[論文]淺談大斷面黃土隧道施工技術(shù)

1、淺談大斷面黃土隧道施工技術(shù)作者：閆有民甘肅路橋第五公路工程有限責(zé)任公司 郵編：730050摘要:隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高速鐵路、高速公路的大面積建設(shè)，隧道實(shí)現(xiàn)了交通的立體化，穿山越嶺，大大提升了交通速度，但是，這也使許多隧道不得不通過(guò)不良地址段，黃土隧道的施工無(wú)法避免。黃土隧道因土體自穩(wěn)能力差,土質(zhì)疏松,加上黃土具有濕陷性,易坍塌, 尤其是全新統(tǒng)(Q4)黃土區(qū)，地質(zhì)條件極差，使得修建黃土隧道的難度增大,進(jìn)度慢、造價(jià)高、安全風(fēng)險(xiǎn)大。本文通過(guò)付家窯1#隧道，在新黃土V級(jí)圍巖Vb襯砌結(jié)構(gòu)下采用簡(jiǎn)易CD法施工的施工方法，開(kāi)挖步距等，確定切實(shí)可行的進(jìn)度指標(biāo)。關(guān)鍵詞：黃土隧道 CD法 施工技術(shù)一、工程概

2、況 付家窯1#隧道位于蘭州黃河北岸的皋蘭縣忠和鎮(zhèn)付家窯,隧道穿行黃土山梁。進(jìn)口布設(shè)于黃土沖溝一側(cè)山體，緊鄰G109國(guó)道，出口位于邱家溝上游右側(cè)山體。隧道右線YK0380YK1202，全長(zhǎng)822m，。c級(jí)45m,a級(jí)226m，b級(jí)530m。隧道凈高5米,凈寬12.5米。淺埋段采用Vc/Va襯砌結(jié)構(gòu)類型采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工。進(jìn)入深埋段后采用Vb襯砌結(jié)構(gòu)類型，在洞內(nèi)變更開(kāi)挖方法成CD法開(kāi)挖。二、大斷面黃土隧道深埋段襯砌設(shè)計(jì)參數(shù) 隧道襯砌支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)表 襯 砌類型圍 巖級(jí) 別初期支護(hù)參數(shù)一次模筑（cm）二次襯砌（cm）仰拱（cm）超前支護(hù)鋼拱架（cm/榀）錨桿 （cm）錨桿間距（環(huán)縱）鋼筋網(wǎng)（cm x

3、 cm）噴C25砼（cm）Ta50（H175）2020雙層30707042小導(dǎo)管Tb60（H175）2020雙層30656542小導(dǎo)管Tc50（H175）1515雙層3070-957542小導(dǎo)管三、Vb襯砌段CD法施工技術(shù) 隧道淺埋段采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法進(jìn)洞，施工95m后進(jìn)入深埋段，根據(jù)監(jiān)控量測(cè)的數(shù)據(jù)顯示，隧道拱頂沉降最大9cm，收斂最大3cm，因此黃土隧道應(yīng)力釋放范圍主要在拱頂，并且雙側(cè)壁下導(dǎo)成環(huán)后收斂未增大，果斷取消橫向支撐梁，收斂仍未增大，因此確定隧道深埋段可以采用CD法施工。1、隧道開(kāi)挖 黃土隧道開(kāi)挖采用挖機(jī)開(kāi)挖，裝載機(jī)出渣，人工修邊的開(kāi)挖方式進(jìn)行開(kāi)挖。傳統(tǒng)的CD開(kāi)挖首先開(kāi)挖一個(gè)側(cè)壁導(dǎo)洞，

4、之后開(kāi)挖另一個(gè)側(cè)壁導(dǎo)洞，之后先行導(dǎo)洞下導(dǎo)、仰拱、臨時(shí)支護(hù)成環(huán)，后行導(dǎo)坑下導(dǎo)、仰拱成環(huán)。拆除臨時(shí)支護(hù)，二次仰拱全幅施工?，F(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)由于此隧道斷面較大，下導(dǎo)成環(huán)后拆除臨時(shí)支護(hù)難度加大，加上本隧道中心水溝位于一次仰拱下方，在側(cè)壁下導(dǎo)成環(huán)后施做中心水溝難度較大，極大的制約了施工進(jìn)度,因此我們根據(jù)隧道監(jiān)控量測(cè)的信息調(diào)整CD法施工方式,使得更加貼近現(xiàn)場(chǎng)施工。2、調(diào)整后CD法施工工藝流程 先開(kāi)挖一個(gè)側(cè)壁導(dǎo)坑，施做初期支護(hù)和臨時(shí)支護(hù),開(kāi)挖間距1-2倍的拱架間距，視圍巖狀況而定；再開(kāi)挖另外個(gè)側(cè)壁導(dǎo)坑，開(kāi)挖間距1-2倍的拱架間距，視圍巖狀況而定；第三步開(kāi)挖先行導(dǎo)洞下導(dǎo)坑，開(kāi)挖間距3-4倍的拱架間距，預(yù)留臨時(shí)支撐中

