2、圆形隧洞开挖衬砌平行施工工法完成稿申1级（修改版）成2资料

圆形隧洞开挖衬砌平行施工工法

中铁五局（集团）有限公司 任天平、瞿中和、胡 平、彭国策

1 前 言

圆形隧洞由于结构合理，受力性能好，水利水电工程的发电引水隧洞、泄洪洞、冲砂洞等有压隧洞及部分灌溉引水隧洞，采用的都是圆形结构。水工隧洞因为要过水，要防止水流冲刷，对混凝土浇筑质量要求较高，同时，圆形隧洞开挖技术难度较大，开挖、支护、衬砌的相互干扰大，其施工存在一定的特殊性。

本工法是根据新疆南岸干渠大坂隧洞工程的施工实践，总结出的一套适合圆形隧洞施工的方法，且该标工程获2006年新疆伊犁河流域建设管理局“三河”形象杯工程。

2 工法特点

采用全断面开挖、支护，全断面针梁式钢模台车进行混凝土浇筑，实现开挖支护与混凝土浇筑平行作业。其特点如下：

2.0.1 由于开挖支护与混凝土浇筑实现了平行作业，解决了一般圆形隧洞开挖完后才衬砌的问题，能大大节省时间、减轻工期压力。但是，平行作业工序间会产生一定的相互干扰，需要加强现场协调指挥。

2.0.2 由于二次衬砌混凝土施工及时，有利于洞身的稳定，可有效杜绝因开挖后暴露过久而造成的坍方，洞身安全有保证。

2.0.3 采用针梁式钢模台车全断面混凝土浇筑，取消了分部浇筑的纵向施工缝，洞身成为一个整体，结构更为合理，更有利洞身稳定和防渗。但是，由于全断面钢模浇筑，应加强底部的排水工作和腰线以下1.5m范围内的振捣工作。

2.0.4 由于针梁内通行运输车辆，要求加强台车的支撑并勤加检查。由于采用无轨运输，汽车尾气对人体危害较大，应加强洞内通风工作，确保空气质量符合规范要求。

3 适用范围

本工法适用于直径≥6m，长度在1.5km以上，施工时间相对较长，但工期较为紧张的圆形隧洞施工。

4 工艺原理

4.0.1 能否实现隧洞开挖与衬砌平行作业，关键在于衬砌台车内净空是否能够能够通行开挖运输机械，本工法通过对针梁式全断面钢模台车的优化设计，增加了针梁的内净空和强度刚度，保证了在进行全断面一次浇筑衬砌的同时，开挖运输设备满载平稳通过，从

而实现平等作业。

4.0.2要实现开挖衬砌高效平行作业，合理安排开挖工序也是关键之一，要通过协调指挥，将开挖钻眼、装药等不需运输通道的工序作业安排在针梁台车就位和前后过渡通道回填作业时间进行，尽量避免台车平移动就位对前方开挖运输的影响。

5 施工工艺流程及操作要点

5.1 施工工艺流程

平行施工工艺流程图(图5.1)。 5.2 施工工艺 5.2.1 开挖、支护施工

5.2.1.1施工准备（进开挖台车、接风水管、就位）

在二次衬砌工作面断道时，开挖施工人员必须到位（衬砌工作面的施工人员也在做模板行走的准备工作）。向前移动开挖台架至掌子面，布接高压风管、水管及照明电路。

5.2.1.2测量、作断面、布眼：

全站仪进行控制中线水平，激光导向仪辅助布眼。钻眼前，测量人员准确绘出开挖断面的中线和轮廓线，标出炮眼位置，特别是周边眼和掏槽眼必须布置清楚。

5.2.1.3风钻打眼、打锚杆、装药连线、起爆：

进行钻眼（掏槽眼一般为3.0m，其他眼为2.8m，进尺2.5m左右），非电雷管按照爆破设计要求分段微差布置、连线，起爆用电雷管起爆。根据围岩稳定情况，在打开挖眼的同时，对顶拱处进行锚杆支护处理，以保证施工安全。

5.2.1.4通风、清理掌子面：

利用打好的竖井（每400m左右一个），用37kw风机向施工掌子面压送新鲜的空气，同时挖机清理道路，找顶清理危石。

5.2.1.5挖机装碴、汽车出碴：

在二次衬砌工作面针梁前后道路已回填好、跳板搭接完毕、针梁下部支撑加固稳妥后，汽车才能通过针梁内，进入开挖掌子面。PC60挖掘机进行装碴，5t自卸汽车运输，汽车一般用8台，备用2台。根据行车要求隧洞底部留部分碴土，但底部必须和上部断面一次爆破出来。

