大断面黄土隧道关键施工技术研究

史永宏

(山西交通职业技术学院，山西 太原 030031)



隧道工程

大断面黄土隧道关键施工技术研究

史永宏

(山西交通职业技术学院，山西 太原 030031)

隧道，可以有效缩短道路里程，改善道路线形，但其投资大、施工难度大、事故发生率高、施工工期长。黄土隧道作为隧道的一种常见形式，施工中由于其具有稳定性差、湿陷性、偏压等工程特点，施工中要求采用更高的施工技术。基于大断面黄土隧道的施工，从黄土隧道工程特点、施工方法、施工应用等方面进行全面阐述，提出了双侧壁导坑法、CRD法、弧形导坑法三种核心施工技术。

大断面；黄土隧道；双侧壁导坑法；CRD法

1 工程概况

某大断面黄土隧道，隧道位于黄土地区，且该地区地形变化较大，局部覆盖层较浅，且有较大陷穴。隧道全长2.49 km，进口里程为K192+313，出口里程为K194+803，隧道开挖断面最大面积为151 m2。该隧道地址情况复杂，洞口有偏压现象，黄土多为砂性黄土，稳定性差。地表植被较少，当地气候干旱，降雨量不高，施工用水困难。

2 黄土隧道施工技术

2.1 双侧壁导坑法

(1)两侧导坑断面应接近与椭圆形，约为整个开挖断面的三分之一。

(2)开挖应控制进尺，采用短台阶开挖的方式，边开挖边支护。

(3)两侧壁导坑可超前中槽开挖，可单独进行开挖和支护。

(4)中槽开挖后支护中，应保证拱架与两侧壁拱架结合良好，力求定位准确，保证螺栓数量和连接强度。

(5)施工中进行有效的监控量测，确定二衬与临时支护撤换时间。

双侧壁导坑法缩小了开挖断面，能有效控制开挖断面的稳定性。施工中进行监控量测，及时观察和量测洞内外变形，为施工工序的调整和进行提供依据。

2.2 CRD法

(1)原地面的观测。

开挖前应首先对地表下沉进行观测。原地面地表下沉直接关系到开挖的安全，如观测不到位极可能出现塌方和冒顶事故。

(2)严格控制进尺。

浅埋段隧道围岩极其不稳定，宜采用短进尺快支护的方式进行施工。

(3)尽早成环。

隧道断面的弧形组合结构充分考虑到隧道的受力情况，而拱部、边墙和仰拱闭合成环就形成了这样一个封闭的结构。在整体结构闭合成环后，围岩变形对整个拱圈产生的沉降、收敛等变形被有效控制。

(4)谨慎拆除临时支撑。

横撑和中隔墙是最常用的临时支撑，它们可以在隧道没有完全封闭成环之前对隧道围岩进行有效的支撑，保护整体支护结构稳定。一般应根据监控量测的情况，在围岩变形稳定或基本趋于稳定的情况下，逐段拆除掉接近已完成二次衬砌一定范围内的临时支撑。

2.3 弧形导坑法

(1)超前支护的调整。

施工中应根据围岩情况进行超前支护参数的调整，如小导管间距、长度、直径等。对局部有塌方危险部分适当加密小导管，甚至采取双层小导管进行支护。

(2)严格控制上台阶进尺。

上台阶开挖时仅施作了超前支护，应在其有效保护范围内进行开挖。另外，开挖进尺的增加也影响了围岩的稳定性，增加了变形变位。

(3)控制整体沉落量。

在初期支护施工中，在拱脚部位加设混凝土托梁，以保证在二次施作之前，有效控制整体支护结构的沉落量。

(4)保护核心土。

核心土在施工过程中对掌子面起到支撑作用，有效控制掌子面的变形。应保证核心土的数量，不可冒进开挖，在未对弧形导坑支护的情况下过来挖出核心土。

(5)保证安全距离。

这里的安全距离主要是上台阶与仰拱的距离、上台阶与二次衬砌的距离。施工中首先考虑整体衬砌结构安全，然后从施工工序的布置上来控制安全距离。

3 结 论

施工中采用挖出部分土体的方法来平衡隧道洞口两侧的土体重量，有效地控制了偏压。对隧道地表陷穴采用回填处理，并做好表面防水和排水。进洞前对边仰坡进行开挖和防护，开挖成平台，并进行喷锚防护。洞内开挖根据围岩稳定情况选择合理的施工方法，主要包括超前长管棚和超前小导管支护、双侧壁导坑法、CRD法、弧形导坑法、喷射混凝土钢拱架锚杆联合支护等超前支护、开挖、支护方法。施工中严格控制进尺，并采用监控量测对支护结构进行有效量测。

大断面黄土隧道施工难度大，事故发生率高。在施工中合理选择施工方法，可以有效控制围岩变形、保证支护结构稳定。施工中应进行动态施工管理，根据围岩的基本情况及时调整施工方法和施工工艺。另外，隧道施工中、施工后的质量控制与监控量测工作是保证施工质量和施工安全的关键。因此，先进的施工技术，是保证黄土隧道施工质量的关键。文章主要对大断面黄土隧道的开挖方法进行介绍，并对其在实际施工中的应用效果进行分析，具有一定的实用性。

[1] 王晓东.大断面黄土隧道施工关键技术[J].城市建设理论研究，2013，3(8):72-73.

[2] 彭刚.大断面黄土隧道施工技术要点探讨[J].山西建筑，2012，38(30):203-205.

[3] 李本，赵永明，初厚永.大断面湿陷性黄土隧道施工技术[J].铁道建筑技术，2007，24(1):80-83.

2016-06-28

史永宏(1975-)，男，山西太原人，实验师，研究方向：力土水。

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1008-3383(2016)11-0127-02