高寒地区黄土公路隧道施工

高寒地区土质公路隧道施工

随着国民经济的迅速发展，公路隧道在公路建设中地位越来越显示出重要作用，而在全国范围内，黄土的分布十分广泛，所以黄土隧道的建设在所难免，其设计与施工难度也渐趋复杂。黄土隧道有其自身的特点：易塌方，遇水产生湿陷性，；同时，黄土隧道造价高昂，修建的经验非常少，这些都制约着土质隧道向更高层次发展。

关键词 土质隧道 施工 质量 控制 1 黄土隧道开挖

a．隧道开挖施工工艺流程图

管棚作业一洞室开挖——初喷4—6cm厚混凝土一铺设钢筋网一架立钢拱架一锚杆作业一喷射混凝土至设计厚。

b．隧道开挖严格按预留核心土七步流水作业法施工，上导坑开挖进尺以1～2榀钢拱架间距为宜。上半断面开挖应预留2-3m的核心土，并严格控制拱部开挖，严禁欠挖，避免超挖。下半断面开挖应采用先拉中心槽(中心槽不宜超过10m)，在没有施做中导支护前，坚决不允许拉中槽；左右侧马口开挖交错施工距离应大于5.0m；并严格控制开挖进尺，严禁长距离开挖。

c．刷坡进洞阶段，在满足正常施工空间和土体自身稳定的情况下，拱顶以下曲墙之外应保留一部分土体，作为仰坡挡土平衡块，有利于洞身安全稳定；

d．对于掌子面出水量大，超挖较严重的情况应采取下述措施解决上述隐患：在开挖结束之后，立即在岩面敷设一层钢筋网，钢筋网紧贴岩面设置，用钢管、方木等临时性支撑顶紧，然后初喷混凝土，达到初喷设计厚度，然后再立钢拱架，施作初期支护。

e．掌子面距仰拱最大距离不超过30m，仰拱距二衬最大距离不超过30m(如果地质条件变差，则施工步距须进一步缩短)。

f．临近贯通时，一侧须停止向前掘进，掌子面后面设扇行工字钢支撑；同时，仰拱及衬砌要抓紧跟进(在未跟进的情况下，坚决不允许贯通)；贯通前最后一个循环要达到1.5m左右，不致贯通时土体过薄，出现坍塌，造成安全事故；在剩余3m左右时，在拱部开挖通气孔，缓慢释放能量，转移受力。

2 初期支护

2.1 超前管棚

a．超前大管棚作业前，应先标出开挖线，并对管位按设计要求进行布眼。超前大管棚的连接，优先考虑丝扣连接，也可以采用套管焊接，不允许对焊后直接使用。

b.为确保管棚的外插倾角能满足规范要求，第二循环管棚需预留工作室。具体为：距第二循环管棚末端4m处，开始将钢拱架按0-30cm线形逐渐抬高，这样给第二循环管棚作业创造一个4m长、0.3m高的三角形空间，便于钻机作业。在两环节接头处设计高度上增设一榀钢拱架与管棚尾端焊接，前后两循环管棚搭接应满足设计要求直径89的管棚搭接长度不小于1.5m，预留工作室先以喷射混凝土喷成弧形面，其余部分待二衬时用衬砌混凝土补平。

2.2 超前小导管

a. 在前一环钢拱架的中隔板上环向布置注浆眼。

b，按布置的注浆眼位置焊穿隔板钻眼(外插角可根据拱架间距调整)，完成后将导管顶人岩层。

c.孔口止浆封堵：导管打人后用塑胶泥封堵孔口导管与孔壁间隙，并在导管附近及工作面喷混凝土，以防工作面上岩土坍塌，同时作为注浆止浆岩墙。

d．压注浆液：注浆压力控制在0.5-1.OMPa，注浆达到设计注浆量和注浆压力时要结束注浆，切不可盲目加压。注浆过程中要随时观察注浆压力，分析注浆情况，防止堵塞、跑浆，做好注浆记录，以便分析注浆效果。

2.3 钢拱架架立质量控制 2.3.1

钢拱架架立应控制好6个方面的问题：a．钢拱架的标高；b．钢拱架的横向尺寸；c，钢拱架的垂直度；d．钢拱架的连接螺栓；e．钢拱架各单元连接处松散物及虚碴的处理；f．钢拱架的间距。各洞口安装钢拱架必须做到标高、宽度尺寸标准，上中下导钢拱架连接弧度圆顺，架立后技术干部要反复核对，确保各项数据符合设计要求。

2.3.2

钢拱架应与围岩紧密相贴，如不能紧贴时，应按规范要求，用高标号混凝土预制块填塞顶实，其点数单侧不得小于8个接触点，以确保其整体受力。掌子面

附近的钢拱架外露(钢拱架处的喷射不能喷满，可留5cm厚左右，以便随时检查钢拱架、锚杆的作业质量及数量)数米，最大不超过2m；钢架之间的纵向连接筋应设于拱架内缘；连接筋环向间距及长度，严格按设计要求施工，便于与下一榀钢架连接，同时要求钢拱架的纵向安装间距误差不超过±4cm。

