大跨度八车道双连拱隧道施工技术 - 图文

附件2

大跨度八车道双连拱隧道施工技术

技术总结

第一部分 研究目的和研究方法

一、 前言

我国是一个多山的国家，75%的面积是山地或重丘，随着高速公路的发展，原来的盘山绕行或切坡深挖的施工方式，不但制约了车速的提升，而且严重破坏自然景观，造成塌方滑坡和水土流失，因此隧道在目前公路建设的比重日趋增加，而且越来越多的大跨度隧道投入运营。双连拱公路隧道由于具有线形流畅、引线占地面积少等显著特点，受到公路建设者的重视和推广。但由于八车道大跨度双连拱隧道跨度大、结构较复杂、施工难度大，国内又缺乏实践经验，在施工中会遇到很多困难，需要我们不断探索和积累施工经验。

罗汉山双向八车道连拱单洞开挖宽度为20.81米，隧道扁平率达到0.65，国内外均没有成熟的施工工艺。目前，在国内对该类隧道制定的最高标准仅是双向六车道，尚未出台双向八车道相关的设计、施工规范及技术标准，施工技术难度大。此外，该隧道洞身穿过的地层相当复杂，主要以碎块状强风化、弱风化花岗岩为主，并须穿过断层断裂带。跨度大，围岩软弱，岩体松散，节理发育，同时进出洞段浅埋、偏压，安全掘进难度大施工风险和难度非常大。项目部成立了科技攻关小组，根据环境、地质条件等反复讨论和论证，确定施工方案，为隧道施工提供技术支持。经过两年的努力，科技攻关小组成功解决种种技术、施工难题，取得了双向八车道连拱

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隧道施工的宝贵经验，为我国今后此类隧道的施工提供了宝贵的经验。 二、 项目简述

福州市长乐国际机场高速公路二期工程主线长26.059Km，本合同段起迄桩号K22+700～K26+059.044，全长3.359044KM，路线位于福州市晋安区城市规划北三环红线范围内，路线起于晋安区新店镇西园村，线路大致由东南向西北，设西园Ⅰ号分离式大桥﹑西园Ⅱ号分离式桥﹑罗汉山隧道﹑新店互通立交桥，主线在终点K26+059.044与福州绕城高速公路机场连接线相接。

三、 项目研究目的

总结大跨度八车道双连拱隧道施工工艺，包括隧道开挖方式、支护参数、临时支护拆除时机、二衬防水等，为以后大跨度双连拱隧道施工提供施工经验和技术积累。 四、 研究思路与研究方法

本课题以福州机场高速二期工程A6合同段为主要研究对象，对施工技术进行总结、研究。通过施工过程中试验、检测、监测、分析、研究等实践，总结出一套大跨度八车道双连拱隧道施工技术。 五、 研究经过

⑴准备、施工和资料收集阶段（2008.2—2009.12） ⑵数据分析、资料整理阶段（2010.1—2010.8） ⑶成果总结阶段。（2010.9—2010.12） 六、 项目的推广应用前景

通过攻关研究，能够总结一套大跨度八车道双连拱隧道施工技术，加强隧道施工的质量、安全管理，杜绝施工中存在的质量、安全隐患，对目前局及公司在大跨度双连拱隧道领域施工有积极的指导作用。

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第二部分 研究结果及分析

一、基本情况

福州市长乐国际机场高速公路二期罗汉山隧道位于福州北郊，为双向八车道特大断面、超浅埋、连拱隧道，左右两侧各设有三环路辅道隧道，与高速公路形成小净距＋连拱＋小净距的群体隧道群。进口桩号为K24+452，设计标高为17.311米，出口桩号为K24+700，标高为30.121米，全长248米,纵坡采用0.5%。单洞最大开挖宽度达20.81m，高度为13.811m。

