黃土隧道軟弱土層(新黃土地段)施工工法

任洪勇  張玉洪  孫小平

(中鐵十九局集團五公司  西安)

1、前言

    黃土隧道是我國西北地區(qū)較為普遍的土質(zhì)隧道，土質(zhì)多為濕陷性軟弱土(新黃土)，土質(zhì)軟塑、脆弱，施工方法不同于石質(zhì)隧道施工，如不采取較為安全、可靠的施工方法，極易出現(xiàn)塌方、掉拱等事故，影響施工工期和造成一定的經(jīng)濟損失。我們通過神延鐵路W8標段馬家岔和折家坪兩座黃土隧道的施工，根據(jù)實際施工經(jīng)驗總結(jié)了此工法，以供同類施工條件的隧道施工提供借鑒和參考。

2、工法特點

    此工法簡單易行、經(jīng)濟實用，有效的解決了黃土隧道施工軟弱地層段易塌方及工程質(zhì)量難以保證的難題，確保了施工安全。

3、適用范圍

    本工法適用于我國西北黃土隧道濕陷性軟弱土層(新黃土層)施工。

4、工藝原理

    本施工方法利用新奧法施工原理，在充分利用圍巖土體自身承載能力的前提下，做好隧道襯砌前的施工支護，施工堅持“短進尺、強支護、勤量測、早成環(huán)”的施工原則，同時通過觀測圍巖的變形，為施工提供準確的施工依據(jù)。

5、主要施工機具及材料

6、施工工藝及施工要點

    6.1施工工藝(參見圖一)

    采用正臺階法施工，上半斷面留核心土穩(wěn)定掌子面，每循環(huán)進尺0．5～1．0m。開挖采用人工風鎬開挖，自卸汽車出渣；襯砌砼采用簡易襯砌臺車或立拱架模注砼。

    6.2施工工藝流程(見圖二)

    (1)施工準備。

    (2)開挖前，打入超前的拱部錨桿。

    (3)采用風鎬開挖(留核心土)，每開挖l米架設(shè)1—2榀型鋼拱架(土質(zhì)特別軟弱地段加密)。

    (4)上斷面開挖完成后及時施做初期支護(開挖完后，在周邊側(cè)壁開挖面進行掛鋼筋網(wǎng)錨噴，先打入錨桿，然后在兩榀拱架間進行網(wǎng)噴砼作業(yè)。網(wǎng)噴砼時注意：噴射混凝土分兩次施作，中間按設(shè)計鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片，保證鋼筋網(wǎng)片有足夠保護層確保網(wǎng)噴砼質(zhì)量；鋼筋網(wǎng)片連接采用焊接，為確保網(wǎng)片牢固、密貼平順，在兩榀型鋼拱架間設(shè)縱向連接鋼筋)。

    (5)出碴(去除核心土)

    (6)下段面開挖、支護的施工順序與上段面相同。

    (7)施工支護完成后及時進行仰拱封底。

    (8)土體變形量測。

    (9)襯砌砼施工(襯砌端面與開挖面之間距離視土體軟弱狀況和根據(jù)土體變形量測情況而定，一般情況下保持在3～5m的距離)。

7、施工質(zhì)量控制

    7.1開挖前，組織專業(yè)測量人員對控制導線網(wǎng)和施工樁點進行認真量測和校核，確保開挖的中線、水平、高程準確，拱頂按施工實際經(jīng)驗留置沉降量。

    7.2嚴格控制噴射砼厚度、錨桿方向、長度、抗拔力，確保其質(zhì)量符合設(shè)計和施工規(guī)范要求。

    7.3噴射砼前，應(yīng)認真檢查、復核開挖斷面尺寸，清除雜物和松動土體，埋設(shè)短鋼筋，以標識噴射砼的厚度，用高壓風清理受噴面，噴射時分段、分片、自下而上。

    7.4嚴格規(guī)范選用砼材料，確保砼澆筑質(zhì)量，砼運輸過程中不發(fā)生離析、漏漿、嚴重泌水及塌落度過大等現(xiàn)象，灌注砼要連續(xù)進行。

    7.5開挖后如遇土體坍落，要及時的進行臨時支護，根據(jù)量測數(shù)據(jù)施作砼襯砌。

    7.6對初期支護完成部分要堅持不問斷的變形量測(高程、位移)，根據(jù)量測結(jié)果確定最佳的襯砌時間。

    7.7模注砼時要嚴格按分層澆筑的方法進行，分層厚度不超過規(guī)定值，且振搗密實，砼自由傾落高度不超過2m。

    7.8嚴格執(zhí)行工程監(jiān)理制度，實行三級復核制，合格后及時通知監(jiān)理工程師檢查簽認，隱蔽工程經(jīng)監(jiān)理工程師簽認后方可隱蔽。

8、勞動力組織

9、安全措施

    9.1對全員進行安全教育，提高全員安全防護意識。

    9.2特種作業(yè)人員必須持證上崗。

    9.3嚴格落實安全教育、檢查、整改制度．確保安全施工。

    9.4堅決制止違章操作和違章指揮的行為發(fā)生。

10、效益分析

    10.1該工法安全、可靠，簡單易行，有效地解決了黃土隧道軟弱土層施工安全、工期難以保證的難題。

    10.2該工法較為經(jīng)濟實用，節(jié)約了施工成本。

11、工程實例

    神延鐵路w8標段馬家岔和折家坪兩座黃土隧道，l類新黃土軟弱土層l90米，我們采用此工法施工，利用上斷面快速地通過了較為軟弱的新黃土地段，單口成洞月平均40-45米，施工安全、順利，沒有發(fā)生坍塌事故，本工法的應(yīng)用得到了神延鐵路總指和監(jiān)理單位的一致好評和認可，創(chuàng)造了較好的社會信譽。

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網(wǎng)絡(luò)：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)