黄土公路隧道施工技术

黄土公路隧道施工技术（精选12篇）

黄土公路隧道施工技术 篇1

1 工程概况

1.1 技术标准

堡子梁隧道是甘肃省S311线内官营至临洮公路的新建隧道, 按二级公路标准设计, 双向两车道, 隧道净空断面按60Km/h设计, 隧道平纵面线形受地形限制, 采用与主线相同的设计车速40Km/h。隧道建筑限界:行车道宽度7.0m, 左侧向宽度0.5m, 右侧向宽度0.5m, 人行道宽度各为1.0m, 建筑限界净宽为10.00m, 净高5.0m。隧道拱部采用R=522cm单心半圆, 侧墙采用R=772cm大半径圆弧, 仰拱半径为1500cm, 仰拱与侧墙间采用R=100cm小半径圆弧连接。隧道内路面宽度为7.40m, 拱顶高度6.82m。

1.2 隧道位置及设置方案

堡子梁隧道全长705m, 隧道采用人字型纵坡:2.767% (1610m) /-2.950% (300m) 。隧道进口位于圆曲线上, 圆曲线半径R=1000m, 路拱坡度为单向超高横坡2.0%。

1.3 隧址工程地质概况

隧址区位于临洮县境内黄土梁峁区, Q3eol黄土大面积覆盖, 地形起伏大, 冲沟、陡坎发育。微地貌表现为黄土梁峁、黄土冲沟、黄土坡等, 高海拔高程约为2486m。

隧址区属温带半干旱气候, 年平均气温为7℃, 年极端最高气温36.1℃, 年极端最低气温-29.6℃。年平均降水量在300~600mm之间。年蒸发量高达1200~1600毫米, 为降水量的3倍多。最大冻土深度为108cm。

2 衬砌设计及施工方法

2.1 洞身衬砌

隧道洞身段衬砌, 除V级围岩浅埋段采用矿山法原理设计外, 其余均按新奥法原理进行设计, 复合式衬砌, 以锚杆、喷射混凝土、钢筋网、钢拱架或格栅钢架为初期支护, 模筑混凝土或钢筋混凝土为二次支护, 共同组成永久性结构。

2.2 施工方法

隧道明洞段采用明挖法施工;暗洞Ⅴ级围岩采用上下台阶留核心土法施工, Ⅳ级采用上下台阶法施工。针对软弱围岩或断层等不良地质现象, 隧道施工中应采用超前砂浆锚杆、超前注浆小导管、超前大管棚等辅助工法, 以保证施工安全和施工进度。

2.2.1 洞口段施工

隧道洞口地质条件较差, 进出口均为V级围岩。根据洞口浅埋和场地狭小的实际情况, 进洞按“先排水、再进洞, 统筹安排, 减少干扰”的原则进行。先作好防排水, 按设计图纸和实际地形, 修筑洞顶截水沟等形成完整的排水系统。

边坡防护与明洞开挖同步, 边仰坡临时防护采用锚、网、喷C25混凝土8cm, φ6.5钢筋网间距为20×20cm, 锚杆采用φ22砂浆锚杆, 杆长300cm, 间距150×150cm。明洞拱墙采用整体模板台车整体浇筑, 混凝土浇筑采用泵送混凝土, 采用附着式振动器和插入式振动器联合振动。明洞衬砌及洞门墙完成后应及时采用碎石土对称分层夯实回填, 压实度不低于85%, 并采用50cm厚黏土隔水层。明洞和洞门的施工应避开雨期、融雪期及严寒季节。

2.2.2 初期支护及超前支护

洞口长管棚。洞口浅埋段采用大管棚超前支护, 管棚采用Φ89热轧无缝钢管, 壁厚5mm;管口段2m不开孔, 其余部分按照15cm间距交错设置注浆孔, 孔径8mm;注浆材料为水泥净浆, 水灰比为1:1;钢架之间按照环向100cm间距设置Φ22纵向连接钢筋。

超前注浆小导管。设置在Ⅴ级围岩地段, Φ50超前注浆小导管, 每根长3.0m, 环向间距40cm。在钢管管壁四周钻φ8mm压浆孔, 尾部1.2m不设压浆孔, 外插角150, 每排小导管纵向至少需搭接1.0m。

湿喷混凝土。喷射混凝土采用湿喷法, 其作业标准和要求如下:

(1) 喷射砼使用的各种原材料经检验合格后方能使用, 喷射砼配合比及速凝剂掺量, 通过试验确定;

(2) 喷砼作业紧跟开挖工作面, 以防止岩体发生松弛, 喷前先对凹处喷射找平, 而后再大面喷射。在初喷一层砼后, 即全断面铺设φ6.5mm间距20×20cm钢筋网, 钢筋搭接长度不得小于30d (d为钢筋直径) , 钢筋网应与锚杆或其他固定装置连接牢固, 钢筋网应随受喷岩面起伏铺设;

(3) 在喷射砼初凝后, 施喷下一层。为保证喷砼效果, 喷射时分段分片, 自下而上呈顺时针螺旋形均匀进行, 每圈压前面半圈, 绕圈直径约30cm。喷嘴距受喷面的最佳距离为0.6~1.0m, 风压控制在0.45~0.7MPa;一次喷射砼厚度不宜超过10cm, 两次喷射的间隔时间为10~20分钟;

(4) 用激光断面仪或凿孔方法检查喷层厚度, 每10延米至少检查一个断面, 再从拱顶起每隔2m凿孔检查一个点, 检查孔处的厚度应有60%以上不小于设计厚度;

(5) 喷砼初凝后, 及时进行养护, 养护期为14d;在喷射结束4h内避免进行爆破作业。

2.3 防排水设施施工工程质量检查内容

(1) 环向、纵向排水管是否按照设计要求进行施工; (2) 防水板是否按照防排水设施施工工艺进行施工, 有无破损, 接缝焊接是否符合规范要求; (3) 围岩有集中渗漏水的地方是否采取了有效的“堵、排”措施, 措施落实是否到位; (4) 止水带的安装是否符合设计及施工规范的要求, 是否牢固。

2.4 铺底及矮边墙施工

铺底和矮边墙混凝土浇筑应先于二衬施工前, 便于台车就位和展开二次衬砌, 并可以改善洞内道路情况, 营造良好施工环境。

2.5 二次衬砌施工

二次衬砌在围岩和初期支护变形基本稳定后施作, 二衬采用全断面模板台车整体浇筑工艺施工。台车采用钢结构大模板, 具有液压支拆模和电动走行系统, 工厂制造后运至现场安装。

2.5.1 台车拼装后的调试

处置台车模架、模板局部变形、加工尺寸偏差等。

(1) 衬砌台车现场拼装完成后, 必须在轨道上往返走行3~5次后, 再拧紧固螺栓, 并对部分连接部位加强焊接以提高台车的整体刚度;

(2) 检查台车尺寸部位是否准确, 掌握加工偏差大小情况, 必要时进行整修。

(2) 衬砌前对模板表面采用抛光机进行彻底打磨, 清除锈斑, 涂油防锈。

2.5.2 台车就位

(1) 台车就位前测量人员先进行隧道净空断面检测, 确保二衬砼厚度;

(2) 台车就位、挡头板安装施工应确保防水板不损坏, 并设专人进行检查;

(3) 调整轨道中心及标高, 采用公路P38钢轨, 方木作枕木, 底面直接置于已铺底或仰拱填充的砼地面上;

(4) 采用五点定位法, 即:以衬砌圆心为原点建立平面坐标系, 通过控制拱部模板中心点、拱部模板同墙部模板的两个铰接点、两墙部模板的底脚点来精确控制台车就位;

(5) 外模、端模 (挡头板) 制作和安装。

明洞衬砌采用Φ48钢管弯制弧形拱架固定外模, 外模选用木板或竹胶板;端模 (挡头板) 选用5cm厚松木板制作, 采用角钢U形卡和短方木固定。

2.5.3 保证二次衬砌工程质量的技术措施

隧道衬砌完成后及时采用隧道净空检测仪对隧道净空进行检测, 确保隧道净空符合设计和规范要求。对混凝土原材料及外加剂要经过严格的检验, 以确保砼的强度、可灌注性、保水性、和易性、抗渗性和耐腐蚀性等砼质量指标;封顶混凝土采用高压间断泵送的操作方法进行施工。

3 隧道施工过程中的注意事项

(1) 黄土隧道做好防、排水是施工成败的关键, 因地制宜的采取“以排为主, 防、排、截、堵相结合”的综合治理原则施工, 以达到建成后“洞内无渗漏水, 安装孔眼不漏水, 洞内路面不冒水、不积水”的标准;

(2) 现场监控量测是新奥法施工的关键, 根据测得的地表下沉、周边位移、拱顶下沉、初期支护和周边收敛位移等动态信息, 判断围岩及初期支护的稳定状态, 据此确定二次衬砌的施工时间, 使隧道结构受力达最佳状态, 充分发挥初期支护的作用;通过监控量测的信息反馈及处理, 及时调整支护参数, 以保证衬砌结构的安全。

监控量测项目主要包括:超前地质预报;围岩稳定性和支护效果分析;隧道围岩变形量测;应力—应变量测等;

(3) 施工中如发现工作面有失稳现象, 应及时用喷射混凝土封闭, 加设锚杆, 架立钢支撑等及时加强支护;

(4) 坚持仰拱超前施工, 及早封闭成环, 有效地控制变形;

(5) 严格控制超、欠挖, 尽可能使开挖断面圆顺, 以避免局部应力集中。

4 几点体会

(1) 在黄土隧道施工中采用新奥法施工可以归纳为“十八字诀”:

管超前——超前导管或超前管棚;

严注浆——明确注浆管径, 保证注浆效果;

短开挖——控制循环进尺, 减少对围岩的扰动;

强支护——锚杆、喷射混凝土、钢筋网片及钢拱架强化初期支护效果;

快封闭——开挖后及时实施初喷, 加快仰拱浇筑;

勤量测——成立专门量测小组, 及时掌握沉降规律, 便于及时调整开挖轮廓参数, 达到控制超、欠挖的目的;

(2) 根据埋深及地质情况的变化, 及时调整施工方案。黄土隧道施工风险较高, 施工方案的调整必须以安全施工为前提;

(3) 由于黄土隧道围岩直立性好、自承能力好, 施工中可充分发挥围岩自身的承载能力, 体现隧道“新奥法”施工的精髓。

5 结束语

通过堡子梁隧道的施工建设, 证明黄土隧道采用新奥法施工是完全可行的。施工中处理好湿陷性黄土地基、加强变形监测、控制好初期支护和防排水、充分调动和发挥围岩的自承作用, 可以确保黄土隧道施工的安全质量。

摘要：本论述以甘肃省S311线内官营至临洮段公路堡子梁隧道工程施工为例, 对黄土地区公路隧道的施工工艺进行分析, 通过在施工全过程中加强监控量测、做好防排水设施等措施, 确保了黄土隧道施工的安全质量。提出了一系列黄土隧道施工的有效方法, 通过在施工中的反复实践, 解决了黄土隧道围岩软弱易坍塌及防排水困难等问题。

关键词：黄土地区,公路隧道,施工技术

参考文献

[1]薛绍祖.地下建筑工程防水技术[M.]北京:中国建筑工业出版社, 2003.