2.4 锚杆施做质量控制 2.4.1 锁脚锚杆

锁脚锚杆在黄土隧道的施工非常关键，必须按设计长度、数量随钢拱架的作业及时跟进。锁脚锚杆要在端头加工成L型弯钩焊接在钢拱架上，确实起到锁脚作用，防止钢拱架下沉过大。

2.4.2 系统锚杆

a．为了确保系统锚杆沿法线方向布设，系统锚杆的工作台可放在上导坑核心土的后面，系统锚杆作业必须是喷射混凝土厚度达到10-12cm后进行，且一定要使用垫板，垫板焊接在钢拱架的腹部，以便加强钢拱架的稳定性，提高其刚度；系统锚杆的设置及喷射混凝土达到设计厚度的断面与掌子面的最大距离不超过6m。

b．系统锚杆可以在数量不变的情况下，增大环向间距；减小纵向间距；锚杆必须与钢拱架焊接，系统锚杆的注浆必须按照设计要求达到注浆压力。

2.5 钢筋网工程质量控制

钢筋网片必须严格按设计要求先在洞外定型加工，且每片加工面积不宜小于1m2，然后在洞内安装，且相互之间的搭接长度不应小于5cm。钢筋网应随受喷面的起伏而铺设，在施作前需初喷4-6cm厚混凝土形成钢筋保护层，但对于马兰黄土，初喷混凝土是不现实的。

2.6 喷射混凝土质量控制

a．喷混凝土前试验员一定要做好配合比，同时现场抓好混凝土施工操作。 b．喷射混凝土时，速凝剂的添加要均匀，喷射混凝土一定要分层喷射，喷射混凝土的乎整度要求不超过5cm。

c．喷射混凝土应采用硬质洁净的中砂或粗砂，细度模数宜大于2.5。速凝剂使用前应做速凝效果试验，要求初凝不超过5min，终凝不超过l0min。喷射混凝土中的骨料应不小于40％。

d．喷射混凝土必须表面平整、圆顺；不合格处打凿后补喷平整，尤其是上、中导和中、下导接茬部位。严格按2m靠尺进行量测，确保平整度达到要求，拱部喷射混凝土必须回填密实，不得有空洞。

3 仰拱施工质量控制

仰拱基础应在浇筑段外设置集水井，开挖立即抽水，严禁地基被水浸泡，同时立即喷射8-l0cm厚C25混凝土，对基底进行封闭，如仰拱混凝土为钢筋混凝土时，喷射厚度应控制在8cm以内，以保证仰拱上部钢筋保护层在2—3cm左右。

4 二次衬砌质量控制 4.1 隧道防水

防水意识必须提高，重视隧道防水工作，严格按设计要求进行防水施工措施铺设，加强对防水板的焊接质量要求，加大对防水板检验力度，在满足设计要求的情况下对渗漏水较严重的地段加密排水半管，确保隧道无水，同时做好监理签证工作。

a. 排水半管

排水半管在无水地段每5m设一道，富水地段应根据渗水痕缝加密。在喷射混凝土中打孔，将水引出后用半管排走。排水半管用高标号水泥砂浆包裹密实或用灰浆喷射密实，待初凝后再浇筑二衬混凝土，保证不渗漏水。

b．防水板搭接长度不得少于8cm，搭接部分的焊接宽度不得少于2.5cm；在粘贴防水板时若发生热熔破坏，将破坏地方重新补粘，确保防水板的整体性和防水性。

4.2 二次衬砌

a．为确保二次衬砌的密实度和外观质量，应在模板台车上加设附着式振动器，并按设计要求在拱顶布设纵向注浆花管，紧贴初期支护混凝土面，孔位向上，在二衬混凝土外留注浆孔。同时应加强对衬砌台车的支撑，为防止模板台车整体上浮，可采用地锚，或在已完工的二衬上预留钢筋，锚固模板。对台车各部位螺栓进行全面检查，变形较大应打磨，修正模板，同时对模板表面进行全面清理。

b.为避免二次衬砌施工中的收缩裂缝，除严格控制混凝土塌落度外，还须对其拌和时间、振捣时间严格要求。为防止混凝土离析，混凝土垂直落距不得大于1.2m，混凝土拌和站操作人员需配备秒表，做好拌和时间及用水量的精确控制，

拆模时要求混凝土强度必须达到设计强度的70％。

c.已施工后衬砌表面缺陷部位要立即整修，重点是施工接缝部位，修整时禁止大面积抹浆粉刷，做到混凝土表面光滑平整，颜色一致。

5 技术管理

加强围岩观察及观测，对洞内初支表面裂纹进行认真分析，及时对监控量测围岩的各类数据(拱顶下沉、地表量测、水平收敛)进行汇总分折；确定二衬施作时间，调整支护参数。根据施工现场量测结果可以看出，黄土隧道的变形以下沉为主，收敛为辅。需要指出，有相当一部分施工、监理单位对隧道监控量测不重视，使得量测资料不真实、不及时，未能起到应有作用，后果很严重。

现场监控人员要严格按驻地监理要求规范施工，及时按要求做好各项内业资料，每道工序施作后应及时报现场监理检查并取得签证；施工现场必须有技术干部指导施工，同时做到24h监控。

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