连拱隧道施工方案

双连拱隧道施工

1、施工方案

迳古潭二隧道和九龙隧道均采用双口施工，先施工明洞及洞门，然后进行正洞施工。

正洞施工方案为中导先行，并浇注中墙C25防水砼，中导贯通后先进左洞施工，后施工右洞。

1.1开挖及支护步骤

I类围岩：采用中导坑加侧壁导坑法开挖，先墙后拱法衬砌。隧道开挖以中导坑超前并浇注中墙砼，然后侧壁导坑推进，衬砌边墙砼，上半断面开挖采用环形留核心土的方法，最后施作拱部二次衬砌。具体步骤见“I类围岩开挖及支护步骤图”。

II类围岩：采用中导坑加上导坑分部法开挖，先墙后拱法衬砌。隧道开挖以中导坑超前并浇注中墙砼；然后上导坑推进，进行拱部初期支护，接着进行墙部开挖，衬砌边墙砼；拱部二次衬砌完成后，开挖预留核心土，最后施作仰拱及填充。具体步骤见“II类围岩开挖及支护步骤图”。

III类围岩：中导坑开挖并浇注中墙砼，正洞上下台阶法开挖，上下台阶相距不小于10m，先墙后拱法衬砌。最后施作仰拱及填充。具体步骤见“III类围岩开挖及支护步骤图”。

IV类围岩：中导坑先行并浇注中墙砼，正洞全断面法开挖，全断面初期支护，先墙后拱法衬砌。具体步骤见“IV类围岩开挖及支护步骤图”。

1.2、开挖及运输方法

I、II类围岩主要以风镐为主，人工装碴，1t机动翻斗车出碴，辅以挖掘机开挖，8t自卸汽车出碴。Ⅲ、Ⅳ类围岩采用钻爆法开挖，YT28凿岩机钻眼，人工装药；ZLC40B侧卸式装载机配合8t自卸汽车出碴。

1.3、控制爆破及中墙防护

双连拱隧道正洞开挖过程中，因中墙砼已浇注，在正洞开挖时必须考虑爆破振动冲击波和飞石对中墙砼的影响。中墙砼厚度只有1.8m，且初期支护的工字钢已作用于中墙顶面上，所以在施工过程中必须有严格的保护措施，不得有任何影响和扰动。

Ⅲ类围岩上下断面开挖采用火雷管分段分区爆破，以减少爆破振动的叠加，把振动降低到最小程度。具体爆破设计见“Ⅲ类围岩分段爆破设计图”。

Ⅳ类围岩采用全断面光面爆破，但在靠中墙一侧预留1.0m保护层进行二次切割预裂爆破，具体见“Ⅳ类围岩二次切割预裂爆破图”。

同时在爆破的另一侧对中墙以I16公字钢横撑，工字钢纵向间距2m，支点距中墙顶2m。为防止飞石破坏中墙砼表面，影响砼外光质量，对中墙不小于60m范围内表面用厚2cm泡沫塑料覆盖防护。

1.4、明洞及正洞进洞方法

明洞采用明挖法施工，边仰坡自上而下开挖，边挖边进行必要的喷锚挂网防护，确保边仰坡稳定。

隧道正洞进洞前，除对仰坡进行喷锚挂网加固外，隧道拱部开挖轮廓线外布置一排70mm超前导管，对围岩进行注浆加固。

2、施工过程中的受力体系转换

为保证中导洞的安全而施作的临时施工支护虽不构成该隧道的主体结构，但又是施工过程中不可缺少的重要一环。中导洞开挖并支护后形成的受力结构在正洞开挖时又需拆除，受力体系将发生转换，如何安全转换是该隧道的重点，只有在正洞初期支护支点作用于中墙顶面时方可拆除中导洞临时支护，同时为防止中导洞临时支护突然断开影响中导另半侧的安全防护，需在中墙顶面设置15x15cm²方木与另半侧重侧工字钢支撑顶紧，确保另半侧的荷载安全传递至中墙顶面上。

