第５期（总ｇ２２４期） ２Ｑ 生 月 幽 阅山西交通科技 ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ｏｆ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ ＮＯ．５ Ｏｃｔ． 双连拱黄土隧道中导洞施工技术探讨 屈爱萍 （山西交通职业技术学院，山西 太原０３００３１） 摘要：介绍了黄土双连拱隧道中导洞的施工工序，重点论述了中导洞中隔墙基底处理，以 及中导洞基底处理前后监控量测的结果分析，说明基底处理方案的合理性，同时也说明中导洞 中隔墙施工的重要性，为以后黄土隧道的施工提供参考。 关键词：双连拱；黄土；中导洞；探讨 中图分类号：Ｕ４５５ 文献标识码：Ａ 双连拱隧道工序多，技术要求高，在实际施工中 左右洞开挖与支护有着严格的施工顺序要求，这就 使得围岩应力、衬砌荷载转换都很复杂。因此本文结 合武家梁隧道的施工，对黄土地区的双连拱隧道中 导洞进行一个探讨和总结。 １工程概况 文章编号：１００６－３５２８（２０１３）０５－－００４８－－０３ ３．１工程特点 隧道长度为２２２ Ｉｎ，全部为Ｖ级围岩， Ｋ１０８＋３８８一Ｋ１０８＋４２０段，围岩以稍密一中密状粉 土为主，最大埋深３３ ｍ，开挖过程易产生变形和小 型塌方。Ｋ１０８＋４２Ｏ—Ｋ１０８＋５８Ｏ段，围岩以硬塑一坚 硬状粉质黏土为主，最大埋深４７ ｍ，开挖过程易产 生变形和小型塌方。Ｋｌ０８＋５８ Ｋ１０８＋６１０围岩以 稍密一中密状粉土为主，最大埋深２９ ｎｌ，开挖过程 易产生变形和小型塌方。 ３．２工程难点及对策 ａ）出洞条件差 出口Ｋ１０８＋６０５一Ｋ１０８＋６ｌＯ段 埋深较浅，地表覆盖厚度１４ １１１。 武家梁隧道设计采用双向四车道连拱隧道，隧 道建筑限界净宽ｌ０．２５ ｍ，净高５．０ ｉｎ。采用三心圆 曲墙式衬砌断面，设双侧检修道，隧道净空断面组合 除满足行车净空要求外，还考虑照明、消防及其他运 营管理设置所需的空间。武家梁隧道位于临县白文 镇宋家疙台村东北约ｌ ５００ １／１的黄土山梁。所在地 段地形地貌为黄土丘陵区，微地貌形态为黄土中缓 坡，岩性主要为第四系冲洪积粉土与第三系粉质黏 土。隧道的最大埋深约４０．５ ｍ，位于Ｋ１０８＋５００处， 全长２２２ ｍ，属于短隧道。隧道进口均采用端墙式洞 口。隧道进口位于直线段，出口位于缓和曲线上，纵 断面设置为一０．５％的坡度。 ２施工原则 对策：做好进洞前的地质调查工作，洞口顶部防 排水设施、边仰坡，同时做好管棚、超前支护。加强开 挖后对隧道拱顶沉降、周边位移收敛的量测工作。 ｂ）隧道全部为Ｖ级围岩，为纯黄土隧道，且设计 为双连拱。 对策：施工过程中控制施工用水，尽量保护好围 岩的原有结构。开挖方式上必须遵循“短进尺、强支 护”的原则。特别要高度重视中隔墙施工的质量。 ４施工方案 隧道施工按照新奥法原理进行设计，采用复合 式衬砌，即初期支护以喷、锚、网及钢架为主，二衬根 据围岩级别不同分别采用钢筋混凝土或素混凝土衬 砌。在充分分析和调查实际现场的地质情况后，施工 中遵循“管超前，严注浆，短开挖，强支护，勤量测，早 封闭”的基本原则。 ３工程特点、难点及对策 在进洞前先对洞口的排水系统按照设计及实际 地形进行施工，防止雨水对坡面及洞门冲刷的危害。 武家梁隧道总体施工方案为先做好洞口防护和 洞顶截水工程、套拱及大管棚预注浆，然后开挖明洞 至暗洞里程，先开始施作中导洞开挖支护，待中导洞 贯通初支施工结束后开始浇筑中隔墙基础和绑扎中 收稿日期：２０１２—１２—２０；修回日期：２０１３—０５—２０ 作者简介：屈爱萍（１９７４一 ），女，山西偏关人，工程师，大学本科，２００２年毕业于长安大学土木工程专业。 ２０１３年第５期 屈爱萍：双连拱黄土隧道中导洞施工技术探讨 ・４９・ 隔墙钢筋，然后浇筑中隔墙混凝土，中隔墙浇筑完毕 后再开始左右正洞错开施工，纵向错开间距大于 ３０ ＩＴＩ。必须安排两套的机具和人员，采用平行 制了局部的塌落掉块。拱架与开挖轮廓之间所有间 隙用Ｃ２５喷射混凝土充填密实，喷射顺序为先喷拱架 与轮廓之间隙，再喷拱架周围，然后再喷拱架之间。 ｂ）武家梁隧道超前支护采用＋４２×４ ｍｍ超前小 钢管，Ｌ＝４５０＠＝４０×３００，Ｚ＝１０￣，超前小导管需要用 Ｍ３０水泥砂浆紧密充填，增强钢管的刚度和强度。 ４．３中隔墙基底处理 ４．３．１试验检测 流水作业和交叉作业相结合。 ４．１导洞洞口开挖 Ｖ类围岩中导洞开挖采用环状开挖预留核心土 的方式进行。 其工艺流程如下：拱部施作超前小导管一中导 洞拱部环状开挖留核心土，上坑道初支一下导坑错 在中导洞贯通后在施工中隔墙时，首先对中隔 开，错开距离最少５ ｎｌ，开挖每进尺５ ｍ，挖掉核心 土２ ｍ，始终保持有３ ｍ的核心土。 ４．１．１ Ｖ级上部环向开挖 采用人工开挖，遇有岩块或孤石，辅以电镐或风 镐作业，中部预留核心土高度为从拱顶下２ Ｉ／１，底宽 ３．５ ｍ。开挖前，先放样开挖轮廓线，考虑到设计预留 沉降量１５ ｃｍ，及模筑衬砌台车扩大量５ ｃｍ，开挖轮 廓线半径放样后延开挖轮廓线喷油漆作识，开挖后， 随即进行拱部初期支护施工。 核心土体开挖：当中导洞环向土体开挖每循环 进尺控制在１．０—１．５ Ｉｎ，纵向进尺达到５～６ ｍ时， 着手进行核心土开挖，核心土开挖采用挖掘机进行 施工，每循环保持核心土体长度３ ｉｌｌ，上导坑纵向总 长５～６ ｎｌ，进行下部开挖。 ４．１．２下部土体开挖 采用人工辅助挖掘机进行开挖施工，挖掘机开 挖边墙后，周边预留２０～３０ ｃｍ厚的土体，然后人工 开挖修整。 仰拱部位开挖应根据实际情况采用整幅开挖或 半幅开挖，开挖前为防止边墙内挤，视具体情况每 １．２～２．０ ｍ加横撑顶紧两侧墙脚，并进行跳槽开挖。 开挖仰拱时，严格控制底部标高，避免超欠挖，仰拱 开挖后，注意开挖排水沟沟槽，及时施作下部初期支 护，力争早形成封闭环，以确保施工安全。 ４．２中导洞初期支护 ａ）武家梁隧道初期支护由Ｉ１６工字钢，间距Ｖ 级围岩１００ ｅｍ；钢筋网片及药卷锚杆、Ｃ２５早强混 凝土厚度２０ ｃｍ组成。在进洞初期考虑到Ｖ级围岩 土体自稳性较差，容易发生塌方等危害，在实际施工 时拱架的锁脚锚杆由直径２２ ｍｍ的二级钢筋变更 为两根直径为４２ ｍｉｌｌ，壁厚为４ ｍｍ的小导管，这样 可以增加拱架的受力，降低拱顶沉降量。同时拱架间 距由于在实际施工中洞口的埋深浅，在实际开挖后 通过拱顶监控量测沉降量每天约３ ｍｍ，并伴随局部 土块时有塌落，为保证隧道安全，通过设计代表实地 勘测后对围岩做出调整，实际施工Ｖ级围岩段落调 整为间距７５ Ｃ１＂１１，这样在调整开挖支护后隧道明显控 墙基础进行了试验检测，检测按照洞口段５０ ｍ，每 ５ ｍ一个测点，洞身段每１０ ｉｎ一个测点，用轻型触 探法对基底地基承载力进行了检测。 通过对中隔墙基底进行的试验检测，地基承载 力不能够达到设计值１８０ ｋＰａ的要求，且在Ｋ１０８＋ ４００－－－Ｋ１０８＋４６８段基底含水量较大，地质情况属于 粉质黏土，含水量最大值达到２１．２％，危害较大。经 过与业主、设计、监理三方协调，最后确定要对基底 进行换填处理。 ４．３．２中隔墙基础处理方案 武家梁隧道为土质连拱隧道，经现场挖探，中隔 墙基底测得地基承载力小于１８０ ｋＰａ，经过研究最后 征得设计代表同意对原设计进行了地基加强处理。 ａ）方案１换填中隔墙基底以下１．５ ｍ深，基底 宽４．７ １１＂１，其中从下往上１．０ ｍ Ｃ１５片石混凝土， ０．５ ｍ Ｃ２５混凝土，并在施工时布设 ４２ ｘ ４ ｍｍ小 钢管，Ｌ＝２５０ ｃｍ，间距８０ ｃｍ×８０ ｃｍ，梅花形布设， 片石混凝土及 ４２钢管施工完成后及时施作 ５０ ＣＩＴＩ素混凝土回填。 ｂ）方案２换填２．０ ｍ深的石渣，其中从下往上 １．５ Ｉｎ是石渣，０．５ ｍ采用Ｃ２５混凝土，石碴需要分 ３次压实。该方案在实际施工时由于要对基底开挖 回填石碴后进行压实，基坑外露时间长，压实石碴时 对围岩扰动大，经过对洞身Ｋ１０８＋５１５一Ｋ１０８＋５１８ 段３ ｍ的基底施工处理试验，中导洞初期支护出现 沿拱架的环向裂缝。 虽然从经济上方案２优于方案ｌ，但在实际施 工时对基坑的外露时间、围岩的扰动上明显方案１ 优于方案２。最后经过实际论证并考虑到施工期等 综合因素的影响按照方案ｌ施工。 ４．３．３施工后对洞体的监控量测 在实际施工中对基底处理了５０ Ｉ＂Ｉ１对中导洞的 监控量测显示，方案１是合理的。武家梁隧道围岩以 Ｖ级围岩为主，工程性质较差，监控量测主要以拱顶 下沉、周边位移收敛为主。拱顶下沉采用苏州一光生 产的ＤＳ０５精密水准仪，仪器精度０．１ ｍｍ；隧道周边 收敛量测采用ＪＳＳ３０Ａ型数显收敛计，仪器精度