明洞衬砌起始里程变更为K24+452～K24+505,长53米；出口明洞衬砌起始里程为K24+690～K24+700,长10米，隧道洞门为端墙式洞门。隧道单洞净宽17.25m，净高5.0m, 中导洞宽8米，高6.8米，三层复合式中隔墙，墙厚3.1米，最小厚度2.138m。内轮廓采用曲墙三心圆拱的内轮廓净空。隧道断面采用R-950cm和R-640cm的三心圆形式，高跨比为0.65，单洞标准断面内轮廓面积左洞142.16平方米，右洞140.65平方米（含仰拱面积为171.06平方米），隧道最大埋深约为30m，最浅右洞进口埋深约为2m，进口较长地段偏压明显。

本隧道位于低山丘陵区，地表覆盖薄层残坡积土，进出口基岩风化层较厚，场区植被发育。地形稍起伏，洞身最高点海拔60.0m。隧道进出口自然斜坡稳定，天然坡度为10~30°。隧道场区表层为第四系薄层残坡积土（Qdl），下伏基岩为燕山晚期侵入花岗岩（γ53）及其风化层。区域性构造较稳定，未发现有大的断裂带通过。但隧道区区域内可见闪长玢岩岩脉侵入，说明地质历史时期上，隧道区地质活动较为活跃，隧道区基岩风化层较厚，不利于隧道建设。隧道区范围内未发现有滑坡、崩塌、泥石流等不良地质

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现象。隧道进出口现有边坡稳定。

本隧道区地下水主要为风化层孔隙裂隙水和基岩裂隙水，其富水性及导水性弱~中等，主要接受大气降水及地下水侧向补给，流量随季节性影响而变化较大。

二、施工方法与施工工艺

1、施工工艺流程

1.1先进行中导洞开挖、支护与中隔墙施工完毕后，沿隧道拱圈外侧施作套拱、超前大管棚。在大管棚预支护和小导管注浆条件下，进行左、右洞正洞开挖、初支与二衬支护。

1.2隧道正洞开挖V级围岩采用双侧壁开挖法施工，III级围岩因岩性变化调整为IV级支护，III、IV级围岩采用单侧壁开挖法施工，以锚杆、挂网、钢架及喷射混凝土作为初期支护。隧道施工中以左洞先行、右洞紧跟，既先开挖、支护左洞外侧壁导洞，后开挖、支护左洞内侧壁导洞，右洞掌子面紧跟左洞掌子面，为尽量减少对围岩的扰动，施工中左、右洞及各导坑掌子面之间必须拉开不小于30米距离，上下台阶在纵向拉开距离应不大于5米，并根据监控量测结果及时调整各洞室纵向开挖距离。

1.3在左、右洞下半断面初期支护施工后，及时施作仰拱．形成隧道承力结构。施工中先施作左洞外侧壁导洞仰拱及仰拱回填，再施作左洞内侧壁仰拱及仰拱回填，使左洞掘进端暗洞仰拱及仰拱回填闭合成环。待能够施作明洞后，施作左洞明暗交界处的一模明洞二次衬砌，再施工明洞二衬，以减少洞口处土压力差对明洞二衬的影响。

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1.4洞身二次衬砌在初期支护稳定及施作防水设施后进行，采用钢模板

二次衬砌液压台车灌注二次衬砌液混凝土。

V级围岩双侧壁导坑法施工顺序图

施工步骤： （1） 开挖中导洞。 （2） 中导洞初期支护。

（3） 中墙基底加设小导管（必要时），浇筑中隔墙。 （4） 开挖右洞外侧导洞上台阶。

（5） 施作右洞外侧导洞上台阶第一层初期支护、临时支护，施作锁脚锚

杆。

（6） 开挖右洞外侧导洞下台阶。

（7） 施作右洞外侧导洞下台阶第一层初期支护、临时支护。 （8） 开挖右洞内侧导洞上台阶。

（9） 施作右洞内侧导洞上台阶第一层初期支护、临时支护，施作锁脚锚

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