在单洞进行初期支护和衬砌时，中墙较薄，因单洞的初期支护和衬砌给中墙造成偏压力，在中墙的另一侧用I16工字钢支撑加固中墙，以防中墙造成侧移或倾覆，该支撑在双洞边拱形成后方可拆除。

具体受力体系转换步骤见“施工过程临时与永久支护受力体系转换步骤图”。

3、各工序的具体施工方法

4、防排水处理

因本招标图纸中防排水措施不详，这里仅介绍一下土工布及塑料防水板的铺挂施工方法。

因本隧道二次衬砌采用先墙后拱法施工，土工布及防水板也采用先墙后拱两步施工。边墙采用顶端钉锚吊挂法施工，拱部土工布采用钉锚铺设，拱部防水板采用吊环无钉锚铺设法铺设。如下图所示。

初期支护

土工布

防水板

锚钉

墙部铺设方法

初期支护

土工布

防水板

锚钉及吊环

二次衬砌

拱部铺设方法

土工布、防水板按墙部和拱部分次进行铺设。根据开挖方法、每次铺设面积、规范规定的搭接尺寸及一个循环的长度来确定土工布、防水板的下料尺寸。土工布铺设时采用搭接，防水板采用焊接。

防水层铺设前先将喷射面进行处理，凸凹不平的地方要凿除或用砂浆抹平。对钢筋等尖锐的突出物要割除抹平，以免扎破防水层。铺设防水板的地段距开挖工作面不应小于爆破最小安全距离。

铺设土工布时，人工用锚钉将土工布铺设到初期支护表面，搭接部位要锚固牢靠，土工布铺设要平整。

锚钉采用射钉枪钉入，拱部铺设土工布时，要将吊环和锚钉一并钉入。

防水板搭接长度10厘米，采用自动行走式热合机进行双缝焊接。焊缝要进行气密性检查，充气压力为0.15MPa，并保持恒压时间不小于2分钟。相邻循环防水板之间的搭接缝采用双缝焊接，采用15cm宽的三合板置于锚喷面与前一组防水板端头作为焊接平面，边焊边沿环向移动三合板，焊接完成后撤出三合板，进行气密性检查。

5、监控量测

本标段由于隧道开挖跨度大，进行监控量侧非常必要。但由于设计不详，这里对监控量测做一些必要的介绍，施工中结合具体情况据此进行实施。

5.1监控量测的目的

5.1.1掌握围岩和支护动态，进行日常施工管理；

5.1.2了解支护构件的作用和效果；

5.1.3确保隧道工程的安全性、经济性；

5.1.4将监控量测结果反馈于施工过程中。

5.2观察项目及方法

5.2.1洞内外观察

(1)目的及应用场合

核对地质资料，判别围岩和支护体系的稳定性。应用于整个隧道的施工中，为施工管理和工序安排提供依据，并检验支护参数。

(2)方法及工具

直观或取样试验，对围岩和支护，作以下观察，开挖后及时观察岩性，结构面产状等，核对围岩分类，并绘制地质素描图，填写工作面状态纪录表及围岩类别判定卡。检查喷层有无裂损，锚杆及钢架有无松动，并做好观察及描述纪录。按规定取样并测试围岩的物理力学性质。采用钢卷尺、地质罗盘。

(3)位置

每次开挖及初期支护。

(4)量测时间

每次开挖后即进行。

(5)备注

此项工作应贯穿于隧道施工的全过程，以便及时掌握围岩的工程性质和围岩与支护的稳定情况，为安全施工提供直观的、必要的信息。

5.2.2净空水平收敛

(1)目的及应用场合

围岩稳定性的判别以及位移分析，应用整个隧道的施工过程中，为二次衬砌的施工提供依据，并为预测和反馈提供参数。

(2)方法及工具

采用QJ-85型坑道周边收敛计，开挖后按图安装各个收敛杆件，并进行统一编号，以方便纪录。

(3)位置

每个断面设4个收敛桩，测点的安设应能保证爆破后24小时内和下次爆破前测读初次读数，并应安设在距掌子面2米范围内。同一种围岩类别内50米设一个量测断面，且保证每一种围岩类别内不少于2个量测断面。

