中隔壁導坑施工法在V級淺埋凍土段隧道出口的應用

張高放

（中鐵二十一局集團第四工程有限公司，青海　西寧　810000）

中隔壁導坑施工法在V級淺埋凍土段隧道出口的應用

張高放

（中鐵二十一局集團第四工程有限公司，青海西寧810000）

青海省共和至玉樹公路鄂拉山隧道出口段為Ⅴ級圍巖、存在多年凍土淺埋段，給隧道施工造成很大困難，施工時正處于本地的夏季、雨季，洞門開挖難度大，安全風險高，因此，采用中隔壁導坑施工。論文介紹了中隔壁導坑法的施工思路、施工方法、施工工藝，給出了圍巖支護參數(shù)的具體數(shù)值和工程質(zhì)量控制重點，為類似工程提供參考。

多年凍土；淺埋段；中隔壁導坑施工法；圍巖支護；質(zhì)量控制

1　工程概況

青海省共和至玉樹（結(jié)古）公路GYⅠ-SGA6合同段，鄂拉山隧道內(nèi)輪廓結(jié)合遠期預留規(guī)劃設(shè)計凈寬10.25m，凈高7.18m，隧道建筑限界高5m。隧道出口段為V級圍巖、存在多年凍土淺埋段，給隧道施工造成很大困難，節(jié)理及裂隙較發(fā)育，地下水發(fā)育，發(fā)育兩條斷裂構(gòu)造及擠壓裂隙密集帶，對隧道圍巖級別影響較大。地表草皮覆蓋，洞門刷坡線附近地址陡峭，表層以下為多年凍土，施工時正處于本地的夏季、雨季，洞門開挖難度大，安全風險高。因此，鄂拉山隧道出口V級淺埋凍土段采用中隔壁導坑施工，遵循“禁爆破，短開挖、強支護、早閉合、勤測量、襯砌緊跟”的施工原則。

2　施工思路

施工開挖前應做好超前支護，采用中隔壁導坑開挖，減少臨空面積，優(yōu)化圍巖受力結(jié)構(gòu)，單側(cè)導洞完成初期支護，繼續(xù)向前開挖，進行下一循環(huán)，先行導洞掌子面與另一側(cè)導洞掌子面間距不小于1～2倍洞室（13～26m）時，另一側(cè)導洞在進行開挖支護，盡可能減少導洞之間的工作相互擾動。導洞均采用上下臺階開挖，下臺階開挖時上臺階臨空面必須完成支護。施工過程中應嚴格控制超、欠挖，初期支護應及時可靠，一襯及時跟進施工，二次襯砌應根據(jù)監(jiān)控量測結(jié)果適時施做。

3　施工方法與施工工藝

3.1施工方法

洞身采用中隔壁導坑法開挖，洞身開挖施工順序如下

1）先行導坑開挖。根據(jù)前一榀工字鋼先進行超前支護，打入Φ42的超前小導管，采用臺階法，每循環(huán)進尺0.5～1.m，配備正鏟卸式裝載機裝碴，自卸汽車運輸。

2）先行導坑支護。根據(jù)圍巖情況和設(shè)計要求，采用錨桿，噴射砼，鋼架拱架支護，可利用汽車平臺架鉆錨桿眼。初噴砼5cm，再架設(shè)鋼拱架，縱向間距按50cm布置。為保證施工安全，中壁墻需作臨時支護，用Φ25中空注漿錨桿加固，噴C30早強混凝土。

3）另一側(cè)開挖、支護。右側(cè)導洞在左側(cè)先行導洞超前13～26m后進行，進行右側(cè)導洞導坑開挖、支護方式與左側(cè)導洞相似，作中壁臨時支護，穩(wěn)定圍巖。

4）導坑下臺階的開挖支護。下導坑開挖時接腿工字鋼必須連接牢固，保證垂直度，嚴禁前后里程傾斜。中側(cè)壁工字鋼的安裝也要嚴格要求鋼板的連接及垂直度。下導坑左側(cè)開挖5m后，再進行右側(cè)下導坑的開挖，右導坑開挖完成至左導坑5m時及時仰拱施作。待仰拱施作完畢后，在進行下一輪左右下導坑的開挖支護。

