連拱隧道施工方法及防治水新技術(shù)

連拱隧道施工方法及防治水新技術(shù)1

前

言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，道路交通建設(shè)中特別是高速公路采用隧道方案越來(lái)越多，出現(xiàn)了較多的連拱隧道。鑒于施工技術(shù)復(fù)雜和造價(jià)較高，連拱隧道一般只用于短隧道。與隧道分修即分離式路基方案相比，連拱隧道方案具有土地占用少、環(huán)境污染小、植被保護(hù)好、減少路線總長(zhǎng)度，節(jié)約總投資的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)線路條件較好。2

工程概況xx高速公路xx隧道是一座四車道復(fù)合式中墻連拱隧道，位于xx省xx縣xx鄉(xiāng)，隧道起訖樁號(hào)K60+125-K60+335，長(zhǎng)210m。全隧凈寬21.5m，凈高5.0m。隧道基巖主要是燕山早期第一階段中粗?；◢弾r，出口端地形不對(duì)稱，易產(chǎn)生偏壓，地下水不發(fā)育；地質(zhì)及水文條件均單一。

隧道為連拱結(jié)構(gòu)形式，跨度大、施工工藝復(fù)雜、工序繁多、施工干擾大等是其主要特點(diǎn)；另外，出洞口全風(fēng)化層較厚，結(jié)構(gòu)松散，級(jí)別高，易坍塌，淺埋偏壓的不利條件也給施工帶來(lái)困難。3

隧道設(shè)計(jì)3.1

凈空、襯砌及路面全隧凈寬21.5m、凈高5.Om，內(nèi)輪廓采用曲墻半圓拱。隧道外側(cè)檢修道下設(shè)置電纜溝，路面外緣及中墻兩側(cè)設(shè)置排水溝。結(jié)構(gòu)形式如圖1。圖1.隧道結(jié)構(gòu)型式簡(jiǎn)圖隧道進(jìn)口設(shè)計(jì)為削竹環(huán)框式洞門，出口為端墻式洞門；洞口明挖段設(shè)置明洞襯砌，洞口段施工采用超前長(zhǎng)管棚預(yù)支護(hù)措施。洞身采用復(fù)合式襯砌，其支護(hù)參數(shù)見表1。隧道內(nèi)設(shè)水泥混凝土路面，路面板厚26cm。表1.復(fù)合襯砌支護(hù)參數(shù)表深支護(hù)型式協(xié)支護(hù)參數(shù)低及措施驅(qū)II是I謀類圍巖開I死V昨類圍巖叢V示類圍巖麗超前支護(hù)維無(wú)京超前錨桿兇超前長(zhǎng)管象棚賀初期支護(hù)光Φ資2昌2絡(luò)藥卷錨桿萬(wàn)，撿長(zhǎng)廉3砌m雕，汪?租8犧鋼筋網(wǎng)雙犧層，間例距早2岸0獸㎝粘×2揮0腎㎝泊，拳C2束5棕噴射混凝償土舉厚拋1偵5降㎝鄰Φ曾2顛2鬼藥卷錨桿轎，駕長(zhǎng)乓3派m旅，螞?箭8挨鋼筋網(wǎng)雙績(jī)層，間對(duì)距棵2則0樓㎝蕉×2虛0療㎝郊，太1瞎6刊工字鋼間議距意10趴0犬㎝葬，羞C2旗5圖噴射混凝腰土基厚齊2親3春㎝野Φ姑2壟2隆砂漿錨桿擴(kuò)，儀長(zhǎng)賄3.5尾m分，督?助8干鋼筋網(wǎng)雙標(biāo)層，間炊距紡2魄0玉㎝商×2悶0應(yīng)㎝菌，浴1忘8鐵工字鋼間誦距滴5閘0輸㎝兔，奪C2框5渣噴射混凝脫土戒厚爆2肆5勻㎝灰二次粒襯砌宣C2駱5躍混凝和土辨4媽0擔(dān)㎝厚職C2抖5慎混凝揉土暗4算5印㎝厚腳C2宿5原混凝惱土執(zhí)5巡0叢㎝厚3.2

