浅谈连拱隧道正洞台阶开挖施工工法

倪航胜

中铁十六局集团第三工程有限公司

【摘 要】 连拱隧道在中短隧道建设中经常被采用，而正洞上下台阶施工工法是连拱隧道

施工的一种较为高效且安全的施工方法。本文以宁波象山港大桥及接线工程第二合同段栎斜连拱隧道为例，施工过程中采用正洞台阶开挖施工工法，效果良好。

【关键词】 连拱隧道 台阶 施工 工法

Abstract: Multi-arch tunnel in construction of short tunnel is often adopted in the hole, and to lower

the construction method is the tunnel construction is an effective and safe

construction method. This article take the Ningbo Xiangshan Harbour Bridge and the wiring project second contract section of oak oblique arch tunnel as an example, in the construction process uses it to tunnel construction method, the effect was good.

Key words: double-arch tunnel; construction; construction stage;

中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号： 1工法特点及适用范围 1.1工法特点

采用新奥法施工，以“短进尺、弱爆破、强支护”的施工原则，尽量减少对围岩的扰动，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度。

施工中工序相对简单，质量容易控制，有利缩短施工周期，降低成本。 1.2适用范围

本工法适用于公路、市政等连拱隧道的IV级围岩，II、III级围岩破碎时也可参照本工法。 2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，采用光面爆破开挖，并根据围岩情况采用相应支护方式及时进行支护。隧道先开挖贯通中导洞，浇注中隔墙混凝土，然后采用上下台阶法开挖左右正洞，待围岩收敛稳定后进行正洞二次衬砌。 3.施工工艺及作业要点

结合宁波象山港大桥及接线工程第二合同段栎斜连拱隧道的施工过程叙述施工工艺流程及操作要点。 3.1施工工艺流程

施工主体流程如下：中导洞开挖支护→中隔墙浇注→开挖主洞上台阶及初期支护→开挖主洞下台阶及初期支护→仰拱施作→二次衬砌。具体的施工顺序图如下：

8中隔墙基础3中隔墙中隔墙基础≥20上台阶10≥15横向斜坡11≤80初期支护9≥3512≥01316≥2015上台阶≥2017≥15横向斜坡≤80初期支护141918二次衬砌2021二次衬砌 图-1 施工工序平面示意图

16216主洞超前支护514915上台阶2上下台阶分界线719楔形块18下台阶2017下台阶31:0.48上台阶3中隔墙中心线2上下台阶分界线工字钢111:0.310下台阶1211下台阶13 图-2 施工工序立面示意图

注：①中导洞全断面开挖。

②中导洞初期支护。 ③中隔墙衬砌 ④中隔墙墙顶处理 ⑤右主洞管棚施作 ⑥左主洞管棚施作

⑦中隔墙左侧横向设置工字钢临时支撑 ⑧右主洞上台阶开挖 ⑨右主洞上台阶初期支护 ⑩右主洞下台阶半断面开挖 ⑪右主洞下台阶剩余部分开挖 ⑫右主洞下台阶侧墙支护

⑬拆除中导洞右侧临时支撑，设置右主洞排水设置，浇注右主洞仰拱混凝土 ⑭浇注右主洞二衬混凝土

（左主洞施工顺序参考右主洞） 3.2施工作业要点 3.2.1中导洞施工

中导洞Ⅴ、Ⅳ级围岩段采用短台阶法施工，台阶长3～5m，Ⅲ级围岩段采用全断面法施工。其中Ⅴ级围岩采用人工机械开挖，人工机械开挖不动时，采用弱爆破，进行松动，开挖后及时按设计施作初期支护；Ⅳ级围岩段采用光面爆破法开挖，每循环进尺1m，开挖后及时按设计施作初期支护；Ⅲ级围岩段采用光面爆破开挖施工方法，开挖后及时按设计施作初期支护。

中导洞开挖时，Ⅴ级围岩区段采用φ42×3.5mm小导管@400mm进行超前支护。Ⅳ级围岩区段采用φ22锚杆@500mm进行超前支护。 3.2.2中隔墙施工

中导洞贯通后必须及时浇筑中隔墙，避免因围岩暴露过久而塌方。中隔墙宜分段浇筑，每段长度不小于10m。浇筑前先将洞底的水、泥、渣清除干净，浇注时采用泵送方式，浇注过程中加强振捣，确保混凝土质量满足要求。

为了保证中隔墙顶部密实、不留空隙，浇筑中隔墙时，在中隔墙顶部预埋φ42×3.5㎜的热轧无缝钢管，管壁上每隔150mm交错布置直径为6～8mm的注浆孔，中隔墙浇筑完成后，在顶部压注M20砂浆回填密实。注浆压力为：初始压力0.5MP，终压2.0MP。

