雙線淺埋黃土隧道扣拱施工工藝

張 勇

(中鐵十七局集團第四工程有限公司，重慶 400000)

1 工程概況

石樓隧道位于山西省呂梁市石樓縣與隰縣境內，為黃土高原丘陵地貌，地形起伏較大，隧道最大埋深約為252 m，最小埋深約為10 m。本隧道為單洞雙線隧道，直線段線間距為4.0 m。隧道進口里程為DK221+415，出口里程為DK234+225，全長12 810 m。

石樓隧道DK222+015～DK222+190段(175 m)位于一沖溝淺埋地段，為淤積土和新黃土地層中，最小埋深約2 m。

2 施工方案的選擇

根據施工經驗，主要有以下幾種施工方法:明挖法、連續墻法、蓋挖法等。由于本段施工位于一狹小沖溝內，在施工中便道不暢，且埋深和斷面較大，所以采用明挖法、連續墻法存在一定的條件限制。蓋挖法施工主要用于分離式雙線隧道，而本段為單洞雙線隧道。在這里，我們結合了蓋挖法、明挖法施工理論，并根據實際地形和地質情況，采用了扣拱施工方案，取得了較好的成效。

3 扣拱施工方案

扣拱施工流程見圖1。

圖1 扣拱施工流程

3.1 施工準備

扣拱施工前，應對需要開挖地段進行測量放線，保證隧道的中線和高程符合設計要求。同時應保證開挖地段排水通暢。

3.2 開挖

經過測量放線，對需要施工地段進行以機械開挖為主，人工開挖為輔的施工方法，首先采用挖掘機進行大體開挖，預留50 cm厚度，然后采用人工修邊，開挖形狀見圖2，一般扣拱混凝土厚度不超過50 cm，以免由于混凝土過厚增大自重而下沉。

圖2 扣拱開挖示意圖

3.3 立模

經過修整后的上導弧形一般比設計大20 cm(預留沉降量)，經過測量滿足要求后，進行立模，在這里我們采用了掛模施工方法，在弧形外5 cm～10 cm位置架立型鋼鋼架(I20a)，然后在拱架內弧進行掛模，模板可以采用定型模板、小鋼模或者竹膠板等材料。同時在拱部一定范圍內設置外模，扣拱模板施工示意圖見圖3。

圖3 扣拱模板施工示意圖

3.4 澆筑混凝土

立模完成后進行混凝土澆筑，澆筑混凝土的等級不低于噴射混凝土等級(一般不小于C25)，同時對混凝土振搗密實，混凝土澆筑完畢后注意對混凝土進行養護，保證混凝土后期強度。

3.5 施工注意事項

在施工中，要注意開挖長度，每次循環開挖長度控制在5 m～7 m。開挖過程中注意對原狀土體進行保護，保證原狀土的承壓力。同時在立模之前，一定要注意校對標高和中線，保證隧道暗傳的準確性。

3.6 超前支護施工

當扣拱施工臨近山體時，需施作一環超前支護，一般采用大管棚超前支護(管徑不小于89 mm)，超前支護范圍為整個扣拱范圍，長度不小于15 m。

4 隧道暗挖施工

當暗洞開挖至接近扣拱位置時，注意加強沉降觀測和超前鉆探，在施工至扣拱位置時，采用三臺階法開挖，在這里我們調整了部分施工方法，采用了中臺階拱架直接與扣拱拱架連接在一起的方法(見圖4)，這樣有以下幾個好處:1)能夠保證扣拱與整個初期支護、仰拱拱架連接在一起形成閉合環，有效的保證了扣拱的安全;2)大大的減少了初期支護混凝土的重量，減少了初期支護重量對土體的承壓力(下臺階施工方法同中臺階施工方法)。

圖4 隧道暗挖施工方法

5 扣拱拱頂回填

隧道暗洞襯砌完成后，應及時對扣拱拱部進行回填，回填采用粘土隔水層(如灰土等)(見圖5)，回填深度不小于50 cm，同時做好隧道拱頂的排水措施，防止地表流水進入隧道初期支護后侵蝕初期支護。

圖5 扣拱拱頂回填

6 結語

在石樓隧道DK222+015～DK222+190段施工時，我們采用了上述施工方案，僅用了20 d就施工完成該段扣拱，在隧道暗挖通過時，未出現安全、質量問題。經過與設計方案對比，采用扣拱施工方案不僅節約了施工時間，同時也大大的節約了施工成本，對今后類似地質條件下施工具有一定的借鑒作用。