無中墻連拱隧道的施工方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑領域，具體涉及一種無中墻連拱隧道的施工方法。
【背景技術】
[0002]在山區(qū)修建高速公路時，線路時常穿過埡口、雞爪地形，或沿溪、溝谷布設線路，在這種情況下，相比路塹、分離式隧道和小凈距隧道，連拱隧道往往具有隧道兩端對地形要求不高，占地面積小，布線方便，接線工程量小，線性順暢，利于環(huán)保等優(yōu)勢，因而獲得了隧道建設者的青睞。
[0003]傳統(tǒng)連拱隧道左右幅共用一堵中墻，斷面形式呈“M”形，其結構形式的差別主要是取決于中墻的形式不同。根據(jù)中墻斷面形式不同，連拱隧道可分為直中墻式和曲中墻式，直中墻和曲中墻又有整體式、中空式和分層式(復合式)三大類之分。
[0004]—般情況下，連拱隧道為中、短隧道，相應的隧道埋深淺，地質條件差，圍巖以V、IV級居多。根據(jù)地質情況不同，傳統(tǒng)連拱隧道洞身施工可分為三導洞和中導洞施工法。對于V級圍巖，常采用三導洞施工法，即中導洞超前開挖，中導洞貫通后，澆筑中墻混凝土，左、右側導洞交錯開挖及支護，左、右正洞上臺階開挖及支護，左、右正洞核心土及下臺階開挖，左、右正洞二次襯砌及仰拱澆筑，施工過程中左右正洞均需前后錯開一定距離。根據(jù)邊墻襯砌施作先后順序不同，三導洞施工法可分為先做邊墻和后做邊墻施工法。對于IV級圍巖，連拱隧道常采用中導洞施工法，即中導洞超前開挖，中導洞貫通后，澆筑中墻混凝土，然后采用上下臺階法開挖左右正洞，最后分別澆筑左右幅二次襯砌及仰拱，施工過程中左右正洞均需前后錯開一定距離。
[0005]然而，傳統(tǒng)連拱隧道三導洞和中導洞施工法常存在以下問題:
[0006](1)施工時采用先開挖中導洞、支護，待中導洞貫通后再澆筑中墻混凝土，然后再開挖主洞的施工工序，而中導洞開挖斷面小，施工作業(yè)面狹窄，加上施工工序多、繁瑣，導致施工進度緩慢，甚至影響工期。
[0007](2)施工開挖工序多，導致對圍巖多次擾動，擴大了圍巖塑性、松弛范圍，增加了襯砌荷載。
[0008](3)中墻頂部混凝土密實程度難以控制，施工質量難以保證。
[0009](4)中墻在施工過程中受力轉換復雜。中墻在施工過程中承受了頂部支護的不平衡壓力或二次襯砌所帶來的不平衡推力，容易引發(fā)中墻的偏移和開裂，影響隧道安全使用和耐久性。
[0010](5)中導洞臨時支護后圍巖產生的變形不能及時得到抑制，導致圍巖變形加劇，易產生塌方、冒頂現(xiàn)象。
[0011](6)中導洞采用臨時支護，開挖主洞時需要將其拆除，產生廢置工程，不經(jīng)濟。
[0012](7)整體式和中空式中墻連拱隧道中墻頂與主洞結合部，易出現(xiàn)滲漏水；由于應力集中，直中墻與拱部連接處、邊墻墻腳常出現(xiàn)裂縫，也會產生滲漏水現(xiàn)象。
[0013]由于連拱隧道自身結構復雜，施工工序多，使結構受力狀態(tài)頻繁變化，質量控制點多而困難，稍有疏忽就會出現(xiàn)病害，同時現(xiàn)有的連拱隧道，如果取消其中墻結構，往往會存在兩個拱形之間的連接結構不穩(wěn)定，不牢固的缺點，同時現(xiàn)有的混凝土強度均偏低，且耐候性差，在長期的使用過程中會導致開裂等情況的發(fā)生。

【發(fā)明內容】

[0014]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種無中墻連拱隧道的施工方法，施工工序簡單、速度快，且連接結構穩(wěn)定。
[0015]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術方案為:
[0016]無中墻連拱隧道的施工方法，包括如下步驟:
