杜進(jìn)

（貴州省公路工程集團(tuán)有限公司，貴州貴陽(yáng) 550000）

1 工程概況

貴州省六枝至安龍高速公路云莊隧道為分離式特長(zhǎng)隧道，左幅起訖樁號(hào)ZK57+457—ZK61+064，全長(zhǎng)3607m，最大埋深約208m，右幅起訖樁號(hào)YK57+440—YK61+003，全長(zhǎng)3563m，最大埋深約218m。隧道左右幅線間距進(jìn)口段約22m，洞身為25m，出口段為分叉段，線間距約2～70m。

云莊隧道原設(shè)計(jì)由直墻連拱、曲墻連拱逐漸過(guò)渡到分離式隧道，共設(shè)置291m 連拱隧道，包括整體式直中墻漸變段256m，復(fù)合式曲中墻漸變段35m。經(jīng)設(shè)計(jì)優(yōu)化，將連拱隧道整體式直中墻優(yōu)化為分層薄壁結(jié)構(gòu)，將復(fù)合式曲中墻段優(yōu)化為超小凈距隧道。其中，云莊隧道出口端路段ZK60+960—ZK61+041（YK60+899—YK60+980）優(yōu)化為無(wú)中導(dǎo)雙壁式直中墻漸變段81m；ZK60+897—ZK60+960（YK60+836—YK60+899）優(yōu)化為無(wú)中導(dǎo)三層薄壁式直中墻漸變段63m。

2 無(wú)中導(dǎo)雙壁式直中墻連拱隧道施工技術(shù)與措施要點(diǎn)

2.1 無(wú)中導(dǎo)雙壁式直中墻連拱隧道施工工藝流程

無(wú)中導(dǎo)雙壁式直中墻連拱隧道按先行洞擴(kuò)挖、初支—直中墻基礎(chǔ)—先行洞仰拱、二襯—后行洞開(kāi)挖、初支—臨時(shí)支撐拆除—后行洞仰拱、二襯的總體施工工藝流程組織施工[1]。施工工藝流程如圖1 所示。

圖1 無(wú)中導(dǎo)雙壁式直中墻連拱隧道施工工藝流程示意圖

2.2 無(wú)中導(dǎo)雙壁式直中墻連拱隧道連拱段開(kāi)挖

無(wú)中導(dǎo)雙壁式直中墻連拱隧道出口端路段（ZK60+960—ZK61+041、YK60+899—YK60+980）圍巖級(jí)別均為V 級(jí)，先行洞與中導(dǎo)洞區(qū)域均采用三臺(tái)階法進(jìn)行開(kāi)挖，初支封閉成環(huán)后，再施工直中墻基礎(chǔ)[2]。

2.3 無(wú)中導(dǎo)雙壁式直中墻連拱隧道直中墻施工

2.3.1 施工工藝流程

無(wú)中導(dǎo)雙壁式直中墻連拱段直中墻施工總體流程：直中墻基礎(chǔ)—先行洞二襯—后行洞二襯[3]。

直中墻基礎(chǔ)設(shè)計(jì)高度300cm，施工時(shí)一次澆筑高度220cm，剩余80cm 與洞身襯砌整體澆筑，先行洞直中墻部位襯砌厚度80cm，后行洞直中墻部位襯砌厚度55cm，中間夾層5cm 布設(shè)排水系統(tǒng)，左右洞獨(dú)立布設(shè)防水板及環(huán)向排水管。在中隔墻位置，通過(guò)直中墻基礎(chǔ)縱向排水管，將襯砌背后圍巖滲水引排至中央排水溝。

2.3.2 基礎(chǔ)加固處理

直中墻基礎(chǔ)開(kāi)挖后，根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行地基承載力檢測(cè)。若地基承載力達(dá)到500kPa，則不進(jìn)行基礎(chǔ)加固處理，反之采用中空注漿錨桿加固基礎(chǔ)。

