小凈距黃土隧道施工技術

李亮賓

(山西路橋集團國際交通建設工程有限公司，山西 太原 030400)

小凈距黃土隧道施工技術

李亮賓

(山西路橋集團國際交通建設工程有限公司，山西 太原 030400)

以山西省呂梁地區某淺埋黃土隧道為背景，結合多年的施工經驗，探討小凈距黃土隧道的施工技術。

小凈距；黃土隧道；施工方案；技術措施

1 工程概況

山西省呂梁地區某小凈距隧道，隧址區位于黃土丘陵區，地表形態表現為黃土梁峁狀，地形起伏大，沖溝發育，坡度陡立。海拔高程介于1 033～1 141 m,相對高差108.8 m。隧道圍巖主要為離石組黃土，巖性為粉土﹑粉質粘土，堅硬～硬塑狀態，具垂直節理，塊狀整體結構。左右線均長325 m，屬短隧道，凈寬10.25 m，限高5 m，兩洞內側邊線間距4.3～9.6 m。隧道洞身圍巖類別為V級、IV級。

2 施工方案的確定

本隧道屬于黃土隧道，洞口段黃土陡坡，發育垂直節理，洞口開挖易發生坍塌,邊坡穩定性較差，V級段采用單側壁導坑法施工，IV級段采用分臺階環形預留核心土法施工，隧道施工采用新奧法原理，進行信息化施工組織設計，施工中遵循“管超前、預注漿、短進尺、快支護、早封閉、勤量測”的施工原則，施工中初期支護及早封閉成環，二次襯砌根據監控量測沉降量的大小進行施工，實施動態管理。

3 小凈距黃土隧道施工技術

3.1 洞口截排水系統

開挖前先完成洞頂截水溝及周邊排水工程。截水溝按設計斷面施工，距離邊仰坡坡頂線不小于5 m。開挖后及時砌筑漿砌片石，若在開挖邊仰坡前不能完成砌筑工作，可先素噴5 cm左右素混凝土作為臨時排水溝。

3.2 邊仰坡開挖防護

洞口邊仰坡施工盡量減少對洞口山體的擾動，采用“寬平臺，陡邊坡”的方案，每8 m為一個臺階，臺階寬度2～3 m，仰坡坡率為1∶0.5，采用機械配合人工的方式進行，從最高一級邊坡開始開挖，人工修整坡面。邊仰坡防護緊跟開挖進行，開挖一級防護一級，避免因防護不及時產生邊仰坡滑塌，采用打錨桿掛網噴混凝土防護。對落水洞進行排查處理，每個落水洞分層夯填6%灰土，頂層采用50 cm厚漿砌片石封口，確保回填的密實度及封口的質量

3.3 開挖管棚鉆機作業平臺

開挖前先將洞口路塹段兩側邊坡按設計的坡度防護。隧道拱頂以上按設計的坡度進行防護，開挖至拱頂下1.5 m位置預留一平臺作為管棚施作工作平臺。

3.4 掏槽開挖管棚導向墻位置

開挖前根據圖紙設計預留沉降量的要求，放出開挖輪廓線，對導向架安設部位進行掏槽開挖。土槽開挖采用人工開挖風鎬輔助的方式進行。清除套拱段上斷面土方，在套拱結束段留中部3 m(長)×4 m(寬)的核心土體以抵抗掌子面的土體壓力。

3.5 施工管棚導向墻

按設計圖加工管棚導向架，導向架寬2 m。初期只安裝導向架拱部范圍，其余邊墻部位待進洞后下臺階施工時再施工。管棚導向架在明洞2 m范圍內安裝，拱腳部位每側向下斜插打入4根鎖腳錨管，鎖腳錨管采用φ42注漿鋼管，L=3 m，尾端與導向架鋼筋焊接。導向架安裝完成檢查位置、尺寸、導向管仰角等，無誤后澆筑C25混凝土導向墻。拱部導向墻澆筑時增設30～60 cm寬大拱腳，防止導向墻下沉。

3.6 長管棚施工

采用水平地質鉆機，沿導管進行鉆孔，鉆孔過程中利用全站儀控制孔的傾斜度。長管棚采用Φ108熱軋無縫鋼管，壁厚6 mm，環向間距40 cm，管節長度為9 m，采用絲扣相接，接頭相互錯開，管棚長度為22 m。管棚頂到位后，鋼管與導向管之間用速凝水泥堵塞嚴密，以防注漿時漿液冒出。

