淺埋大斷面黃土隧道下穿公路安全施工技術分析

董曉明

摘 要 本文把某黃土隧道作為案例，著重分析和探討淺埋大斷面黃土隧道下穿公路安全施工技術等相關情況，在具體的施工過程中，要從根本上有效控制好地表沉降變形等相關問題，以此使施工工作安全推進。在這個過程中有效采取中管棚配合小導管超前支護措施，同時進一步充分落實各項施工技術，希望通過本文的簡要分析，能夠為與之相對應的工程施工提供一定的參考和借鑒。

關鍵詞 淺埋大斷面;黃土隧道;下穿公路;安全施工;技術措施

1工程概況

本文中所列舉的隧道工程里程為DK998+670～DK1000+220，

全場一共為1550m，是一種比較典型的雙線黃土隧道。隧道都是在直線上面，洞身縱坡為5.05‰單面下坡。隧道下穿G312國道，立交段隧道覆蓋層厚17m，是淺埋隧道。隧道下穿G312國道段設置φ89mm中管棚及φ42mm小導管進行超前支護，初期支護全環采用I25a型鋼鋼架支護，并網噴C25混凝土，采用CRD工法開挖。隧道洞身下穿的地層主要是第四系上更新統風積砂質黃土，第四系中更新統洪積砂質黃土。該工程中隧道施工區域的不良地質情況主要包括黃土陷穴及黃土沖溝，特殊巖土包括濕陷性黃土、松軟土及棄填土[1]。

2所列舉工程的主要施工難點

首先，在本工程中所涉及的隧道施工路段，其具體的開挖寬度是14.72m，開挖高度是12.58m，所涉及的開挖斷面的面積為151.59m2，根據相應的數據能夠充分看出，這是一種比較典型的大斷面、大跨度的黃土隧道，它的自穩定能力相對來說比較差，對于施工來講，面臨著很大的不確定性。其次，該工程隧道的頂部，所涉及的覆蓋層厚度只有17m，是一種十分典型的淺埋黃土隧道，在施工的過程中特別容易產生某種程度上的冒頂坍塌。第三，下穿的國道有著特別大的車流量，所涉及的重載車輛特別多，全天候交通都特別繁忙，所以在具體施工環節，要充分確保整體行車安全，也面臨嚴峻挑戰，第四，下穿段落一共有46m，在隧道洞的內部必須要做五環12mφ89mm中管棚通過，在具體施工環節面臨特別高的風險系數。第五，CRD工法所涉及的施工工序相對來說比較煩瑣復雜，對于工藝有著特別嚴格的要求，各工序之間互相影響和制約，所呈現出的機器作業率相對來說比較低，勞動力比較密集，施工效率不能得到顯著提升，這也是整體工程的難點問題。

3該淺埋大斷面黃土隧道下穿公路安全施工的相關技術

（1）有針對性地結合具體情況，針對地表進行科學處理。該施工區域是黃土地區，有著比較多的沖溝、溶洞、陷穴等相關情況，因此在實際施工之前，要著重針對地表進行詳細深入的勘察，做好切實有效的處理，從根本上有效降低地表水對隧道土體的侵蝕程度，從根本上避免對于隧道施工的安全性，穩定性造成負面影響。在實際的操作過程中，要針對地表的排水系統進行不斷的優化，對于淺埋段地表，要有效采用防滲透的封閉措施，針對地表水進行集中處理和排放，與此同時，也要著重針對隧道上部的沖溝溝底開展封堵硬化，避免流水下滲的問題，要針對洞口進行密封處理，同時要做好密實回填工作，針對隧道上的居民蓄水窖、水井等相關位置可以進行切實可行的改建。除此之外，要把影響施工安全的隱患建筑物進行拆除或者對其進行切實的監控保護。對地表的開裂、沉陷等相關情況，要進行嚴格細致的觀測，著重做好檢查，并結合監測結果，進行科學合理的處理。

（2）CRD施工工法。首先，要注重做好超前支護。DK998+767～DK998+813段46米拱部采用Ф89×5管棚+超前小導管進行超前支護，管棚長12m，縱向9m一環，環向間距60cm，外插角0°～3°每環施做31根，縱向兩環搭接3m;Ф42×3.5小導管長4m，縱向3m一環，環向間距60cm，外插角10°，每環施做31根，與管棚間隔設置。其次，把握好CRD施工工序。CRD工法在應用的過程中要貫徹落實“小分塊、短臺階、多循環、快封閉”的基本原則，在施工的過程中，要從上到下逐步推進，分塊成環，隨挖隨撐，初期支護工作要嚴格落實。

針對具體的施工步驟而言，要在大管棚施工作業之后，以其為保護措施開展相對應的施工，要針對斷面進行有效分割，細化成為8步，以此進行開挖，逐步推進，所有步驟完成之后再進行仰拱及填充，進而施工二襯。

需要注意的是，在整體施工過程中要關注以下幾方面內容：①對于先行開挖步位的中線和高程等相關情況進行有效的控制，進一步保證斷面開挖的過程中能夠保持圓順的狀態，同時針對鋼孔架也要進行科學合理的安裝。②及時有效地進行監控和測量，并進行切實有效的信息反饋，針對施工方法進行有效調整。加強監控量測，作好信息反饋，及時調整施工方法。臨時支護構件在洞身主體結構初期支護施工完畢并穩定后方可拆除。每次拆除臨時鋼架的長度不宜超過4m，在拆除臨時支護時先拆橫撐，收斂值、下沉值及其累積值都要在設計允許的范圍之內，然后再做好中隔墻的拆除。③第1、4步范圍之內在進行施工的過程中，要在左右兩側分別交替的進行開挖，其長度要控制在3～5m，豎向支撐接長盡可能不要大于一榀拱架。④第1、3開挖完工的過程中，針對施工段的水平支撐，要有針對性的抬高一些，注意抬高不能超過50厘米，通過這種方法進一步有效降低下步開挖對橫撐所產生的負面影響，該操作完成之后，開挖1、3步的時候，豎向支撐向下延長50cm。⑤隧道在實際的施工環節要貫徹落實“短開挖、強支護、早封閉、勤測量、及時襯砌”的施工原則，要使開挖臺階和相關開挖分部的施工間隔盡可能縮短，同時要在第一時間閉合好初期的支護，通過這種方法，使圍巖變形的問題得到有效避免。⑥CRD法涉及比較多的工序，因此會導致整體結構受力相對來說比較復雜，結合這樣的情況，要確保臨時鋼拱架得到有效拆除，同時要確保各步拱架間連接質量得到顯著增強。

（3）從根本上有效控制好安全步距。要針對安全步距進行科學合理的控制，使施工安全得到充分保障，在具體的施工環節，在仰拱開挖支護每次3榀拱架，初期支護結束之后，再進一步開挖支護3榀拱架，每3米做好仰拱及填充砼澆筑。

4結束語

通過上文的分析，本文中所列舉的黃土隧道在實際的工程施工過程中，要針對各項施工技術進行充分掌握，并且在具體的隧道施工過程中充分落實，以此保證整體工程的施工安全，從而充分確保整個隧道工程取得應有的效益。

參考文獻

[1] 傅思亮.六部臺階開挖法在淺埋暗挖隧道施工中的應用[J].上海鐵道科技，2011（1）：99-101.