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无导洞法施工连拱隧道技术

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龙行天下 发表于 2018-2-26 09:34:09 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题

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摘要
随着我国高等级公路从平原向重丘区延伸,大量的隧道施工极大的提升了单位造价,连拱隧道作为一种造价相对低、工期短的技术在业界广泛使用,但传统的导洞施工方法阻碍了连拱隧道的应用,作为一种新技术,无导洞施工技术的出现,使连拱隧道的广泛应用提供了更加有力的技术保障。本文重点对无导洞施工技术的沿革、施工工艺进行分析的基础上,探讨其施工中的优缺点,并对其未来发展前景进行展望。

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1、连拱隧道简介
拱式结构因为其在结构力学、建筑工艺、使用功能、环境与美学等多方面的优点,在实际工程中被大量采用。其使用范围也从最初的桥梁、大坝逐渐发展到边坡挡土结构以及地下结构中。随着我国交通基础建设进入快速发展期,高速交通体系也从东部发达平原区逐渐向内陆西部山岭重丘区发展。在地形复杂高山林立的山区修路架桥,各种大跨度隧道的修建越来越多。从通行安全的角度出发,隧道的修建要在各种约束地形和地质条件下满足线形“平、纵、横”的要求,这对隧道的要求非常高。在工程实践的发展中,连拱隧道因具灵活不限、降低造价、占地少,可以提升隧道局部线形标准,提高通过率等优势在山区交通建设中广为应用。

2、连拱隧道的导洞法施工的优势和不足
虽然连拱隧道相对其他结构有着很大的优势,但连拱隧道跨度大、结构复杂、施工工序繁多,施工技术复杂,对隧道结构设计和施工方案的设计都有很高的要求。随着在实践中的不断积累,连拱隧道结构设计也从最简单的直中墙结构发展到现在的曲中墙结构,导洞法施工连拱隧道的施工方案也在工程实践中成功运用,并积累了大量的施工经验。目前连拱隧道多采用三导洞或中导洞超前施工的施工方案,大量的工程实践证明了其施工过程的安全可靠。但无论是三导洞法还是中导洞超前施工法,均有着施工工序繁多且相互之间存在工序干扰、临时支护多导致拆卸施工量较大、连拱隧道防水效果差,施工工期较长等问题。这些问题的存在,制约了连拱隧道的发展。


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3、无导洞法施工发展沿革
无导洞施工连拱隧道技术是连拱隧道施工技术的一个发展方向,目前施工工艺已经初步成型并在国内一些隧道如白云山双连拱隧道、北京天外天地下商场、黄延高速羊泉沟隧道施工中使用。在一系列的施工实践中,无导洞施工连拱隧道技术取消侧导洞和中导洞施工的连拱隧道不仅加快了施工进度,还保证了施工质量和施工安全。通过对采取无导洞施工的成功经验的梳理分析,目前业内已经对无导洞施工的关键技术、施工工序优化、开挖断面的选择以及该方法的优缺点和适用范围有了一个较为明确的认识。

4、连拱隧道无导洞法施工工艺
隧道洞身段衬砌按新奥法的原理进行设计,在初期采用喷、锚、网、钢拱架进行支护,二次衬砌则采用素混凝土或钢筋混凝土进行衬砌,对于双跨及多跨连拱隧道的中隔墙,应采用钢筋混凝土砌筑,同时根据隧道所在地层和当地地质条件酌情对中隔墙采用超前小导管、超前锚杆等预加固措施。
具体施工工序中,首先对右洞拱部采用超前小导管注浆方式进行预支护,其次对右洞拱部进行钻爆开挖,在爆破开挖后,在右洞拱部安装钢拱并挂钢筋网,安装锚杆,喷射混凝土,对右洞拱部进行喷锚支护。支护后,在右洞下半断面左侧钻爆开挖,并及时进行喷锚支护(喷锚支护方式同右洞拱部工序一致)。右洞下半面支护完成后,用钢筋混凝土浇筑连拱的中隔墙,浇筑完成后开始左侧洞身施工。首先对左洞进行超前小导管注浆进行预支护,支护完成后,在左洞拱部钻爆开挖,并及时对左洞拱部进行喷锚支护(支护工艺同上),支护完成后,对左侧下半断面左侧钻爆开挖,完成后及时对左洞下半断面左侧进行喷锚支护(支护工艺同上),完成对左洞下半断面的喷锚支护后,开始对右洞下半断面右侧进行钻爆开挖施工并及时对开挖部位进行喷锚支护(支护工艺同上),右洞挖筑完成,对右洞浇筑仰拱,仰拱浇筑完成后,对左洞下半断面右侧进行钻爆施工并及时做好喷锚支护,左洞挖筑完成并对左洞浇筑仰拱。在右洞进行防水层铺挂施工,并浇筑二次衬砌,对左洞进行防水层铺挂施工并浇筑二次衬砌。至此,采用无导洞法施工连拱隧道的施工工序完成。