[0017]S1、開挖右幅隧道，施作初期支護和二次襯砌，將右幅隧道的初期支護的外表面設計為階梯形接觸面，且設計為粗糙面，并在每一個階梯內澆筑加強筋，加強筋一部分澆筑在初期支護內，另一部分裸露在外；
[0018]S2、開挖左幅隧道，施作左幅隧道初期支護和二次襯砌；將左幅隧道初期支護表面設計為與右幅隧道的初期支護的外表面相配合的階梯形接觸面，與右幅隧道的階梯形接觸面相契合，且噴射時，將步驟S1裸露在外的加強筋全部澆筑在左幅隧道初期支護內；形成整體受力體系。
[0019]其中，根據(jù)單洞斷面大小和隧道地質情況，左幅隧道和右幅隧道施工采用臺階法、CRD法、⑶法或幾者之間的組合。
[0020]其中，所述臺階法為上下臺階法或三臺階法。
[0021]其中，右幅隧道的初期支護和左幅隧道初期支護外側均設置有防滲帷幕。
[0022]其中，所述防滲帷幕的材質為瀝青。
[0023]其中，所述加強筋外表面涂抹有三七灰土層。
[0024]其中，所述初期支護包括高強度混凝土和錨桿，高強度混凝土由以下重量份的原料制備而成:硅酸鹽水泥400-500份，砂600-800份、碎石850-950份、粉煤灰30-120份、硅灰55-95份、玄武巖纖維20-50份、減水劑3_7份、鋼纖維10-25份、水185-300份、紅外反射二氧化鈦5-10份。
[0025]其中，所述鋼纖維的長度為30mm，直徑為0.5mm。
[0026]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0027](1)減少了對圍巖的擾動次數(shù)，避免了中導洞施工對抑制圍巖變形不及時的情況，減小了襯砌荷載，襯砌安全性提高，同時采用高強度混凝土進行初期支護，提高了支護結構的整體強度；
[0028](2)取消中墻，避免了傳統(tǒng)連拱隧道中墻頂混凝土密實度難以控制的缺點，施工質量更易得到保證，同時兩個拱形隧道之間通過階梯形接觸面進行完美的卡合，并采用粗糙面的設計，使得接觸面積增大，協(xié)同共用加強筋或共用淬火鋼板的實施，進一步的加固了兩者的連接牢固性。
[0029](3)左右幅隧道連接結構牢固穩(wěn)定，避免了傳統(tǒng)連拱隧道中墻在復雜的受力狀態(tài)下易出現(xiàn)中墻偏移和開裂的缺點。
[0030](4)取消中導洞施工，減少了中導洞臨時支護，更加經(jīng)濟。
[0031](5)左右幅隧道形成各自獨立封閉的防排水體系，襯砌滲漏水問題得到很大改善。
[0032](6)本發(fā)明具有較大學術價值和工程應用價值。若將其推廣應用，可進一步推動連拱隧道修建技術的發(fā)展。
【具體實施方式】
[0033]為了使本發(fā)明的目的及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合實施例對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0034]本發(fā)明實施例提供了一種無中墻連拱隧道的施工方法，包括如下步驟:
[0035]S1、開挖右幅隧道，施作初期支護和二次襯砌，將右幅隧道的初期支護的外表面設計為階梯形接觸面，且設計為粗糙面，并在每一個階梯內澆筑加強筋，加強筋一部分澆筑在初期支護內，另一部分裸露在外；
[0036]S2、開挖左幅隧道，施作左幅隧道初期支護和二次襯砌；將左幅隧道初期支護表面設計為與右幅隧道的初期支護的外表面相配合的階梯形接觸面，與右幅隧道的階梯形接觸面相契合，且噴射時，將步驟S1裸露在外的加強筋全部澆筑在左幅隧道初期支護內；形成整體受力體系。
[0037]根據(jù)單洞斷面大小和隧道地質情況，左幅隧道和右幅隧道施工采用臺階法、CRD法、⑶法或幾者之間的組合。
[0038]所述臺階法為上下臺階法或三臺階法。
[0039]右幅隧道的初期支護和左幅隧道初期支護外側均設置有防滲帷幕。