(4)量测时间

见量测频率表。

(5)备注

此项量测是研究围岩的变形规律，确定二次衬切施作时间，制定施工安全措施的主要信息，是各项量侧中的重点。

5.2.3拱顶下沉

(1)目的及应用场合

围岩稳定性的判别以及位移反分析，应用于整个隧道的施工过程中，为二次衬砌的施作提供依据，并为预测和反馈提供参数。

(2)方法及工具

精密水平仪，水平尺，钢尺及测杆等。

(3)位置

同净空水平收敛位置。

(4)量测时间

见量测频率表。

(5)备注

目的是了解地层与结构共同作用的结果，与洞周边收敛位移的测点对应布置，以便于测量结果分析。

5.4量测数据的处理与应用：

5.4.1现场量测应及时根据量测数据绘制净空水平收敛、拱顶下沉时态曲线及净空水平收敛、拱顶下沉距开挖工作面距离的关系图。

5.4.2对初期的时态曲线应进行回归分析，选择与实测数据拟合好的函数进行回归，预测可能出现的最大拱顶下沉及净空水平收敛值。回归函数可在下列类型函数中选择：

U=Alg(1+t);

U=AE-B/t;

U=A(C-Bt-CBt);

U=Lg[(b+t)/(b+t0)];

U=t/(A+Bt);

U=A[1/(1+Bt)2-1/(1+Bt)2]

式中U——变形值(mm);A、B——回归系数；

t——测点埋设后的时间(d);

t0——测点埋设后的初读数时间(d)。

5.4.3围岩及支护的稳定性应依据开挖工作面的状态、净空水平收敛值及拱顶下沉量的大小和速度综合判定。隧道周边允许相对收敛见下表，当速度位移无明显下降，而此时实测相对位移值已接近表中规定的数值，或者混凝土表面已出现明显裂缝时，必须立即采取补强措施，并改变施工方法或设计参数。

注：

（1）洞内相对收敛量系指实测收敛量与两测点间距离之比。

（2）脆性岩体隧道取表中较小值，塑性岩体隧道取表中较大值。

5.4.4根据量测结果可按下表，变形管理等级指导施工。

注：U0 实测变形值 Un 允许变形值

5.5量测断面的间距和量测频率

量测断面间距表

量测频率表

5.6量测管理

5.6.1隧道现场监控量测应有施工单位成立量测组在施工技术主管的领导下负责测点埋设、日常量测和数据处理工作，并及时进行信息反馈。

5.6.2设计要求进行监控量测的工程，应将全部监控量测资料（测点布置、量测纪录汇总、信息反馈纪录等），全部纳入竣工文件。

5.7二次模筑衬砌施作时间

二次衬砌应在围岩和初期支护变形基本稳定后施作。变形基本稳定应符合下列规定：

5.7.1各测试项目显示隧道围岩和支护变形速度有明显减缓趋势。

5.7.2水平收敛（拱脚附近）速度小于0.2mm/d、拱顶下沉速度小于0.15mm/d;

5.7.3施作二次衬砌前的总变形量，已达预计总变形量的80%以上。

5.7.4初期支护表面裂缝不再发展。

当不能满足上述条件、围岩变形无收敛趋势时必须采取措施使初期支护基本稳定后，允许施作二次衬砌，或者根据要求采用加强衬砌，及时施工。

6、辅助施工

6.1通风

本标段隧道均采用自然通风。

6.2压缩空气供应

各隧道口配2台20m³空压机，主风管采用φ70钢管，支风管采用φ50胶管。

6.3施工电力供应

每个隧道口配500KVA变压器1台，另备用200KW发电机1台。

6.4施工给排水

各隧道口上方50m位置修建100m³高压水池。上水管采用φ50钢管，下水管采用φ100钢管，洞内采用φ40钢管。

洞内排水采用机械排水。