導(dǎo)坑和中隔墻

設(shè)計(jì)采用中導(dǎo)坑及中墻先行的方法。導(dǎo)坑均采用錨、網(wǎng)、噴及鋼架臨時(shí)支護(hù)，中隔墻均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其基底設(shè)置了砂漿錨桿，以提高其穩(wěn)定性。3.3

防排水設(shè)計(jì)

隧道防排水遵循“以排為主，堵排結(jié)合，因地制宜，綜合治理”的原則，在洞內(nèi)外設(shè)置了完整、嚴(yán)密的防排水系統(tǒng)，確保隧道建成后達(dá)到規(guī)定的防水要求，保證結(jié)構(gòu)和設(shè)備的正常使用和行車安全。具體措施有：在初期支護(hù)和二次襯砌之間設(shè)置由Φ50HDPE透水雙向盲溝、溝槽式排水板、土工布、PVC防水板組成的防排水層，作為第一道防水措施，防水板設(shè)置范圍為自拱部至邊墻下部引水管；拱部及邊墻襯砌采用不低于S8級(jí)的防水混凝土，作為第二道防水措施；二次襯砌變形縫采用中埋式橡膠止水帶，環(huán)向施工縫、縱向施工縫(拱部與中隔墻)采用遇水膨脹止水條；針對(duì)不同階段的滲漏水，在襯砌背后洞身環(huán)向設(shè)置軟式透水管，將水匯集至墻腳背后的縱向集水管(PVC管)，并經(jīng)橫向引水管引入側(cè)溝排出洞外；中隔墻頂部匯水采用通長(zhǎng)預(yù)埋塑料盲溝通過(guò)豎向PVC排水管引入側(cè)溝；路面板下滲水采用縱橫向塑料盲溝引入側(cè)溝排出洞外；進(jìn)出口洞頂設(shè)置天溝以攔截地表水。4

施工技術(shù)4.1

施工工序照

格暖大跨連拱事隧道施工漫一般采用畜導(dǎo)坑先行潮的減跨原鄰則，但由壘此也帶來(lái)獄洞室經(jīng)多杏次開挖引久起應(yīng)力頻坡繁地重分園布、荷載參變化大、圾工序煩瑣告。尤其兩腫隧洞相距領(lǐng)較近時(shí)，瞎由于兩隧狹洞相互作典用，相鄰褲側(cè)的應(yīng)力褲明顯大于死相反側(cè)的漲應(yīng)力，這鏟使得選擇躺合理的施污工順序減刷少應(yīng)力變赤化，保證瞎連拱隧道豎中墻的穩(wěn)范定至關(guān)重捉要。為此刪，隧道施替工采用中吳導(dǎo)坑單側(cè)此先行臺(tái)階墊法施工，礙如線圖孕2蕉示。在洞收口段施工振完成后，很先進(jìn)行中攀導(dǎo)坑開挖等及中墻施勢(shì)工，中墻嗓頂及側(cè)邊飯回填后開種挖左治洞詳，右側(cè)主揮洞開挖面鵲應(yīng)滯后于疾左株洞旦20m代～灣30襲m陶。在二次威襯砌混凝練土施作前蓮注意防水焰層、排水還管和預(yù)埋吳管件以及按預(yù)留洞室百的設(shè)置窄。藥圖巴2津.嫩隧道施工禾工序圖序4.2

緩死施工方法樹

萬(wàn)披本隧道總?cè)贵w上采用資先施工中繁導(dǎo)洞和澆謀筑中墻混償凝土，再墻進(jìn)行單線需斷面施工屠，初期支寫護(hù)和二次果襯砌緊跟駛的支護(hù)原絮則。田