5.2.1.6挂网、喷混凝土：

一期支护作业宜紧跟开挖，距离掌子面不超过7.5m，确保施工安全和洞身稳定。尽量在钻眼、出碴运输两个工序进行挂网喷混凝土支护作业，减小施工干扰。

5.2.2 衬砌混凝土施工

总体要求就是台车行走要避开出碴运输时段，针梁中部要及时支撑好，防止行车时针梁产生变形，针梁宽度应保证车辆两侧至少有20cm以上的净空。

5.2.2.1 测量放样（断道前）

在圆形断面上平分八个纵断面，各纵向断面上焊接样筋，测量后在样筋上标注钢筋环向位置，在标注纵向处焊接一根纵向筋，并在支护面上标示出每一浇筑段的法线位置，结束横断面上测设8个点，作为台车就位时的依据。此工作不占用混凝土工序时间。

5.2.2.2 钢筋绑扎（断道前）

钢筋绑扎在模板前端针梁上进行施工，针梁顶面应铺设木板，针梁左右搭跳板以便于施工。联系筋（固定筋）应与锚杆或钢格栅焊接牢固。此工作不占用混凝土工序时间。

5.2.2.3架起风水管、收外模板、外模板行走

台车模板需收拢后再行走，就位要准确。台车每次行走必须有专人指挥，必须制定详尽的《安全技术操作规程》，并组织施工人员进行学习。台车结构见钢模台车脱模示意简图（图5.2.2.3-1），钢模台车脱模示意简图（图5.2.2.3-2），

5.2.2.4 清理模板、刷脱模剂

模板走到位以后，在收拢状态下，用身体瘦小个人，站在绑扎好的钢筋上，清理模板上的污物和混凝土，再刷脱模剂。

5.2.2.5支起外模板及外部钢支撑、针梁行走

台车行走前先将前端底部开挖面填土清理干净，用挖机拉针梁行走到位。台车行走就位情况见钢模台车模板行走示意简图（图5.2.2.5-1），钢模台车模板行走示意简图（图图5.2.2.5-2）。

5.2.2.6 回填针梁前后道路底碴、搭针梁前后跳板

针梁行走到位后，及时进行前后端底部回填或整平，并在针梁两端搭设跳板（可用钢轨焊接，宽度≥70cm）。

5.2.2.7调整模板、加固针梁两端船型支撑使针梁内可以行车

根据中线水平或模板坐标点，用水平油缸调整模板到位，并加固针梁下的船型支撑，使针梁达到可以行车的标准。每次脱模后需进行检修，在混凝土浇筑前调试好各机构的工作状态，检查好各部位尺寸，保证正常使用。模板支撑要牢固，浇筑时混凝土从底部抬升，上部支撑的强度、刚度等均要满足要求。

5.2.2.8 安止水结构（止水带等）

用钢筋固定φ10，并与衬砌钢筋绑扎牢固，防止发生位移和变形。在挡头模板上每50cm钻一个φ10的孔，固定钢筋的另一端从挡头模板的孔内穿过，在绑扎下一环钢筋时与衬砌钢筋绑扎牢固。

5.2.2.9 混凝土浇筑

移输送泵在道路前进方向的左侧，连接混凝土输送管到每一针梁台车浇注窗口，浇筑砼。拆砼输送管，堆码好输送管。整理混凝土衬砌台车，清理台车前后的道路，搞好文明施工，确保道路的畅通。

5.2.2.10 混凝土养护、拆模

根据试验确定混凝土实际拆模时间，搞好混凝土养护工作。

断道路 （提前17h） 利用超前针梁（0：00） （0：00） 架起风水管、收外模板、外模板行走 （0：30） 测量、作断面、布眼 （0：20） 清理模板、刷断道路 脱模剂 （1：30） 风钻打眼、打锚杆 （4：20） 支起外模板及外部钢支撑、（5：30） 针梁行走 （0：00） 用挖机清理前面第二环底碴 绑扎钢筋

进开挖台车接风水管工作平台就位 装药连线、起爆 （4：40） 回填针梁前后（6：30） 通风、清理掌子面 道路底碴、搭针梁前后跳板恢复道路 （52：00） 下一砼循环时间 （26：00） （7：00） （6：40） 调整模板、加固针梁两端船型支撑使针梁恢复道路 （13：00） 挂网、喷混凝土 （7：00）安装（17：00） 下一开挖循环 止水带等，移输送泵连接输送管浇筑砼 内可以行车 （25：00） 拆砼输送管整理台车、搞好台车前后的文明施工 砼养护、拆模 挖机装碴、汽车出碴

图5.1 平行施工工艺流程图(括号里为工序开始时间)

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