蓋挖法在大斷面黃土隧道中的應用

劉新元

（甘肅路橋建設集團有限公司，甘肅 蘭州730030）

0 前言

近年來隨著國家不斷加大西北地區高速公路建設投資力度，在甘肅這一黃土山巒的密集地區，修建了大量的黃土隧道。通過這些黃土隧道的的施工，取得寶貴現場數據，積累的豐富的經驗，鍛煉了一批擁有實戰經驗的團隊。隨著建設不斷推進，新的項目不斷的開始,新項目施工地形越來越復雜，工程施工難度不斷超越。由于工程結構的要求和地限制，為了圓滿的完成施工任務，全體施工人員齊心協力，在施工中嘗試運用了許多公路建設中不常用到的施工方法，收到了的意想不到的效果。下面我就蓋挖法在大斷面黃土隧道中的應用做以介紹。墻，右側墻施工直接落底，每次開挖支護循環進尺2-3米，挖機開挖后人工配合整修，拱架安裝后組裝模板及時澆筑砼。注意砼澆筑時人工振搗密實，砼收面與拱架連接鋼板要高于砼面10-20cm，便于下一步拱蓋拱架安裝時連接處的施工操作。側墻澆筑完畢后及時回填基坑，以便于后續拱蓋施工。

1 工程信息

蘭秦快速路付家窯2#隧道為三車道黃土隧道，總長1256m（單洞）左線長712m右線長540m，隧道開挖斷面達到170m2，隧道穿行黃土山梁，地勢東北高西南低，地形破碎，溝壑縱橫，沖溝發育。其中隧道右線進口端選線位置夾于兩山之中位于沖溝底部，左側山勢陡峭山坡坡度在20-40°。山體均為上更新統風積黃土，土質松散，自穩性差。YK1標高+860-830端地面YK1+860-845原地面標高侵入隧道設計斷面0-6m。YK1+845-860段隧道右側拱頂覆蓋層厚度0-1.5，且土質松散，自穩性極差。綜合現場地形，右線進口進洞段主要存在露頂、淺埋、易滑坡坍塌、左側山體偏壓施工安全隱患，右線進口首先考慮采用明挖法施工，但經過測量，YK1+860-830段右側山體陡峭山坡坡度約為1：0.8。坡頂開挖開口線距離路面設計標高56m，山體表皮2-3m土質松散。進行如此大面積的開挖極易引起大面積的滑塌。為了安全并且高效經濟的的完成施工任務。經研究決定將YK1+860-830段掘進及初次襯砌施工方案改為蓋挖法。

圖1 導向墻

2 施工方案

為了施工的安全，決定對YK1+860-830段山體使用108mm直徑8mm厚鋼管經行超前加固。為了保證管棚施工的精確性在YK1+860-858初期支護外2m導向墻，導向墻厚85cm采用20a工字鋼骨架，澆筑C30砼。導向墻拱腳設1.5×2×1m擴大腳。預埋120mm直徑5mm厚導向管，導向管角度外傾1.5°防止超前鋼管施工時傾入隧道施工斷面內。根據地形右側導向管自拱腳標高起1m處開始布置，中心間距35cm共設置6道。左側導向管自拱腳標高起1m處開始布置，中心間距35cm共設置23道。超前管棚長30米，內設三根20mm鋼筋籠，用來加強管棚。設計注水泥漿液（添加5%水玻璃），水灰比1:1，注漿壓力初壓0.5-1MPa、終壓2.0MPa注漿蓋挖段側墻無弧度，高3.3米設計采用WH175型型鋼拱架，拱架間距50cm，環向1m設置22mm鏈接鋼筋，連接鋼筋和拱架牢固焊接。側墻采用80cm厚C30模筑砼。拱蓋采用WH175型型鋼拱架，拱架依照設計尺寸、弧度用冷彎機加工制成。拱架每段兩端焊接預先成孔的10mm厚200×200mmA3鋼板，段與段連接采用M20×70高強螺栓。拱架間距50cm，環向每1m設置22mm鏈接鋼筋1道，連接鋼筋與拱架牢固焊接，拱蓋拱腳處每榀拱架設置2根5m長60mm鎖腳錨管，拱蓋用80cm厚C30模筑砼澆筑。待蓋挖法初次襯砌全部完成后及時的施做80cm厚鋼筋砼C30仰拱和50cm厚二襯。待二襯封閉具備強度后在拱蓋頂回填土壓實。

3 施工方法

由于施工現場地處沖溝內，首先施做了臨時排水系統。在YK1+858導向墻以下預留了核心土，在保持掌子面穩定的同時，方便了導向墻砼的模板安裝砼澆筑，為鉆機開孔，管棚的頂管提供了作業平臺。

管棚施工結束后，馬上開始蓋挖法施工初次襯砌。首先施工右側

圖2 右側墻施工

圖3 拱蓋施工

右側墻施工完成后，即開挖上部土體施工弧形拱蓋，為了施工安全，拱蓋施工循環進尺控制在0.5-1m，開挖時利用挖掘機主要開挖，人工配合整修的方式。支護采用人工支護臺架作為安裝拱架和施做鎖腳錨桿的平臺。主拱拱架安裝完成后，利用I18拱架提供拱蓋地模板的支撐和加固。拱蓋澆筑時左右對稱澆筑。

在拱蓋完成8-10m開始施工左側側墻。左側墻施工時跳槽開挖，同時嚴格控制每循環開挖進尺，3-4榀為宜。力求做到“短開挖，快支護”。澆筑砼時，側墻和拱蓋拱腳結合位于，模筑砼澆筑時容易形成空腔，應該提前預留注漿管，或者拆模后及時用噴射砼天填補空腔。

拱蓋和側墻砼達到設計值后馬上施做了仰拱及二襯，及時的對拱蓋頂進行了回填。

4 施工心得

通過蓋挖法的成功應用使得付家窯2#隧道右線進口YK1+860-830段安全順利的施工，最大限度的地減少了對山體的大開挖。通過后期的監控量測，拱蓋的變形，山體位移和地表沉降得到很好地控制。分部作業同時提供了多個工作面加快了施工進度。蓋挖法在付家窯2#隧道右線進口的成功應用，解決了淺埋、偏壓、高邊坡、拱頂鏤空等施工難題。為以后的施工打開了思想，積累了經驗。