大斷面黃土隧道關鍵施工技術研究

史永宏

(山西交通職業技術學院，山西 太原 030031)

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隧道工程

大斷面黃土隧道關鍵施工技術研究

史永宏

(山西交通職業技術學院，山西 太原 030031)

隧道，可以有效縮短道路里程，改善道路線形，但其投資大、施工難度大、事故發生率高、施工工期長。黃土隧道作為隧道的一種常見形式，施工中由于其具有穩定性差、濕陷性、偏壓等工程特點，施工中要求采用更高的施工技術。基于大斷面黃土隧道的施工，從黃土隧道工程特點、施工方法、施工應用等方面進行全面闡述，提出了雙側壁導坑法、CRD法、弧形導坑法三種核心施工技術。

大斷面；黃土隧道；雙側壁導坑法；CRD法

1 工程概況

某大斷面黃土隧道，隧道位于黃土地區，且該地區地形變化較大，局部覆蓋層較淺，且有較大陷穴。隧道全長2.49 km，進口里程為K192+313，出口里程為K194+803，隧道開挖斷面最大面積為151 m2。該隧道地址情況復雜，洞口有偏壓現象，黃土多為砂性黃土，穩定性差。地表植被較少，當地氣候干旱，降雨量不高，施工用水困難。

2 黃土隧道施工技術

2.1 雙側壁導坑法

(1)兩側導坑斷面應接近與橢圓形，約為整個開挖斷面的三分之一。

(2)開挖應控制進尺，采用短臺階開挖的方式，邊開挖邊支護。

(3)兩側壁導坑可超前中槽開挖，可單獨進行開挖和支護。

(4)中槽開挖后支護中，應保證拱架與兩側壁拱架結合良好，力求定位準確，保證螺栓數量和連接強度。

(5)施工中進行有效的監控量測，確定二襯與臨時支護撤換時間。

雙側壁導坑法縮小了開挖斷面，能有效控制開挖斷面的穩定性。施工中進行監控量測，及時觀察和量測洞內外變形，為施工工序的調整和進行提供依據。

2.2 CRD法

(1)原地面的觀測。

開挖前應首先對地表下沉進行觀測。原地面地表下沉直接關系到開挖的安全，如觀測不到位極可能出現塌方和冒頂事故。

(2)嚴格控制進尺。

淺埋段隧道圍巖極其不穩定，宜采用短進尺快支護的方式進行施工。

(3)盡早成環。

隧道斷面的弧形組合結構充分考慮到隧道的受力情況，而拱部、邊墻和仰拱閉合成環就形成了這樣一個封閉的結構。在整體結構閉合成環后，圍巖變形對整個拱圈產生的沉降、收斂等變形被有效控制。

(4)謹慎拆除臨時支撐。

橫撐和中隔墻是最常用的臨時支撐，它們可以在隧道沒有完全封閉成環之前對隧道圍巖進行有效的支撐，保護整體支護結構穩定。一般應根據監控量測的情況，在圍巖變形穩定或基本趨于穩定的情況下，逐段拆除掉接近已完成二次襯砌一定范圍內的臨時支撐。

2.3 弧形導坑法

(1)超前支護的調整。

施工中應根據圍巖情況進行超前支護參數的調整，如小導管間距、長度、直徑等。對局部有塌方危險部分適當加密小導管，甚至采取雙層小導管進行支護。

(2)嚴格控制上臺階進尺。

上臺階開挖時僅施作了超前支護，應在其有效保護范圍內進行開挖。另外，開挖進尺的增加也影響了圍巖的穩定性，增加了變形變位。

(3)控制整體沉落量。

在初期支護施工中，在拱腳部位加設混凝土托梁，以保證在二次施作之前，有效控制整體支護結構的沉落量。

(4)保護核心土。

核心土在施工過程中對掌子面起到支撐作用，有效控制掌子面的變形。應保證核心土的數量，不可冒進開挖，在未對弧形導坑支護的情況下過來挖出核心土。

(5)保證安全距離。

這里的安全距離主要是上臺階與仰拱的距離、上臺階與二次襯砌的距離。施工中首先考慮整體襯砌結構安全，然后從施工工序的布置上來控制安全距離。

3 結 論

施工中采用挖出部分土體的方法來平衡隧道洞口兩側的土體重量，有效地控制了偏壓。對隧道地表陷穴采用回填處理，并做好表面防水和排水。進洞前對邊仰坡進行開挖和防護，開挖成平臺，并進行噴錨防護。洞內開挖根據圍巖穩定情況選擇合理的施工方法，主要包括超前長管棚和超前小導管支護、雙側壁導坑法、CRD法、弧形導坑法、噴射混凝土鋼拱架錨桿聯合支護等超前支護、開挖、支護方法。施工中嚴格控制進尺，并采用監控量測對支護結構進行有效量測。

大斷面黃土隧道施工難度大，事故發生率高。在施工中合理選擇施工方法，可以有效控制圍巖變形、保證支護結構穩定。施工中應進行動態施工管理，根據圍巖的基本情況及時調整施工方法和施工工藝。另外，隧道施工中、施工后的質量控制與監控量測工作是保證施工質量和施工安全的關鍵。因此，先進的施工技術，是保證黃土隧道施工質量的關鍵。文章主要對大斷面黃土隧道的開挖方法進行介紹，并對其在實際施工中的應用效果進行分析，具有一定的實用性。

[1] 王曉東.大斷面黃土隧道施工關鍵技術[J].城市建設理論研究，2013，3(8):72-73.

[2] 彭剛.大斷面黃土隧道施工技術要點探討[J].山西建筑，2012，38(30):203-205.

[3] 李本，趙永明，初厚永.大斷面濕陷性黃土隧道施工技術[J].鐵道建筑技術，2007，24(1):80-83.

2016-06-28

史永宏(1975-)，男，山西太原人，實驗師，研究方向：力土水。

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1008-3383(2016)11-0127-02