淺談黃土隧道施工

張學卿，任子偉

（1.太原路橋建設有限公司第二工程公司，山西 太原 030006；2.陽五高速投資管理公司，山西 陽泉 045000）

隧道施工安全在我國鐵路建設施工中極其重要，有效控制隧道施工安全對隧道風險評估和管理工作起著重要的作用。作者通過多年的隧道施工經驗及鄭西、武廣高速鐵路隧道施工成果，談論了對黃土隧道施工的安全控制及隧道施工中的成果、創新。

1 大斷面黃土隧道開挖工法

隧道開挖方法的選擇在我國長期的工程實踐中，已形成一套相當成熟的施工工法。對于軟弱圍巖隧道的開挖方法，設計院絕大多數從設計及安全角度出發均為CRD開挖工法。但由于CRD開挖工法在隧道施工中，可操作性較差、施工工藝復雜及施工周期長等，對于大斷面黃土隧道施工安全具有極大的挑戰性。結合作者長期隧道施工經驗以及在單位的大力支持下，對大斷面黃土隧道開挖試行三臺階七步開挖法。經過鄭西高鐵黃土隧道開挖試行，三臺階七步開挖法取得了不俗的成績。與CRD開挖法相比，可操作性強、施工工藝相對簡單、施工周期短且能夠保證隧道施工安全。因此，鐵道部在鄭西線順利峻工通車后，將三臺階七步開挖法列入了軟弱圍巖隧道部頒施工指南，為我國大斷面黃土隧道施工開辟了先河。

2 大斷面黃土隧道初期支護安全控制

（1）在多年來的隧道施工中，軟弱圍巖（V級）初期支護大多設計的系統錨桿（藥卷式）起不到錨固作用。土質V級圍巖整體性極差，施作垂直于巖面的系統錨桿不僅抗拔強度達不到要求，而且對整體圍巖加固無任何作用。隨著隧道施工工法的不斷創新，軟弱圍巖設計的系統錨桿采用了中空注漿錨桿。但根據長期隧道施工總結得出：中空注漿錨桿在實際操作中發揮不出設計及理論上的作用，比起藥卷式錨桿略有優勢。

（2）大斷面黃土隧道的施工，作者對土質V級圍巖初期支護的系統錨桿采用超前小導管配合中空注漿錨桿代替。小導管代替錨桿有明顯的優勢：對整體巖面進行注漿加固，能夠提高圍巖的整體性，能夠使中空錨桿達到設計抗拔強度；有效控制了不良地質情況下隧道的局部塌方現象，避免了在隧道開挖埋深厚度較小的情況下發生冒頂現象，從而保證了隧道施工安全。

（3）優化鎖腳錨桿與鋼架的連接方式。常規設計的鎖腳錨桿與鋼架的連接，要求尾部加設錨墊板并與鋼架進行焊接。經長期隧道施工實踐，作者對鎖腳錨桿與鋼架的連接采用除設計尾部加設錨墊板外，并對鎖腳錨桿尾部做成180°彎鉤，然后再與鋼架進行焊接。與設計施工方法相比：常規設計的鎖腳錨桿與鋼架的連接方法，在實踐施工中鎖腳錨桿與鋼架的焊接很難做到100%合格，無法保證隧道施工安全；而優化后的方案，在實踐施工中明顯提高了鎖腳錨桿與鋼架連接的牢固性，大大保證了隧道施工的安全性。

3 大斷面黃土隧道防水施工安全控制

（1）隧道防水層的施工質量對于有水隧道起到致命性的作用，一旦防水層施工質量存在缺陷，將形成“洞外下大雨、洞內下小雨”的現象。尤其是到冬季來臨時，隧道內拱頂受天氣影響會形成達幾米高的冰棱，并對行車安全存在重大安全隱患。黃土隧道在我國大部分為濕陷性黃土地質，隧道防水層施工質量的好壞直接影響隧道整體施工的成敗。

（2）在大斷面黃土隧道防水層施工時，首先對防水材料進行選定，盡量選擇分離式防水卷材。分離式防水材料與傳統的復合式防水材料相比，關鍵在于防水層鋪設時分離式防水材料不易受損傷。其次是控制防水材料的下料尺寸，應根據斷面尺寸計算出一環防水層的長度及松弛系數。在現場施工下料時，嚴格按計算長度下料，避免在防水層鋪設時，出現防水層間環向的橫接縫。在多年隧道施工實踐中得出：在隧道二次襯砌施工結束后，隧道滲漏水往往是由于防水層間橫接縫焊接質量存在缺陷而導致。

（3）應對隧道仰拱填充的防水按二次襯砌防水層施工工法進行處理。長期以來，多數有水隧道在后期運營時發現仰拱施工縫處發生滲漏水現象，主要原因在于，隧道在防水設計時防水層的鋪設只到水溝底的位置，即使防水層的施工質量無任何缺陷，二次襯砌不存在滲漏水現象，但還是避免不了仰拱施工縫之間的滲漏水。

雖然近年來隧道設計在仰拱施工縫間加設了中埋式止水帶及遇水膨脹止水條，但由于現場施工對止水帶及止水條的定位操作性極差，及受混凝土澆注時沖擊力的影響，在每環仰拱間加設的中埋式止水帶及遇水膨脹止水條達不到預期的效果。因此，在黃土隧道防水處理時應將仰拱防水處理采用同二次襯砌的防水處理方案。即在仰拱填充之間鋪設防水材料，在填充頂面拱墻位置預留與二次襯砌防水層的焊接長度，此方案可有效避免隧道抑拱施工縫間的滲漏水現象。

4 總結

文章簡單介紹了大斷面黃土隧道施工環節的開挖工法、初期支護及防水處理。通過對傳統施工工藝的優化、創新，不但減少了隧道施工遺留的質量缺陷，而且大幅度提高了隧道施工的安全性。三臺階七步開挖法為我國濕陷性黃土隧道開挖填補了空白；軟弱圍巖系統錨桿的優化及創新，為隧道施工提高了安全性；隧道防水層的處理、仰拱位置的防水工藝，為隧道施工減少了種種安全隱患。

相信在以后的施工實踐中，還會陸續有更加經濟、可靠、安全的施工工法，只有不斷地優化、不斷地創新，才能提高我國軟弱圍巖隧道施工的安全，才能為國家建設譜寫新的篇章。