[2]司伟锋.隧道防水板无锚钉铺设技术[J.]重庆交通学院学报, 2002 (2) .

[3]李晓红.隧道新奥法及其量测技术[M.]北京:科学出版社, 2002.

[4]GB50086-2001[S.]锚杆喷射混凝土支护技术规范.

[5]JTGF60-2009[S.]公路隧道施工技术规范.

黄土公路隧道施工技术 篇2

富水黄土隧道施工技术

结合工程实际,从隧道开挖方式、支护手段、实测数据的分析等方面,总结富水黄土隧道的施工方法和介绍了解决现场具体问题的`思路,并归纳了施工富水黄土隧道应注意的事项,为类似工程积累了施工经验.

作 者：孙海洲 SUN Hai-zhou 作者单位：中铁十二局集团第三工程有限公司,山西,太原,030024刊 名：山西建筑英文刊名：SHANXI ARCHITECTURE年，卷(期)：36(11)分类号：U455.49关键词：高速公路 富水 黄土隧道 施工技术

黄土公路隧道施工技术 篇3

关键词：浅埋黄土隧道；双侧壁导坑法；施工技术

中图分类号： TU74 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）34-169-2

1 工程概况

1.1 工程简介

西宁隧道为兰新铁路第二双线的重难点工程。位于青海省西宁市，全长5750m，全隧围岩软弱，被铁路总公司列为一级风险隧道。DK192+120～DK193+490段共1370m为Ⅵ级围岩浅埋段，全部为双侧壁导坑法施工，开创了全国在同一隧道双侧壁施工长度之最，实际开挖断面面积约为170㎡。浅埋段为全隧施工重难点段落，分别下穿兰西高速公路、城东区新村、林家崖村、中庄灌溉水渠、小北川河等，洞顶覆土厚度为6～27m；浅埋段上方有学校、厂矿、密集的回族居住区等建筑物，需拆迁住户1400多户、厂矿企业8家、改移水渠约500m，施工难度极大。

1.2 地质情况

浅埋段地质主要为第四系新统冲积砂质黄土、细圆砾土、粗圆砾土、卵石土。冲积砂质黄土具有湿陷性，湿陷土层厚度约5～10m。该段位于湟水河阶地，地下水埋深一般为2.8～24.9m，水量较丰富，地下水具有侵蚀性。该段地质条件差，全部由Ⅵ级围岩组成，隧道上半断面处于湿陷性黄土中，下半断面处于砂卵石层中，砂卵石层厚度3～5m。仰拱处于泥岩中。地下水水位处于内轨顶位置，水量丰富。

2 双侧壁导坑法的施工特点及适用范围

2.1 双侧壁导坑法的施工特点

①浅埋黄土隧道采用双侧壁导坑法施工，主要特点就是能很好地解决大断面双线隧道开挖的安全性问题。在初期支护施工过程中，采用临时支护将初期支护牢牢地撑住，待仰拱封闭成环后再进行临时支护拆除，有效防止开挖过程中初期支护发生突变而影响二衬的净空。

②浅埋黄土隧道采用双侧壁导坑法施工，可以有效控制洞内初期支护的沉降及侧向位移，避免因洞内沉降突变导致地表下沉而影响地表建筑物的稳定。对于下穿人员居住密集的居民区、对地表沉降要求较高的高速公路等尤为重要。

2.2 适用范围

①适合于大断面，主要为砂质黄土、砂砾石层等掌子面长时间不能自稳的地质的隧道。

②适合于浅埋、暗挖、偏压地段V～VI级围岩地层的隧道。

③适合于地下水较丰富的隧道。

3 双侧壁导坑法施工工艺原理

双侧壁导坑法原理是把整个隧道大断面分成左右上下若干个小断面施工，每一个小断面单独掘进，最后形成一个大的隧道。掌子面在开挖过程中短时间具有自稳能力，采用中隔壁临时竖撑及横撑及时封闭成环、承担部分受力。

4 双侧壁导坑法施工方法

在导坑开挖之前，为防止坍塌，需先进行大管棚超前支护。

以西宁隧道浅埋段2#竖井为例，双侧壁导坑法将整个大断面划分为左、右侧壁上下导坑、中部上、下导坑共6个小断面。开挖及支护方法如下：

4.1 侧壁导坑上部开挖及支护

4.1.1 侧壁上部开挖

侧壁上导坑首先采用中空玻纤锚杆对掌子面预加固后进行人工开挖。每循环进尺1榀0.5m，由测量人员逐榀控制隧道中线、标高、法线方向及钢架垂直度等，施工时保证不侵限并控制超挖量，开挖轮廓尽可能平顺。开挖步距要求左右侧壁导坑错开3～5m。开挖时人工手持铁锹开挖土方，采用手推车将土方短距离运输后翻入下导坑，最后由装载机从下导坑铲出后由运输汽车运走。

4.1.2 上部初期支护

开挖后首先对开挖面初喷4～5cm厚混凝土，尽早封闭暴露面。永久侧钢架采用I25a工字钢，临时侧及横支撑采用I18轻型工字钢。钢架安设时，拱脚应夯实垫稳，地质较差时可采用槽钢固定。型钢钢架纵向间距0.5m/榀，钢架间纵向设Φ22连接筋，永久侧环向间距1m，临时侧环向间距1.2m。初期支护永久侧背后铺设φ8钢筋网片，网格间距20×20 cm，网片大小2.0m×0.7m。钢拱架焊接完成后永久侧打设R32N自进式锁脚锚杆，L=4m；临时侧打设Ф42锁脚锚杆，L=4m。锁脚锚杆每榀每侧各设置2根，尾部采用“7”字钩与工字钢焊接牢固。边墙采用系统自进式R32N锚杆L=4m，间距（环向×纵向） 1.0×1.0 m。永久侧喷C25喷射混凝土35cm厚，临时侧喷C25喷射混凝土18cm厚。

4.2 侧壁导坑下部开挖

侧壁下导坑每循环进尺2榀，开挖步距要求同侧壁上下导坑错开2～3m。下导坑为PC-60小挖机开挖，人工修边，856装载机出碴。同侧壁上下导坑台阶长度应严格控制，杜绝施工中图省事而长距离推进上导坑后再长距离推进下导坑。开挖时掌子面若水流较大，则在掌子面至仰拱之间设集水坑，将掌子面流水引排至集水坑并及时将水抽至洞外。若监控量测数据过大或下导坑较长时间不施工时需增设临时横支撑，可有效抑制拱顶下沉及水平收敛速度。

4.3 中部导坑开挖

中部上导坑每循环进尺1榀，开挖步距要求距侧壁最前方掌子面8～10m，不宜超过15m，距下导坑靠后掌子面1m以上，忌讳中部上导坑超前侧壁下导坑，超前后将引起拱顶快速沉降。中部上导坑开挖采用PC-220大挖机，人工修边，856装载机出碴。开挖时预留核心土，坡比以适合挖机上下为宜。

中部下导坑土体直接采用装载机装至运输汽车运走。

4.4 仰拱施工及临时钢架拆除

仰拱分左、中、右仰拱三步开挖及初支，与中隔壁竖撑快速封闭成环；二衬仰拱采用自制仰拱模板，一次浇筑成型。待二衬仰拱达到条件后进行仰拱填充施工，每环仰拱填充施工完毕后根据监控量测情况及时拆除临时支撑钢架。临时支撑钢架拆除前先行切割填充面以上的临时竖撑底部及与初期支护永久侧连接处钢架，PC220挖机配合拆除，拆除时注意采用钢板及钢管槽保护矮边墙处仰拱钢筋及中埋钢边止水带。

5 各工序循环时间统计及月进度

西宁隧道浅埋段双侧壁导坑每延米设计开挖方量为侧壁上导坑20.09m2，侧壁下导坑15.01m2，中部上导坑48.6m2，中部下导坑20.99m2，仰拱20.18m2，合计开挖方量159.97m2，根据施工以来总结的各导坑工序循环时间，按如下时间指标考核（见表1）：

因围岩、地质情况较差，地下水丰富，掌子面开挖过程中不能自稳，对于开挖过程中容易发生溜塌地段，侧壁上导坑加45min，中上导坑加60min打超前导管时间；考虑到上导坑的弃碴堆积于下导坑，如刚切换为下导坑施工，可另加4小时的出碴时间。对工班时间考核梯度单位为30min，时间考核指标可根据具体情况及执行情况适当调整；为了鼓励工班人员的积极性，对于平均单口月成洞米达到20m，免除所有循环考核罚款（安全质量罚款除外），即只奖不罚。

在实际施工中，各导坑交叉作业存在一定的干扰性；只有通过加强工序衔接，减少循环时间加快施工进度。另外，受竖井提升设备的限制，双侧壁导坑法施工进度相对缓慢，西宁隧道浅埋段最高双向月成洞30.2m，单口记录20.1m。

6 监控量测变形规律

6.1 洞内拱顶下沉规律

拱顶下沉观测点每5m布设一组，分别布设在侧壁上导坑及中上导坑。侧壁上导坑拱顶下沉观测点采用焊接倒置三角形点通过水准仪观测，中上导坑采用40mm×40mm莱卡反射片通过全站仪观测。侧壁上导坑从掌子面开挖到临时仰拱封闭成环期间，下沉量比较明显，平均8～10mm/d，后期逐渐减少，平均2～3mm/d。侧壁下导坑开挖至观测点附近时，沉降明显加大，平均10～12mm/d，后期逐渐减少，为2～5mm/d。中导坑从开挖到隧底开挖之前，沉降较为均匀，仅开挖时沉降量最大8～12mm/d，后期平均为2～4mm。仰拱施做完成后至中隔壁拆除期间，整个初支形成了封闭成环的受力结构，拱顶沉降趋于稳定，平均2～3mm/d。中隔壁拆除后三四天左右时间下沉明显，为5～8mm/d，之后逐渐趋于稳定。

从现场积累的观察数据分析来看，从掌子面开挖到临时支护拆除趋于稳定后（一般需要45天左右时间），左右侧壁导坑拱顶沉降开累为20～25cm，中上导坑拱顶沉降开累为15～25cm。

设计图上钢架预留变形量为10～15cm，根据现场实际情况，不能满足拱顶下沉要求。在实际施工中需根据沉降情况合理预留变形量，并在测量放样时具体调整，以保证隧道初期支护稳定后不侵入二衬净空范围内。

6.2 洞内水平收敛规律

洞内水平收敛观测点每5m布设一组，分别布设在侧壁上、下导坑。以观测到的数据为例，在侧壁上、下导开挖时水平收敛较大，为2～3mm/d，其后逐渐变小。仰拱开挖时下导坑水平收敛数据变化明显，为4～7mm，待仰拱初支封闭完后变小并在填充施工完毕后慢慢趋于稳定。自开挖12小时之内埋点开始观测到准备拆除临时支护结束，水平收敛开累数据为侧壁上导坑40～50mm，侧壁下导坑50～70mm。若下导坑地下水丰富或较长时间不施工仰拱，必须增设临时横支撑。