中隔墙顶部按设计要求埋设纵向连接钢板，主洞开挖后，钢支撑与该钢板焊接连接牢固。 3.2.3右主洞上台阶开挖及初期支护施工

利用浇注中隔墙施工时间，组织人员进行左右主洞洞顶的管棚施作，提高施工进度。待中隔墙浇注完成后，即可进行隧道主洞上台阶开挖施工，本工程先进行右主洞上台阶开挖。为了平衡初期支护拱圈的推力及中隔墙的施工安全，在中隔墙导洞空隙处用I14工字钢支撑，支顶中隔墙，纵向间距1m，端部用楔块顶紧，开挖另一侧时再拆除临时横向支撑。为了减轻相互影响，连拱隧道左右两洞上台阶开挖错开35m以上，开挖过程中尽快施工初期支护，封闭围岩，控制围岩的变化和防止围岩松弛，确保施工安全。 3.2.4右主洞下台阶开挖及初期支护施工

当右主洞上台阶开挖支护完成25m后，并经量测围岩稳定后，即可进行下台阶左侧的开挖，左侧中导洞临时钢拱架随之进行拆除，开挖方式采用松动爆破，挖机负责清除石渣。左侧开挖完成5m后再进行右侧边墙部分的开挖，右侧边墙开挖必须严格控制超欠挖，同时支护必须紧跟，接头连接紧固，且避免在隧道拱架高度2/3高处附近设置接头。 3.2.5右洞仰拱及衬砌施工

为尽快使初期支护封闭成环，首先安排仰拱施工。仰拱开挖时采用分段开挖，为了保证在仰拱施工时隧道洞内能正常通行，在开挖处设置栈桥。仰拱开挖后及时浇筑，浇注采用全弧一次性方式。混凝土浇注前必须将虚渣、杂物、积水等清除干净，混凝土达到设计强度70％后及时进行仰拱回填。

经监控量测，在隧道围岩收敛稳定后，即可进行二次衬砌的施工。二衬作业采用整体式模板台车，泵送混凝土浇筑，振捣采用附着式振动器结合插入式振动棒振捣。二衬作业重点做好防水板施工、台车对位、混凝土质量、预埋件埋设等工作。

4劳动组织（单口作业）

①开挖

钻爆手（兼钻锚杆眼）6～8人，出渣2～3人，合计9～11人。 ②初期支护

网片、锚杆、钢支撑制作及安装：10人。

锚喷：锚杆安装2人，砼喷射手2人，砼供料4人，搅拌机司机2人，质检１人，合计11人。

③衬砌

立模6～8人，砼供料2～3人，成品砼运输2～4人，砼浇筑4～6人，合计14～21人。另配备搅拌机司机、输送泵司机各2人，质检1人。

④测量及量测

测量放样2人，量测2人。 ⑤其他

风压机司机1人，电工1人，试验员1人，安全员1人，调度及管理人员2～3人。 5质量控制

5.1质量管理制度

编制质量控制体系，建立以经理、总工为首、由项目部、施工队、作业班组组成的三级质量保障机构，对项目工程进行全面的质量管理。 5.2现场施质量控制

项目施工过程实行三级质量控制，即工班实行质量自控自检，施工队实行专控互检和工序交接检验，项目经理部实行专控专检。工序之间的质量检查，严格按技术规范进行，上道工序不检查签认，下道工序不准进行，严格执行工序之间的交接、签证手续，本级检查不合格的工程项目不准呈报上一级的质检人员检查、验收。

加强管理，落实责任，严格执行质量管理的各项制度，安排质检员全程控制施工质量，保证本程质量100﹪合格。 6安全管理

6.1安全管理制度

编制安全生产管理体系，组织成立安全以项目经理为组长的安全生产领导小组，全面负责并领导本项目的安全生产工作。

落实安全技术交底制度，由项目部技术及安全管理人员对现场所有作业人员进行书面详细的安全技术交底，并履行签字手续。专职安全员对安全技术措施的执行情况进行监督检查，发现隐患及时安排整改。

加强安全教育，落实岗前三级培训教育和日常安全教育，特种作业做到持证上岗。 6.2现场施工安全管理

做好地质描述和超前地质预报，根据监控量测结果，调整支护参数，指导现场施工。 隧道爆破作业及火工品管理严格按照《爆破安全规程》执行，落实“一炮三检”制度，严格控制药量。

落实“短进尺、弱爆破、强支护、勤量测”的施工原则，控制掌衬距，确保施工安全。 落实《施工现场临时用电安全技术规范》的相关要求。

加强现场作业人员的安全管理，执行进出洞翻牌制度。规范施工，杜绝“三违”。 7工程实例

栎斜隧道为双拱连体式，隧道全长132m，其中明洞31m（进口11m，出口20m），暗洞长101m。设计推荐“三导洞”法施工，根据栎斜隧道的地形、地质条件及工期要求，此方案无论在开挖进度、安全和二次衬砌质量上都存在着不少困难和问题。经施工技术人员反复讨论、研究和实验，提出了“正洞台阶法”的施工方案。栎斜隧道2012年12月通过浙江省交通厅质监站质量鉴定，被评为优良工程并顺利通过交工验收。

本工法工序相对简单，质量容易控制，有利缩短了施工周期，降低成本，具体很强的实用性，

在连拱隧道施工中值得推广和应用。

浅谈连拱隧道正洞台阶开挖施工工法

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：

倪航胜

中铁十六局集团第三工程有限公司城市建设理论研究（电子版）ChengShi Jianshe LiLun Yan Jiu2012(36)

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