湿陷性黄土双连拱隧道施工技术

湿陷性黄土双连拱隧道施工技术李海鹏北京市海龙公路工程公司北京102101摘要：近年来，随着我国综合国力的提高，环境保护意识的增强，高速公路建设过程中桥隧道比例越来越高，针对不良地质条件下进行隧道技术的成功经验越来越多；文章结合岢临高速施工的工程实例，通过介绍湿陷性黄土地段修建双连拱隧道的技术，为类似湿陷性黄土双连拱隧道的施工提供借鉴。关键词：湿陷性黄土双连拱隧道施工技术1.工程概况：曲家沟隧道位于山西省岢岚至临县高速公路ZB2合同段，两车道（双向四车道）隧道，隧道建筑限界净宽为10.25m，净高5.0m。隧道内轮廓为单心圆，半径为5.50m，曲中墙，隧道全长245m，其中暗洞长m，（进口5m，出口5m）。衬砌设计为复合式衬砌。隧道围岩主体为离石组Q2L亚黏土夹薄层压砂土，柱状节理发育微地貌为黄土梁、陡坎、冲沟。冲沟多层“V”字型。隧道中间150m为Ⅵ围岩，洞口两端为Ⅱ浅埋围岩。洞体埋深为6.07m到80.4m。隧道出口中导洞上方右侧均有一较大V字型冲沟，将洞顶山体完全隔断，致使出口处左右两洞都存在偏压。冲沟内有几处深为2m~6m不等的黄土陷穴。与本隧道基本平行位于线路左侧是正在营运的孝柳铁路王家会1#隧道，隧道出口距文中所述隧道净距不足20m。2.洞口加固措施本隧道严格遵循早进洞晚出洞的原则，从安全、经济、美观出发，避免大挖大刷，尽量不破坏自然地貌。采取措施对洞口不良地质因素合理处理，确保了洞口的安全开挖。2．1落水洞的处理，首先对落水洞适当开挖去除虚土，然后回填C15片石混凝土，洞口段1m用二八灰土夯填，并回填厚30cm黏土隔水层，最后用种植土覆盖并植草绿化。避免了流水对洞顶的冲刷，实现工程与自然的和谐统一。2.2冲沟处理。为了增加冲沟出口处山体的稳定性，在冲沟出口处5m范围内加设了厚80cm的钢筋混凝土盖帽，盖帽两侧用3m的砂浆锚杆与两侧山体锚固。盖体的加设加强了山体的稳定性回填c15片石混凝土，洞口段1m用二八灰土夯填，并回填30m黏土隔水层，最后用种植土覆盖并植草绿化。经过此方案的实施，有效处理了落水洞的病害，避免了流水对洞顶的冲刷，并实现了与自然的和谐统一。冲沟处理。为了增加冲沟出口处山体的稳定性，在冲沟出口处5m范围内加设了厚80cm的钢筋混凝土盖帽，盖帽两侧用长3m的Φ22砂浆锚杆与两侧山体锚固。盖体的加设加强了山体的稳定性的自承能力。大棚管超前支护。隧道主洞进口4个洞口拱部20mf范围内均采取Φ108钢管超前支护。钢管环向间距40cm，外插角1°。钢管前端做成尖锥状，管体梅花型打设Φ10mm-16mm注浆孔，管尾外留1m与洞口管棚封端（套拱）构成一体。管内压注1:1水泥水玻璃双浆液，水灰比1:1，以此固结周边围岩，并充填管体增加其刚度。施工中采用潜孔钻钻孔，严格控制钻孔角度，确保钢管不侵入开挖轮廓。钻孔前先施作2m套拱，套拱中埋设与管棚钢管根数的导向管，起到了止浆墙的作用，确保了注浆的效果，从而保证了超前管棚的施工质量。3.洞身开挖及支护计划从岢岚端洞口开展中导洞进洞施工，在隧道的进口端进行施工驻地和施工场地的规划。隧道进口处有一较大冲沟，地形较陡，且洞口土体为湿陷性黄土，为了确保安全，决定先施工进洞口大管棚稳定土体，再进行中导洞施工；隧道正洞采用中墙导坑、侧壁导坑分步进行开挖，按照先墙后拱法进行施工。由于隧道经过的围岩是Ⅴ级围岩，隧道开挖尽量利用人工进行掏槽作业，减少由于隧道开挖施工对隧道周边围岩的扰动。