說(shuō)剪導(dǎo)坑均采村用微臺(tái)階腎法施工。并土質(zhì)地段鍛上部采用巴人工開挖輪，下部采喘用挖掘機(jī)沫挖運(yùn)；石蛾質(zhì)地段采挨用控制爆思破。為防僻止荷載重荷分布造成霜中墻偏壓跑傾斜披及宇“亡群洞效錄應(yīng)哈”兵對(duì)中導(dǎo)坑懂產(chǎn)生附加晶荷載，導(dǎo)袋致較大變甘形，中墻蹲側(cè)邊回填榜后再設(shè)地賴梁橫撐和瞇頂部斜撐銜。類

嶺住正洞施工流根據(jù)不同守地質(zhì)條件限采用弧形剃導(dǎo)坑或臺(tái)慈階法開挖促，拱部開條挖支護(hù)一緞次成型，肺初期支護(hù)高嚴(yán)格按照過(guò)設(shè)計(jì)施作壞，對(duì)地質(zhì)攜條件變化抗地段及時(shí)辱提出設(shè)計(jì)旺變更，修筋改支護(hù)參響數(shù)。將

章

括為減少開派挖爆破作當(dāng)業(yè)對(duì)初期精支護(hù)及二撈次襯砌結(jié)玉構(gòu)的影響層，采取了謙以下幾個(gè)錘措施：彈

京價(jià)①騙采用微震逆控制爆破怒技術(shù)，單秒段裝藥量嫩控制到在慣3k欲g款以下，周戒邊眼間距餐控制版在潔50c枕m端內(nèi)；較

扔

酸②涉控制爆破前進(jìn)尺，一為次掘進(jìn)長(zhǎng)燕度控制鴨在賀0.8并m蟻?zhàn)笥遥⒖植扇》植炕锉?；?/p>

茫乓③釣在二襯混伐凝土施工述過(guò)程及終茄凝前禁止燒施工爆破論作業(yè)；揉

做染④淹在爆破時(shí)虎將防水板演翻卷，用冰木板遮擋敵，保證防濃水板完好遙無(wú)損。應(yīng)5惹慚防水技術(shù)探由于闖連拱隧道陳縱環(huán)向施醫(yī)工縫較多最，結(jié)構(gòu)復(fù)萌雜，故成守為防水施護(hù)工的薄弱裙環(huán)節(jié)。防懼水施工遵謀循推“鎖以防為主奴、防排結(jié)掩合、因地酸制宜、綜卷合治鮮理植”驚的原則進(jìn)見行優(yōu)。倘5.1宴抹光表層彼噴射混凝捏土，保護(hù)蜜防水層哥在隧道復(fù)訴合式襯砌拜中設(shè)置防誓水層是目焦前山嶺隧?yè)?dān)道防水技吐術(shù)的核心辣，保證防覆水層的完駁好對(duì)歐隧道的長(zhǎng)音期防水效胞果有著至宇關(guān)重要的隸影響。防魄水層由防餡水板與土惹工布組成即，防水層洗的損傷主禍要是防水春板的損傷迫。甩5.嘗1.匆1眨防水層貿(mào)損傷原凝因太淹防水層在聽服務(wù)期間滴，一側(cè)是搖噴射混凝親土，另一姓側(cè)是二次佩襯砌混凝陡土。兩側(cè)睛雖然同是儲(chǔ)混凝土，撥但由于施數(shù)工方法的大不同，它捉們與防水披層相鄰表蠶面的粗糙漢程度大不層相同。噴季射混凝土炸表面十分愚粗糙，局規(guī)部還會(huì)棟呈哭"旅葡萄期狀語(yǔ)"設(shè)與滾"諷潑粥影狀考"省，而申二次襯砌至混凝土與紙防水層的卵接觸面相強(qiáng)當(dāng)光滑脈。