6.3 地表沉降规律

地表沉降观测点超前隧道掌子面1h（h为隧道洞顶覆盖层厚度）即开始埋设，开挖掌子面对前方土体的影响范围一般为0.5～0.8h。从布点开始到仰拱穿过观测断面，一般下沉量为200～300mm，特殊地段最终沉降量甚至达到450mm以上，企业建筑物普遍会出现裂缝，居民自建型建筑物裂缝情况更为突出。地表沉降量一般为洞内沉降量的130%～180%。一般在隧道洞顶地表距隧道中线0.5～0.9h会出现几条纵向裂缝，裂缝宽度常见为10～20mm。

7 施工步距要求

控制施工步距是浅埋大跨富水黄土隧道双侧壁导坑法施工成败的关键之一。

①左右侧壁上导坑：两侧上导坑错开5m以内；②同侧壁上下导坑：上下导坑平均错开5m以内，以2～3m为宜；③中上导坑与最前方掌子面距离10～15m，并始终滞后于最后方下导坑1m以上；④仰拱距离最前方掌子面25m以内；⑤二衬距离最前方掌子面40m以内。

8 施工过程中的注意事项及建议

①必须按照设计要求做好超前支护，断面不得欠挖，预留值以拱部30cm，最大跨度处20cm，拱脚15cm为宜，待沉降及变形后能保证二衬厚度。②严格按照双侧壁导坑法调整各导坑步距。制定合理的循环时间，各个掌子面同步推进；仰拱、二衬及时跟进。③加强洞内外监控量测，尤其是建筑物位于隧道正洞顶上情况。提高观测频率，用监控量测数据指导施工，防止因隧道突变而冒顶及地面坍塌事件发生。在掌子面施工时，尽量将掌子面正上方的居民安置到妥当地方。④重视工程实体质量情况，对意外出现的超挖等情况必须采用喷射混凝土回填密实，并预埋注浆管进行初支背后注浆。⑤洞内施工至居民区前必须调查清楚地下管线，切断水源，提前阻止其渗入洞内。洞内做好降水、排水措施。⑥各导坑断面大小可以根据施工工艺、围岩条件、采用的机械设备等因素在设计断面大小上优化。

黄土地区公路隧道施工技术浅析 篇4

该隧道为双线分离式公路隧道,左线长822 m,右线长806 m。隧址区位于山西省西部吕梁山脉的黄土梁峁区,沿线沟壑纵横、地形地貌复杂。主要不良地质有滑坡、湿陷性黄土及膨胀土等。隧道进出口围岩由黄土和湿陷性黄土组成,洞口稳定性较差,围岩级别为Ⅴ级;洞身围岩由湿陷性黄土、黄土、黏土等组成,围岩级别Ⅳ级～Ⅴ级。

2 施工方法

2.1 洞口段施工

洞口土石方采用挖掘机开挖,石方采用非电控制爆破,装载机装渣,自卸汽车运输。明洞拱墙采用整体模板台车整体浇筑,钢筋在钢筋加工场弯制,就位绑扎。混凝土浇筑采用泵送混凝土,捣固采用附着式振动器和插入式振动器联合振动。边坡防护与明洞开挖同步,明洞衬砌后及时回填,洞顶采用土工格式植草护面。洞口施工避开雨季,成洞面及时防护。进行连续观测,掌握围岩变形特性和其他力学性质,指导洞口施工。

2.2 洞身开挖

采用台阶分部开挖方法,施工机械组合:拱部环形及核心土人工风镐或凿岩机+下部采用凿岩台车掘进+铲装机+14 t自卸汽车。洞身施工工序图见图1。

2.3 初期支护及超前支护施工

1)洞口长管棚。

洞口浅埋段采用大管棚超前支护。管棚采用外径108 mm,壁厚6 mm热轧无缝钢管制作,长度20 m,环向间距40 cm,注浆采用水泥—水玻璃浆液,定位和导向采用18工字钢混凝土套拱。配备XY-28-300电动钻机钻进并顶进长管棚钢管。管棚施工先打有孔钢管,注浆后再打无孔钢管,无孔钢管可以作为检查管,检查注浆质量。钻机立轴方向准确控制,每钻完一孔顶进一根钢管。每榀钢架安装时,认真定位,不偏、不斜,轮廓要符合设计要求。安装时使段与段之间的连接板结合紧密,不留有缝隙。为保证钢架整体受力,钢架之间设置纵向连接钢筋。

2)超前注浆小导管。

设置在Ⅴ级围岩地段,采用ϕ42×4 mm热轧无缝钢管制作钢花管注浆加固。在钢管管壁四周钻ϕ8 mm压浆孔,尾部1.2 m不设压浆孔。钢管环向间距50 cm,纵向间距70 cm,外插角15°,每排小导管纵向至少需搭接1.0 m。注浆压力0.5 MPa～1.0 MPa。每打完一排钢管注浆后,开挖拱部及第一次喷射混凝土、架设钢架。初期支护完成后,再打另一排钢管。小导管逐根施工,即一根钻孔、安装钢管、压浆、封孔后再进行下一根施工。直接进洞地段以及局部强富水地段采用超前双层小导管注浆加固。

3)超前锚杆。

施工顺序:开挖面处理→初喷混凝土→打设径向锚杆→架设钢架→复喷混凝土至设计→检查验收。锚杆施工采用风钻或凿岩台车钻眼,其眼口圆而顺直且孔口岩面平整,并使岩面与钻孔方向垂直,不垂直时可用垫板调整,使托板密贴岩面。

4)湿陷性黄土地基处理。

洞门及明洞段湿陷性黄土地基在开挖范围内100 cm掺8%石灰处理;暗洞段湿陷性黄土地基采用钢花管和PVC花管注浆加固。通过黄土段的隧道基础,边墙部分采用ϕ42钢花管注浆,间距为80 cm×100 cm;中间部分采用ϕ50PVC管注浆,间距为100 cm×100 cm。仰拱部分开挖后,进行仰拱初期支护施工,并预留注浆孔,待初期支护强度达到设计强度的70%后,进行花管注浆。

5)湿喷混凝土。

喷射混凝土采用湿喷法,其作业标准和要求如下:a.喷射混凝土使用的各种原材料经检验合格后方能使用。配合比由工地试验室经试验选定。b.隧道开挖后立即对岩面施喷混凝土,防止岩体发生松弛。c.在喷射混凝土达到初凝后方能喷射下一层。喷射混凝土要分层喷射,首次喷射厚度不小于50 mm。喷嘴与受喷面保持垂直,同时与受喷面距离以0.6 m～1.0 m为宜。d.喷射厚度检测采用在隧道全长内每隔10 m～20 m取一处试件,从拱中心向两侧边墙每2 m取样试验。e.新喷混凝土应按规定洒水养护。

2.4 防排水设施施工

1)排水。

隧道两端洞口段地表水采用以截为主,排、堵、截相结合的原则。隧道明洞外沿铺设BAC防水卷材,并用砂浆抹面,施工缝处设置10 mm厚的橡胶止水带,两侧拱脚横向引水管设置间距为10 m。暗洞两侧边墙角处ϕ100 mm纵向软式透水管通过三通和环向排水管和ϕ100横向HDPE引水管相接,把围岩渗漏水引排至隧道中心排水管。车行、人行横通道内均设置环向排水管,其截留的水通过三通汇入纵向排水管,最终将水导入主洞纵向排水管,汇入主洞排水系统一并排出。

2)防水。

防水板超前二次衬砌9 m～20 m施工,铺设采用防水板铺设台车进行。防水层采用BAC防水卷材。采用无钉热合吊挂法铺设。将防水卷材采用简易台车吊装在待铺设部位,由拱部向两侧及边墙的顺序采用电压热焊粘结的办法与固定无纺布塑料垫片逐点紧密连接牢固。拼幅接缝为双焊缝热合法焊接,接缝搭接长度不小于10 cm,焊缝宽度不小于2 cm,中间留出空腔以便充气检查。隧道主洞防排水立面图见图2。

2.5 二次衬砌施工

隧道二衬在围岩及初期支护变形基本稳定后进行施工。本隧道二衬采用全断面模板台车整体浇筑工艺施工。模板台车每循环长度10 m,混凝土采用混凝土输送泵入模,插入式捣固器配合附着式捣动器捣固。

仰拱开挖采用两种形式:1)跳跃式开挖,每次开挖3 m,预留未开挖段落会车;2)分半幅面开挖、单线行车,施工长度以50 m～100 m为宜。开挖采用风钻打眼、松动爆破开挖,仰拱开挖距掌子面不大于80 m。仰供及回填混凝土均在洞口拌合场拌和,混凝土罐车运到现场,混凝土输送泵泵送入模,插入式振捣器捣固。仰拱填充在仰拱施工完成后进行,禁止仰拱与填充混合施工。

3 黄土隧道施工注意事项

1)做好洞口、洞门及洞顶的排水系统,妥善处理好陷穴、裂缝,以免地面积水浸蚀洞体周围,造成土体坍塌。2)加强施工中的变形观测,及时反馈信息,以有效地指导施工,确保施工安全。3)施工中如发现工作面有失稳现象,应及时用喷射混凝土封闭,加设锚杆,架立钢支撑等加强支护。4)坚持仰拱超前施工,及早封闭成环,有效地控制变形。5)严格控制超欠挖,尽可能使开挖断面圆顺,以避免局部应力集中。6)黄土隧道做好防、排水工作是施工成败的关键。因地制宜的采取“以排为主,防、排、堵、截相结合”的综合治理原则,达到排水畅通,防水可靠,不留隐患的目的。

4 几点体会

1)黄土隧道施工必须遵循“短进尺、少扰动、勤量测、早封闭”的原则。2)根据埋深及地质情况的变化,及时调整施工方案。3)黄土隧道施工风险高,施工方案的调整必须以安全施工为前提。4)由于黄土隧道围岩直立性好、自承能力好,施工中可充分发挥围岩自身的承载能力,体现隧道“新奥法”施工的精髓。

5 结语

通过黄土隧道的施工建设,证明黄土隧道采用新奥法施工是可行的。施工中处理好湿陷性黄土地基、加强变形监测、控制好初期支护和防排水、充分调动和发挥围岩的自承作用,可确保黄土隧道施工的安全质量可控。

摘要：以山西地区某公路隧道为例,对黄土隧道施工进行分析,从施工的全过程进行论述,提出了一系列黄土隧道施工的有效方法,通过在施工中的反复实践,解决了黄土隧道围岩软弱易坍塌及防排水困难等问题。

关键词：黄土隧道,湿陷性黄土,施工技术

参考文献

黄土公路隧道施工技术 篇5

今年，安质保部工作顺利开展，由于隧道出口为极高风险隧道，在这段时间里我们的安全、质量、文明施工也遇到了很大的挑战。我部门的工作也显得格外忙碌，现将本的安全质量工作汇报如下：

一、2014安全质量工作取得的成绩

1、安全工作

（1）施工中的安全检查得到彻底落实，定期安全大检查得到了项目领导的大力支持和施工队伍的密切配合。排查隐患1002个，定期整改完1002个，保证了施工中出现的安全隐患整改率达100%标准，施工中零事故的优异成绩。

（2）加大群众安全员的管理，让群众安全员深入现场，让施工细节安全得到保证，把安全知识宣传到群众里去。监督班组整改情况，把安全隐患彻底根除，同时，安质环保定期对群众安全员进行考核，并评选优秀群安员发放津贴。

