核心土及下台阶开挖，左、右正洞二次衬砌及仰拱浇筑，施工过程中左右正洞均需前后错开一定距离。根据边墙衬砌施作先后顺序不同，三导洞施工法可分为先做边墙和后做边墙施工法。对于IV级围岩，连拱隧道常采用中导洞施工法，即中导洞超前开挖，中导洞贯通后，浇筑中墙混凝土，然后采用上下台阶法开挖左右正洞，最后分别浇筑左右幅二次衬砌及仰拱，施工过程中左右正洞均需前后错开一定距离。
然而，传统连拱隧道三导洞和中导洞施工法常存在以下问题：
(1)施工时采用先开挖中导洞、支护，待中导洞贯通后再浇筑中墙混凝土，然后再开挖主洞的施工工序，而中导洞开挖断面小，施工作业面狭窄，加上施工工序多、繁琐，导致施工进度缓慢，甚至影响工期。
(2)施工开挖工序多，导致对围岩多次扰动，扩大了围岩塑性、松弛范围，增加了衬砌荷载。
(3)中墙顶部混凝土密实程度难以控制，施工质量难以保证。
(4)中墙在施工过程中受力转换复杂。中墙在施工过程中承受了顶部支护的不平衡压力或二次衬砌所带来的不平衡推力，容易引发中墙的偏移和开裂，影响隧道安全使用和耐久性。
(5)中导洞临时支护后围岩产生的变形不能及时得到抑制，导致围岩变形加剧，易产生塌方、冒顶现象。
(6)中导洞采用临时支护，开挖主洞时需要将其拆除，产生废置工程，不经济。
(7)整体式和中空式中墙连拱隧道中墙顶与主洞结合部，易出现渗漏水；由于应力集中，直中墙与拱部连接处、边墙墙脚常出现裂缝，也会产生渗漏水现象。
由于连拱隧道自身结构复杂，施工工序多，使结构受力状态频繁变化，质量控制点多而困难，稍有疏忽就会出现病害，同时现有的连拱隧道，如果取消其中墙结构，往往会存在两个拱形之间的连接结构不稳定，不牢固的缺点，同时现有的混凝土强度均偏低，且耐候性差，在长期的使用过程中会导致开裂等情况的发生。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种无中墙连拱隧道的施工方法，施工工序简单、速度快，且连接结构稳定。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
无中墙连拱隧道的施工方法，包括如下步骤：
S1、开挖右幅隧道，施作初期支护和二次衬砌，将右幅隧道的初期支护的外表面设计为阶梯形接触面，且设计为粗糙面，并在每一个阶梯内浇筑加强筋，加强筋一部分浇筑在初期支护内，另一部分裸露在外；
S2、开挖左幅隧道，施作左幅隧道初期支护和二次衬砌；将左幅隧道初期支护表面设计为与右幅隧道的初期支护的外表面相配合的阶梯形接触面，与右幅隧道的阶梯形接触面相契合，且喷射时，将步骤S1裸露在外的加强筋全部浇筑在左幅隧道初期支护内；形成整体受力体系。
其中，根据单洞断面大小和隧道地质情况，左幅隧道和右幅隧道施工采用台阶法、CRD法、CD法或几者之间的组合。
其中，所述台阶法为上下台阶法或三台阶法。
其中，右幅隧道的初期支护和左幅隧道初期支护外侧均设置有防渗帷幕。
其中，所述防渗帷幕的材质为沥青。
其中，所述加强筋外表面涂抹有三七灰土层。
其中，所述初期支护包括高强度混凝土和锚杆，高强度混凝土由以下重量份的原料制备而成：硅酸盐水泥400-500份，砂600-800份、碎石850-950份、粉煤灰30-120份、硅灰55-95份、玄武岩纤维20-50份、减水剂3-7份、钢纤维10-25份、水185-300份、红外反射二氧化钛5-10份。
其中，所述钢纤维的长度为30mm，直径为0.5mm。
本发明具有以下有益效果：
(1)减少了对围岩的扰动次数，避免了中导洞施工对抑制围岩变形不及时的情况，减小了衬砌荷载，衬砌安全性提高，同时采用高强度混凝土进行初期支护，提高了支护结构的整体强度；
(2)取消中墙，避免了传统连拱隧道中墙顶混凝土密实度难以控制的缺点，施工质量更易得到保证，同时两个拱形隧道之间通过阶梯形接触面进行完美的卡合，并采用粗糙面的设计，使得接触面积增大，协同共用加强筋或共用淬火钢板的实施，进一步的加固了两者的连接牢固性。
