高速公路工程中双连拱隧道的施工方法与工艺分析

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  摘要:随着时代的发展和技术的进步,越来越多的人感受到了技术给我们生活带来的便利,尤其表现在交通方面,不仅出行越来越方便,各种道路的技术含量也是令人惊叹。双连拱隧道是当下道路建设领域很常用的一种模式,不仅能满足行车分离的要求,而且还具有自由度很大的特点。本文将就高速公路修建工程中的双连拱隧道的建设为例,通过分析它的施工方法和工艺要求,以提高人们对于这项技术领域的认识。
  关键词:高速公路;双连拱隧道;施工;工艺
  中图分类号:U412.36+6 文献标识码:A 文章编号:
  随着时代的发展和技术领域的不断进步和革新,很多高难度的技术问题都逐渐解决,给人们的生产和生活带来了诸多的便利。我国的公路事业,特别是高速公路,在科学技术的推动下也得到了不断地完善和巩固,在高速公路的修建中有一个重要的技术,即双连拱隧道施工技术。
  1双连拱隧道的概述
  双连拱隧道,就是双跨连拱隧道,它一般修建在地势不高的地段。其修筑原因通常是由于纵向长度较短而横坡又较陡,使得公路上、下行线在这个地方分不开。主要目的是为了解决上、下行车分离的问题。双连拱隧道有诸多的优势,与其他隧道相比,它在修建的过程中接线难度要小,占地面积少,环境污染小。因此,它的普及性具有重要的意义。
  双连拱隧道最早诞生在1974年的日本,在建造伊祖隧道时首次采用了这一隧道模式,之后欧美的很多国家也相继使用,都取得了很好的实际效果。我国是在90年代随着城市道路建设的发展和高速公路的修建才逐渐采用了这一模式。鉴于它的诸多优势,双连拱隧道在适用之后不断普及,现在已经应用到500米以内的短隧道工程设计中。但是由于经验的缺乏,以及对受力分析的不够完善,双连拱隧道在修建是依然遇到很多的问题,施工技术和方法还需要不断完善。下面就来简单介绍一下它的施工方法和工艺。
  2高速公路工程中双连拱隧道的施工方法
  2.1 三导洞分步施工法
  三导洞分步施工法其工序流程依次为:中导洞开挖及支护;中隔墙衬砌;左导洞开挖及初期支护;左侧边墙衬砌;右导洞开挖及支护;右侧边墙衬砌;左洞上半断面开挖及支护;左导洞拱部衬砌;右洞上半断面开挖及支护;右洞拱部衬砌;左洞下半断面开挖及仰拱衬砌;右洞下半断面开挖及仰拱衬砌。图1是这种方法。
  三导洞分步施工法的优势是左右拱部施工前不对称性,使用这种方法之后,可以稳定的转换到左右洞拱部施工之后的对称结构体系,提高了施工的安全性。可以用于地质情况很差、埋深较浅的软弱围岩。
  这种方法的缺陷主要表现在:大量的施工工序,会扰动围岩和建构好的结构,增加不同位置的衬砌间隔时间,扩大了衬砌之间的缝隙。对拱墙采取分步衬砌的施工方法,中墙的顶端位置有渗漏水问题,防水施工质量容易不合格。对三个导洞实施开挖和支护,增加了费用的投入,而且,由于施工断面小,大多使用人力不能用机器作业,延长了施工的时间。
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  2.2 中导洞施工法
  即中导洞先行贯通,并砌筑中墙和左右洞,其余部分按单洞同向掘进,衬砌采用先拱后墙整体浇筑。中导洞法是中导洞先行无侧导洞的施工方案,它仍然是按传统的断面结构施工,只是中导洞先行,做好中导洞开挖、支护贯通和中墙衬砌及顶部混凝土回填,左右洞开挖不采用侧导洞先行方法。如图2.
  
