1 墩山雙聯(lián)拱隧道工程概況墩山隧道是延安市～安塞高速公路的重點控制工程,里程樁號為K175+025～+640,全長615m,其中暗洞550m,明洞65m。該公路隧道左、右洞軸線間距11.9m,為連體結構形式,是目前我國公路建設史上最長的一座雙聯(lián)拱隧道。墩山隧道內(nèi)輪廓線由單心圓及中墻直線組成,其中半徑r=5.65m,聯(lián)拱隧道中墻寬2.0m,隧道單洞凈寬10.6m,凈高7.05m。開挖斷面總寬24.9m。隧道洞口段埋深較淺,結合地形、地質(zhì)條件設置明洞,其余暗洞均按新奧法原理設計成復合襯砌,雙聯(lián)拱隧道中隔墻采用25號鋼筋混凝土置換巖體。明洞設計采用80cm厚的鋼筋混凝土結構。暗洞襯砌根據(jù)地質(zhì)條件和圍巖分類,分別采用大、小管棚超前支護及鋼拱支撐、錨桿錨固、掛鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土等形成初次支護和澆筑25號混凝土仰拱、30號混凝土拱墻為二次襯砌。該隧道于2000年11月23日開工,于2002年元月10日竣工。
2 墩山雙聯(lián)拱隧道快速施工方法
雙聯(lián)拱隧道施工的工序一般為:(1)中導洞開挖并支護;(2)修筑中隔墻;(3)左側導洞開挖并支護;(4)左洞上半斷面開挖并支護;(5)左洞下半斷面開挖并修筑二次襯砌;(6)修筑左洞仰拱;(7)右側導洞開挖并支護;(8)右側上半斷面開挖并支護;(9)右洞下半斷面開挖并修筑二次襯砌;(10)修筑右洞仰拱。按此工序施工是可行的,但施工周期較長。
為縮短工期,在墩山隧道施工中,采取以下施工方法,并獲得成功,主要作法是:(1)中隔墻分段施工,在中隔墻施工一定長度后由洞口進行正洞開挖;(2)正洞采用上、下臺階法開挖,取消2個側導洞施工。
2.1 中隔墻施工
中導洞貫通后,即進行中隔墻混凝土的施工。中隔墻墻身寬2m,基礎寬3.5m。中墻基礎開挖后,及時用砂漿封閉并注意做好基坑排水。
2.1.1 工序安排
原設計中導洞貫通后,由隧道中部向進、出口方向澆筑中隔墻,每次8m左右。該施工方法有利于施工人員操作和機械、材料調(diào)配,減少工作面的交叉干擾,混凝土的澆筑較為方便,缺點是施工周期較長,影響正洞開挖,推延總工期。為縮短工期,中隔墻按以下工序進行:(1)選擇距進口128m處為分界面,向兩側施工中隔墻基礎;(2)從進口和K175+212處開2個工作面向出口方向施工中隔墻,待進洞104m(K175+129)后,即進行進口正洞開挖; (3)此時將進口一組中隔墻襯砌模板調(diào)到出口,由外向里施工中隔墻基礎和墻身;(4)出口方向中隔墻澆筑104m(K175+536)后,即進行出口方向正洞開挖。該方法在一定程度上增加了施工難度。2.1.2 中隔墻混凝土施工中隔墻每8m施工一組。因中導洞斷面較小,施工難度較大,施工采用小型襯砌臺車,縱向滑模施工。(1)支立模板。在中隔墻基礎兩側用方木和工字鋼搭設移動滑道,長度不小于17m,可以保證臺車縱向行走8m。在滑道上拼裝模板,采用2.0m×2.0m的大塊模板。因場地狹小,只能用倒鏈人工組裝。模板安裝加固用槽鋼和碗扣件支撐在中導洞初期支護上,外撐為主,內(nèi)拉為輔。模板中線、標高、尺寸和平整度等經(jīng)檢驗合格后才可進行下道工序。(2)鋼筋綁扎。墻身鋼筋與基礎鋼筋按規(guī)范要求焊接,并注意預留筋和預埋件的位置和尺寸。中隔墻每隔8m的施工縫和頂部兩側均預埋RT350型止水帶,設計為2根?100mm的PVC豎向排水管。鋼筋綁扎合格后,即可進行端頭模板的封堵。(3)混凝土澆筑。中墻全部采用泵送混凝土,輸送管從端頭進入模板。混凝土嚴格分層振搗。為保證圓弧拱頂密實,在澆筑至距拱頂1.5m時,每隔1.0m放置鋼筋篦子后,再分段澆筑。澆筑到拱頂時,要在兩側預留?50mmPVC塑料注漿管和?10mm排氣管,間距為2m,待混凝土強度達到設計強度的70%后進行注漿。以保證墻頂密實。
2.1.3 中隔墻防排水施工
為防止中隔墻頂部滲水,在中導洞頂部初期支護2.7m寬度范圍鋪掛防水板,將中隔墻頂部滲水引入兩側與正洞二次襯砌接口處的縱向集水囊,使?jié)B水沿中墻豎向排管排出。在澆筑中隔墻前,首先掛一層復合式防水板,并且兩側預留出1.7m的防水板,以便與正洞防水板連接。但在正洞施工中,由于施工造成預留防水板破壞嚴重,幾乎不能和正洞防水板連接。為了解決中隔墻的防排水問題,在中隔墻頂兩側鑿一個縱向匯水槽,并在兩側每間隔8m設一組豎向排水管,以使匯水槽的積水及時排出,并用不小于2cm厚的防水砂漿把匯水槽找平。中隔墻防排水結構見圖1所示。
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圖1 中隔墻防排水結構
2.2 正洞開挖
墩山隧道采用新奧法施工,為防止出現(xiàn)偏壓,雙聯(lián)拱隧道必須兼顧左、右洞開挖,否則會給施工帶來一定難度。墩山隧道正洞在大管棚的掩護下進洞,開始進行上、下斷面開挖,取消了2個側導洞施工。隧道光面爆破,不僅直接影響著超欠挖,而且對減少圍巖所受的擾動,提高錨噴支護能力起著重要作用。為了增強光面爆破效果,利用在中導洞開挖時積累的圍巖情況做出相應的光面爆破設計,對布眼、裝藥、起爆等技術標準都做了嚴格規(guī)定。在每茬炮后都測量開挖斷面并做詳細記錄。由于地質(zhì)情況惡劣,巖層產(chǎn)狀水平分布,多為泥質(zhì)頁巖,在 類圍巖中采用?50mm小管棚作為超前支護,長度為3.0m,環(huán)向間距為40cm,仰角為1°,壓漿水灰比為1∶1,壓漿時注意用壓漿泵的壓力來調(diào)整漿液稠度和凝固時間,超前小管棚為隧道開挖安全和光面爆破提供了有力的保證。整個隧道開挖過程中采用弱爆破、短進尺、勤支護,同時控制左、右洞掌子面間距, 類圍巖控制在20m之內(nèi), 類圍巖控制在50m之內(nèi)。
3 結語
由于墩山雙聯(lián)拱隧道,采用中隔墻分段施工,正洞采用上、下臺階法進行開挖,取消2個側導洞施工,使正洞開挖貫通提前了4個月,該施工方法,可在類似工程中推廣使用。