(3)左右幅隧道连接结构牢固稳定，避免了传统连拱隧道中墙在复杂的受力状态下易出现中墙偏移和开裂的缺点。
(4)取消中导洞施工，减少了中导洞临时支护，更加经济。
(5)左右幅隧道形成各自独立封闭的防排水体系，衬砌渗漏水问题得到很大改善。
(6)本发明具有较大学术价值和工程应用价值。若将其推广应用，可进一步推动连拱隧道修建技术的发展。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供了一种无中墙连拱隧道的施工方法，包括如下步骤：
S1、开挖右幅隧道，施作初期支护和二次衬砌，将右幅隧道的初期支护的外表面设计为阶梯形接触面，且设计为粗糙面，并在每一个阶梯内浇筑加强筋，加强筋一部分浇筑在初期支护内，另一部分裸露在外；
S2、开挖左幅隧道，施作左幅隧道初期支护和二次衬砌；将左幅隧道初期支护表面设计为与右幅隧道的初期支护的外表面相配合的阶梯形接触面，与右幅隧道的阶梯形接触面相契合，且喷射时，将步骤S1裸露在外的加强筋全部浇筑在左幅隧道初期支护内；形成整体受力体系。
根据单洞断面大小和隧道地质情况，左幅隧道和右幅隧道施工采用台阶法、CRD法、CD法或几者之间的组合。
所述台阶法为上下台阶法或三台阶法。
右幅隧道的初期支护和左幅隧道初期支护外侧均设置有防渗帷幕。
所述防渗帷幕的材质为沥青。
所述加强筋外表面涂抹有三七灰土层。
所述初期支护包括高强度混凝土和锚杆，高强度混凝土由以下重量份的原料制备而成：硅酸盐水泥400-500份，砂600-800份、碎石850-950份、粉煤灰30-120份、硅灰55-95份、玄武岩纤维20-50份、减水剂3-7份、钢纤维10-25份、水185-300份、红外反射二氧化钛5-10份。
所述钢纤维的长度为30mm，直径为0.5mm。
本具体实施在施工时，可将加强筋替换成淬火钢板，且在淬火钢板和混凝土的接触面上涂抹三七灰土层。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.无中墙连拱隧道的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、开挖右幅隧道，施作初期支护和二次衬砌，将右幅隧道的初期支护的外表面设计为阶梯形接触面，且设计为粗糙面，并在每一个阶梯内浇筑加强筋，加强筋一部分浇筑在初期支护内，另一部分裸露在外；
S2、开挖左幅隧道，施作左幅隧道初期支护和二次衬砌；将左幅隧道初期支护表面设计为与右幅隧道的初期支护的外表面相配合的阶梯形接触面，与右幅隧道的阶梯形接触面相契合，且喷射时，将步骤S1裸露在外的加强筋全部浇筑在左幅隧道初期支护内；形成整体受力体系。
2.根据权利要求1所述的无中墙连拱隧道的施工方法，其特征在于，根据单洞断面大小和隧道地质情况，左幅隧道和右幅隧道施工采用台阶法、CRD法、CD法或几者之间的组合。
3.根据权利要求2所述的无中墙连拱隧道的施工方法，其特征在于，所述台阶法为上下台阶法或三台阶法。
4.根据权利要求1所述的无中墙连拱隧道的施工方法，其特征在于，右幅隧道的初期支护和左幅隧道初期支护外侧均设置有防渗帷幕。
5.根据权利要求4所述的无中墙连拱隧道的施工方法，其特征在于，所述防渗帷幕的材质为沥青。
6.根据权利要求1所述的无中墙连拱隧道的施工方法，其特征在于，所述加强筋外表面涂抹有三七灰土层。
7.根据权利要求1所述的无中墙连拱隧道的施工方法，其特征在于，所述初期支护包括高强度混凝土和锚杆，高强度混凝土由以下重量份的原料制备而成：硅酸盐水泥400-500份，砂600-800份、碎石850-950份、粉煤灰30-120份、硅灰55-95份、玄武岩纤维20-50份、减水剂3-7份、钢纤维10-25份、水185-300份、红外反射二氧化钛5-10份。
8.根据权利要求7所述的无中墙连拱隧道的施工方法，其特征在于，所述钢纤维的长度为30mm，直径为0.5mm。
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