工程技术 ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ 匪圆 浅析曲墙式双联拱隧道施工技术 柯晓伟 （中铁四局集团第五工程有限公司 江西九江 ３３２０００） 摘要：双联拱隧道通常采用直墙式中隔墙，防渗水效果差，曲墙式顶部进行无接缝处理，较直墙式双联拱隧道大大提高防渗水效果，本文 结合龙丽高速公路西凹口隧道工程实践，介绍了曲墙式双联拱隧道施工技术，提出了双联拱隧道防渗水施工技术措施。 关键词：双联拱隧道 曲墙式 防渗水 中图分类号：ＴＵ７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１ ６７２－－３７９１（２ｏ１１）０６（ａ）－００３５－－０２ 土时按０．３ｍ厚分层浇筑，上层混凝土在下 层混凝土初凝或能重塑前浇筑完成。采用 插入式振动器捣固，移动间距控制在不超 曲墙式中隔墙不同于直墙式，其下面 作为二次衬砌一部分，二次衬砌设计为整 体式，避免了直曲交界处接缝，减少防渗水 环向接缝，不存在纵向接缝。衬背防水层施 工铺装超前隧道，二次衬砌３Ｏｍ～５Ｏｍ，防 水层施工质量在经监理工程师验收合格并 的隐患，从而提高了防水效果。 １工程概况 西凹口隧道位于浙江省龙丽高速公路 段内，全长２６５ｍ，隧道断面为单心圆，半径 ５．５．１ ５ｍ，横断面采用锚喷支护复合模筑混 凝土衬砌，本隧道路面为４车道，最大开挖 宽度２４．１ｍ。为发送直墙式双连拱隧道防渗 水效果，本隧道中隔墙设计为曲墙式，结构 为高５．０５ｍ，中部厚１．Ｏｍ～１．３ｍ的钢筋混 凝土结构。 ２主要施工工艺 ２．１中隔墙施工 中隔墙施工工序如下：中导洞贯通一 清底一施作锁脚锚杆一高压水冲洗一绑扎 钢筋一立模一泵送混凝土一养护拆模一顶 部压浆～中隔墙防护（正洞开挖前）。 （１）中导洞开挖。 导洞开挖前，根据设计尺寸，对开挖轮 廓进行测设，爆破的地段根据炮眼布置图 结合围岩情况进行炮眼布置，先进行试爆 选定爆破参数。 导洞开挖根据围岩情况选定正台阶开 挖法（Ⅱ、Ⅲ类围岩）和全断面开挖法（Ⅳ围 岩），对于软石和强风化岩石，采用人工配 合风镐开挖。需爆破的地段根据中导洞开 挖炮眼布置及参数，结合试爆情况及掌子 面围岩情况，确定下一开挖参数。 导洞开挖检查合格后，及时支护，有超 前支护的同时施做完毕。 （２）中隔墙施工。 中隔墙可以看做双联拱的“人工支 座”，施工过程中受力变化大且存在承受单 向不平衡力的作用，极易发生失稳、破坏。 在施工中隔墙时重点控制墙顶混凝土密实 度，墙顶与中导坑拱顶之间做到不留有任 何空隙，同时主洞开挖和衬砌时采取有效 的措施保护中隔墙，减少对中墙的振动。由 于在施工中采取有利中隔墙稳定的措施， 同时加强开挖爆破震动过程中的测量和监 控，保证了隧道开挖的安全。 中导洞开挖完毕后，根据中隔墙设计 图纸对其中线水平进行测量放线，洞底欠 挖部分，人工配合风稿将其凿除，超挖部份 将松散的浮石淤泥清理干净，用同标号混 凝土将其找平。 中隔墙混凝土采用混凝土输送泵输 送，人工配合插入式振动器捣固。浇筑混凝 过振动器作用半径的１．５倍，与侧模保持 签发文件后才浇筑二次衬砌。防水层施工 ５Ｏｍｍ～ｌＯＯｍｍ的距离，插入下层混凝土 完成后严加保护，防止破坏，避免防水工程 ５０ｍｍ～ｌＯＯｍｍ；每一处振动完毕后，边振动 质量下降乃至完全失效，采取以下措施。 