論隧道建成述后，由于設(shè)隧道圍巖盒的流變而杯使圍巖內(nèi)天的應(yīng)力與辱位移逐漸綁調(diào)整。二便次襯砌為龜人工結(jié)構(gòu)僅，其整體懲性較好并屑相對(duì)來(lái)說(shuō)喇變形很小指。由于噴洽射混凝土愁與二次襯給砌間的變找形不協(xié)調(diào)虛，在局部巨，噴射混俯凝土?xí)?duì)梨二次襯砌渠施加極大斃的壓力。舌當(dāng)然，介叔于兩個(gè)承骨載結(jié)構(gòu)之絞間的防水世層也要承黨受氧極大的壓鍬力。在圍薄巖應(yīng)力重舟分布過(guò)程蹄中，噴射沿混凝土與媽二次襯砌飛之間還可箏能出現(xiàn)相態(tài)對(duì)錯(cuò)動(dòng)；銷另外，二向次襯砌還嫌會(huì)因季節(jié)粉變化出現(xiàn)雁縱向伸縮尼，也會(huì)引盼發(fā)二次襯踩砌與噴射旅混凝土之扶間出現(xiàn)相墻對(duì)錯(cuò)動(dòng)。辭這些錯(cuò)動(dòng)插會(huì)使防水嘩層承受較固大的剪力紐。不論是暈兩承載結(jié)穩(wěn)構(gòu)之間的尚壓力還是惰其間的剪精力，都會(huì)販在應(yīng)力值賓達(dá)到一定亦限度時(shí)，著因噴射混鉛凝土表面椅的粗糙不鄰平，導(dǎo)致單防水板損齊傷。符娛防水層保蹄護(hù)故妖防水蓮層在長(zhǎng)期錯(cuò)服務(wù)過(guò)程育中會(huì)受壓質(zhì)受剪，它色們均會(huì)對(duì)役防水層造杠成一定的發(fā)損傷。保紙護(hù)防水層賄免遭損傷素的途徑主杠要有兩條砍：一是降寨低噴射混疊凝土表面蕉的粗糙度墳，二是增倍加防水板聽墊層的厚孟度。具體界做法：檔（梅1姻）噴射混話凝土的表捉面用砂漿弄罩面。砂請(qǐng)漿層可用廈噴射機(jī)噴釘射，也可對(duì)用人工抹堡壓，或兩肯者結(jié)合，拍使防水層達(dá)鋪設(shè)基面掌平整光滑都。北（撈2繳）噴射混距凝土的表斷面用卵石運(yùn)作粗集料舒。當(dāng)用卵智石作粗集押料噴射表油層混凝土蜂時(shí)，應(yīng)在詢初凝前由趟人工或用椒機(jī)械壓抹橡，使表面帥平整光滑此。爹敢5.2優(yōu)炮可排水止渡水帶預(yù)防伯施工縫滲暫漏伴5.途2.共1釘施工縫滔滲漏原滑因劇個(gè)施工懇縫有環(huán)向某與水平之采分，其中顫環(huán)向施工期縫不可避親免，數(shù)量芳多；水平灑施工縫在聰特殊情況魂下出現(xiàn)，掏數(shù)量少，雖但處理困紡難。目前茂，工程上脂常用的襯妥砌環(huán)向施則工縫防水暫構(gòu)造主要蘿有兩種，棚一是襯砌贏厚度的中槳部沿環(huán)向雜設(shè)置內(nèi)置寸式止水帶筒（圖舌3化）；二是劑在同樣的賽位置設(shè)置織遇水膨脹弱橡膠條。嫩兩種構(gòu)造勉的防水效嗚果均不甚刑理想，其攤主要原因?qū)O如下。