盖挖法在大断面黄土隧道中的应用

刘新元

（甘肃路桥建设集团有限公司，甘肃 兰州730030）

0 前言

近年来随着国家不断加大西北地区高速公路建设投资力度，在甘肃这一黄土山峦的密集地区，修建了大量的黄土隧道。通过这些黄土隧道的的施工，取得宝贵现场数据，积累的丰富的经验，锻炼了一批拥有实战经验的团队。随着建设不断推进，新的项目不断的开始,新项目施工地形越来越复杂，工程施工难度不断超越。由于工程结构的要求和地限制，为了圆满的完成施工任务，全体施工人员齐心协力，在施工中尝试运用了许多公路建设中不常用到的施工方法，收到了的意想不到的效果。下面我就盖挖法在大断面黄土隧道中的应用做以介绍。墙，右侧墙施工直接落底，每次开挖支护循环进尺2-3米，挖机开挖后人工配合整修，拱架安装后组装模板及时浇筑砼。注意砼浇筑时人工振捣密实，砼收面与拱架连接钢板要高于砼面10-20cm，便于下一步拱盖拱架安装时连接处的施工操作。侧墙浇筑完毕后及时回填基坑，以便于后续拱盖施工。

1 工程信息

兰秦快速路付家窑2#隧道为三车道黄土隧道，总长1256m（单洞）左线长712m右线长540m，隧道开挖断面达到170m2，隧道穿行黄土山梁，地势东北高西南低，地形破碎，沟壑纵横，冲沟发育。其中隧道右线进口端选线位置夹于两山之中位于冲沟底部，左侧山势陡峭山坡坡度在20-40°。山体均为上更新统风积黄土，土质松散，自稳性差。YK1标高+860-830端地面YK1+860-845原地面标高侵入隧道设计断面0-6m。YK1+845-860段隧道右侧拱顶覆盖层厚度0-1.5，且土质松散，自稳性极差。综合现场地形，右线进口进洞段主要存在露顶、浅埋、易滑坡坍塌、左侧山体偏压施工安全隐患，右线进口首先考虑采用明挖法施工，但经过测量，YK1+860-830段右侧山体陡峭山坡坡度约为1：0.8。坡顶开挖开口线距离路面设计标高56m，山体表皮2-3m土质松散。进行如此大面积的开挖极易引起大面积的滑塌。为了安全并且高效经济的的完成施工任务。经研究决定将YK1+860-830段掘进及初次衬砌施工方案改为盖挖法。

图1 导向墙

2 施工方案

为了施工的安全，决定对YK1+860-830段山体使用108mm直径8mm厚钢管经行超前加固。为了保证管棚施工的精确性在YK1+860-858初期支护外2m导向墙，导向墙厚85cm采用20a工字钢骨架，浇筑C30砼。导向墙拱脚设1.5×2×1m扩大脚。预埋120mm直径5mm厚导向管，导向管角度外倾1.5°防止超前钢管施工时倾入隧道施工断面内。根据地形右侧导向管自拱脚标高起1m处开始布置，中心间距35cm共设置6道。左侧导向管自拱脚标高起1m处开始布置，中心间距35cm共设置23道。超前管棚长30米，内设三根20mm钢筋笼，用来加强管棚。设计注水泥浆液（添加5%水玻璃），水灰比1:1，注浆压力初压0.5-1MPa、终压2.0MPa注浆盖挖段侧墙无弧度，高3.3米设计采用WH175型型钢拱架，拱架间距50cm，环向1m设置22mm链接钢筋，连接钢筋和拱架牢固焊接。侧墙采用80cm厚C30模筑砼。拱盖采用WH175型型钢拱架，拱架依照设计尺寸、弧度用冷弯机加工制成。拱架每段两端焊接预先成孔的10mm厚200×200mmA3钢板，段与段连接采用M20×70高强螺栓。拱架间距50cm，环向每1m设置22mm链接钢筋1道，连接钢筋与拱架牢固焊接，拱盖拱脚处每榀拱架设置2根5m长60mm锁脚锚管，拱盖用80cm厚C30模筑砼浇筑。待盖挖法初次衬砌全部完成后及时的施做80cm厚钢筋砼C30仰拱和50cm厚二衬。待二衬封闭具备强度后在拱盖顶回填土压实。

3 施工方法

由于施工现场地处冲沟内，首先施做了临时排水系统。在YK1+858导向墙以下预留了核心土，在保持掌子面稳定的同时，方便了导向墙砼的模板安装砼浇筑，为钻机开孔，管棚的顶管提供了作业平台。

管棚施工结束后，马上开始盖挖法施工初次衬砌。首先施工右侧

图2 右侧墙施工

图3 拱盖施工

右侧墙施工完成后，即开挖上部土体施工弧形拱盖，为了施工安全，拱盖施工循环进尺控制在0.5-1m，开挖时利用挖掘机主要开挖，人工配合整修的方式。支护采用人工支护台架作为安装拱架和施做锁脚锚杆的平台。主拱拱架安装完成后，利用I18拱架提供拱盖地模板的支撑和加固。拱盖浇筑时左右对称浇筑。

在拱盖完成8-10m开始施工左侧侧墙。左侧墙施工时跳槽开挖，同时严格控制每循环开挖进尺，3-4榀为宜。力求做到“短开挖，快支护”。浇筑砼时，侧墙和拱盖拱脚结合位于，模筑砼浇筑时容易形成空腔，应该提前预留注浆管，或者拆模后及时用喷射砼天填补空腔。

拱盖和侧墙砼达到设计值后马上施做了仰拱及二衬，及时的对拱盖顶进行了回填。

4 施工心得

通过盖挖法的成功应用使得付家窑2#隧道右线进口YK1+860-830段安全顺利的施工，最大限度的地减少了对山体的大开挖。通过后期的监控量测，拱盖的变形，山体位移和地表沉降得到很好地控制。分部作业同时提供了多个工作面加快了施工进度。盖挖法在付家窑2#隧道右线进口的成功应用，解决了浅埋、偏压、高边坡、拱顶镂空等施工难题。为以后的施工打开了思想，积累了经验。