边徐徐提出振动棒，避免振动棒碰模板、钢 防水层做好后，及时灌注二次衬砌混 筋及其他预埋件，混凝土浇筑过程中随时 凝土进行保护。 检查模板是否错位，支撑是否牢固，确保浇 在没有保护层处（如拱顶）进行其他工 灌混凝土连续进行。 作时避免破坏防水层，焊接钢筋时在此周 ２．２正洞开挖 围石棉水泥板进行遮挡，避免溅出火花烧 施工前，选定两种开挖方案，双侧壁导 坏防水层。 坑开挖方法，无侧导洞正洞上下台阶开挖 在灌注二次衬砌模注混凝土时，振捣 法。根据中导洞开挖地质情况，经过仔细分 棒不接触防水层，以免破坏防水层。 析比选，Ⅲ类及以上围岩地段施工中采用 施工人员不穿带钉子的鞋在防水层上 了无侧导洞开挖法，效果良好。 走动。 ２．３防水施工 施工中不断对现场施工人员加强防水 原设计中隔墙为直墙，直墙式中墙与 层保护意识教育，严禁破坏。 正洞二次衬砌间存在连续缝的缺陷，易 ２．５施工缝，伸缩缝防水施工 渗水。改为曲墙式中墙后，衬砌背面（喷锚 隧道衬砌时前一节与后一节或在混凝 面和中墙外露面）均设置隧道专用复合防 土灌注间歇超过规定时，均按施工缝处理， 水卷材，环向设置４）５０波纹管，墙脚设纵 即在施工缝旧混凝土面钻设ｌ０ Ｘ １ ５ｍｍ的 向 ｌ００波纹管，使漏水能从衬砌背面通 凹槽，灌注新混凝土前将遇水膨胀橡胶止 过排水滤层排至墙脚，再由墙脚处纵向 水条埋入，外露ｌ０×ｌ ５ｍｍ。 波纹管集水，通过横向排水沟引至路面 根据设计要求，需设伸缩缝处按伸缩 边沟排出洞外。 缝办理，即在前一节衬砌时，利用堵头板固 路面以下设置纵向排水沟，由带 定Ｅ５型桥式橡胶止水带，止水带埋入前一 孔内径 ３００ｒａｍ离心式钢筋混凝土水管外 节衬砌混凝土内一半，止水带固定时采用 裹２００ｇ／ｍ２土工布滤层及级配碎石滤层组 自制的钢筋夹固定，灌注混凝土时，派专人 成，将路基围岩涌水排出洞口。 时刻注意止水带偏离中心，避免产生单向 同时，二次衬砌采用自防水结构，抗渗 透径缩短，使之与止水带很好地结合。 标号为Ｓ８，提高了防涌效果。 ２．６正洞二次衬砌施工 ２．４复合防水卷材防水层施工 进、出１：３ １１类围岩地段，采用无侧导洞 衬背防水层施工以可靠便利为原则， 开挖法施工后，左洞开挖跨度最大ｌ２ｍ，为 采用洞外先拼接成大块体，再在洞内大块 确保洞Ｉ：１稳定，结合监控量测情况，确定左 体铺挂。大块体先在洞外平台上拼按而成。 洞开挖后，先施作一段衬砌（２０ｍ），待其混 大块体沿隧道纵向３～４幅卷材拼接。环向 凝土强度大于７０％时，开始另一侧洞身的开 长度根据隧道喷混凝土层内壁周长决定， 挖。 即设计长度加１．１～１．５系数。 Ⅲ类及以上围岩地段，围岩自稳性较 拼接时，卷材搭接宽度为６ｃｍ～８ｃｍ，每 好，按照异线同向方法开挖，即Ａ洞与Ｂ洞 幅之间采用双接缝热熔工艺，两条接缝之 同时开挖，Ｂ洞的施工进度控制在使两正洞 间留空隙，采用充气（或吸气）检验焊接质 掌子面间保持３０ｍ左右。为防止Ｂ洞开挖爆 量。洞内大块体之间环向按缝使用专用粘 破震动对Ａ洞衬砌施工造成危害，Ｂ洞掌子 合剂粘合，局部采用玻璃胶（硅胶）粘缝。 面与衬砌之间距离保持在３０ｍ以上。 防水层铺挂，铺挂前，对喷射混凝土基 面进行如下处理：基面要求平缝，无大的明 ３防渗水控制措施 显的凹凸起伏，喷混凝土基面有钢筋、钢丝 为了提高典墙式双联拱隧道防渗水效 及凸出的管件等尖锐突出物时，进行切断， 果，施工中采取了如下措施进行加强。 