簡(jiǎn)（艦1搞）滲水下?lián)闻挪缓蹠骋彼{(lán)圖毒3餡拘貼現(xiàn)行的施根工縫防水拌構(gòu)造寒襯砌施工讀縫滲水下苦排不暢有識(shí)兩種情況本，一是沿鋸施工縫環(huán)抗向下排不南暢，二是伶施工縫下察部下排不國(guó)暢。在襯撲砌基礎(chǔ)以逼上，穿過(guò)局防水板的嬸滲水常向書施工縫匯殺聚。施工擾縫雖然具盼有一定的許寬度和一濃定的滲水痛下排能力陳，但此排匯水能力往柿往較小，辨不能滿足僵滲水的下盤排要求。俯在全斷面奧一次襯砌爬情況下，疤襯砌基礎(chǔ)合總是先于泡襯砌施工咳。襯砌基艇礎(chǔ)施工的私分段位置匹往往與上滴部襯砌的硬分段位置芬不重合，魄因此，常痕常在襯砌溫施工縫的向下部沒有份與隧道排混水系統(tǒng)相兼連通的襯白砌基礎(chǔ)施射工縫，從紋而引發(fā)滲務(wù)漏。恨（搖2?。┲顾畮УK、膨脹橡溉膠條周圍瘦不密忘實(shí)各會(huì)造成襲止水帶周悟圍不密實(shí)恩的原因主夸要是混凝經(jīng)土的干縮廁和端頭模頑板漏漿。燈前者在混示凝土澆筑果時(shí)，混合波料與止水評(píng)帶雖然緊凱密接觸，開但在混凝借土凝結(jié)硬忽化過(guò)程中以，混凝土通會(huì)產(chǎn)生一選定量的干存縮，使止蜻水帶與其抄周圍混凝穗土的界面疲出現(xiàn)間隙攪，此間隙仰便為滲水靜提供了外葉滲的通道侵。特別是似在止水帶壘固定鋼筋型的周圍，自這種間隙立更大，滲臭水更容易閉繞過(guò)止水勸帶。后者那則由于襯獻(xiàn)砌端頭模腳板構(gòu)造復(fù)現(xiàn)雜，端頭內(nèi)模板在止兔水帶兩側(cè)殿不夠嚴(yán)密炮，混凝土勸澆注時(shí)容堂易漏漿，款使止水帶掀周圍混凝物土不密實(shí)工，導(dǎo)致隧適道建成后您滲水繞過(guò)杰止水帶從鄰混凝土中頂滲出。加5.爭(zhēng)2遭.2腰可排水止泛水帶急可排水復(fù)攏合橡膠止市水帶是能買對(duì)環(huán)向施廳工縫中的雹滲水進(jìn)商行晃"珠先排后誼堵而"污的新型止求水帶。它閉由丙繞道、翼像緣、膨脹玻橡膠條和親止?jié){濾水巾帶組成（腔圖似4亡），其中叛繞道和翼扭緣斷構(gòu)成止水違帶主體，鎮(zhèn)止禍漿濾水帶彎粘貼在翼苦緣上并與內(nèi)繞道形成病排水通道象。珠遮圖虧4困可排水記止水帶及貧其設(shè)置確可排水復(fù)們合橡膠止帽水帶為內(nèi)央置式止水華帶，設(shè)置銀在襯砌厚芳度的中間緞，橫斷襯袍砌環(huán)向施易工縫。當(dāng)亡環(huán)向施工暗縫內(nèi)出現(xiàn)蜻滲水時(shí)，贊滲水沿環(huán)鑰向施工縫凡流至止?jié){震濾水帶，流由于止?jié){垃濾水帶可定透水，滲辰水很容易蘭進(jìn)入排水座通道，并品由其排入枯隧道的排朽水系統(tǒng)。圍如果部分拒滲水在穿搭越止?jié){濾須水帶時(shí)沿想止水帶與境混凝土之貫間的間隙孩橫向流動(dòng)吐，則會(huì)遇墻到粘貼在挑止水帶翼藝緣上的遇護(hù)水膨脹橡昂膠條的阻寬擋，遇水速膨脹橡膠鼓條遇水后燒膨脹，使程止水帶翼完緣與混凝們土之間的墾間隙密實(shí)庸，滲水沿猛橫向流動(dòng)禿阻力增大阻，從而提艱高了止水鳥帶的止水他能力。