1 前言
近年来,随着我国公路建设的快速发展,连拱隧道作为公路隧道的一种结构形式,由于其平面线型顺畅、占地面积小、便于运营管理等优点,尤其是在山区高速修建短隧道(隧道长≤500m)中,具有较大优势而常被采用,但由于受结构形式所限,连拱隧道施工工序较复杂,导致施工工期较长,且质量难以控制,因此根据不同的工程情况选择技术可行、经济合理的开挖方法显得尤为重要。
目前连拱隧道的主要施工方法分为导坑施工法和正洞施工法两大类,早期的连拱隧道多采用导坑法施工,施工工序多,对围岩扰动频繁,施工周期长,工效慢、工期长、成本高,不利于隧道防水。宜巴高速第三合同段的毡帽山隧道设计的施工方案为导坑法,考虑到隧道围岩情况较好,工期短等实际情况,后采用正洞上下台阶法施工,取得了较好的经济效益和社会效益。据此总结完成连拱隧道正洞上下台阶开挖施工工法。
2 工法特点
1、先组织进行中导洞开挖、支护,直至贯通,可以改善后期隧道内的通风环境,也起到地质超前预报的作用。
2、正洞上下台阶法是连拱隧道的一种高效施工方法,采用新奥法施工,减少了对围岩的扰动,并充分保护和利用围岩的自承载能力,提高隧道结构的整体安全;
3、施工工艺及条件相对简单,质量容易控制;
4、与导坑法相比,减少了两个侧壁导洞的开挖及临时支护,且工序简单,有效地降低了对围岩的扰动,缩短了施工周期,降低成本。
3 适用范围
本工法可适用于公路、市政、铁路连拱隧道的IV类围岩,II、III类围岩也可参照本工法。
4 工艺原理
本工法的基本理论基础为新奥法。根据新奥法原理,采用光面爆破大断面开挖,使用锚、喷、网、钢拱架和超前导管及超前管棚等支护手段,先开挖贯通中导洞,浇筑中隔墙混凝土,然后采用上下台阶法开挖左右正洞,左右洞围岩经多次扰动,应力重新分布均衡后进行主洞二次衬砌。施工过程中加强对围岩和支护监控量测,以量测信息反馈来指导施工。
5 施工工艺流程及操作要点
结合宜巴高速公路三合同段内毡帽山隧道的施工过程叙述施工工艺流程及操作要点。
5.1 施工工艺流程
施工主体流程如下:中导洞开挖支护→中隔墙浇筑→开挖主洞上台阶及初期支护→开挖主洞下台阶及初期支护→二次衬砌。