[0040]所述防滲帷幕的材質為瀝青。
[0041]所述加強筋外表面涂抹有三七灰土層。
[0042]所述初期支護包括高強度混凝土和錨桿，高強度混凝土由以下重量份的原料制備而成:硅酸鹽水泥400-500份，砂600-800份、碎石850-950份、粉煤灰30-120份、硅灰55-95份、玄武巖纖維20-50份、減水劑3_7份、鋼纖維10-25份、水185-300份、紅外反射二氧化鈦5-10份。
[0043]所述鋼纖維的長度為30mm，直徑為0.5mm。
[0044]本具體實施在施工時，可將加強筋替換成淬火鋼板，且在淬火鋼板和混凝土的接觸面上涂抹三七灰土層。
[0045]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1.無中墻連拱隧道的施工方法，其特征在于，包括如下步驟: 51、開挖右幅隧道，施作初期支護和二次襯砌，將右幅隧道的初期支護的外表面設計為階梯形接觸面，且設計為粗糙面，并在每一個階梯內澆筑加強筋，加強筋一部分澆筑在初期支護內，另一部分裸露在外； 52、開挖左幅隧道，施作左幅隧道初期支護和二次襯砌；將左幅隧道初期支護表面設計為與右幅隧道的初期支護的外表面相配合的階梯形接觸面，與右幅隧道的階梯形接觸面相契合，且噴射時，將步驟SI裸露在外的加強筋全部澆筑在左幅隧道初期支護內；形成整體受力體系。2.根據(jù)權利要求1所述的無中墻連拱隧道的施工方法，其特征在于，根據(jù)單洞斷面大小和隧道地質情況，左幅隧道和右幅隧道施工采用臺階法、CRD法、⑶法或幾者之間的組入口 ο3.根據(jù)權利要求2所述的無中墻連拱隧道的施工方法，其特征在于，所述臺階法為上下臺階法或三臺階法。4.根據(jù)權利要求1所述的無中墻連拱隧道的施工方法，其特征在于，右幅隧道的初期支護和左幅隧道初期支護外側均設置有防滲帷幕。5.根據(jù)權利要求4所述的無中墻連拱隧道的施工方法，其特征在于，所述防滲帷幕的材質為瀝青。6.根據(jù)權利要求1所述的無中墻連拱隧道的施工方法，其特征在于，所述加強筋外表面涂抹有三七灰土層。7.根據(jù)權利要求1所述的無中墻連拱隧道的施工方法，其特征在于，所述初期支護包括高強度混凝土和錨桿，高強度混凝土由以下重量份的原料制備而成:硅酸鹽水泥400-500份，砂600-800份、碎石850-950份、粉煤灰30-120份、硅灰55-95份、玄武巖纖維20-50份、減水劑3-7份、鋼纖維10-25份、水185-300份、紅外反射二氧化鈦5_10份。8.根據(jù)權利要求7所述的無中墻連拱隧道的施工方法，其特征在于，所述鋼纖維的長度為30_，直徑為0.5_。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無中墻連拱隧道的施工方法，包括如下步驟：開挖右幅隧道，施作初期支護和二次襯砌，將右幅隧道的初期支護的外表面設計為階梯形接觸面，且設計為粗糙面，并在每一個階梯內澆筑加強筋，加強筋一部分澆筑在初期支護內，另一部分裸露在外；開挖左幅隧道，施作左幅隧道初期支護和二次襯砌；將左幅隧道初期支護表面設計為與右幅隧道的初期支護的外表面相配合的階梯形接觸面，與右幅隧道的階梯形接觸面相契合，且噴射時，將上述步驟裸露在外的加強筋全部澆筑在左幅隧道初期支護內；形成整體受力體系。本發(fā)明施工工序簡單、速度快，且連接結構穩(wěn)定。
【IPC分類】E21D11/00, E21D11/10, E21D11/38, E21D9/00
【公開號】CN105275472
【申請?zhí)枴緾N201510791863
【發(fā)明人】李春柳, 徐雙軍, 隋鳳濤
【申請人】河北科技師范學院
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年11月13日