（3）严格按照国家及公司要求对新进场人员进行进场安全教育与培训，对特殊工种人员必须通过考核合格后方能上岗。我部门在此期间共计进场安全培训教育共计128次，培训人次5000多人，考核达标率达100%。

（4）为了能彻底解决施工中的安全问题，项目部制定每周周日举行一次安全生产交班会，除项目管理人员参加外，各工班长、组长必须参加。在会上由我部门通报本周的安全检查情况，和解决措施，让全体参会人员及时掌握施工中的安全问题。

（5）施工现场除了“五牌一图”外，我部门还对施工中的重大危险源进行辨识，并列出危险源清单，制作危险源公告牌。在隧道内危险处设置安全标识牌，安全警示牌，让每位施工人员都做到心中有数，杜绝了安全事故的发生。

2、质量工作

（1）由项目总工主持，学习隧道施工工艺、施工方案、技术规范、操作规程、爆破设计等，让全体管理人员的技能得到了进一步提高。

（2）由项目总工牵头，组织安全技术交底，把施工质量放在第一位。

（3）加大了施工现场质量检查，控制施工质量。

（4）对班组进行质量考核，积极与班组进行沟通，严格控制施工质量。

3、环保工作

（1）开工后组织环保小组，对施工中的环境因素进行辨识和分级、分类。编制环保保证体系、保护管理办法、环保治理措施。

（2）环保小组组织对施工现场环保问题进行专项解决，对影响环保因素进行研究讨论，制定解决方案，如：拌合站废水、废液的排放方案、隧道施工水的治理、洗车池污水排放、路基边坡防护方案等工作都以完善。（3）加强了环保护的检查力度，对出现破坏环境的及时进行整改处理，始终保持一个优美的施工环境。

（4）清洁班组每天对施工现场进行清洁打扫；对废、旧物品归类存放集中处理。

（5）开展经常性的环保水保教育活动，组织学习有关环境保护、水土保持的政策法令、文件和规章制度，提高全体员工的环保水保意识。

（6）制定了水土流失防治措施、居民区农田区防尘措施、防止大气污染和水污染措施、施工便道的维护与保养措施。

（7）增设消防、水土保持、环境保护宣传标语，让全体施工人员积极参与环保工作中来。

4、应急管理工作

我项目部根据施工现场特点，完善了高处坠落和物体打击伤害、机械伤害、坍塌伤害、坍塌伤害、触电伤害、食物中毒伤害、中暑伤亡伤害、防火防风、防汛、防雪灾等应急预案。

二、存在的问题及原因分析

1、安全方面

在工人的教育培训方面比较滞后，是由于班组新进场工人为及时到项目部报道，导致培训滞后。部分施工人员的安全操还达不到规程要求；有时施工现场安全防护未能保持的现象。

2、质量方面

隧道开挖方面，超欠挖为能控制，导致超挖经常出现。前期 在二衬混凝土浇筑控制不够，导致多板二衬出现蜂窝麻面，还需要加强质量管理。

3、环保方面

防尘工作还需提高，弃土场排水实施还不够完善。

三、下步工作计划安排，对工作重点、难点和目标及具体的落实措施如下：

1、安全方面

加强施工现场的安全防护管理；加强施工人员的安全培训教育工作；加强施工中危险源的辨识。

2、质量方面

加强仰拱施工的质量控制；加大对开挖控制；提高二衬衬砌混凝土浇筑的控制。

3、环保方面

做好防尘洒水工作；保证水土的完整性；完善排水、排污系统。

浅论公路隧道施工技术浅析 篇6

【关键词】公路隧道；施工技术；开挖

1.隧道的开挖工作

公路隧道的施工常会遇到各种不同的问题，例如下沉或者开裂，而且拱脚的局部位置常会出现开裂，必须采取相应的措施进行处理，以免引发更大的工程事故。隧道施工前要对工程所处区域的地质情况做详细的调查，以免施工方案出现偏差。隧道所在的地区土层比较松软，而且含水量比较大，因而使得地基的承载力比较低。加上隧道自身的埋深比较浅，很难形成隧道工程所需的自拱度，如果仅仅依靠围岩自身根本不能很好的控制住围岩区域的变形情况，所以必须给围岩建立一定的基础承载力。基础承载力能够为围岩提供主动的支撑力，所以提前对隧道工程的地质情况进行勘测并采取必要的基础措施非常重要。

2.防排水工程的施工

2.1为工程施工供风

施工前一定要在隧道的进出口位置各安置一座必要的空气压缩机站，然后一边安装2台空气压缩机，一边安装1台空气压缩机，而且事先要将它们调试好，只有这样才能确保隧道施工时能够保持正常通风。

2.2为工程施工供水

选取隧道施工场地的进、出口的合适位置休闲一座高山水池，一般需要距离隧道的拱顶30米以上。池水的来源两处，第一处是直接在隧道出口位置的右侧山脚地方挖一集水池，然后将山泉水汇集到一起，再抽到山顶的水池里，最后借助管道把水输送到出口以满足施工人员生活用水所需；第二处则是直接从电站水渠里面抽出水，然后输送到山顶上面的蓄水池里面，最后依然是借助管道把水运到进口里面，以保证正常的施工。生活用水所需。此外所有的水源在使用前一定要仔细检查水质，如果水分的PH值小于4，以及水里面含有的硫酸盐、氯化物高于规范规定的标准，就不能用作砼的搅拌。另外一些会给水泥凝结硬化造成危害含有杂质的水石也不能投入使用，以免带来更大的危害。

2.3为工程施工供电

隧道工程在施工时需要在进、出口位置各自安装一台符合施工设备要求标准的变压器，然后借助工程所处区域的电网进行供电，此外还有提前准备一台220kW功率的发电机以供备用。而工程施工时需选择三相380V的动力设备和220V的照明用电，此外为了保证工程的施工安全，在施工时一定要把漏电保护开关安排到所有的线路上。此外在架设线路和安装电器时一定要按照有关的公路隧道施工规范进行，不得违规进行操作。

2.4为工程施工做好通风、防尘工作

隧道施工时会对洞内采取爆破和掘进措施，这样就会带来巨大的灰尘，会给工程的下一步施工造成一定的不便。这时必须采用湿式凿岩的方法进行施工，等到爆破工作结束后要及时的洒水使粉尘的浓度降低。此外隧道工程的通风可以以压入式进行施工，借助3台轴流风机不断送风，且要确保送风口和开挖面之间的距离不能超过15米。

2.5为工程施工排水做好准备工作

这里排水设施的建立是为了将流入隧道的地下水以及施工废水排除掉，对隧道出口的施工属于顺坡施工，所以施工排水时可以充分利用塑料管把水沿着自然坡排出洞外；而进口的施工则属于反坡施工，它可以在开挖地段选择合适的位置挖集水坑，然后借助排水机把水抽出洞外。

3.隧道施工技术

3.1隧道施工的办法

根据以往隧道工程的案例经验可知，在隧道前期施工中会有很多问题出现，常会将台阶法以及双侧壁导坑法两者结合起来进行使用，等到开挖半断面时，需要采用无轨运输设施进行出碴采用无轨运输；在开挖小导坑时，需选择人工进行开挖，然后辅助以小拖拉机完成出碴施工，并且要及时采取支护措施；要及时对仰拱采取加固措施，此外还要施作衬砌混凝土。

3.2采用钢管桩进行施工

一般钢管桩需按照隧道施工规定的要求选用无缝钢管，而且钢管的前端要加工成圆锥状，其长度应该为20厘米；另外钢管桩管体的下半部分要设置加工溢流孔，从而便于注浆施工的开展，但是孔口l米之内不能设置加工溢流孔，而且溢流孔的直径需为8毫米、间距应为25厘米。每次需要按照l米的进度指标来开展施工区域的障碍物清除工作，而且施工时有必要设置一定量的临时管将施工场地的水分进行排除，以免场地里面积水过多造成不良影响；在对隧道进行测量放线时，需将钻孔的位置标清楚。除此之外导坑条性基础的施工需要充分考虑工程的实际情况，等到导坑里面的钢筋绑扎关模后才能把C25混凝土用泵送到施工场地投入使用。要先对水平条形基础进行施工，然后再把拱脚安装上，最后才能对竖直条形基础进行施工。

4.防、排水工程的设置

4.1支护处理措施

在铺挂防水层前要先测量混凝土的断面，一些欠挖部位要及时采取措施挖除，并且需要采取分层喷射的方法进行找平，以保证混凝土表面凹凸部位的喷射施工能够顺利进行。一些外露的锚杆头和钢筋网所处的位置要齐根进行切除，然后选取水泥砂浆将其抹平，使得混凝土的表面能够保持平顺。此外对防水层铺挂之前，要认真检查一些衬砌背后面的排水设施。隧道工程如果在严寒地区进行施工所采取的保温排水设施要有一定的防潮措施。在对深埋渗水沟进行施工时，选用的回填材料一定要保证其保温、透水性能特别好，而且水沟的附近需要采用密实材料渗入回填。

4.2防水层铺设好后检查和处理

防水层铺挂结束，应对其焊接质量和防水层铺设质量进行检查。用手托起防水板，看其是否能与喷射混凝土密贴；进行压水（气）试验，看其有无漏水（气）现象等，检查防水板铺挂质量。如果发现存在问题，除应详细记录外，并立即进行修补或返工处理。

4.3止水带安装与控制

防水混凝土施工缝是衬砌防水混凝土间隙灌注施工造成的，对于施工缝的防排水处理，在复合式衬砌中，一般采用塑料止水带或橡胶止水带。如发现有割伤、破裂、接头松动及偏移现象，应及时修补和处理，以保证止水带防水功能。检查是否有固定止水带和防止偏移的辅助设施、止水带接头宽度是否符合要求、止水带是否割伤破裂、止水带是否有卡环固定并伸入两端混凝土内等项目，做好详细检查记录，如存在问题时，应立即进行修补或返工处理。

5.结语

公路隧道施工时要做好现场的检测以及信息化管理工作，此外监理人员要切实履行自己的职责，确保工程的施工能够顺利开展。此外施工技术人员要不断的探索和研究新技术，从而提高隧道工程施工的效率，缩短工程的施工时间，增进工程的施工质量。

【参考文献】

[1]宋汉甫.浅埋暗挖洞桩法施工发展综述及探讨[J].中国水运（下半月），2008（08）.

[2]罗士丁.断层及破碎带隧道施工技术的探讨[J].科学之友（B版），2008（09）.

[3]崔玖江著.隧道与地下工程修建技术[M].科学出版社，2005.

