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較為普遍的土質隧道，土質多為濕陷性軟弱土(新黃土)，土質軟塑、脆弱，施工方法不同于石質隧道施工，如不采取較為安全、可靠的施工方法，極易出現塌方、掉拱等事故，影響施工工期和造成一定的經濟損失。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，根據實際施工經驗總結了此工法，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”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。

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定掌子面，每循環進尺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1—2榀型鋼拱架(土質特別軟弱地段加密)。

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

    (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、施工質量控制

    7.1開挖前，組織專業測量人員對控制導線網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，確保其質量符合設計和施工規范要求。

    7.3噴射砼前，應認真檢查、復核開挖斷面尺寸，清除雜物和松動土體，埋設短鋼筋，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嚴格規范選用砼材料，確保砼澆筑質量，砼運輸過程中不發生離析、漏漿、嚴重泌水及塌落度過大等現象，灌注砼要連續進行。

    7.5開挖后如遇土體坍落，要及時的進行臨時支護，根據量測數據施作砼襯砌。

    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)，根據量測結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，分層厚度不超過規定值，且振搗密實，砼自由傾落高度不超過2m。

    7.8嚴格執行工程監理制度，實行三級復核制，合格后及時通知監理工程師檢查簽認，隱蔽工程經監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該工法較為經濟實用，節約了施工成本。

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，沒有發生坍塌事故，本工法的應用得到了神延鐵路總指和監理單位的一致好評和認可，創造了較好的社會信譽。

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