[12-11 17:00:46] 来源：http://www.tmgc8.com 隧道工程 阅读：3489次
我国中西部施工的郑西线、石太线等铁路客运专线中，有很多大断面黄土隧道且多数为湿陷性黄土隧道，由于水对黄土的物理力学特性影响极为明显，会使土体软化，承载力降低，拱顶沉降及周边收敛量变大，局部还会坍塌，造成支护体系破坏，从而威胁着施工人员安全和结构物安全，进而影响工程施工质量。在这样的地质条件下施工不但会增加隧道防排水的难度，而且也增加了施工难度。
现结合阳曲1号隧道湿陷性黄土偏压、浅埋段施工情况，就如何在该地段选择合理的开挖方法，并采用多种新技术措施控制隧道支护变形，同时在混凝土结构物施工过程中如何保证防排水施工效果、组织各种资源快速高效施工从而确保工期等方面的具体做法作一介绍。
一、工程简介
阳曲1号隧道进口段左、右线里程分别为ZK93+870～ZK96+600和YK93+857～YK96+600，全长左、右线分别为2730m和2743m；其中左线Ⅴ级920m，Ⅳ级460m，Ⅲ级1170m，Ⅴ级加宽40m，Ⅳ级加宽80m，Ⅲ级加宽40m；右线Ⅴ级938m，Ⅳ级409.15m，Ⅲ级1220.85m，Ⅴ级加宽40m，Ⅳ级加宽80m，Ⅲ级加宽40m；隧道最大埋深149.6m，隧址区最高海拔约1470m，位于隧道所在的山体之上，最低海拔位于隧道出口，高程在1160m，隧道所在山体基岩裸露，山体浑圆，相对高差310m，为岩溶中低山区。
二、水文地质
隧道围岩以第四系中更新统离石组、上更新统马兰组黄土为主；离石组黄土以棕黄色粉质粘土为主，局部夹薄层钙质结核层及砾卵石透镜体；马兰组黄土以褐黄色粉质粘土为主，主要分布于隧道进口，局部夹砾卵石透镜体；本期地质灾害主要表现为隧道进口马兰组黄土及次生黄土的湿陷性及局部赋存的上层滞水；水文地质为松散岩类孔隙水。
三、工艺背景
由于阳曲1号隧道进口段（K93+857～K95+070）为湿陷性黄土段，开挖断面跨度为1713cm～1987cm，开挖断面较大，设计为双侧壁导坑法开挖支护。按理论施工工序转换，Ⅴ级湿陷性黄土段开挖进尺为50m/月，合计工期为24.26个月，无法满足业主提出的19个月工期要求。
根据设计图纸及现场地表实测综合判定隧道线路埋深，结合前期阳曲1号隧道进口湿陷性黄土浅埋、偏压段的施工经验总结，多次邀请国内知名专家、学者对隧道开挖方法进行评审、论证。为了保证施工安全和满足施工工期，对隧道浅埋、偏压段落改变施工工艺，采用盖挖法施工。
四、盖挖法施工工艺浅析
1.盖挖挖方及边坡防护
测量放样→设置边坡隔离带→修筑临时截水天沟→开挖边坡→边坡防护→布设高边坡监控量测点。
2.具体做法：
路堑边坡：开挖边坡坡率为1:0.5，当边坡高度小于等于10米时不设平台，一坡到顶；当边坡高度大于10米小于等于32米时，每8米高度设2米宽平台一处，当边坡高度大于32米时，土质路堑边坡沿高度方向每隔16米平台宽度由2米变为4米。拱脚每处外侧加宽0.5米。边坡开挖到位后，及时清理边仰坡面松石及虚土，为了确保边坡的稳定，对边坡进行锚喷支护。清除完边仰坡上松石及虚土后，初喷一层C25混凝土。