5）仰拱施工。在下部開挖至設(shè)計標高后，清基，及時澆筑仰拱。為保證施工安全中隔壁工字鋼可打入仰拱內(nèi)。

6）全斷面襯砌。在仰拱和回填完成后，一襯及時跟進，根據(jù)測量結(jié)果適時施作二襯，施作二襯前按設(shè)計要求施作防水層和其他排水設(shè)施，同時做好各種預埋管件及預留洞的安裝和檢查，防止錯埋，漏埋。

3.2施工工藝

1）中隔壁導坑開挖循環(huán)流程圖如圖1所示。

圖1　中隔壁導坑開挖循環(huán)流程圖

2）中隔壁導坑開挖斷面順序流程圖如圖2所示。

a.利用上一循環(huán)架立的鋼架施做超前導管支護。

b.利用破碎槌或改裝后的挖機開挖I部。

c.施做I部周圍的初期支護和臨時支護，即初噴3cm厚混凝土，架立I22工字鋼臨時鋼架，并設(shè)鎖腳錨桿。

d.導坑底部平整壓實后，繼續(xù)進行下一循環(huán)I部的開挖。

e.待I部距離II部掌子面13～26m時，II部施做超前導管支護，利用破碎槌或改裝后的挖機開挖II部，支護，噴錨同I部。

f.開挖Ⅲ，Ⅳ同I部，必須一前一后不能同時開挖，開挖夠5m后必須及時施作仰拱。

3）側(cè)壁與中壁墻支護聯(lián)結(jié)工藝。若將側(cè)墻鋼拱架與中壁墻鋼拱架聯(lián)結(jié)成整體，拱部壓力和側(cè)向壓力太大仍可能發(fā)生坍塌。因此需在加強處理，中隔壁采用I22鋼拱架，縱向間距50cm。每榀鋼拱架處設(shè)深孔錨桿4根，錨桿長度5m，錨桿外露與鋼拱架焊接，然后噴砼封閉。

圖2　中隔壁導坑開挖斷面順序流程圖

4　圍巖支護參數(shù)具體數(shù)值

圍巖具體支護參數(shù)目前按照鄂拉山隧道出口施工圖紙Ⅵ級圍巖淺埋凍土段襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計圖施工。中隔壁支撐工字鋼由原來的I18改為I22。鎖腳錨桿改為鎖腳錨管（Φ42導管）數(shù)量一邊4根及長度4m。

5　工程質(zhì)量控制重點

中隔壁導坑施工應注重隧道施工質(zhì)量，同時應注意以下幾點：

1）雙洞開挖時，后行洞靠先行洞側(cè)的圍巖實際上是處于懸空狀態(tài)，這部分圍巖經(jīng)開挖已擾動過一次，如果后行洞的施工方法不當，可能對圍巖造成嚴重二次擾動，并導致先行洞洞壁破壞。為此應短進尺、強支護、勤量測，及時跟進一，并結(jié)合具體工程情況，認真分析，精心施工。

2）中壁墻的撤除，必須待圍巖完全穩(wěn)定后方可進行。

3）嚴禁在同一個里程同時開挖。

4）控制隧道超欠挖，由于拱頂分兩次開挖，很易造成拱超欠挖嚴重，因此必須提高測量精度，為快速襯砌提供條件。

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［2］王連生.中隔壁法開挖修建黃土大斷面雙線鐵路隧道施工工藝［J］.科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2009（6）：24-25.

［3］劉華棟.楊樹莊隧道V級圍巖施工技術(shù)［J］.山西交通科技，2011，（4）：56-57.

［4］代樹林，徐燕，齊偉.于木匠溝雙連拱隧道施工方法和施工監(jiān)控量測［J］.現(xiàn)代隧道技術(shù)，2010，（3）：34-35.

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