大断面浅埋公路隧道施工技术探究

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1、大断面浅埋公路隧道施工技术探究　　摘要：本文以乌鲁木齐外环快速路扩容改建工程（二期）A2标段蜘蛛山隧道大断面浅埋暗挖施工为工程背景，讨论了蜘蛛山隧道大的施工技术，阐述了城市大跨度隧道的施工方法及施工控制要点，对软弱地层大断面浅埋隧道双侧壁导坑施工技术进行了深入分析，对大跨度隧道施工及软弱围岩隧道施工具有很强的参考价值。关键词：隧道工程施工技术爆破震动监测中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：1.工程概况12乌鲁木齐外环快速路扩容改建工程（二期）A2标段位于乌鲁木齐新市区蜘蛛山。整体呈现为M的形状，为高架桥+隧道+高架桥+隧道+

2、高架桥的形式。A2标段工程位于乌市西外环路，东接苏州路通北京路，西接二宫火车站及新建高铁火车站。A2标段隧道和桥梁是整个西外环改造工程的瓶颈所在。只有将此打通后才能将整个南外环、北外环、西外环连接。新建蜘蛛山隧道所处地貌单元为黑山头低山，位于乌鲁木齐西侧，最高海拔859.8m，地形起伏较大，分为两个山头，总体为两端高，中间高。无地表水，进口位置地势陡峭，岩层倾向同自然边坡坡向相反，与入口段挖堑边坡呈大角度斜交；隧道出口地形较平缓，岩层倾向同自然边坡坡向一致，与出口段挖堑边坡呈小角度斜交，且倾角与坡脚相近。隧址海拔859.8m,最大埋

3、深25m。隧道围岩节理裂隙较为发育，岩体较为破碎。拟建蜘蛛隧道为分离式双向4车道，隧道位置关系净距16.2m～25.6m，高差6.2m～9.3m，隧道内轮廓：9.92×8.335m，开挖面积65㎡。洞口门采用端墙式洞门。围岩为Ⅴ级围岩，喷射混凝土C25厚25cm，二次衬砌C35厚45cm，钢拱架工字钢I18@0.8m。蜘蛛山隧道长度见表1所示。表1.蜘蛛山隧道长度见新建隧道穿越带内地层为中生界系齐古组、卡扎拉古组，上部覆盖层为第四系下更西域组地层。隧道段地表水及地下水均不发育。其地质构造主要为：⑴褶皱：黑山头属单斜山，产状为NW30

4、9°-338°∠28°-47°，主要为侏罗纪系古组浅紫红色、灰色粉砂岩，卡扎组红褐色含砾长石岩屑砂岩组成，发育大型交错层理。⑵断裂：新建蜘蛛山隧道段无断裂发育。⑶节理：隧道所处的构造单元内，褶皱作用强烈，致使岩体中节理较为发育，且在不同的构造部位以及受岩性差异的影响，在隧道的不同地段，节理产状、密度及组合关系均存在差异。12隧道区段越岭段地震动峰值加速度为0.2g(g=9.8m/s2)，相当于地震基本烈度8度。隧道通过地区地震动反应谱特征周期为0.40s。2.施工技术及施工要点2.1施工方案及控制要点蜘蛛山隧道正洞开挖全部采用CD法

5、施工，开挖采用机械开挖方式，局部机械无法凿除部分采用爆破施工。CD法是在软弱围岩大跨度隧道中，先开挖隧道的一侧，并施作中隔壁，然后再开挖另一侧的施工方法。CD法施工工艺流程见图2。CD法施工工序如下：图2CD法施工工序图（1）利用上一循环架立的钢架施作隧道Ф42超前小导管及导坑侧壁Ф22水平锚杆及径向临时锚杆。（2）人力配合机械开挖①部，高约为4.5m，宽约为5.5m。⑶施作①部导坑周边的初期支护和临时支护，即初喷4cm厚混凝土，架立型钢钢架和I18临时钢架，并设锁脚锚杆（管），安装径向、水平锚杆及铺设钢筋网片，复喷混凝土至设计厚度

6、。（3）在滞后于①部3～5m，开挖②部，人工整修表面。导坑周边部分初喷4cm厚混凝土。（4）接长型钢钢架和I18临时钢架，并设锁脚锚杆（管）。⑷钻设径向锚杆并铺设钢筋网片，复喷混凝土至设计厚度。12（5）在滞后于②部3～5m，开挖③部，人工整修表面，施作导坑周边初期支护，步骤及工序同①。（6）在滞后于③部10～15m，开挖④部，人工整修表面，施作导坑周边初期支护，步骤及工序同②。在滞后于④部3～5m，开挖⑤部。⑵接长I18临时钢架至隧底，必要时底部垫槽钢。（7）根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后，拆除I18临时钢架。⑵利用仰拱栈

7、桥灌筑边墙基础与仰拱。利用仰拱栈桥灌筑仰拱填充至设计高度。（8）利用衬砌模板台车一次性灌注二次衬砌（拱墙衬砌一次施作）。图3CD法施工开挖顺序及支护图2.2CD施工注意事项（1）上导坑①、③部的开挖循环进尺控制为1榀钢架间距0.8m，下导坑②、④部的开挖可依据地质情况适当加大。（2）导坑开挖孔径及台阶高度可根据施工机具、人员等安排进行适当调整。（3）钢架之间纵向连接钢筋应及时施作并连接牢固。3.爆破振动监测3.1蜘蛛山隧道施工爆破振动监测流程12钻爆法是当前我国隧道施工的常用施工方法，也称矿山法。在邻近既有建（构）筑物隧道工程的施工

8、中，新建隧道爆破施工对邻近建（构）筑物影响巨大，特别是在人口稠密的城市。因此如何既能保证施工进度，又能控制爆破振动范围和强度，这是邻近既有建（构）筑物钻爆法隧道施工的重要任务。爆破振动监测是这一任务顺利完成的必要手段，因此在邻近既有建