黄土公路隧道施工的几点建议 篇7

我国公路隧道施工基本上套用铁路隧道多年来的优秀成果, 黄土公路隧道也套用新奥法等施工方法, 而公路隧道断面大、跨径大、形状扁平的特点, 再加上黄土强度较低, 自承能力较弱, 开挖后变形大等特点决定了黄土隧道施工的复杂性, 诸多问题都需要我们隧道建设者不断积累施工参数, 总结经验, 为我国黄土隧道建设做好充足的技术储备, 为今后更大断面隧道 (三车道隧道) 建设做好准备。

1黄土工程地质的特殊性及对隧道施工的影响

黄土按其形成年代可分为:形成于下更新世Q1的午城黄土和中更新世Q2的离石黄土, 称为老黄土。普遍覆盖在上述黄土上部及河谷阶地带上更新世Q3马兰黄土及全更新世Q4下部的次生黄土, 称为新黄土。此外, 还有新近堆积的黄土, 为Q4的最新堆积物, 多为近几十年至近几百年形成的。

1.1 险穴对黄土隧道施工的影响

黄土险穴是黄土地区经常见到的不良地质现象, 也是造成隧道坍塌的主要原因。通过对卧龙隧道和静宁隧道塌方及冒顶事故的分析, 这两次冒顶事故都与黄土险穴有关, 隧道若修建其上方, 则有基础下沉的危害。隧道若修建在其下方, 常有发生冒顶的危险。隧道若修建在其邻侧, 隧道洞身有可能承受偏压。

1.2 水对黄土隧道施工的影响

由于黄土在干燥时很坚固, 承压力也较高, 施工可顺利进行。而当其受水浸湿后, 呈不同程度的湿陷性, 会突然发生下沉现象, 使得开挖后的围岩迅速丧失自稳能力, 如果支护措施满足不了变化后的情况, 极容易造成坍塌。

1.3 隧道拱顶出现裂缝时的处理

黄土隧道在施工过程中易出现纵向裂缝, 并且纵向裂缝如果处理不及时, 地表水浸入隧道周围土体就会引起围岩压力、二衬受力等出现突变现象, 容易造成塌方及冒顶事故。通过对平定高速公路5座公路隧道的跟踪观察, 黄土隧道洞身上部地表纵向裂缝必须处理。

2黄土隧道施工技术

2.1 开挖方法

由于双线隧道断面积大, 开挖跨度达13.0 m, 开挖面积达150 m2, 黄土隧道开挖前应采用管棚超前支护, 开挖宜采用矿山法上下导坑短台阶先拱后墙法施工、新奥法上下台阶预留核心土台阶先拱后墙法施工 (如图1所示) 、新奥法上下台阶先拱后墙法施工、特殊土质采用分部开挖法 (如:双侧壁导坑先拱后墙、双侧壁导坑先墙后拱等方法施工见图2) 。开挖时采用人工配合机械开挖;一般情况下严禁放炮, 以减少对围岩的扰动, 避免坍塌。

2.2 初期支护

对于几乎没有自稳能力的新黄土采用立拱架人工浇筑混凝土的强支护形式, 但是这种支护方式施工进度慢, 且在拱顶位置易出现空洞, 因此拆模后应立即对拱顶进行注浆, 防止围岩变形开裂。对于有一定自稳能力的老黄土采用锚喷网、钢支撑联合支护, 开挖后及时进行初期支护, 及早封闭成环, 提高围岩的承载能力, 喷射混凝土中加入防止混凝土开裂的聚丙烯微纤维网 (一般为1.2 kg/m3) 。喷射混凝土采用湿喷技术, 已达到降低混凝土回弹损失、改善作业环境和提高喷射混凝土质量的目的。初期支护施工顺序如下:掌子面开挖→锚杆安装→钢筋网安装→初喷混凝土→敷设排水管→架设钢支撑→补喷混凝土至设计值。

2.3 监控量测及超前预报

加强超前地质预测预报和围岩变形量测工作, 及时反馈施工信息, 通过平定高速公路两次隧道施工中冒顶事故, 看到黄土隧道超前预报工作不能仅仅停留在掌子面前方围岩情况的预报, 应当增加隧道上方围岩情况预报, 加强地表观察, 如有纵向裂缝, 及时处理, 对于保证施工安全是非常重要和必不可少的。超前预报和监控量测是反馈动态设计的重要依据, 它关系到施工安全、结构稳定及工程造价等方面。

2.4 隧道防排水

结合黄土隧道特点, 隧道防排水采取“以排为主, 防排结合”的原则, 达到防水可靠, 排水畅通, 经济合理的目的。隧道应采用双侧水沟排水;初期支护与二次衬砌之间敷设复合防水板及纵、环向盲沟, 施工缝设橡胶止水带;纵向盲沟通过边墙泄水孔与侧沟连通。

2.5 二次衬砌

采用全液压整体衬砌模板台车, 混凝土由电子计量拌合站搅拌, 输送车运输, 混凝土泵泵送, 以保证二次衬砌内实外美, 表面光洁平整。衬砌模板台车长度应控制在7.5 m～9 m之间, 模板台车支模时应在设计轮廓线的基础上放大5 cm～10 cm, 以免台车液压支撑构建在施工受力后发生回缩现象, 另外在模板台车中浇筑混凝土时, 一般都按先边墙后拱腰最后拱顶的浇筑顺序, 而这种施工顺序会造成钢模板台车上浮等现象, 易造成拱顶厚度不足等问题, 施工时应注意模板台车横向支撑。

3施工中应注意的问题

1) 黄土隧道施工首先要做好洞顶、洞门及洞口的排水系统, 处理好地面裂缝、洞身上部险穴等, 以免地面积水侵蚀洞体周围, 容易造成塌方。2) 坚持少扰动地层的施工作业原则, 在含有地下水的土层中施工时, 洞内排水沟应进行铺砌, 必要时应配合井点降水等方法将地下水位降至隧道衬砌底部以下, 保证施工顺利进行。3) 加强施工中的变形观测, 及时反馈信息, 有效地指导施工, 确保施工安全。4) 施工时要特别注意拱脚与墙脚处断面超挖, 如超挖过大, 应用浆砌片石回填。如发现该处土体承载力不够, 应立即加设锚管或采用其他措施加固。5) 施工时应加强监控量测, 特别是地表裂缝、地表下沉、拱顶下沉、周边收敛等项目, 当沉降量过大时应采用钢支撑, 并在墙脚处加设锁脚锚管等强支护。6) 要做好施工缝的处理, 从最近检测的旧隧道可知, 后期病害裂缝主要集中在拱墙结合部、施工缝等处, 施工时应注意接缝的处理。7) 施作仰拱前, 为了提高基底的承载能力, 需对基底进行处理。可采用灰土挤密桩、树根桩、换填、压浆等方法。8) 施工中如发现不安全因素时, 应暂停开挖, 及时处理, 加强临时支护, 以便采取适应性的工序安排。

摘要：结合平定高速公路在建隧道及省内部分黄土旧隧道近年来检测中发现的问题, 简要介绍了我国黄土隧道的概况和特点, 总结了几点影响黄土隧道修建的地质因素、施工技术以及施工中应该注意的问题。

关键词：黄土,公路隧道,施工技术

参考文献

[1]李宁军.隧道设计与施工百问[M].北京:人民交通出版社, 2005.

[2]黄成光.公路隧道施工[M].北京:人民交通出版社, 2006.

黄土公路隧道施工技术 篇8

关键词：大断面隧道,高速公路,双侧壁导坑,仿真模拟

1 工程概况

某隧道起讫里程DK270+429～DK278+280,隧道全长7 851 m,是世界上最长的湿陷性黄土隧道。隧道主要穿过砂质新黄土,结构疏松,具有中等～严重自重湿陷性。隧道与连霍高速公路相交里程分别为:DK270+600～DK270+750,DK271+189～DK271+420。进口工区DK270+600～DK270+750段为下穿高速公路区段,埋深50 m,高速公路与线路交角为35°,高速公路为填方路堤,路堤高约10 m。横洞工区DK271+189～DK271+420段为下穿收费站及滑底村区段,埋深约60 m,站区为填方地段,高速公路收费站以及高速公路匝道与线路交角为35°(见图1)。

由于该高速公路车流量大量增加,重车、超载车数量明显增加,路面沉降控制更为严格。隧道在DK298+758～DK298+790段落进行了下穿段试验,根据实验结果重新制定了下穿段施工措施,从DK298+818～DK299+020段设ϕ159双层大管棚超前支护,管棚间距40 cm,两层管棚中到中40 cm,每环127根,环向设置范围到边墙最大跨度位置。隧道采用双侧壁导坑法开挖,双层初期支护,第一层全环喷35 cm厚C25混凝土,设全环Ⅰ25a型钢钢架加强支护,钢架间距50 cm;第二层采用全环喷25 cm厚C25混凝土,设全环4肢ϕ22格栅钢架支护,钢架间距1.0 m,二次衬砌采用55 cm厚C35钢筋混凝土,开挖断面及管棚设置如图2所示。

2 阌乡隧道下穿前试验段施工方法数值模拟

本研究针对阌乡隧道下穿连霍高速公路前的专项计算,首先根据隧道下穿前试验段的Ⅴ级围岩双侧壁法施工过程(H=23 m),模拟分析了该施工方法在开挖过程中围岩及支护结构的力学行为,检算衬砌强度,以期得到一些有益的规律和结论,对随后即将施工的下穿段隧道的顺利施工起到一定的指导作用,从而确保隧道施工中的安全性和既有线的顺利运营。

2.1 地层和材料参数

数值计算需采用的地层参数见表1。

2.2 边界条件与施工过程的模拟

位移边界条件:上表面即地表为自由边界,其余各外表面均约束法线方向的位移。荷载边界条件:考虑自重荷载,在第一荷载步计算自重作用下的初始应力场。本计算利用岩土专用软件模拟了双侧壁法开挖、施作初次支护、二次支护、仰拱及拆撑的全过程。计算采用大型三维岩土有限差分进行计算,计算采取实体单元模拟初期支护、二次支护、临时中隔壁,cable单元模拟锚杆。

2.3 计算模型

计算采用大型三维有限差分软件进行计算,计算采取实体单元模拟初期支护、临时中隔壁。几何模型计算范围选取:模型沿隧道纵向(y轴)取30 m,施作ϕ50的超前小导管支护,沿隧道横向(x轴)取100 m,竖直方向(z轴)向上取23 m,取至地表,向下取50 m。认为边界满足土体开挖影响范围。隧道开挖轴线方向2 m一个网格,模拟施工中的开挖步距。图3为模型网格图,共计132 900个单元,140 213个结点。图4显示了锚杆单元。围岩按照新黄土(Ⅴ级围岩)取作均质土层。

2.4主要计算结果

右侧下导洞贯通时:拱顶最大沉降55.3 mm,占83.9%;地表最大沉降23.5 mm,占94%;衬砌上最大拉应力17.7 MPa,仍出现在(1)导洞的拱脚;锚杆最大轴力204 k N,出现在下部导坑边墙中下部。底部小台阶开挖3 m,支护1 m时:拱顶最大沉降57.5 mm,占99.5%,地表最大沉降24.8 mm,占99.2%;衬砌上最大拉应力17 MPa,仍出现在(1)导洞的拱脚;锚杆最大轴力162 k N,出现在下部导坑边墙中下部。底部导洞贯通时:拱顶最大沉降57.6 mm,占99.7%,地表最大沉降24.8 mm,占99.2%;衬砌上最大拉应力15.5 MPa,仍出现在(1)导洞的拱脚;锚杆最大轴力151 k N,出现在下部导坑边墙中下部。临时支撑一次性拆除,不作二衬时:拱顶最大沉降57.8 mm,占100%,地表最大沉降25 mm,占100%;衬砌上最大拉应力11.2 MPa,仍出现在(1)导洞的拱脚与拱顶;锚杆最大轴力153 k N。

3结语

结果显示,当左上导坑开挖时拱顶沉降值为23.8 mm,锚杆轴力为56 k N;左侧下台阶和右侧上台阶同时开挖后,沉降增大到33 mm,这时左上导坑初支的最大主拉应力为6.5 MPa;右下导坑开挖后初支最大主拉应力达到11 MPa,拱顶沉降值为40.6 mm,锚杆轴力达到105 k N;当全部贯通时,沉降为57.96 mm,初支最大主拉应力为15.5 MPa,出现在(1)导洞拱脚处,此时锚杆轴力也增加到151 k N。在整个开挖过程中,锚杆轴力处于增大的趋势,锁脚锚杆则一直处于受压状态,而且受到的压力值比较大,它的作用是非常明显的。初期支护最大主拉应力在最大时达到16 MPa,随着支护的封闭,初期支护最大主拉应力有所减小。双侧壁导坑法施工中,最大拉应力出现在临时中隔壁同初期支护相接触位置,初期支护最大主压应力出现在拱肩部位,在施工时需对初期支护拱肩部位进行局部加强。

参考文献

[1]王梦恕.地下工程浅埋暗挖技术通论[M].合肥:安徽教育出版社2,004:289-395.