3.7 單側壁導坑法施工

(1)先行導坑超前支護：開挖前先進行超前支護，打入Φ42的超前小導管，超前小導管雙排打入，外插角分別為10°，15°，每根導管長5.0 m，環向間距40 cm,縱向排距142 cm。

(3)另一側開挖、支護：右側導洞在左側先行導洞完成后進行，開挖、支護方式與左側導洞相似，作中壁臨時支護，穩定圍巖。

(4)導坑下臺階的開挖支護：下導坑開挖時工字鋼必須連接牢固，保證垂直度，嚴禁傾斜。中側壁工字鋼的安裝嚴格，要求鋼板的連接及垂直度。

(5)中壁拆除及仰拱施工：在CD法中的一個關鍵問題是拆除中壁，側壁拆除時間應在全斷面成環并各部位下沉充分穩定后，才能拆除。如果沉降收斂一直在變化，那么在初支侵限二襯前(預留沉降30 cm)，應及時澆注二襯。

(6)側壁與中壁墻支護聯結工藝：側墻鋼拱架與中壁墻鋼拱架聯結成整體，防止受力變形。在中間鋼拱架連接處設深孔錨桿4根,錨桿長度4 m,錨桿外露部與鋼拱架焊接牢固,然后噴混凝土封閉。中隔壁工字鋼與主洞工字鋼連接采用200×260×14的鋼板對接，對接后螺母連接，連接部位用焊接加強。

3.8 IV級圍巖的開挖

(1)工序Ⅰ。上臺階開挖：在上臺階開挖前，沿隧道縱向開挖輪廓線布￠42注漿小導管小導管注漿完成后進行上臺階開挖。以機械開挖為主，人工配合清理。用挖機先挖左側部，再挖右側部，最后挖中部。采用人工修邊，以達到設計開挖線。

(2)上臺階支護。鋼架先在洞外放大樣檢查，輪廓線與大樣吻合無誤且加工質量符合要求的拱架才能運入洞內安裝。上臺階鋼架安裝前必須對所架設鋼架的里程點樁位進行施工測量放點，左右側分別測出鋼架拱腳的具體位置，以保證其安裝的精度符合設計輪廓的要求，同時應清除底部腳下的廢碴及其它雜物，超挖處邊墻腳鋼板采用預制混凝土墊塊或鋼板作為墊塊，以保證鋼架落在牢固穩定的基礎上，避免下沉。上臺階鋼架采用兩節工字鋼連接，安裝時各節鋼架連接板以螺栓連接擰緊，鋼架間按設計用Φ22連接筋縱向搭焊牢固，連接筋環向間距100 cm，鋼架還應與設計環向錨桿的尾部焊接牢固。

(3)工序Ⅱ。下臺階開挖支護：下臺階與上臺階距離7～10 m。開挖時兩側錯開施工，左右側臺階至少錯開3～5 m，絕對禁止對稱開挖，以防止拱部整體或局部下沉。下臺階每循環進尺與上臺階相同。

(4)工序Ⅲ。仰拱開挖支護： 仰拱與邊墻初支距離一般不超過10 m。仰拱開挖前先測出仰拱開挖的深度，并標示在左右邊墻上，按設計尺寸挖機開挖，每循環進尺不大于兩榀工字鋼間距，洞口段每循環進尺為一榀工字鋼的距離。開挖時嚴禁超深開挖，開挖到距離設計深度10～20 cm時采用人工修出仰拱弧線，以避免超深后采用混凝土回填。

4 監控量測

施工時應準確及時的進行現場監控量測，通過現場量測掌握初期支護的下沉量及收斂，做到提前掌握數據的變化以及拱架、錨桿的受力情況，起到指導施工生產的作用。

5 結束語

此項目隧道土體結構松散，穩定性較差，洞口段沖溝多，埋深淺，土質疏松多孔，垂直節理發育，施工時極易掉土、坍塌。洞口段采取了單側壁導坑法施工，左右洞錯開距離控制在50 m以上，對工序、支護的間隔和順序進行了嚴格的控制，以及通過長管棚、小導管等輔助施工措施，安全的進行了洞口小凈距段的施工，使順利過段到深埋段，為后續施工積累了經驗。

2017-04-28

李亮賓(1980-)，男，工程師，研究方向：路橋工程。

U457

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：1008-3383(2017)07-0155-02