连拱隧道扩大单侧壁导坑的三导洞开挖施工技术

Construction & Design ForProject连拱隧道扩大单侧壁导坑的三导洞开挖施工技术Construction Technology of Three Guide Tunnel Excavation forExpanding Single Side Tunnel of Multi-Arch Tunnel徐丙义(中铁大桥局集团第一工程有限公司，郑州450000)XU Bing-yi(First Engineering Co. Ltd. ofChina Railway Major Bridge Engineering Group Co.Ltd., Zhengzhou 450000, China)【摘 要】以某连拱隧道为实例，通过优化设计单侧壁导坑开挖断面，详细阐述了扩大单侧壁导坑的三导洞开挖施工方法及措施，从

而改善了有限空间的作业环境,达到安全快速施工的目的，经济效益显著。[Abstract] Taking a multi-arch tunnel as an example, through optimizing the excavation fracture surface of the single-side guide pit, the

construction method and measures of the three-side guide tunnel for expanding the single-side guide pit are elaborated in detail, so as to improve the operating environment in the limited space, achieve the purpose ofsafe and rapid construction, and achieve significant economic benefits.

【关键词】连拱隧道；单侧壁导坑法;三导洞[Keywords ] multi-arch tunnel; single-sided heading method; three-heading tunnel【中图分类号JU455.4【文献标志码】B【文章编号】1007-9467 (20 ⑼ 06-0226-03[DOI] 10.13616/j.cnki.gcjsysj.2019.06.0791工程概况某连拱隧道地属伏牛山系，海拔83O~9OOm,山势陡峭，河 谷纵横，交通不便。隧道左洞长220.622m,右洞长210m,隧道

身浅埋段为中风化花岗岩,块状构造,节理裂隙较发育，岩石 较破碎。洞口段和洞身浅埋段为V围岩，其余洞身段为IV围

扫-O左洞设置为7?=1002.47m的圆曲线，右洞设置为R=998.73m 的圆曲线,左右洞向大里程均为-3.5%的下坡。隧道距互通立

U-I

2施工方案确定施工设计图左洞单侧壁导坑宽度4.47m,右洞单侧壁导坑 宽度4.0m,高度4.0m。受有限作业空间的制约，超前支护锚

交较近,有利于车辆通行和应急救援,隧道限界与路基同宽， 隧道行车方向右侧加宽2.0m，另外,左洞行车方向左侧不满足

杆、系统锚杆、锁脚锚杆、炮眼钻孔采取“先短后长、反复套钻” 的方式进行钻孔，挖机排险、机械出渣、湿喷机械手喷浆施工

视距要求,左狈！1视距需再加宽0.45m。左洞开挖断面151m2,¢-

洞开挖断面140m2,最小埋深5.3m。进口端洞口段为浅埋、偏压段，为全风化-坡积碎石土，开

受限,存在人工排险安全风险和工效降低。中导洞先行施工揭示的围岩情况为隧道进口段围岩破

挖后极易发生滑塌和崩塌。洞身段和出口段为全-强风化花岗 岩，块状构造，节理裂隙极发育，岩石较破碎，覆盖层较薄。洞

碎，洞身段围岩为中风彳七花岗岩，节理裂隙较发育，有少量裂 隙水。中导洞先行施工后,充分利用中隔墙和横向支撑传力作

用,结合揭示的围岩自稳情况,形成稳定的支撑体系,确定采

【作者简介】徐丙义(1973~),男，河南新密人,工程师，从事高速公

取扩大单侧壁导坑开挖断面的三导洞开挖方案，即将单侧壁

路施工研究。226导坑开挖宽度扩大到7.0m,高度6.0mo工程施工技术Construction Technology3中导洞施工挖至成洞面。大里程端进洞口超前大管棚的施工，先作大管棚