2.3.3 鋼筋安裝

直中墻兩側(cè)各預(yù)埋9 根φ114×4.0 鋼管，供機(jī)電電纜使用。在直中墻與二襯連接處170cm 范圍內(nèi)，設(shè)置環(huán)筋加強(qiáng)，加強(qiáng)鋼筋采用25φ20mm，與原環(huán)筋交錯(cuò)布置，加強(qiáng)鋼筋伸入直中墻不小于35d。在施工過(guò)程中，預(yù)先埋設(shè)直中墻主鋼筋，和二襯鋼焊接成整體。

2.3.4 模板安裝、混凝土澆筑

直中墻基礎(chǔ)分兩次澆筑，第一次澆筑高度220cm，基礎(chǔ)模板采用定型鋼模板，模板安裝時(shí)在外側(cè)設(shè)置斜支撐固定模板，兩側(cè)模板間設(shè)置拉桿；剩余80cm 基礎(chǔ)與直中墻、洞身襯砌同時(shí)澆筑，采用全液壓模板臺(tái)車(chē)施工。

2.3.5 橫撐及拱頂加固處理

直中墻支撐采用10cm×10cm 方木進(jìn)行橫向支撐。根據(jù)相關(guān)擴(kuò)挖工況計(jì)算結(jié)果，直中墻上部以及先行洞右上初支搭接處存在應(yīng)力集中，需進(jìn)行加固處理。

3 無(wú)中導(dǎo)三層薄壁式直中墻連拱隧道施工技術(shù)與要點(diǎn)

3.1 施工工藝流程

無(wú)中導(dǎo)三層薄壁式直中墻連拱隧道按先行洞開(kāi)挖、初支—先行洞仰拱、二襯—后行洞開(kāi)挖、初支—后行洞仰拱、二襯的總體施工工藝流程組織施工[4]。施工工藝流程如圖2 所示。

圖2 無(wú)中導(dǎo)三層薄壁式直中墻連拱隧道施工工藝流程示意圖

3.2 無(wú)中導(dǎo)三層薄壁式直中墻連拱隧道連拱段開(kāi)挖

無(wú)中導(dǎo)三層薄壁式直中墻連拱隧道出口端路段（ZK60+897—ZK60+960、YK60+836—YK60+899）圍巖級(jí)別均為V 級(jí)，先行洞與后行洞均采用三臺(tái)階法開(kāi)挖。上臺(tái)階開(kāi)挖每循環(huán)進(jìn)尺按80cm（1 榀鋼架間距），下臺(tái)階開(kāi)挖每循環(huán)進(jìn)尺按1.6m（2 榀鋼架間距），同一榀鋼架兩側(cè)不得同時(shí)懸空[5]。

先行洞開(kāi)挖時(shí)，需由中線向右側(cè)后行洞區(qū)域擴(kuò)挖，擴(kuò)挖范圍為：中間加強(qiáng)層厚度+泡沫減震板厚度。同時(shí)，為方便安設(shè)中間加強(qiáng)層型鋼，先行洞上臺(tái)階開(kāi)挖時(shí)加強(qiáng)層頂也需進(jìn)行適當(dāng)擴(kuò)挖，待初支施工時(shí)用噴射混凝土回填至設(shè)計(jì)輪廓。在加強(qiáng)層與未開(kāi)挖的后行洞巖壁間設(shè)置一層厚度為10cm 的泡沫減震板。此外，開(kāi)挖后行洞時(shí)，靠隧道中心線側(cè)預(yù)留厚3m 保護(hù)巖墻，減弱后行洞爆破對(duì)先行洞圍巖、初支結(jié)構(gòu)的破壞，保證施工安全，該保護(hù)巖墻隨后行洞每一臺(tái)階開(kāi)挖完成后，采用松動(dòng)爆破+機(jī)械冷開(kāi)的方式進(jìn)行開(kāi)挖。