5、巖柱土體，對(duì)已完成的下導(dǎo)坑進(jìn)行回填土反壓，抑制收斂；第四步開(kāi)挖后行導(dǎo)洞下導(dǎo)坑，開(kāi)挖間距3-4倍的拱架間距，預(yù)留臨時(shí)支撐中巖柱土體，對(duì)已完成的下導(dǎo)坑進(jìn)行回填土反壓，抑制收斂；第五步拆除臨時(shí)支護(hù)，開(kāi)挖中巖柱，全幅開(kāi)挖中心水溝和仰拱，開(kāi)挖間距3m，仰拱一次成環(huán)，重復(fù)第五步，使初襯仰拱成環(huán)6m，施做二襯仰拱及填充。二襯緊跟施做。單側(cè)壁施工示意圖：3、黃土隧道CD法施工要點(diǎn)： 黃土隧道施工嚴(yán)格按照短開(kāi)挖，預(yù)留核心土，強(qiáng)支護(hù)，早封閉，快成環(huán)，緊仰拱，勤測(cè)量，速反饋的原則施工。 本CD法施工先行導(dǎo)坑與后行導(dǎo)坑距離控制在15m左右，臨時(shí)支護(hù)一拆除即馬上施工仰拱成環(huán)，進(jìn)而采用棧橋全幅施工二次仰拱及填充，二襯與仰

6、拱的距離不大于20m，臨時(shí)支撐及中巖柱與仰拱距離8m。付家窯隧道依據(jù)監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)，大部分應(yīng)力釋放于拱頂，經(jīng)專家論證，將臨時(shí)支護(hù)更改為垂直的，更有利于隧道支護(hù)。下部未施做臨時(shí)支護(hù)，而是直接采用中巖柱充當(dāng)臨時(shí)支護(hù)，發(fā)揮臨時(shí)支護(hù)的作用。不但節(jié)約了成本，也節(jié)約了工序時(shí)間，施工方便，加快了施工進(jìn)度。四、黃土隧道不良地質(zhì)條件及軟基處理黃土隧道的地質(zhì)條件一般比較差，土體以灰黃色、灰白色為主，多呈硬塑狀，而全新統(tǒng)(Q4)包括沖積的河流階地堆積的礫石、砂、砂土、亞粘土、黃土狀亞砂土、沖積洪積碎石及亞砂土。往往隧道穿越的山體內(nèi)還有陷穴、沖溝。則使得隧道施工的難度大大加大。黃土陷穴多分布于黃土山梁處或沖溝溝谷內(nèi)。受

7、坡面來(lái)水及雨水沖蝕下切在馬蘭新黃土中形成豎井狀、漏斗狀或串珠狀陷穴。針對(duì)陷穴、沖溝，首先對(duì)流向陷穴的地面水，采取攔截引排措施。對(duì)隧道影響范圍內(nèi)的陷穴采取開(kāi)挖回填夯實(shí)及灌漿等措施。黃土隧道基底基本承載力低，黃土本身具有一定的濕陷性，那么針對(duì)這種情況，隧道仰拱施工前應(yīng)對(duì)隧道地基進(jìn)行加固處理，增強(qiáng)黃土地基的承載力，一般情況下我們采用鋼管樁、旋噴樁、樹(shù)根樁、擠密樁等樁基施工以加強(qiáng)黃土地基的承載力，但由于隧道空間、施工進(jìn)度、循環(huán)施工中的干擾問(wèn)題不得不放棄一些地基加固的措施。而旋噴樁有占地面積小旋噴機(jī)大小僅為2m*1.8m，高2m，施工簡(jiǎn)潔采用高壓水泥漿液對(duì)土體旋噴替換成水泥漿，施工速度快每旋噴6米的樁只要35min，對(duì)總體施工進(jìn)度影響小，施工設(shè)備輕便、宜移動(dòng)，加固基底效果好，施工質(zhì)量宜控制，并且可在隧道開(kāi)挖的各個(gè)工作面上施做，旋噴至設(shè)計(jì)標(biāo)高。四、總結(jié)針對(duì)付家窯隧道的特點(diǎn)，我們使用的施工方法已得到驗(yàn)證，并取得了成熟經(jīng)驗(yàn)，在采用CD法施工時(shí)每月可全環(huán)推進(jìn)50米，取得了良好的進(jìn)度效益、經(jīng)濟(jì)效益。參考