铆平或用砂浆抹平。 （１）隧道进洞前按设计要求先做好洞顶 防水层铺挂采用吊带铺挂，铺挂点壁 截水沟和边仰坡开后的锚喷加固及封闭， 面每１平方米不少于１个，采用自制的Ｕ型氏 完善地面排水系统，避免了地表水下渗和 （以无尖角为原则）。防水层铺装做到只存在 冲刷。 科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ３ ５ 墨圆 … ４结语 工程技术 双联拱隧道施工，通过贯通中导洞，这 样起超前预报地质作用，又能改善洞内施 工环境。正洞开挖方法应根据工期和地质 状况合理确定。 （２）加强施工过程中防排水工作。 隧道洞内为顺坡排水，临时排水水沟 断面满足排除隧道中渗漏水和施工废水需 要，并经常清理排水设施，确保水路畅通。 有水地段喷射混凝土时，在涌水不多 时，进行导水处理后再喷射，当涌水范围大 时，设树枝状排水导管后再喷射。 洞内有大面积渗漏水时，集中汇流引 入排水沟，并将位置详细记录，在施工拱墙 背后防水设施时在此位置采取了加强措 防水层在初期支护变形基本稳定后及 二次衬砌施作前进行。防水层铺设前，喷射 混凝土表面清除锚杆头和钢筋断头；对凸 凹不平部位进行修凿、喷补，使混凝土表面 平顺，喷层表面漏水时及时引排。防水层铺 挂采用吊带铺挂，不用钉子将卷材钉在喷 混凝土层表面上，铺持点壁面每ｌｉｎｚ不少于 １个，并与喷层表面密贴。防水层铺装避免 出现环向接缝，并超前隧道二次衬砌３０ｍ～ ５０ｍ。附属洞室与正洞连接处的防排水工程 施。 与正洞同时完成，其搭接处平顺，不在破损 （３）结构防排水施工。 和折皱现象。 衬砌背面复合防水卷材与喷铺面和中 衬砌环向施工缝处设置ＢＦ遇水膨胀橡 墙外露面之间设置中５０ｍｍ波纹管环向盲 胶止水条（２０×１ ５ｍｉｌ１），施工时在施工缝旧 沟，环向间距控制在３￣／１。在富水区段拱部局 混凝土面预留１０ Ｘ ｌ５ｍｍ的凹槽，灌注新混 部渗水较大形成径流区段，加密环向盲沟 凝土前将止水条埋入，外露１０×１ ５ｍｍ。 二次衬砌采用自防水结构，为ｃ ３０微膨 间距，确保渗水过盲沟汇入墙脚。同时将透 水管固定牢靠，确保灌注衬砌混凝土时不 胀混凝土（ＡＥＣ）抗渗标号为ｓ８。施工中严格 松动移位。 按以下措施进行加强控制。 衬砌墙脚处的纵向盲沟采用 】００ｍｍＨＤ ①砂石集料符合级配要求，水泥标号 ＰＥ双壁打孔波纹管，外面裹一层２００ｇ／ｍ 无 不低于４２５号。 纺土工布。纵坡与线路坡度保持一致。纵向 ⑦严格控制水灰比，水灰比是对抗 盲沟集水通过横向排水盲沟（ １００ｍＨＤＰＥ 渗性起决定作用的因素，水灰比不大干 中隔墙在施工过程中，受力转换十分 复杂，容易产生偏心、扭曲，在中墙两边回 填碎石，起到初期支护与二次衬砌一样的 作用，有利于中墙稳定。 施工中一定要搞好爆破震动的测量和 监控，同时要做好中隔墙安全防护。在墙顶 回填混凝土要密实，不能留有空隙。 隧道防水，除渗水管及防水布要严格 施作外中，特别是Ⅱ、Ⅲ类有钢筋混凝土地 段，钢筋作极易扰动防水层，要加强防护， 在围岩变化地段，要增设沉降缝。 参考文献 【１】铁道科学研究院．客运专线隧道施工技 术指南【Ｍ】．北京：中国铁道出版社， ２００５． 双壁波纹管）引至路面边沟排出洞外。横向 排水盲沟位置准确，固定牢靠，接头处密封 牢固，做到不松动。