[2]华德洪,侯西程.交通土建工程设计与施工新技术[M].北京:中国铁道出版社,2005:1-5.

[3]初厚永.短台阶弧形导坑法在浅埋大断面黄土隧道V级围岩段中的应用[J].铁道标准设计2,008(11):69-73.

黄土公路隧道施工技术 篇9

1 黄土土质带来的问题

黄土一般存在于干旱半干旱地区, 黄土层自上而下分别是Q4、Q3、Q2、Q1四种不同属性的黄土, 黄土隧道一般是定位在Q2土层, Q2的土质比较密集, Q4的体质最为松软。而一般隧道的进出口则多常见分布于Q3土层, Q3土层却因为高压缩性和水敏性, 因而很容易受到降雨和湿度的影响而发生塌方。黄土一般是呈粉粒颗粒状, 土质中含有大量的碳酸钙, 疏松多孔, 土体间粘结力极差, 谁水敏性强, 很容易被水流侵蚀, 这一种土质地区在施工时经常会遇到湿陷性黄土、松软黄土、砂质黄土等地质问题[1]。而这些问题给隧道的施工带来问题和困难, 所以对于黄土地区的施工我们做好事先考察和做好工程设计, 在有把握的情况下进行施工, 保证工程的正常进行, 保证施工人员的生命安全, 也保证了以后隧道的通行安全。

2 施工过程中存在的难题

通过上面的分析, 我们知道了黄土土质本身的缺陷会给施工带来危险, 这是由于黄这些原因, 因此在施工的时候设计方和施工方要考虑以下五个方面的问题:

2.1 隧道顶部的厚度带来的问题

隧道是浅埋于高速公路之下, 因此设计上隧道的顶部厚度较薄, 这样的情况在施工过程中会产生侧漏或顶部坍塌的危险, 加上上面是高速公路, 车辆川流不息, 地面很可能会因为长期的磨损而导致坍塌, 从而危害到隧道下面的生命安全。

2.2 施工过程中高速公路的运行问题

由于黄土隧道是建设在高速公路下方, 因此在施工时高速公路还处于正常运行的阶段, 高速公路最为重要的交通枢纽, 每天的车流量很多, 所以如何在施工的过程中避免对高速路的交通造成堵塞等影响, 就是施工方面临的第二大难题。

2.3 围岩问题

由于黄土隧道在设计上是属于大跨度大断面, 在开挖的过程中围岩会受到干扰震动, 因此围岩类型的好坏关系到隧道额稳定性。

2.4 大管棚问题

由于黄土隧道开设于高速公路下方, 因此需要架设大管棚, 一旦大管棚架设不牢固或出现其他原因, 就会对隧道内的人员产生威胁, 提高了危险系数。

2.5 施工工艺问题

在施工过程中需要涉及到许多繁杂的步骤, 比如说超前支护、掌子面加固、初期加护、临时支护等, 而且施工的工序要求非常之高, 一旦达不到工艺的要求, 就会影响到下一步的施工, 同时也会对隧道内施工人员的生命安全造成威胁[2]。

3 高速公路下穿段隧道主要施工措施

施工前, 先对高速公路两侧的隧道洞口进行作业, 在里面架设双层大管棚, 并且先进行超前加护。接着在管棚内采取双侧壁导坑法, 对掌子面则是采用纤维瞄杆。施工的过程中要使用勘测和检测系统, 保证对施工进度和情况有清楚的把握。

3.1 超前支护问题

选择159大管棚进行双层的支护, 同时, 为了保障大管棚的宽度合适, 因此在选用大管棚时, 要保证大管棚可以穿出设计的开挖线0.3米以上。如果土质是属于新黄土的话, 那么一般的湿式钻进方法容易导致土地塌陷, 这样就不利于施工。可以考虑采用导向跟管钻进法, 这样就能避免土地松软导致的塌陷。

3.2 掌子面预加固问题

掌子面我们科选择25纤维锚杆从而进行巩固预防, 锚杆长度分为十二米、八米和四米三种。第一环的时候, 三种长度锚杆都要选用, 将它们平均打设, 各占总数的三分之一, 之后每开挖四米就要打设约三分之一长度的十二米长的锚杆。纤维锚杆要使用等边三角形来进行布置[3]。

3.3 初期支护问题

第一层的拱墙由八块钢筋网构成, 网格之间的距离设定为20×20cm, 用全环的125A型钢架进行加护, 钢架间的距离设为0.5厘米。第二层拱墙同样是八块钢筋网, 网格间距同第一层一样。

3.4 临时支护问题

同初期支护一样, 采用125A型的钢架, 钢架间距离设为0.5厘米, 同时也要加上连接筋进行加强巩固。

4 浅埋大跨度黄土隧道引起的地面变形

了解了黄土隧道的开挖方法后, 接着就需要了解隧道开挖会引起的问题。我们知道, 虽然不同地区的水文条件和土层质量不一定相同, 但是隧道开挖还是会引起底层和内衬的变形, 因此针对不同的变形原因去研究各自的采用措施, 能够保证我们在施工后尽量避免这些问题扩大化。

4.1 围岩的质量影响

黄土一般分布于干旱半干旱地区, 是陆相沉积后形成的一种特殊土质。一般浅埋的隧道多分布于第四纪地层, 所以我们在施工前要详细的了解要充分了解各地层围岩的类型、厚度、水敏性等方面物理性力学, 在施工的时候才能采取正确的方法。

4.2 地下水位的影响

由于黄土土层的水敏性, 因此如果在地下水的长期作用下, 黄土土层会吸收水分, 围岩的硬度会下降, 吸水后土层会下沉, 下沉的土层又会加重了围岩的压力, 从而加大了支护网络的压力, 长期如此, 就会造成隧道的坍塌。因此控制好地下水就可以保证围岩的压力, 保证土层的稳定, 从而保证施工的正常, 保证隧道内施工人员的安全。

4.3 隧道设计与施工方法的影响

在进行掌子面的建设时, 如果出现围岩掉落等情况, 那么就一定也会导致底层的原始应力和土体极限间的平衡状态呗打破。如果隧道的断面处于设计不正确的情况下, 那么也会导致底层原始应力过于集中。如果是在施工过程中由于没有及时加护或者是不恰当支护, 那么也会有引起地面变形的可能性。如果是由于开挖隧道而没有及时排干净地下水的情况下, 那么也会引起地面变形。[4]如果是在已经建设完成的隧道旁边进行开挖的话, 那么就会破坏原先隧道已有的平衡结构, 从而导致地面变形。如果是在隧道附近进行爆破或使用大型的挖掘工具, 那么也会引起隧道结构的不稳定从而导致地面变形。施工过程中选用的支护材料不达标或者是未按照设计图测量好进行支护, 那么也会导致地面变形。这一方面的原因是多种多样的, 在施工过程中施工方要多加留意。

4.4 洞室结构类型与埋置深度的影响

对于洞室结构类型与埋置深度的影响我们要先考虑覆跨比的情况。所谓的覆跨比就是指结构拱顶上部覆盖的土层厚度与隧道结构跨度间的比率。如果覆跨比大于一小于二, 那么就可以顺利施工, 同时能够很好地控制住施工的情况, 保证地面的沉降率。如果覆跨比小于一, 那么就需要考虑使用辅助设备, 而这样的情况不仅会导致施工的不顺利, 同时也会加大工程的费用。覆跨比对隧道的稳定性有很大的影响, 因此在施工前要仔细勘探, 在施工过程中也要严格按照设计图进行, 保证对地面的影响是在可控的范围内。

引发地面变形的因素是非常复杂且多样的, 因此我们不能简单地用一种情况来进行武断, 也不能单纯地用一个数据来进行归因。

地面变形的表现形式有多种, 比如沉限槽、地面开裂与地面沉降, 其中地面沉降是十分常见的问题。我们可以采用的方法有预加固法、分布开挖法和不同的支护巩固法, 通过这些方法来有效地控制地面沉降, 避免沉降造成伤害。全断面开挖施工可以加快施工速度, 但是如果是在浅埋下穿大跨度的黄土隧道内如此施工, 会很容易引起地面变形, 因此最好选择分布开挖法, 在保证隧洞结构稳定的同时也能减少地面沉降的幅度, 从而保证施工人员的生命安全。

结束语

综上所述, 我们必须在施工开始前对黄土土质本身存在的问题及其对施工过程带来的困难这些问题先进行清晰地了解, 这样就可以在工程设计上、在施工过程中加以考虑, 对这些问题设计出针对性的解决措施, 从而在施工过程中能够避免这些问题的发生, 保证施工建设的正常进行, 保证隧道内施工人员的生命安全。

参考文献

参考文献

[1]李健, 谭忠盛, 喻渝, 倪鲁肃, 下穿高速公路浅埋大跨度黄土隧道施工措施研究[J].岩土力学2011 (9) .[1]李健, 谭忠盛, 喻渝, 倪鲁肃, 下穿高速公路浅埋大跨度黄土隧道施工措施研究[J].岩土力学2011 (9) .

[2]赵颂, 王秉勇, 刘鑫, 某黄土隧道施工变形规律分析[J].甘肃科技, 2012 (18) .[2]赵颂, 王秉勇, 刘鑫, 某黄土隧道施工变形规律分析[J].甘肃科技, 2012 (18) .

[3]郭慧珍, 陈建平.大跨度浅埋黄土隧道下穿高速公路的施工技术[J].工程技术, 2009 (10) .[3]郭慧珍, 陈建平.大跨度浅埋黄土隧道下穿高速公路的施工技术[J].工程技术, 2009 (10) .