際5.施2.3德惕環(huán)向施工政縫下部排亭水構(gòu)朗造覺調(diào)為了刮使可排水廣復(fù)合橡膠較止水帶的捧下排水順鞠暢流入隧修道的排水慕系統(tǒng)，襯態(tài)砌環(huán)向施捷工縫下部仁必須有相靠應(yīng)的排水陷構(gòu)造（圖熟5兇）。在襯歡砌基礎(chǔ)內(nèi)批，每道環(huán)銹向施工縫寇的下方設(shè)桶置一條彈玩簧排水管神，彈簧排桑水管的下侍端與縱向膛排水盲管濁相通，上繳端彎折在榨止水帶安愉裝槽內(nèi)。很當(dāng)止水帶濾下端與彈繞簧排水管胸接通后，殺止水帶內(nèi)錄的下排水紹就會(huì)順利可流入隧道盞的縱向排止水盲管，縣并由其排肯出。從而慣可實(shí)現(xiàn)止么水帶的無(wú)茂壓止水滑。箭截圖歉5借襯砌環(huán)匯向施工縫撇下部排水俯構(gòu)造厘5.3耀喜止水帶無(wú)恒接頭安裝分工藝牲5.3.涂1型牽傳統(tǒng)施工涂工藝浙目前在隧贊道施工中毫止水帶的宏設(shè)置方法掩是：先將眨每道環(huán)向槍施工縫的霜止水帶截傻成兩節(jié)或供三節(jié)；然際后在澆注俗襯砌基礎(chǔ)輩時(shí)，在兩末側(cè)襯砌環(huán)扁向施工縫蠶位置各預(yù)襪埋一節(jié)止攔水帶，并址將外露部權(quán)分順著隧凈道邊墻放須置；最后逝，在架設(shè)挖襯砌段模冷板時(shí)，將字該道環(huán)向翠施工縫的啦兩節(jié)或三辱節(jié)止水帶歷相互搭接股（壺圖北6岡）。這樣褲便在襯砌碗環(huán)向施工渠縫的止水速帶上出現(xiàn)壟了接頭。漢如果止水航帶接頭能歌夠嚴(yán)密結(jié)惱合，則滲愛水將不易穗直接穿越惹止水帶。放事實(shí)上，桐目前工程旱上使用的共止水帶多擾為橡膠止澡水帶，其早橫斷面常盯有復(fù)雜的胡造型，即秋使在止水謠帶生產(chǎn)廠貴家的試驗(yàn)置室內(nèi)也不犬易將其嚴(yán)恐密結(jié)合。躺一些工程譽(yù)施工中經(jīng)姑常對(duì)接頭露不加整形完打磨便象凍征性地涂講以某種膠烘進(jìn)行膠合惠，其粘結(jié)菠效果甚差遣。更多的雞工程在施典工中將止委水帶在接摸頭處直接蠢搭接，接話頭的水密賺性無(wú)從可伐言。因此扮，環(huán)向施疫工縫止水談帶接頭不秋嚴(yán)是目前枯隧道滲漏朋的原因之雷一尚。卻瘋a日)文三節(jié)止覺水帶搭接倆；違資b派）兩節(jié)止洲水帶搭接羊圖顧6蠶止水帶血傳統(tǒng)安裝話方法縣5.董3.2拆慶止水帶無(wú)嗽接頭安裝豐工遙藝便汽止水梳帶無(wú)接頭貿(mào)安裝工藝捐與傳統(tǒng)的賓止水帶安具裝工藝不紡?fù)?，它事吃先在襯砌挎基礎(chǔ)內(nèi)按沈環(huán)向施工時(shí)縫的間距灑預(yù)留了止舉水帶安裝衣槽。安裝故止水帶時(shí)裝，先通條