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5、连拱隧道无导洞法施工优缺点及施工范围
无导洞法施工作为一种相对于导洞法施工更加先进和新颖的施工方法,对于传统连拱隧道施工方法来说,其优势是非常明显的。最重要的一个改进是无导洞施工法减少了传统连拱隧道施工中的很多施工工序;直接加大了施工隧道的开挖断面,大大节约了施工时间;采用钢筋网架等方法进行支护,减少了传统施工中因开挖导洞而产生的大量临时施工支护,减少了施工耗材的使用,降低了施工造价,提高了工程的经济效益。其另外一个优点是该方法工序干扰小,使原本很多串行工序变成了并行推进,提高了工效,对于大深度、大跨度隧道施工来说,其工效提升尤其明显。另外,无导洞施工法施工过程安全可靠,有效的解决了传统施工方法中难以解决的施工难题。
无导洞施工法因为其发展时间不长,其在工程实践中尚未大规模推广,因此很多经验尚待积累和总结。无导洞施工法虽然有着很大的优势,但其施工局限性较大,对隧道所在的地层和地质条件有一定要求,因为缺乏足够的施工经验,存在一定的施工风险和施工安全隐患。另外在施工中,无导洞法要求在开挖后立即进行支护作业,中隔墙的浇筑应紧跟开挖面,这都是传统隧道施工中所不曾强调的,因此作为一项实践性操作性非常强的施工建设工程来说,在没有充分经验的情况下,引用新技术的风险是始终存在的。
无导洞法对施工的范围有着一定的约束。第一,施工隧道所处地质条件应比较好,无特殊地质情况,围岩完成,且隧道应处于节理裂纹比较少的地层。第二,在方案设计时,其左右洞的载荷应相等,不存在左右洞间明显偏压。第三,结构体的断面应较少,特别是在燕尾式隧道施工设计时更是如此,而对于双线设计的铁路隧道或高速公路,在围岩情况较好的情况下,也可以酌情采用无导洞法施工,但应特别注意计算地质应力。

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6、连拱隧道无导洞法施工发展展望
无导洞法施工虽然有着很多局限和不足,但其优点非常突出,能减少施工时间,提高经济效益,且其施工方法简单易行,可以根据围岩情况进行灵活选择。这对于我国中西部特别是山区的交通施工有着非常重大的意义。
随着我国经济发展,原有很多线路车流量已达到或超过原有的设计流量,特别是当初设计成单线通行的隧道极大的阻碍了车流的通行效率。传统施工工艺无法解决这种单线隧道的扩展施工,只能在原有隧道附近另建隧道,但无导洞施工法可以用于隧道改扩建,其施工工艺能够很好的承担将单线隧道改建成双线甚至多线的连拱隧道的任务,既避免了施工对山体过多扰动而可能引发的环境问题,也缩短了工期,节省了原本要另建隧道的大量资金,极大的提高了经济效益。

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从以上两点可以看出,无导洞施工法在未来的连拱隧道施工中将被更加广泛的应用和推广,在工程实践中不断积累的经验可以进一步指导人们对无导洞施工法的改进,使无导洞施工法更加实用,更加符合我国交通体系建设的实际情况。从这个角度看,无导洞施工连拱隧道技术将会有更大的发展。


来源:隧道施工好帮手


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精彩评论1

巴士 发表于 2018-5-22 15:50:02 | 显示全部楼层
有证的可以来找我18689462758,QQ1319438670
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