双线浅埋黄土隧道扣拱施工工艺

张 勇

(中铁十七局集团第四工程有限公司，重庆 400000)

1 工程概况

石楼隧道位于山西省吕梁市石楼县与隰县境内，为黄土高原丘陵地貌，地形起伏较大，隧道最大埋深约为252 m，最小埋深约为10 m。本隧道为单洞双线隧道，直线段线间距为4.0 m。隧道进口里程为DK221+415，出口里程为DK234+225，全长12 810 m。

石楼隧道DK222+015～DK222+190段(175 m)位于一冲沟浅埋地段，为淤积土和新黄土地层中，最小埋深约2 m。

2 施工方案的选择

根据施工经验，主要有以下几种施工方法:明挖法、连续墙法、盖挖法等。由于本段施工位于一狭小冲沟内，在施工中便道不畅，且埋深和断面较大，所以采用明挖法、连续墙法存在一定的条件限制。盖挖法施工主要用于分离式双线隧道，而本段为单洞双线隧道。在这里，我们结合了盖挖法、明挖法施工理论，并根据实际地形和地质情况，采用了扣拱施工方案，取得了较好的成效。

3 扣拱施工方案

扣拱施工流程见图1。

图1 扣拱施工流程

3.1 施工准备

扣拱施工前，应对需要开挖地段进行测量放线，保证隧道的中线和高程符合设计要求。同时应保证开挖地段排水通畅。

3.2 开挖

经过测量放线，对需要施工地段进行以机械开挖为主，人工开挖为辅的施工方法，首先采用挖掘机进行大体开挖，预留50 cm厚度，然后采用人工修边，开挖形状见图2，一般扣拱混凝土厚度不超过50 cm，以免由于混凝土过厚增大自重而下沉。

图2 扣拱开挖示意图

3.3 立模

经过修整后的上导弧形一般比设计大20 cm(预留沉降量)，经过测量满足要求后，进行立模，在这里我们采用了挂模施工方法，在弧形外5 cm～10 cm位置架立型钢钢架(I20a)，然后在拱架内弧进行挂模，模板可以采用定型模板、小钢模或者竹胶板等材料。同时在拱部一定范围内设置外模，扣拱模板施工示意图见图3。

图3 扣拱模板施工示意图

3.4 浇筑混凝土

立模完成后进行混凝土浇筑，浇筑混凝土的等级不低于喷射混凝土等级(一般不小于C25)，同时对混凝土振捣密实，混凝土浇筑完毕后注意对混凝土进行养护，保证混凝土后期强度。

3.5 施工注意事项

在施工中，要注意开挖长度，每次循环开挖长度控制在5 m～7 m。开挖过程中注意对原状土体进行保护，保证原状土的承压力。同时在立模之前，一定要注意校对标高和中线，保证隧道暗传的准确性。

3.6 超前支护施工

当扣拱施工临近山体时，需施作一环超前支护，一般采用大管棚超前支护(管径不小于89 mm)，超前支护范围为整个扣拱范围，长度不小于15 m。

4 隧道暗挖施工

当暗洞开挖至接近扣拱位置时，注意加强沉降观测和超前钻探，在施工至扣拱位置时，采用三台阶法开挖，在这里我们调整了部分施工方法，采用了中台阶拱架直接与扣拱拱架连接在一起的方法(见图4)，这样有以下几个好处:1)能够保证扣拱与整个初期支护、仰拱拱架连接在一起形成闭合环，有效的保证了扣拱的安全;2)大大的减少了初期支护混凝土的重量，减少了初期支护重量对土体的承压力(下台阶施工方法同中台阶施工方法)。

图4 隧道暗挖施工方法

5 扣拱拱顶回填

隧道暗洞衬砌完成后，应及时对扣拱拱部进行回填，回填采用粘土隔水层(如灰土等)(见图5)，回填深度不小于50 cm，同时做好隧道拱顶的排水措施，防止地表流水进入隧道初期支护后侵蚀初期支护。

图5 扣拱拱顶回填

6 结语

在石楼隧道DK222+015～DK222+190段施工时，我们采用了上述施工方案，仅用了20 d就施工完成该段扣拱，在隧道暗挖通过时，未出现安全、质量问题。经过与设计方案对比，采用扣拱施工方案不仅节约了施工时间，同时也大大的节约了施工成本，对今后类似地质条件下施工具有一定的借鉴作用。