3.3 無(wú)中導(dǎo)三層薄壁式直中墻連拱隧道直中墻施工

3.3.1 施工工藝流程

無(wú)中導(dǎo)三層薄壁式直中墻施工總體流程為：中間加強(qiáng)層—先行洞二襯—后行洞二襯[6]。

無(wú)中導(dǎo)三層薄壁式直中墻加強(qiáng)層設(shè)計(jì)有兩種結(jié)構(gòu)形式：一是型鋼+內(nèi)外層波紋鋼板內(nèi)填充C30 自密實(shí)混凝土；二是型鋼+內(nèi)外層鋼筋網(wǎng)片+噴射混凝土。

其中，型鋼+內(nèi)外層鋼筋網(wǎng)片+噴射混凝土屬于隧道常見(jiàn)的施工工藝，此處不作贅述。在型鋼+內(nèi)外層波紋鋼板內(nèi)填充C30 自密實(shí)混凝土施工中，需按開(kāi)挖步距、開(kāi)挖臺(tái)階高度確定型鋼與波紋鋼模板的分段長(zhǎng)度。以洞口段路段Ⅴ級(jí)圍巖為例，開(kāi)挖步距0.8m，臺(tái)階高度分別為4.06m、2.44m、2.66m、1.80m，加強(qiáng)層型鋼隨開(kāi)挖高度分4 節(jié)，長(zhǎng)度分別為1.517m、2.39m、2.613m、1.76m，波紋鋼模板分3 節(jié)，長(zhǎng)度分別為0.963m、2.56m、2.783m，寬度為0.875m。每開(kāi)挖一級(jí)臺(tái)階，即施工相應(yīng)高度的中間加強(qiáng)層，待下級(jí)臺(tái)階開(kāi)挖后，將底部混凝土鑿除，漏出型鋼端頭，進(jìn)行型鋼及波紋鋼模板連接。

具體到中間加強(qiáng)層的施工步驟，為上臺(tái)階開(kāi)挖—安裝A 單元左側(cè)波紋鋼模板—安裝A、B 單元型鋼立柱—A、B 單元鎖腳錨桿、系統(tǒng)錨桿—安裝A 單元右側(cè)波紋鋼模板—將兩側(cè)波紋鋼模板與型鋼連接成整體—A 單元自密實(shí)混凝土澆筑—B 單元鋼筋網(wǎng)、初支混凝土—中臺(tái)階開(kāi)挖—安裝C 單元左側(cè)波紋鋼模板—C、D 單元型鋼立柱向下接長(zhǎng)—C、D 單元鎖腳錨桿、系統(tǒng)錨桿—安裝C 單元右側(cè)波紋鋼模板—將兩側(cè)波紋鋼模板與型鋼連接成整體—C 單元自密實(shí)混凝土澆筑—D 單元鋼筋網(wǎng)、初支混凝土—下臺(tái)階開(kāi)挖—安裝E 單元左側(cè)波紋鋼模板—E、F 單元型鋼立柱向下接長(zhǎng)—E、F 單元鎖腳錨桿、系統(tǒng)錨桿—安裝E 單元右側(cè)波紋鋼模板—將兩側(cè)波紋鋼模板與型鋼連接成整體—E 單元自密實(shí)混凝土澆筑—F 單元鋼筋網(wǎng)、初支混凝土—仰拱開(kāi)挖—G 單元型鋼立柱向下接長(zhǎng)—E 單元型鋼安裝—澆筑D 單元三角形基礎(chǔ)—E 單元鋼筋網(wǎng)、初支混凝土—仰拱、二襯等施工。

按要求做好監(jiān)控量測(cè)工作，確保每一工序均實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖，保證施工質(zhì)量與隧道結(jié)構(gòu)安全。