  中导洞施工的工序流程依次为: 中导洞开挖及支护;中隔墙浇筑;左洞开挖及初期支护;左洞二次衬砌;右洞开挖及初期支护;右洞二次衬砌。
  中导洞施工方法的优点是施工的斷面增大,方便进行机器作业。临时初期支护工作业量少,降低投入,速度加快。及时掌握隧道地质条件,可以提前准备左右正洞施工。
  该方法缺点是地质不好的围岩地段施工的危险性大。在施工的时候,中墙顶端容易渗漏水和偏压变形。
  2.3 无导洞施工法
  连拱隧道结构按两个独立的单洞考虑,具体表现为两个独立的单洞结构,左右洞防排水各成系统。无导洞台阶法施工法的工序流程依次为为: 左洞上半断面开挖及初期支护;左洞下半段面开挖及初期支护;左洞二次衬砌及中墙浇筑;右洞上半断面开挖及初期支护;右洞下半断面开挖及初期支护;右洞二次衬砌浇筑。
  无导洞施工法的优点是:工序减少,围岩的稳定度增加,减少了工期。使用单洞防排水,防水和排水效果提高。缩短了工程的时长,降低了资金的投入,经济效益明显。
  在施工的过程中中墙对先施工的单洞,一起开挖支护和衬砌,避免出现结构失衡的问题,中墙顶端的围岩要注意支护,采用锚杆与围岩连接的方式进行加固,满足单洞在先施工的时候需要一定的支持力。在这个过程中要注意,不对称受力会对后施工的单洞带来不良的影响。
  2.4 施工中处理衬砌渗漏水问题的方法
  隧道渗漏的问题很常见,施工时的技术操作由于各种因素难以达到技术的规范,因而在衬砌混凝土完工后,局部位置可能出现渗漏水现象。
   渗水问题
   在渗水部位及周围大致50cm的面积内,使用廊坊RI型防水堵漏剂抹面封闭。RI型防水堵漏剂是粉剂要与水按一定的比例进行配制。将混凝土表面凿毛,然后进行抹面。为了确保严实,抹面的厚度应在3mm以上,抹后用水清洗干净,封闭表面,洒水养护3天。
   滴水问题
  沿着滴水位置缝隙的方向,将衬砌混凝土凿成长10mm和宽8mm的沟槽,把半圆胶管埋入槽内,引水进入排水工程,然后用RI型防水堵漏剂封堵。按一定的比例配制灰水与粉剂,搅拌均匀后倒入清水中,继续搅成细腻的芝麻糊状,没有团块或气泡为止,然后用橡胶刮板刮压,晾干后在表面抹高强度等级砂浆,最后进行抹面,抹面部位用水养护不少于一周的时间。如图3所示。
  
  3高速公路工程中双连拱隧道的施工工艺
  双连拱隧道的施工工艺有很多,包括分段施工中隔墙,用上下台阶法进行洞身开挖,对中隔墙的细部结构进行优化等等。下面对分段施工中隔墙的工艺进行详细分析。中导洞贯通并支护完毕后, 即进行中隔墙的施工。
  3.1 具体的工作顺序
  (1)由进出口向中间施工中隔墙的基础部分,基底位置用片石混凝土。
  (2)由进出口同时向中间施工中隔墙,在出口施工60m 之后,在出口实施开挖正洞。最后,中隔墙完成施工之后,在进口方向进行正洞开挖。
  3.2 中隔墙混凝土施工
  中隔墙的安全性能必须较高,确保稳定。在中隔墙基础位置的两边安装一定规格的的大块钢模,不方便机械操作,可以使用人力。使用槽钢和碗扣件等支撑模板,安装加固在中导洞初期支护上,在外部要做好支撑作用,内部进行拉力固定。严格认真检查模板的中线、标高、尺寸和平整度,不合格等进行及时整改,符合标准的可以执行下一道内容的操作。
  按照具体的标准,把墙身钢筋与基础钢筋焊接起来,焊接的时候要注意提前留出各个部分的连接钢筋,包括基础与仰拱,中隔墙与二衬,中隔墙与初期支护钢拱架等部位。注意精确这些预埋件的具体地方。
  基底如果有废渣、脏污,基坑里边存有大量积水的情况,进行混凝土浇筑前,都要排除,确保干净。浇筑之前还要认真检查竖向排水管的设置状况,使每一道排水管之间具有一定的距离间隔,隔墙使用泵送混凝土来浇筑,对混凝土进行分层振捣,浇注混凝土的过程中要保持排水管的畅通,浇完混凝土之后,为了避免排水管被堵死,通过灌水实验来检验排水的效果。
  4结语
  鉴于对中墙顶的防水处理是双连拱隧道在修建时防排水的关键所在,所以一定要重视这方面的工作,不仅修建时要严谨,更要在以后的工程中做好及时的维护工作。但是随着我国高速公路修建的高速发展,双连拱隧道建设的需求量大大地增加,所以广泛引进国外先进技术来应对这一迫切要求是非常有必要的。以上就是我对目前我国高速公路修建过程中常用到的双连拱隧道的一些施工方法的一些看法。进步时刻都有,但必须承认问题也普遍存在,所以我们有必要重视起来,一起致力于我国高速公路快速化、安全化的努力中去。
  参考文献:
  [1]唐亮.双连拱隧道施工方法[J].重庆交通学院学报,2004,23(02):31-35.
  [2]袁印龙,王凤萍,高小俊.浅谈双连拱隧道施工工艺[J].公路交通科技,2011,3(09):151-155.
  [3]刘洪洲,黄伦.连拱隧道设计施工技术研究现状[J].西部探矿工程,2001,11(01):55-60.
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