雙線淺埋黃土隧道扣拱施工工藝

張 勇

(中鐵十七局集團(tuán)第四工程有限公司，重慶 400000)

1 工程概況

石樓隧道位于山西省呂梁市石樓縣與隰縣境內(nèi)，為黃土高原丘陵地貌，地形起伏較大，隧道最大埋深約為252 m，最小埋深約為10 m。本隧道為單洞雙線隧道，直線段線間距為4.0 m。隧道進(jìn)口里程為DK221+415，出口里程為DK234+225，全長12 810 m。

石樓隧道DK222+015～DK222+190段(175 m)位于一沖溝淺埋地段，為淤積土和新黃土地層中，最小埋深約2 m。

2 施工方案的選擇

根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，主要有以下幾種施工方法:明挖法、連續(xù)墻法、蓋挖法等。由于本段施工位于一狹小沖溝內(nèi)，在施工中便道不暢，且埋深和斷面較大，所以采用明挖法、連續(xù)墻法存在一定的條件限制。蓋挖法施工主要用于分離式雙線隧道，而本段為單洞雙線隧道。在這里，我們結(jié)合了蓋挖法、明挖法施工理論，并根據(jù)實(shí)際地形和地質(zhì)情況，采用了扣拱施工方案，取得了較好的成效。

3 扣拱施工方案

扣拱施工流程見圖1。

圖1 扣拱施工流程

3.1 施工準(zhǔn)備

扣拱施工前，應(yīng)對需要開挖地段進(jìn)行測量放線，保證隧道的中線和高程符合設(shè)計(jì)要求。同時(shí)應(yīng)保證開挖地段排水通暢。

3.2 開挖

經(jīng)過測量放線，對需要施工地段進(jìn)行以機(jī)械開挖為主，人工開挖為輔的施工方法，首先采用挖掘機(jī)進(jìn)行大體開挖，預(yù)留50 cm厚度，然后采用人工修邊，開挖形狀見圖2，一般扣拱混凝土厚度不超過50 cm，以免由于混凝土過厚增大自重而下沉。

圖2 扣拱開挖示意圖

3.3 立模

經(jīng)過修整后的上導(dǎo)弧形一般比設(shè)計(jì)大20 cm(預(yù)留沉降量)，經(jīng)過測量滿足要求后，進(jìn)行立模，在這里我們采用了掛模施工方法，在弧形外5 cm～10 cm位置架立型鋼鋼架(I20a)，然后在拱架內(nèi)弧進(jìn)行掛模，模板可以采用定型模板、小鋼?；蛘咧衲z板等材料。同時(shí)在拱部一定范圍內(nèi)設(shè)置外模，扣拱模板施工示意圖見圖3。

圖3 扣拱模板施工示意圖

3.4 澆筑混凝土

立模完成后進(jìn)行混凝土澆筑，澆筑混凝土的等級不低于噴射混凝土等級(一般不小于C25)，同時(shí)對混凝土振搗密實(shí)，混凝土澆筑完畢后注意對混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，保證混凝土后期強(qiáng)度。

3.5 施工注意事項(xiàng)

在施工中，要注意開挖長度，每次循環(huán)開挖長度控制在5 m～7 m。開挖過程中注意對原狀土體進(jìn)行保護(hù)，保證原狀土的承壓力。同時(shí)在立模之前，一定要注意校對標(biāo)高和中線，保證隧道暗傳的準(zhǔn)確性。

3.6 超前支護(hù)施工

當(dāng)扣拱施工臨近山體時(shí)，需施作一環(huán)超前支護(hù)，一般采用大管棚超前支護(hù)(管徑不小于89 mm)，超前支護(hù)范圍為整個扣拱范圍，長度不小于15 m。

4 隧道暗挖施工

當(dāng)暗洞開挖至接近扣拱位置時(shí)，注意加強(qiáng)沉降觀測和超前鉆探，在施工至扣拱位置時(shí)，采用三臺階法開挖，在這里我們調(diào)整了部分施工方法，采用了中臺階拱架直接與扣拱拱架連接在一起的方法(見圖4)，這樣有以下幾個好處:1)能夠保證扣拱與整個初期支護(hù)、仰拱拱架連接在一起形成閉合環(huán)，有效的保證了扣拱的安全;2)大大的減少了初期支護(hù)混凝土的重量，減少了初期支護(hù)重量對土體的承壓力(下臺階施工方法同中臺階施工方法)。

圖4 隧道暗挖施工方法

5 扣拱拱頂回填

隧道暗洞襯砌完成后，應(yīng)及時(shí)對扣拱拱部進(jìn)行回填，回填采用粘土隔水層(如灰土等)(見圖5)，回填深度不小于50 cm，同時(shí)做好隧道拱頂?shù)呐潘胧乐沟乇砹魉M(jìn)入隧道初期支護(hù)后侵蝕初期支護(hù)。

圖5 扣拱拱頂回填

6 結(jié)語

在石樓隧道DK222+015～DK222+190段施工時(shí)，我們采用了上述施工方案，僅用了20 d就施工完成該段扣拱，在隧道暗挖通過時(shí)，未出現(xiàn)安全、質(zhì)量問題。經(jīng)過與設(shè)計(jì)方案對比，采用扣拱施工方案不僅節(jié)約了施工時(shí)間，同時(shí)也大大的節(jié)約了施工成本，對今后類似地質(zhì)條件下施工具有一定的借鑒作用。