3.3.2 鎖腳錨桿

連拱隧道采用臺(tái)階法開(kāi)挖。每臺(tái)階開(kāi)挖完成后，及時(shí)進(jìn)行鋼拱架架設(shè)初期支護(hù)、H 型鋼接長(zhǎng)，在先行洞設(shè)置臨時(shí)支撐，并在鋼拱架接長(zhǎng)位置進(jìn)行鎖腳錨桿施作，防止圍巖內(nèi)擠及拱腳下沉，保證施工安全。采用2 根φ42×4 鋼花管鎖腳錨桿，L＝3.5m，縱向間距50cm。

3.3.3 型鋼立柱連接

連拱隧道上臺(tái)階開(kāi)挖后，安裝型鋼，通過(guò)連接鋼板上預(yù)留的φ22mm 螺栓孔，內(nèi)穿M20 螺母進(jìn)行連接牢固。針對(duì)先行洞HW200×200 型鋼頂端、底端與主洞I18 型鋼拱架的連接，采取螺栓+焊接方式，針對(duì)后行洞HW200×200 型鋼頂端、底端與主洞I18 型鋼拱架的連接，采取焊接方式。

3.3.4 加強(qiáng)層模板安裝

中間加強(qiáng)層采用型鋼、波紋鋼模板包裹澆筑自密實(shí)混凝土施工形式，形成類(lèi)剪力墻整體結(jié)構(gòu)，提高其穩(wěn)定性與承載力。其中，波紋鋼模板波距為125mm，波高25mm，壁厚3mm。上下、左右兩塊波紋鋼模板安裝時(shí)搭接12.5cm，通過(guò)預(yù)留螺栓孔，螺栓+螺帽拼裝成整體。澆筑混凝土前，提前按設(shè)計(jì)要求安裝扭緊螺栓螺帽，待安裝下一塊模板時(shí)，拆除螺帽進(jìn)行搭接連接即可。波紋鋼模板采用定位筋定位，精軋螺紋鋼對(duì)拉拉桿加固。

3.3.5 加強(qiáng)層混凝土澆筑

針對(duì)中間加強(qiáng)層40cm 厚C30 自密實(shí)混凝土，采取波紋鋼模板內(nèi)灌注自密實(shí)混凝土施工方式，施工時(shí)在端頭模板處預(yù)留澆筑口，設(shè)置梭槽澆筑。

3.3.6 基礎(chǔ)加固處理

連拱隧道直中墻基礎(chǔ)開(kāi)挖后，根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行地基承載力檢測(cè)，若達(dá)到500kPa，可不進(jìn)行基礎(chǔ)加固處理，反之需采用中空注漿錨桿加固基礎(chǔ)。采用φ25中空注漿錨桿，長(zhǎng)3.5～4.5m，間距60mm×60mm（縱×環(huán)），梅花形布置，基礎(chǔ)設(shè)置縱橫向鋼筋，將錨桿連接成整體，HW200 立柱型鋼底端設(shè)置一塊260mm×260mm×14mm 鋼板，采用焊接連接方式，增大型鋼底端受力面積。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，為了加快施工進(jìn)度，解決整體式直中墻連拱隧道施工工序復(fù)雜、轉(zhuǎn)換多，直中墻滲漏水等問(wèn)題，在貴州省六枝至安龍高速公路云莊隧道施工中，將連拱隧道整體式直中墻優(yōu)化為分層薄壁結(jié)構(gòu)、復(fù)合式曲中墻段優(yōu)化為超小凈距隧道，其中出口端路段分別優(yōu)化為無(wú)中導(dǎo)雙壁式直中墻和無(wú)中導(dǎo)三層薄壁式直中墻連拱隧道。通過(guò)對(duì)施工工藝流程、連拱段開(kāi)挖、直中墻施工等方面的分析研究和現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)管理，取得了良好的施工效果和社會(huì)效益，且在無(wú)中導(dǎo)直中墻連拱隧道施工方面積累了一整套成熟的工程經(jīng)驗(yàn)，可為同類(lèi)工程提供一定的參考。