在初喷混凝土完成后，搭设钻孔平台，钻设锚杆孔，锚杆间距为100×100cm梅花形布置，锚杆长3.5m，采用φ25螺纹钢筋。在锚杆安装完成后挂设φ8钢筋网片，钢格尺寸为20cm×20cm。钢筋网片焊接在锚杆上面，并紧贴岩壁，网片之间搭接不小于一个网格，铺设前要先除锈，钢筋网在初喷混凝土后挂设，使其与混凝土形成一体，要随初喷混凝土面起伏铺设，与初喷面间隙一般不超过3cm，钢筋网应与锚杆焊接牢固，保证在喷射混凝土时钢筋网不晃动、不外露，若有脱落的石块或混凝土块被钢筋网卡住时及时清除。喷射C25混凝土在锚杆及钢筋网施做完成后，并报现场技术主管、监理工程师检查合格后才能开始作业，喷射厚度为10cm。
3.初期支护（1）施工工序：
预留核心土法开挖拱脚→测量放样→立钢拱架→喷混凝土。（2）施工方法：
①开挖：隧道明挖采用机械分步开挖作业（具体开挖顺序如图），开挖采取自上而下，分层开挖，自卸汽车出碴。
②立架：采用预留核心土法开挖至拱脚后，经精侧队放样后，开始架设拱部钢架，拱架底部垫水泥预制块或钢板，严禁拱脚回填松散土或拱架悬空。
③埋设锁脚锚杆：钢拱架安装后每拱脚处按45°斜向下布设4根，长度L=4.5米，φ25中空注浆锁脚。www.tmgc8.com
④喷射砼支护采用挂φ8双层网片喷锚支护，喷砼施工时采用在钢拱架下侧挂模板法施工并养护，喷锚过程中注意拱脚处喷填密实，拱脚外侧0.5米范围内宜采用喷射混凝土回填。
⑤下台阶施工：拱部超前施工后应及时开展下台阶施工，下台阶开挖过程中应严格控制循环进尺长度每次开挖步长不得大于2榀拱架，且左右侧应错开施工；适时监控测量，及时反馈施工，为正确采用、修改开挖和支护参数提供依据，以确保施工安全和施工质量。
4.仰拱、二次衬砌
隧道浅埋、偏压段，二次衬砌在隧道仰拱施作15m后进行，宜采用半幅施工，每循环施工长度控制在4米以内，仰拱施工应紧跟掌子面，为便于施工，采用栈桥方式跨越。衬砌采用9m全断面整体液压衬砌台车，砼由自动计量拌合站拌合，砼运输罐车运输，砼输送泵泵送入模灌筑，二次衬砌全断面一次施作，要求二衬与初期支护紧跟，Ⅴ级围岩与掌子面距离不大于35米。
5.明挖回填
隧道二次衬砌施工后应及时进行明挖部分的回填工作，高边坡不宜长时间外露，以确保边坡的安全和稳定性。
明挖回填在二次衬砌混凝土强度达到设计强度后进行，墙背拱脚处采用浆砌片石回填；上层回填部分采用夯实土分层压实回填，侧墙回填应两侧对称进行，拱部回填应两侧对称分层夯实，每层厚度不大于0.3m，两侧回填土面的高差不大于0.5m。回填至与拱顶齐平后，再分层满铺填筑至设计高度。采用机械回填时，应在人工夯填超过拱顶1.0m以上后进行；表层回填土采用50cm粘土层和50cm种植土回填。拱背回填粘土隔水层时，隔水层应与地表搭接良好，封闭紧密，防止地表水下渗影响回填体的稳定。
五、结束语
由于隧道浅埋、偏压段处于新黄土浅埋地层中，主要是粉性土组成，土体摩擦角较小，土体含水率较高，春季施工将遇到春融期，土体自身强度大大减弱，致使土体自稳性极差，极易造成施工过程中发生冒顶、坍塌以及拱顶沉降现象；因此，我单位在施工工程中动态控制，结合隧道埋深、地质等因素综合分析，在浅埋、偏压段落采用盖挖法施工，不但成功解决了上述难题，而且加快了施工进度，提高了工程质量。
