黄土隧道施工工艺及质量控制要点

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1、黄土隧道施工工艺及质量控制要点厦门公司山西太中银铁路项目钱刚[摘 要] 易变形、易塌方，遇水产生湿陷性，预注浆困难，锚杆施作不易成功。本文根据所从事的黄土隧道的施工实践，简述了黄土隧道的施工工艺和质量控制要点。[关键词] 黄土隧道 施工工艺 质量 控制1工程概况新建铁路太原至中卫(银川)线位于陇海铁路以北，宝中、包兰铁路以东，京包铁路以南，同蒲铁路以西，东起山西省太原市，西至宁夏自治区的中卫和银川市，途径山西省中西部、陕西省北部和宁夏自治区的东部，正线全长748.181km。项目部承建的隧道群位于山西省吕梁地区，属于黄土高原丘陵区，沿线新黄土分布广泛，具湿陷性，主

2、要表现为山西地区新黄土，多为坡洪积层（Q3dl+pl），自重性、非自重性湿陷性黄土均有分布，湿陷性黄土厚度为5～10m，局部大于10m，湿陷系数δs＝0.015～0.054，地基湿陷等级一般为Ⅰ、Ⅱ级。所属暖温带亚湿润、中温带亚干旱、暖温带干旱大陆性气侯区。受季风环流控制，寒暑分明，夏短冬长；夏热湿润，冬寒晴燥。日照实，温差大，降水少，春秋季风沙较大；年极端最高气温38.9℃，年极端最低气温-38.9℃，年平均气温10.5℃；年均降雨量410mm，历年最大积雪厚15cm。2设计参数及初期施工情况本项目设计情况为：黄土Ⅴ级加强采用的是双侧壁导坑法，黄土Ⅴ级采用三台阶

3、法、黄土Ⅳ级采用台阶法施工。由于设计双侧壁导坑开挖的施工方法施工速度慢，影响进度，同时根据现场实际情况考虑，在进行第一座隧道洞口段(洞口段一般设计为黄土Ⅴ级加强)时采用三台阶法施工，第一级台阶施工到拱部120°范围，第二级台阶施工到180°范围，第三级台阶施工到仰拱填充高度，经过对洞口段20多米的施工进行监控量测，实际沉降远大于设计预留变形量，经过认真分析，发现拱部120°的拱架受力状态为斜向受力，拱架承受压力不稳定，造成沉降偏大，后根据地质情况将第一台阶一次挖到180°范围内，这样拱架拱脚受力为垂直受力(为增加受力面积，在拱脚处垫钢板或宽方木板)，经现场施工并加

4、强监控量测，拱架初支后沉降一般在5cm左右。通过对承建的10多座黄土隧道开挖方法的总结，结合以前其他地方的隧道施工经验，采用环形开挖预留核心土法，该种方法在保证安全的前提下也能加快施工进度，实践表明，黄土5级围岩按照此方法开挖每天能达到3个循环(每个循环0.8m/榀)，日进度达到2.4m，黄土4级围岩能达到1.5～2个循环(每个循环2.0m/榀)，日进度达到3.0m。黄土隧道施工严格按照“先探测、管超前、非爆破、严控水、短进尺、强支护、勤量测、早衬砌”的原则组织施工，应特别注意地表冲沟、陷穴对隧道的影响，要加强调查和处理。黄土隧道复合式衬砌设计参数表　　　　　　　

5、　　　　　表1围岩类别初期支护二次衬砌变形预留量(cm)喷C25砼厚度(cm)锚杆钢筋网格栅支撑间距(m)拱墙厚度(cm)仰拱底板厚度(cm)部位长度间距部位直径(mm)网眼尺寸(cm)(m)(m)黄土Ⅳ级拱墙仰拱23拱墙拱2.5墙3.5环纵向间距1.2×1.0m拱墙环向φ8纵向φ820×20拱墙仰拱1.0钢筋砼40钢筋砼508黄土Ⅴ级拱墙仰拱27拱墙拱2.5墙4.0环纵向间距1.0×1.0m拱墙环向φ8纵向φ820×20拱墙仰拱0.8钢筋砼50钢筋砼6010黄土Ⅴ级加强拱墙仰拱27拱墙墙4.0环纵向间距1.0×1.0m拱墙环向φ8纵向φ820×20拱

6、墙仰拱0.6钢筋砼50钢筋砼6012说明：黄土Ⅴ级及Ⅴ级加强地段，在衬砌拱部120度范围内采用小导管(不注浆)超前支护。3施工方法3.1总体施工工序洞门施工→洞门超前支护(超前大管棚或超前小导管)→正(暗)洞上台阶开挖→初喷4～6cm厚混凝土→架立钢拱架→铺设钢筋网→锚杆作业→喷射混凝土至设计厚度→正(暗)洞下台阶开挖→初喷4～6cm厚混凝土→架立钢拱架→铺设钢筋网→锚杆作业→喷射混凝土至设计厚度→正(暗)洞仰拱开挖→架立钢拱架→喷射混凝土至设计厚度→仰拱二衬钢筋绑扎→仰拱二衬砼浇注(含预埋止水带)→仰拱填充砼浇注(含中央排水沟施工)→挂二衬防水板→二衬钢筋绑扎→

7、二衬模板台车就位→二衬砼浇注→水沟电缆槽施工。3.2洞门施工隧道开挖前，首先完成洞口截水沟、洞口土方及边仰坡防护施工。洞口土方采用挖掘机配合装载机自上而下分层施工，大型自卸汽车运输，并及时做好坡面防护，开挖一段（台阶）防护一段（台阶）。洞口明洞采用明挖法施工，开挖至明暗分界线后，先施做护拱混凝土，然后施做暗洞超前支护，随后立即做好明洞衬砌，随后进入暗洞施工，待明洞混凝土达到设计规定的强度后及时进行明洞洞顶回填。3.3初期(超前)支护3.3.1超前管棚支护3.3.1.1施作护拱⑴混凝土护拱作为长管棚的导向墙，在开挖廓线以外拱部120～135°范围内施作，护拱内埋设钢

8、筋支撑，钢