張偉峰
(中交一公局海威工程建設(shè)有限公司, 北京 101100)
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,我國(guó)的公路建設(shè)也進(jìn)入了一個(gè)新階段。俗話說(shuō)要致富先修路。公路建設(shè)對(duì)于地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著非常重要的作用,尤其是中西部地區(qū)。連拱隧道施工技術(shù)一般就在這些地區(qū)普遍使用。因?yàn)橹形鞑康貐^(qū)有一些是山嶺重丘,在公路建設(shè)設(shè)計(jì)路線時(shí)會(huì)經(jīng)過(guò)小山鼻和小婭口,就需要考慮采用連拱隧道的方案。由于連拱隧道具有外觀簡(jiǎn)潔、占地面積比較小的特點(diǎn),除此之外對(duì)于空間的利用度也比較高,可以使洞口路基、大橋和洞外線路的銜接更順暢,而且能夠還能體現(xiàn)保護(hù)環(huán)境、節(jié)約投資的優(yōu)勢(shì)。但是,我國(guó)現(xiàn)有已建成的連拱隧道對(duì)于雙連拱隧道沒(méi)有可操行的隧道施工方案可以進(jìn)行借鑒參考。對(duì)于雙連拱隧道的施工還處于探索和初期累積的階段。隧道施工最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是如何制定科學(xué)合理的是施工方法。近年來(lái),我國(guó)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的工程實(shí)踐,期間遇到過(guò)各種實(shí)際問(wèn)題,也解決了很多實(shí)際問(wèn)題,已經(jīng)積累了扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),逐步形成一套完整的符合中國(guó)特色的隧道施工方法體系。在進(jìn)行隧道施工的過(guò)程中,對(duì)于選擇哪一種施工方法,不僅要考慮地質(zhì)條件,還要充分考慮施工隊(duì)伍的整體素質(zhì)、施工的能力和管理的水平。地質(zhì)條件就是我們說(shuō)的圍巖的條件,主要包括圍巖的級(jí)別、地下水和不良地質(zhì)等等條件。施工隊(duì)伍如果管理水平高、施工能力強(qiáng)、整體素質(zhì)也高,那么在進(jìn)行施工過(guò)程中,不僅能保證工期,還能保證工程的安全和質(zhì)量。除此之外,還要考慮環(huán)境條件,即在進(jìn)行隧道爆破是產(chǎn)生的振動(dòng)、噪聲,以及地表下沉、地下水等造成的損害。所以我們?cè)谶M(jìn)行雙連拱隧道施工時(shí),要結(jié)合單幅隧道施工的方法,根據(jù)具體的施工條件和環(huán)境制定科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖┕し椒ā?/p>
三導(dǎo)洞法施工技術(shù),顧名思義就是在連拱隧道的整體開挖面上挖一個(gè)中導(dǎo)洞,然后側(cè)面各挖一個(gè)側(cè)導(dǎo)洞,一共三個(gè)小洞室。三個(gè)小洞室各有各的作用,中導(dǎo)洞在連拱隧道中是起著交點(diǎn)支撐的作用,兩邊的側(cè)導(dǎo)洞是起著邊墻角支撐的作用。在施工時(shí)也是有順序的,超前施工中導(dǎo)洞,然后是側(cè)導(dǎo)洞。在進(jìn)行兩邊側(cè)導(dǎo)洞施工時(shí)要注意保證施工距離。和單幅隧道相比,中墻是雙連拱隧道最重要的特征。在施工過(guò)程中,值得注意的是中墻上的圍巖,這是隧道施工的薄弱環(huán)節(jié)。在隧道施工過(guò)程中,會(huì)出現(xiàn)三次以上的大幅度的擾動(dòng),如果操作不當(dāng)就會(huì)導(dǎo)致中墻受力不穩(wěn),會(huì)有施工偏壓荷載的情況發(fā)生。要想緩解雙連拱隧道在施工過(guò)程中整體結(jié)構(gòu)受力穩(wěn)定的問(wèn)題,就需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況采取合理的施工方法。雙連拱隧道有一個(gè)顯著的特點(diǎn)就是由于雙洞間的巖柱換成了混凝土,就導(dǎo)致雙洞的拱墻是相連的結(jié)構(gòu)型式,且施工程序比較復(fù)雜,工期也較長(zhǎng),結(jié)構(gòu)受力點(diǎn)會(huì)不斷的因此施工的具體情況而變化。運(yùn)用三導(dǎo)洞法進(jìn)行雙連拱隧道的施工可以大大提升施工進(jìn)度,保證施工過(guò)程的安全性。三導(dǎo)洞提前掘進(jìn)會(huì)在一定程度上對(duì)開挖的條件有改善。主要是因?yàn)樘崆熬蜻M(jìn)三導(dǎo)洞,相當(dāng)于對(duì)隧道所處地質(zhì)的起到提前預(yù)報(bào)的作用,且對(duì)沒(méi)有開挖的圍巖中的水分進(jìn)行疏排。三導(dǎo)洞的初期支護(hù)會(huì)為后續(xù)的施工打好了基礎(chǔ),可以提早進(jìn)行二次襯砌。如果是跨度比較大的隧道,利用三導(dǎo)洞法也可以保證其隧道的穩(wěn)定性。除此之外,工期也可以得到保障,而且還能提升施工過(guò)程的安全性。