导向墙（套拱）,埋设导向管，按设计要求钻孔，间隔注浆叫3. 1中导洞开挖、支护中导洞开挖采用全断面开挖，釆用光面爆破，大里程向小

受地形条件®制,小里程端出洞口无施作场地,地质为坡积

碎石土，浅埋、偏压，极易滑塌，因此，小里程端出口超前大管棚, 采取右洞导洞出洞后施作。超前管棚采用水平跟管钻进方法，一

里程单向掘进。开挖进尺每循环2棍（每棉间距0.5m），开挖时 严格控制洞顶和洞底的超欠挖叫初期支护紧跟掌子面，做到

次将钢管打到位,然后按设计对管棚进行注浆来加固岩层。随开挖随支护，采用“工字钢架+湿喷混凝土+D25中空注浆锚

6洞身开挖、支护施工中隔墙浇筑完成,进洞口超前管棚施作完成后，即可进行 主洞单侧壁导坑的上台阶开挖，先进行右洞单侧壁导坑开挖， 左洞单侧壁导坑应滞后15~30m再进行开挖。当主洞单侧壁导

杆锄筋网”支护,钢支撑纵向间距0.5m,中空注浆锚杆梅花形

布置间距 1.201（环）＞＜0.501（纵）,厶=2.5111。3. 2中隔墙施工中导洞贯通后随即开挖中隔墙基础并施工中隔墙。中隔

墙自小里程向大里程方向浇筑混凝土，中隔墙钢筋现场绑扎， 液压衬砌台车每循环施作6m,混凝土浇筑宜用泵送混凝土施

坑每单洞开挖支护＞15m后，经测量围岩稳定,即可进行主洞 上台阶的开挖。为减少左、右洞上台阶作业相互干扰，两洞上

工，施工中加强振捣,确保混凝土密实。台阶掌子面应错开15~30m。施工时采用光面爆破,为便于隧道开挖、出琏运输和初期

4扩大单侧壁导坑爆破参数支护的施工，按扩大单侧壁导坑断面进行洞身开挖,单侧壁导

4. 1炮孔布置原设计采用侧壁导坑，隧道上半断面分为三步开挖，优化

坑原设计高度4.0m,右洞宽度4.0m,左洞宽度4.47m,扩大后 单侧壁导坑高度6.0m,宽度7.0m。开挖和支护步骤严格执行施工工艺流程，侧壁导坑和主 洞采用上、下台阶法开挖,大里程向小里程单向掘进。每循环

后扩大单侧壁导坑，隧道上半断面分为两步开挖。4. 2炸药用量分配计算按每循环进尺0.5m进行装药量分配,对优化后上半断面开挖进尺1棍钢架间距，开挖后立即进行初期支护施工，隧道

I、n部钻爆开挖炸药分配量计算（见表1 ）。

表1优化后钻爆施工钻眼个数及装药量统计表开挖后初期支护应及时施作并封闭成环，围岩封闭位置距离掌子面W35m。周边眼周边眼个数/个I部39II部30装药系数丁单孔装药卷数倦炸药用量/kg

0.40.60.40.6掏槽眼掏槽眼个数/个装药系数丁单孔装药卷数/卷炸药用量/kg

I部6U部60.550.80.550.8辅助眼辅助眼个数/个装药系数丁单孔装药卷数/卷I部400.40.6U部71超前支护采用单层042mmx4小导管，外插 角10°~15°,拱部120。范围设置.厶=4.5m,环向间 距0.4m,7K平搭接长度Mlm。爆破出渣后及时施

0.40.6作初期支护,先喷射5cm混凝土，安装钢拱架，系

7.86.01.41.4炸药用量/kg

7.312.9统锚杆、挂钢筋网，分层喷射混凝土达到设计厚 度为止。初期支护采用工字钢拱架皿浆锚杆+钢

炸药用量小计/kg16.4420.27筋网+喷射混凝土。通过爆破参数计算对比，优化前上半断面用药量

仰拱开挖釆用分段开挖,为保证隧道洞内能正常通行，在 开挖处设置栈桥供车辆通行，仰拱开挖后及时施作仰拱初期 支护以封闭成环。仰拱施工前将隧底虚渣、杂物、泥浆等清理

43.42kg,优化后上半断面用药量36.71kg,扩大单侧壁导坑开

挖炸药用量节约15.5%,经统计全断面爆破用药量可节约

23%,减少了爆破炸药用量，大大减弱了对围岩的扰动。干净,超挖部分采用同标号混凝土回填。仰拱混凝土终凝后，清理仰拱表面，回填仰拱叫5超前大管棚预支护预支护类型为超前大管棚、锚杆及小导管,具体施作类型按设计图纸相关要求执行。7二衬施工隧道位于小半径曲线上，左右洞断面不一致，采用2个二衬台车，台车长度6m,以折代曲进行二衬施工。洞口段开挖时成洞面要求保留核心土，非核心土部分开

227工程建设与设计Construction & Design ForProject二次拱墙衬砌之后开挖面为35~60m,紧跟仰拱施工。隧

9结语综上所述，某高速公路大断面连拱隧道采用扩大单侧壁

道初期支护形成稳定的闭合成环后，立即进行二次衬砌边拱 墙施工，初期支护和二次衬砌之间铺设无纺土工布及防水板.