黄土隧道施工技术 篇10

大准—朔黄铁路联络线朔州隧道,位于山西省西北部,行政区隶属朔州市,起讫里程DK128+662～DK139+955,全长11 293 m,除出口段位于1 200 m半径的曲线上,曲线进入隧道352.66 m,其余均位于直线段上。洞内纵坡为3.0‰/5 488 m,-7.0‰/5 800 m,3.0‰/5 m,基本呈对称的人字坡。共设5个斜井辅助施工。隧道进口及洞身地表的黄土梁及山坡上,浅黄～灰黄色,土质均匀,大空隙发育,是垂直节理,发育虫孔及植物根孔,易产生陷穴,含少量零星分布的小型钙质结核砾分布砂质黄土,具湿陷性,湿陷性等级为Ⅰ级(轻微)非自重湿陷性场地。进口段属于典型的湿陷性黄土隧道。隧道工程采用新奥法设计与施工。

2 施工方案

结合本隧道工程特点及开挖后揭示的地质情况,土质属砂质黄土、粘质黄土,结构松散,自稳能力极差,开挖后极易坍塌。故本隧道施工遵循“短开挖,强支护,勤量测,紧封闭”的原则,采用环形法开挖预留核心土法,减少掌子面岩体的临空面,核心土便于支撑,能保证围岩稳定,避免塌方,施工安全。

2.1 小导管超前支护

施工中采用ϕ42双层超前小导管。小导管环向间距25 cm,必要时采用零间距、密排打设,长4.5 m。用风枪将钢管沿孔眼顶入前方土体中,钢管外倾角约10°～15°。施工中确保孔位顺直。顶管至设计深度后用水泥浆将钢管与孔壁间的缝隙封堵,安装钢架后与钢架焊接牢固。

2.2 施工工序

为了避免隧道开挖的过程中岩体垮塌掉落现象,各部位开挖间距在不相互干扰影响的情况下应尽量缩短。上部环形开挖进尺必须控制在1.2 m(两榀钢拱架)以内,具体施工工序如下(见图1):1)在上一循环的超前支护下,人工配合机械开挖①部—施作①部周边的初期支护:初喷混凝土,挂设钢筋网,架立钢架,并打设锁脚锚管,钻设径向锚杆,复喷混凝土至设计厚度,并根据实际开挖情况,施作临时竖撑。2)在滞后①部一段距离后,开挖②部,掌子面喷射8 cm厚混凝土封闭。3)在滞后②部一段距离后,开挖③-1部—施作③-1部边墙初期支护,即初喷混凝土,铺设钢筋网,架立钢架并打设锁脚锚管,钻设径向锚杆,复喷混凝土至设计厚度。4)在滞后③-1部一段距离后,同③-1部施工工序,开挖及支护③-2部。5)开挖④部—掌子面喷射8 cm厚混凝土封闭。6)开挖⑤部—施作隧底喷射混凝土,必要时在墙脚处设置临时横撑(图1中未示)。7)在⑤部施工完且清除虚渣后,立即灌注Ⅵ部仰拱及边墙基础。8)待仰拱混凝土初凝后,灌注仰拱填充Ⅶ部至设计高度。9)根据监控量测结果分析,确定二次模筑衬砌施作时机,铺设环+纵向透水盲沟、防水板+土工布—利用衬砌模筑台车一次性灌注Ⅷ部(拱墙)衬砌。

2.3 支护参数及施工措施的选择

初期支护作为新奥法隧道施工支护体系的主要组成部分,是确保施工安全的重要手段。所以在实际施工过程中,选择支护参数时依据“宁强勿弱”的原则,具体参数及施工方法如下:

1)钢架采用Ⅰ20a工字钢钢架,间距40 cm。钢拱架安装时应紧贴开挖轮廓表面,连接板必须密贴,不得有夹角,用螺栓将之连成整体,并将小导管及系统锚杆尾端与之焊接,最大限度地发挥小导管及系统锚杆的作用,使小导管、锚杆、钢架形成整体支护结构。钢拱架底用15 mm钢板(宽30 cm)沿隧道轴线方向铺垫,以减少不均匀沉降。设双层ϕ22钢筋连接筋,单层环向间距100 cm,与钢架焊接牢固。2)设双层ϕ8钢筋网,网格尺寸为20 cm×20 cm。3)钢架按设计节点打设锁脚锚管,每榀钢架打设24根,每根长4.0 m,下倾角度不小于45°,确保钢架基础稳定,下台阶安全,防止塌方。4)钢架每个拱脚处增设锁脚锚管定位钢板,钢板尺寸45 cm×25 cm×1.5 cm,增强锁脚锚管的整体锚固作用。5)边墙设ϕ22砂浆锚杆,间距1.2 m(环向)×1.0 m(纵向)。6)Ⅰ16临时竖撑连接处或与钢架连接处均设钢垫板。7)若钢架发生明显内移,必要时架设临时横撑,以确保施工安全。

通过对开挖掌子面的地质观察,以及对已经施工的隧道初期支护的稳定性能判别,所选择的支护参数及施工措施较为合理,能确保隧道施工安全和结构安全。

3 结语

黄土隧道采用环形开挖预留核心土法有以下优点:

1)施工安全性好。该方法有利于开挖工作面的稳定,便于拱部支护,及时抑制围岩变形,施工速度快、安全性较好。

2)施工进度快。施工断面大,满足机械作业空间要求,充分利用机械作业,提高施工效率,使施工进度加快。

3)施工难度小。以一定的作业时间差组织流水作业,工序转换容易,各部位开挖及初支较容易控制,降低了施工难度。

摘要：结合神化准池铁路朔州隧道进口浅埋黄土段施工实践,介绍了黄土隧道采用环形开挖预留核心土法开挖及支护施工的要点,并提出具体的控制措施,以指导实际工程施工。

关键词：黄土隧道,施工,技术

参考文献

[1]胡再强,沈珠江,谢定义.非饱和黄土的结构性研究[J].岩石力学与工程学报,2000(6):89-92.

[2]赵占厂,谢永利,杨晓华.黄土公路隧道衬砌受力特性测试研究[J].中国公路学报,2004(1):59-60.

公路工程隧道施工技术探讨 篇11

【关键词】隧道工程；设计方案；施工技术

随着隧道工程建设和开发，现代隧道工程建设已经形成了相对成熟的工艺体系。笔者通过自身所熟悉的几种工程理论和隧道工程中施工工艺的结合，就隧道过程中结构、通风、排水、岩体等部分指出了几点问题，并对解决方法和技术提出了个人意见。

1 如何解决隧道建设时地质问题

1.1 围岩分级必要性

隧道工程的建设是在合理运用地质力学的基础上，根据施工地点地层的形态，开挖出一条可供交通运输的条形建筑。隧道工程受地质的影响较大，可施工的空间受限，所以如何做好隧道线路的设计和开挖的定点，关系到整个工程的施工难度，同时影响到隧道的寿命。在开挖隧道前的勘探工作时，由于受到地理因素或者技术受限等问题，要想对隧道工程的整体地质进行详细的掌握，是难之又难。为此，从事隧道建设的技术人员，总结出了一套判定隧道围岩级别的技术，有助于隧道工程的安全施工。

围岩分级根据施工时隧道穿过的岩体的强度和完整程度可以划分成多个种类。技术人员在工程进行的过程中，根据不断暴露出来的岩体情况对将要开挖的岩体状况做出分析和判定，可以对隧道建设做出有效的调整，实现施工过程的高效和安全作业。

1.2 判定围岩级别的方法

对于隧道施工中的围岩级别的判定主要是随着开挖的过程和对岩体的钻探取样获得岩质样本，并通过隧道墙体裸露出来的土质情况对后续的岩体情况进行推测。这些方法运用在实际中的现场观察和提前预报等方面。

现代隧道工程建设中的围岩判断方法主要分为常规地质法，和物探法两种。其中，物探法对于技术和设施的要求较高，但是判断的结果更好，在使用物探法时，是通过仪器对未挖掘的土质进行探测，观察结果来源于实际的数据。而常规地质法对于技术人员的经验要求更高，围岩分析的结果是技术人员通过在施工过程中的观察和表面取样的方式，对岩体的走势和类别于自身经验进行对比所得。这使得常规地质法对于探测人员的专业水平要求更高，同时结果的判断于实际的出入更大。

1.3 在仪器设备不足时，做出可靠地围岩分析

受到工程条件的限制，很多隧道工程不具备完善的探测装备。为此，要准确地判断围岩情况，更多的是运用常规方法。

在这种时候，技术人员要严格执行常规方法的标准，对岩体做到充分的采样和实时分析，在进行推断时参考隧道岩体的断层情况、风化程度、岩体的种类。并根据相关的材料数据做出岩体性质的初步判断。

在确定了围岩级别时，还要对于围岩的状况进行更详细的分析。做出详细的地质记录，随时观察到地质情况的变化，保证工程的安全运作。

2 如何治理隧道过程中的水害问题

2.1 隧道工程中的水害情况同原因

在隧道工程中水害的主要形式是墙体的侧渗、流水、漏水。这其中还分为不同的引发原因。例如隧道的墙体浇筑工艺不合格，导致混凝土出现裂缝或者大量空隙，发生漏水状况。还有由于地基的施工工艺不合格，导致的地下水上涌，导致的侧渗。

当然这其中还可能是由于建筑材料的质量问题引起的工程防水性能不足。但是总结下来，隧道的水害问题，除却因为隧道使用时地质变化所引起的隧道结构变化所导致的水害问题，大部分都是由于建设过程中，没有严格按照施工要求进行施工，或者是施工工艺不完善引起的。

2.2 治理水害的主要方法

在进行对水害原因的分析后，根据不同原因，对水害的治理要有不同的侧重点。

对于洞顶和墙体的渗水问题，首先要确定渗漏部位的建筑情况，很多漏水的情况并不严重，但是墙体结构的破坏程度很大，甚至一定程度上影响到了隧道的支撑体系。所以要先判断建筑的损坏情况，对隧道进行加固，填补。并且清理衬砌的排水系统。

在治理水害问题中，堵不如疏。既要对隧道进行填补的加固，又要在漏水点铺设排水管道，将岩体中间的积水有效地排除出去。并且对于渗水部位进行防水处理。减少由于水害影响建筑寿命和建筑工程。

2.3 新奥法对防止水害有着出色作用

新奥法是一种常用的施工方法，它的主要形式是喷锚支护。通过喷锚支护的方法，可以在隧道开挖的过程中及时有效的对隧道围岩进行支护措施，减少施工原因对围岩整体的破坏，并有效地控制岩体形状。

新奥法具有很强的封闭性，可以有效地避免开挖后，裸露出来的岩体松动和被渗水腐蚀。运用支护减少岩壁的受力，对于岩体的缝隙和裂痕进行粘合剂和填充物的填充。可以有效地保证隧道结构的完整。

同时由于粘合剂和喷锚支护的作用，减少了岩体之间的硬接触，形成了一定程度的弹性支撑。可以有效地分散支撑的受力情况，减少支撑的消耗。

3 隧道工程中的其他部分

3.1 隧道工程的通风问题和防风措施

隧道工程进行的条形通道的建设，在隧道两端往往是大面积的山体阻挡，这使得隧道内容易形成强烈的空气对流。在工程设计的时候，应当提前对设计模型进行风洞测试，观察可能出现的严重风力问题。对隧道的弧度部分进行防风处理，在混凝土表面增加网洞，既可以减少隧道内的噪音情况，也可以吸收两侧的对流风，减轻风力的影响。