中導(dǎo)洞拓展法施工技術(shù)主要是對(duì)圍巖條件好的情況比較適用。具體來(lái)說(shuō)就是提前挖掘中導(dǎo)洞,再向兩側(cè)拓展新洞室的施工方法。需要注意的是在進(jìn)行兩側(cè)洞室挖掘前要保持安全的施工距離。兩側(cè)每個(gè)洞室的施工方法和單幅隧道的臺(tái)階法施工大致相同。隧道臺(tái)階法還可以根據(jù)臺(tái)階的不同長(zhǎng)度分為長(zhǎng)、短和超短臺(tái)階法三類。選擇臺(tái)階法有兩個(gè)決定條件:一是時(shí)間要求,即在圍巖初期支護(hù)時(shí),閉合斷面形成的時(shí)間長(zhǎng)度,一般圍巖條件好,形成閉合的時(shí)間就長(zhǎng);二是場(chǎng)地大小的要求,即在進(jìn)行上部斷面施工時(shí),對(duì)于相關(guān)機(jī)械設(shè)備在使用時(shí)所需要的場(chǎng)地大小。
如果圍巖的條件比較好,那需要考慮第二個(gè)決定條件。這樣就能提升機(jī)械設(shè)備的效率,從而提高經(jīng)濟(jì)效益。如果圍巖的條件較差,那就需要在考慮第一個(gè)決定條件的基礎(chǔ)上還要考慮第二個(gè)決定條件,從而保障施工過(guò)程的安全性。
雙導(dǎo)坑法是以一種不對(duì)稱的開挖方法,在高速公路建設(shè)施工中比較普遍。主要是適用于隧道圍巖條件較好,一側(cè)洞室的開挖情況比較好,另外一側(cè)開挖情況較差的情況,另外,使用這種開挖方法還可以解決中墻滲水、漏水的問(wèn)題、施工工序多的問(wèn)題。具體來(lái)講,就是開挖條件較好用臺(tái)階法施工,另外一側(cè)用側(cè)導(dǎo)坑輔助開挖條件差的一側(cè)進(jìn)行施工。雙導(dǎo)坑法施工所考慮的結(jié)構(gòu)斷面型式是按照兩個(gè)單獨(dú)的洞室進(jìn)行施工的,兩個(gè)洞室各自有獨(dú)立防排水系統(tǒng),施工方法是按照雙洞開挖的,事實(shí)上,施工是按照具體的地形和地質(zhì)條件用單洞開挖的方法進(jìn)行施工的。高速公路設(shè)計(jì)施工用雙洞法,可以使不對(duì)稱結(jié)構(gòu)的受力不對(duì)稱問(wèn)題得到改善。先施工的洞室,如果左洞的主體結(jié)構(gòu)有仰拱的現(xiàn)象,為了能夠使整個(gè)結(jié)構(gòu)達(dá)到完整的受力,就應(yīng)該在施工中同時(shí)進(jìn)行仰拱施工,從而提升受力的狀態(tài)。為了使結(jié)構(gòu)能得到平衡,需要中墻較厚,圍巖用錨桿與中墻上部進(jìn)行銜接,這樣就能為左洞提供可靠的支撐,從而達(dá)到結(jié)構(gòu)平衡。除此之外,這個(gè)結(jié)構(gòu)式還可以改善雙連隧道中出現(xiàn)的中墻滲水和漏水的問(wèn)題。而在右洞施工的過(guò)程中需要注意的是裝藥量和爆破方法,裝藥量要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制,爆破方法應(yīng)該采用損害最小的光面爆破和控制爆破,這樣就能大大降低對(duì)已經(jīng)建好的結(jié)構(gòu)造成的損失。
中導(dǎo)洞CD 法它一般用于軟弱圍巖大跨度隧道中,即先開挖隧道的一側(cè),并在設(shè)計(jì)中間部位作中隔壁,然后再開挖另一側(cè)的施工方法。以途徑京福高速公路中文山下隧道為例,這個(gè)隧道是雙洞連拱隧道,就是采用的中導(dǎo)洞CD 法。隧道的兩邊洞口都是軟弱破碎圍巖,且有地形偏壓的情況出現(xiàn)。在這種情況下,想要在確保安全和施工質(zhì)量的前提下進(jìn)行雙連拱隧道的設(shè)計(jì)施工,就需要根據(jù)實(shí)地情況進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)周密的方案探討。施工方案需要注意;中導(dǎo)洞開挖以及初期支護(hù)、中墻的澆筑問(wèn)題、兩側(cè)左右洞左右導(dǎo)炕開挖以及初期支護(hù)問(wèn)題以及左右洞二次襯砌的問(wèn)題。在雙連拱隧道施工中實(shí)施中導(dǎo)洞CD 法的過(guò)程中,當(dāng)對(duì)中墻施工結(jié)束后,將開始對(duì)左洞左導(dǎo)洞上導(dǎo)坑和下導(dǎo)坑按照短臺(tái)階的方法進(jìn)行施工,與此同時(shí),需要進(jìn)行初期支護(hù)和右側(cè)臨時(shí)支護(hù),將右洞右導(dǎo)洞和左洞左導(dǎo)洞進(jìn)行對(duì)稱施工,在此期間一定要注意左右洞室之間的開挖距離,然后為了盡快的形成閉合的環(huán)襯砌,需要盡早進(jìn)行仰拱和二次襯砌的施工。中導(dǎo)洞CD 法是對(duì)單幅隧道的施工方法的一種延伸,對(duì)于軟弱的圍巖地質(zhì)情況非常適用。雙連拱隧道在實(shí)行此方案時(shí),采用人和機(jī)械設(shè)備同時(shí)配合施工,這樣可以降低純機(jī)械設(shè)備施工對(duì)于軟弱圍巖的擾動(dòng)。這個(gè)方法不僅可以使施工質(zhì)量有保障,而且能保證施工過(guò)程的安全。