衬砌背面（喷锚面和中 墙外露面）均设置隧道专用复合防水卷材， 大块体之间采用双接缝热熔工艺，拼接缝 【２】中华人民共和国行业标准，ＪＴＪ０２４—９４ 公路隧道施工技术规范［ｓ】．北京：人民 ０．５５。 交通出版社，１９９２． ③调制混凝土拌和物时，水泥重量偏 【３】孙钧．地下工程设计与实践【Ｍ】．上海： 差控制在±５％以内，水及外加剂重量偏差 上海科学技术出版，１９９６． 控制在±２％以内。 ［４】文献江．四连拱隧道施工技术［Ｊ】．现代 ④混凝土浇筑前，清除模板上的泥污 隧道技术，２０００（２）：４４～５０． 宽度不小于６ｃｍ，确保了焊缝质量。接头处 杂物，且用水湿润，确保模板不漏浆。 【５】李俊，李泳伸，王志杰，等．双联拱隧道 无气泡，折皱及空隙。开挖，安装焊接衬砌 ⑤二次衬砌混凝土养护时间不少于 开挖探讨【Ｊ】．现代隧道技术，２００３（４）： ２０～２４． 钢筋和衬砌作业时不损坏防水层，发现层 ｌ４ｄ，强度达到２．５ＭＰａ时拆模，拆模时内外 面有损坏时及时进行修补。 温差控制在不大于２０℃。 （上接３４页） 输送作用。 而在平行的圆弧轨道上行驶的小车则 需要考虑到在转弯时车轮内外侧相对于轨 道做不同的相对运动，在内侧的车轮走过 的距离要小于外侧车轮所走过的距离，而 此时的车轮相对于轨道都在其切线的方向 上运行，因此安装车轮的横梁则需要绕一 轴线做旋转运动才可以满足两端车轮所行 驶的距离不同，且都在圆弧轨道的切线方 向运动，其结构如图３所示。但其结构又存 在另一问题，即在车轮即将进入圆弧轨道 时，内外侧车轮的轮缘受到的阻力不尽相 同，在外圈的车轮轮缘受到向后的摩擦阻 力而停止前行，而在内圈的车轮轮缘则不 受弧形轨道的阻力而继续向前运动，则横 梁在车轮阻力的情况下向相反的方向做旋 转运动，使得内侧的车轮脱离轨道，则装配 小车无法继续向前运行（图３）。 在仔细分析得知原因之后，我们对最 初的设计进行了相应的完善，即在小车横 梁的车轮外侧前面各增加一个滚动导向 轮，使的在内侧车轮的滚动导向轮先于外 侧车轮的导向轮接触到内圈轨道侧面，从 而产生向后的阻力使内侧车轮停止不前， 而小车则有继续向前的运动趋势，使得外 侧车轮在横梁的带动下绕内侧车轮轮缘向 前继续运行，在转过一定的角度时，内侧车 轮的导向轮脱离轨道侧面，内侧车轮则可 继续向前运行，在经过一定的距离时，又会 重复到内侧车轮导向轮接触到内圈轨道侧 面的情况，周而复始，就使得装配小车在圆 弧的轨道上顺利通过，在直线轨道阶段也 可依靠两侧的导向轮顺利前行，完成整个 装配线的输送任务。其原理如图４所示。 ３结语 环形轨道装配线不同于直线轨道装配 线，其难点就在于装配小车如何通过圆弧 轨道的阶段，根据仔细的理论分析和实物 的多次验证，可以得出在小车车轮外侧加 装侧面滚动导向轮装置即可解决小车在圆 弧轨道处的转弯问题，因此此结构可以存 今后的环形装配线设计中得到广泛的推广 和应用，以此种结构而设计的溜板箱环形 装配线也已在通机车间实施和运用，为提 外侧轨道 旋转 升溜板箱的装配品质和改善车间以往的现 场环境起到了良好作用，使以往的装配产 量大大提高，为公司增加效益，在公司受到 广泛好评。 阻力Ｆ ———＿． 内侧轨道 图４ ６ 科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