同时在隧道开挖过程中，保持隧道内的通风良好。可以在两侧的进出口出设置空气压缩机站，保证隧道中间的供氧充足。防止因为供氧不足或者空气流通状况不佳所引起的施工事故。

3.2 在不良地质中的保护措施

当隧道施工过程中出现严重的岩层断裂或者岩体风化问题时。为了保证安全施工，需要对整个隧道进行支护建筑。开挖方式采用对岩体影响减少的暗挖方式，在施工的同时对岩体进行处理。及时修复岩体的断层和风化问题。增加支撑的厚度，在受力不良的部位进行钢管加固。减少因为岩层状况对隧道整体的影响。

同时对于侧壁岩体在开挖过程中出现松散的状况，可以采用格栅钢架进行环向的支护结构。钢架安装前首先要对墙壁进行平整作业，并且在钢架完成后留有喷砼的厚度。在钢架安装完成后对钢架表面进行喷砼，在喷射的时候要注意降低隧道内的粉尘污染，建议使用湿喷法的工艺。在喷射过程中要注意喷管与受喷面之間的距离，并选择好二者之间的角度，喷砼中避免出现大量回弹和成片脱落，以保证喷砼的质量。

3.3 隧道施工中的钻孔和爆破

在隧道施工的过程中，对于岩体的开凿需要钻爆作业，而爆破的好坏，直接影响着整个工程的进度。在爆破时，不合理的爆破会导致围岩的损坏和施工人员的安全问题。

在选着钻孔位置时，要对爆破的强度和波及范围做出准确地计算，宁肯预留更多的安全面积，也不要出现过爆现象。对于每个钻孔点用油漆标示。技术人员在钻孔过程中还要控制钻孔时的钻杆上仰角度。为了在爆破的时候避免爆破时产生的巨大应力对隧道围岩产生严重的影响。在爆破之前还要对坑道周围的围岩进行围岩塑性化的控制，以支护建筑为主要措施。

3.4 混凝土的喷射工艺

喷射混凝土主要起到的是对围岩的保护作用。在完成初支的工序后，进行混凝土的喷射，对围岩表层的石块进行面积性的固定。同时形成一定程度的承载力承受面积，对于侧岩的受力情况进行改善，坚少围岩的形变。同时由于喷射所形成柔性面积，可以一定程度的释放岩石内部的应力。

混凝土的喷射会整合整个结构受力情况，将整个支撑体系建立起来，使隧道的整体受力均匀。

4 总结：

隧道的建设工程中还要考虑到完成以后，隧道受风化、渗水、岩体移动的影响所产生的变化。尤其是在每年雨季和冷热交替的季节中隧道内建筑的情况，严格执行施工工艺，精确进行工程操作。在施工过程中，采用完善的监控手段，做到安全作业，和高效作业的结合。实现隧道在交通建设中的关键作用。同时，为了完善公路隧道工程的相关技术，应当对隧道工程建设做出详细的记录和材料整理。对每个隧道工程的材料进行整合，不断提升隧道建设技术和体系的完善，减少施工难度，开发行的技术。

参考文献：

[1]王坤.三车道大断面高速公路隧道信息化施工[J].科技创新导报,2010,（6）.

[2]母元林. 公路隧道施工技术质量的过程控制管理[J]. 企业技术开发, 2011,(09).

[3] 杨驰. 隧道围岩与支护结构稳定性与可靠度研究[J]. 中国建材科技, 2011,(03).

[4]杨红军,廖树忠,方建勤,王中文,林才奎. 隧道埋深及开挖方法对于二衬支护时机的影响[J]. 沈阳工业大学学报, 2010,(05) .

富水黄土隧道防排水施工技术 篇12

张茅隧道是郑西客运专线重点控制工程,全长8 483 m,隧道绝大部分位于水位线以下,穿越第四季中更新(Q2)粘质黄土,夹古土壤层,垂直节理发育,具有膨胀性,粘质黄土中透镜状圆砾土层、砂层含丰富的孔隙水,涌水量8 m3/d,天然含水量20%～25%,最高可达30%,饱和度95%。

2 防排水设计

隧道防排水结构见图1。

2.1 防水措施

1)初期支护结构防水:初期支护结构喷混凝土施工采用湿喷工艺,掺加合成纤维,提高初期支护混凝土的密实度和抗渗抗裂性能。 2)柔性防水层:全隧衬砌背后设置EVA塑料防水板加土工布,明洞外贴PVC防水卷材。3)二次衬砌与施工、变形缝防水:二衬采用抗渗等级不低于P8的防水混凝土,纵、环向施工缝均涂抹混凝土界面剂并加设中埋式橡胶止水带,拱墙施工缝设外贴式橡胶止水带,拱部预留注浆孔,衬砌施工后进行充填注浆。

2.2 排水措施

1)防水板与初期支护之间设纵向、环向排水盲管,环向盲管通过三通与纵向盲管相连;隧道两侧边墙脚设纵向盲管,纵向盲管通过泄水管与侧沟连接。2)隧道设双侧水沟,仰拱中央设置中心排水沟,两侧沟与中心水沟采用横向导水管相连。

3 防排水施工

3.1 初期支护结构

3.1.1 采用湿喷工艺

喷射混凝土采用集中拌和方式,严格控制水灰比,确保混凝土的品质,采用湿喷工艺,可以提高喷射混凝土自身的强度和密实度,提高与岩面的粘结强度,提高喷射混凝土的综合性能,充分发挥喷射混凝土的优势。

3.1.2 确定正确的施工配合比

喷射混凝土配合比设计根据原材料性能、喷射工艺、混凝土的技术条件和设计要求通过试验确定。

施工过程中,如水泥、外加剂等主要原材料的品种和规格发生变化,应重新进行配合比设计。

3.1.3 围岩基面处理

若遇喷面有涌水、渗水或潮湿的岩面,喷射前应根据不同情况进行疏水泄压,提高锚喷结构的防水效果。

1)大股涌水宜采用注浆堵水后再喷射混凝土。2)小股水或裂隙渗漏水宜采用岩面注浆或导管引排后再喷射混凝土。3)大面积潮湿的岩面宜采用粘结性强的混凝土,如添加外加剂、掺合料以改善混凝土的性能。4)初期支护设计有钢架格栅时,喷射混凝土时首先应把格栅背后喷满,再喷射格栅中间部分。

3.2 柔性防水层

3.2.1 喷射混凝土基面处理

1)局部漏水采用注浆堵水或埋设排水管直接引排。2)钢筋网钢筋头凸出部分,先切断后用砂浆抹平;有凸出管道时,用砂浆抹平;锚杆有凸出部位时,切断后,砂浆抹平或用塑料帽处理。3)初期支护应无空鼓、裂缝、松酥,表面应平整,凹凸量不得超过±5 cm。否则应重新处理后补喷。

3.2.2 防水板铺设

防水板施工采用无钉铺设工艺,施工工艺流程见图2,防水板超前二次衬砌两个循环,铺设防水板的接缝用自动爬行热焊机进行焊接,铺设防水板采用专用防水板台车进行。

1)铺设前进行精确放样,然后在喷射混凝土表面由上向下的顺序铺设土工布,土工布使用热塑性圆垫圈固定,垫圈间距:边墙2点/m2～3点/m2,拱部2点/m2～3点/m2。2)土工布完成后铺设EVA防水板,防水板由上向下与垫圈热熔压焊,两者粘结强度不小于12 MPa,铺设防水板过程中应留有适当的富余量(实铺长度与弧长比值10∶8),保证防水板全部面积均能抵到岩面。3)防水板搭接部位采用真空加压检测,将5号注射针与压力表相接,用打气筒进行充气,当压力表达到0.25 MPa时停止充气,保持15 min,压力下降10%内,说明焊缝合格,如压力下降过快,说明未焊好,用肥皂水涂在焊缝上,找出漏气部位,重新补焊并检测。

3.3 疏排管道

1)环向排水盲管:隧道拱墙设50 mm打孔波纹管,间距10 m一道,渗水地段加密设置,采用三通与纵向盲管相连。2)纵向排水盲管:纵向排水盲管沿纵向按设计高度布设于左右墙角水沟底上方,采用160 mm双壁打孔波纹管,盲管安设的坡度与线路坡度一致。3)边墙泄水管:在模板对应于泄水管的位置开与泄水管直径相同的孔。泄水管一端安装在模板的预留孔上,另一端安装在纵向排水管上,泄水管与纵向排水管三通连接。排水盲管施工工艺流程:钻孔定位→安装锚栓→捆绑盲管→纵、环向盲管连接。

3.4 二次衬砌模筑混凝土

3.4.1 施工工艺

拱墙二次衬砌采用全断面整体钢模衬砌台车混凝土,搅拌运输车运输,泵送混凝土灌注,振捣器振捣,挡头模采用专门加工的钢模或木模,固定牢固,保障端面整齐。混凝土自模板窗口灌注应由下向上对称分层灌注,倾落自由高度不超过2.0 m;防止混凝土分层、离析;浇筑应连续进行,因故间歇时,间歇时间应小于前层混凝土的初凝时间;采用插入式振动棒捣固,每一振点的捣固延续时间宜为20 s～30 s,以混凝土不再沉落、不出现气泡、表面呈现浮浆为度,防止过振、漏振,确保混凝土密实度。

3.4.2 配合比设计

二衬混凝土配合比必须满足混凝土设计强度、耐久性、可泵性和抗渗性等要求,对富水隧道,抗渗性是评定混凝土配合比的主要指标。具体指标:1)坍落度:150 mm～180 mm。2)水灰比:0.3～0.60。3)砂率:38%～45%。4)外加掺量:为水泥质量的1.0%～1.3%。5)最小水泥用量:不宜小于300 kg/m3。

3.4.3 混凝土养护

混凝土浇筑完毕后12 h内开始对混凝土进行养护,养护时间不少于14 d,养护不得中断,养护期间,混凝土内部温度与表面温度之差不宜大于20 ℃,防止因温度差使混凝土表面出现干裂,形成渗水通道。

3.4.4 拱顶注浆

由于客观原因,拱顶部位混凝土往往存在不密实、不满等现象,对此部位的混凝土,根据施工经验,在拱顶最高位置贴近防水板面预埋50 PVC注浆管,间距30 m,对二衬实施回填注浆,以弥补混凝土收缩或未灌满造成的拱顶空隙。

3.5施工、变形缝防水

张茅隧道全隧施工缝采用了中埋式橡胶,拱墙除布设中埋止水带外,在拱墙施工缝外缘加设外贴式橡胶止水带。

沿衬砌轴线每隔0.5 m在挡头模上钻一12的钢筋孔,将加工成型的10钢筋卡由待灌混凝土侧向另一侧穿过挡头模板,内侧卡进止水带一半,另一半止水带平靠在挡头板上。待混凝土凝固后拆除挡头模,将止水带拉直,然后弯钢筋卡紧止水带。

止水带施工工艺流程:挡头模板钻钢筋孔➡穿钢筋卡➡放置止水带➡下一环节止水带定位➡灌注混凝土➡拆挡头板※下一环节止水带定位。

4结语

根据施工经验,要做好隧道防排水,必须从隧道施工过程的每一道工序做起,初期支护、防水板铺设、二次防水衬砌、施工、变形缝的处理和排水设施等每道工序的施工质量都对防排水效果产生很大的影响,施工中的一点疏忽都可能造成渗漏水隐患。因此每道工序的施工质量都必须按要求严格施作到位,才能保证隧道防排水整体质量,达到要求的Ⅰ级防水目的。

参考文献