导坑的三导洞开挖方法，经过观测隧道监控量测，结合观测成

绑扎二衬钢筋。二次衬砌采用全液压模板台车浇筑，混凝土由

果数据判定，各观测点围岩在周边位移、地表下沉、拱顶下沉

输送泵泵送，附着振动器结合插入式震动棒振捣。以及洞内周边收敛等方面均处于稳定状态。该结果表明，制定

8扩大单侧壁导坑开挖法参数与时效对比表2所示为扩大单狈q壁导坑法参数及时效对比表。的施工方案是安全可靠、切实可行的，是一个成功的技术创新典型实例，可为类似工程提供借鉴。di?【参考文献】表2扩大单侧壁导坑法参数及时效对比表设计单侧壁导坑扩大单侧壁导坑优势[11JTG F60-2009公路隧道施工技术规范[S].适用于软弱围岩 适用于软弱围岩

适用范围增大作业面，操作性强[2】姚振凯,梁明生，杨敦才，等.我国公路连拱隧道

大跨度隧道大跨度隧道各部封闭成环时间短、各部封闭成环时间短、施工工艺述评[J].交通科技,2006（2）： 35-37.结构受力均匀、隧道沉结构受力均匀、隧道沉减少工序，提高工效优点[3]刘建波.浅埋偏压连拱隧道施工工序优化研究降宜受控制降宜受控制85.73m285.73m2计算断面面积上半断面[J].施工技术,2015（ 15）： 118-122.7~9人加快进度开挖人员配置4~6人根据围岩情况适当调

掘进进尺50cm50cm整进尺减少工作量钻眼孔数192201上半断面节约15.5%,

36.71kg炸药用量43.42kg减弱围岩扰动雷管用量节约10%220发210发钻炮孔时间200min（套眼钻孔）140min360min,人工排险（安全300min,机械排险、可用每循环可节约240min,排险、出渣风险）、二次转运小型渣车一次性岀渣提高工效，减少安全风系统锚杆及缩脚 险,机械化程度高360min（套眼钻孔）240min锚杆施工时间施工场地受限、回弹量 喷射混凝土表面平顺、

喷射混凝土节约10%大、喷射面凹凸不平回弹量小工法【收稿日期】2019-03-01（上接第225页）7结语在岩溶发育区进行桥梁桩基施工较为困难，为了保证桩

6. 5埋钻埋钻原因主要是坍孔，施工中应注意观测孔内水位，如出

基的施工安全、质量、工期、成本，采用正确的溶洞处理方法就

现漏浆要立即提钻头至孔外，如果因漏浆后坍孔，提钻不及时

显得尤为重要。本文结合沪昆客专江西段进贤特大桥岩溶地

钻头埋入孔中，可按如下方法处理:（1）高压射水强力清孔法。

区的实际施工经验，对如何进行溶洞处理及其问题解决进行

当掩埋高度较小时，将导管下到坍塌泥层位置，用高压水进行 清孔，将泥渣浮起通过泥浆循环带走，可以达到取钻的目的。

了探讨。di?【参考文献】进贤特大桥19*-2桩施工中遇到类似情况，砂层塌孔埋钻2m 多就使用此种方法解决。（2）人工开挖护筒跟进法。当钻孔进

11】杜永昌.高速与客运专线铁路施工工艺手册[K].北京科学技术文献

尺较浅，地下水较少或易于控制,侧压力较小时，可釆用人工 下孔开挖坍落的泥石,边挖边护筒跟进.一直挖到钻头位置，

出版社,2006.【2】铁道部第一勘测设计院.铁路工程地质手册[K].北京:中国铁道出版 社,1999.此法一定要注意人工安全,要做好防护。（3）真空吸渣法。将导 管置于坍孔底部，使用空压机通过导管压入空气，吸出泥渣， 此法适用坍落石子粒径小于导管直径1/3以上的情况叫228【收稿日期12019-03-25