导坑开挖采用人工配合小型松动爆破，自卸车出碴，中间土以挖掘机配合自卸汽车进行开挖出碴，仰拱紧跟施工的施工方案。进行爆破作业时，进行预裂爆破和光面爆破作业。隧道在实施导坑作业以前，要按照涉及的要求实施进行超前支护作业。施工支护：采用管棚、超前小导管注浆超前支护；I16钢架、钢筋网、径向注浆锚杆和喷射砼作初期支护。二次衬砌：采用组合钢模板。1.工程概括王家会连拱隧道位于山西省离石至军渡高速公路第一合同段，两车道（双向四车道）隧道。隧道内轮廓半径为5.55m,曲中墙。隧道全长215.5m，其中暗洞长12m（进口5m，出口7m）.隧道围岩主体为离石组Q2L亚黏土夹薄层压砂土，柱状节理发育微地貌为黄土梁、陡坎、冲沟。冲沟多层“V”字型。隧道中间150m为Ⅵ围岩，洞口两端为Ⅱ浅埋围岩。洞体埋深为6.07m到80.4m。隧道出口中导洞上方右侧均有一较大V字型冲沟，将洞顶山体完全隔断，致使出口处左右两洞都存在偏压。冲沟内有几处深为2m~6m不等的黄土陷穴。与本隧道基本平行位于线路左侧是正在营运的孝柳铁路王家会1#隧道，隧道出口距文中所述隧道净距不足20m。2.洞口加固措施本隧道严格遵循早进洞晚出洞的原则，从安全、经济、美观出发，避免大挖大刷，尽量不破坏自然地貌。采取措施对洞口不良地质因素合理处理，确保了洞口的安全开挖。2．1落水洞的处理，首先对落水洞适当开挖去除虚土，然后回填C15片石混凝土，洞口段1m用二八灰土夯填，并回填厚30cm黏土隔水层，最后用种植土覆盖并植草绿化。避免了流水对洞顶的冲刷，实现工程与自然的和谐统一。2.2冲沟处理。为了增加冲沟出口处山体的稳定性，在冲沟出口处5m范围内加设了厚80cm的钢筋混凝土盖帽，盖帽两侧用3m的砂浆锚杆与两侧山体锚固。盖体的加设加强了山体的稳定性回填c15片石混凝土，洞口段1m用二八灰土夯填，并回填30m黏土隔水层，最后用种植土覆盖并植草绿化。经过此方案的实施，有效处理了落水洞的病害，避免了流水对洞顶的冲刷，并实现了与自然的和谐统一。冲沟处理。为了增加冲沟出口处山体的稳定性，在冲沟出口处5m范围内加设了厚80cm的钢筋混凝土盖帽，盖帽两侧用长3m的Φ22砂浆锚杆与两侧山体锚固。盖体的加设加强了山体的稳定性的自承能力。大棚管超前支护。隧道主洞进口4个洞口拱部20mf范围内均采取Φ108钢管超前支护。钢管环向间距40cm，外插角1°。钢管前端做成尖锥状，管体梅花型打设Φ10mm-16mm注浆孔，管尾外留1m与洞口管棚封端（套拱）构成一体。管内压注1:1水泥水玻璃双浆液，水灰比1:1，以此固结周边围岩，并充填管体增加其刚度。施工中采用潜孔钻钻孔，严格控制钻孔角度，确保钢管不侵入开挖轮廓。钻孔前先施作2m套拱，套拱中埋设与管棚钢管根数的导向管，起到了止浆墙的作用，确保了注浆的效果，从而保证了超前管棚的施工质量。3.洞身开挖及支护计划从岢岚端洞口开展中导洞进洞施工，在隧道的进口端进行施工驻地和施工场地的规划。隧道进口处有一较大冲沟，地形较陡，且洞口土体为湿陷性黄土，为了确保安全，决定先施工进洞口大管棚稳定土体，再进行中导洞施工；隧道正洞采用中墙导坑、侧壁导坑分步进行开挖，按照先墙后拱法进行施工。由于隧道经过的围岩是Ⅴ级围岩，隧道开挖尽量利用人工进行掏槽作业，减少由于隧道开挖施工对隧道周边围岩的扰动。导坑开挖采用人工配合小型松动爆破，自卸车出碴，中间土以挖掘机配合自卸汽车进行开挖出碴，仰拱紧跟施工的施工方案。进行爆破作业时，进行预裂爆破和光面爆破作业。隧道在实施导坑作业以前，要按照涉及的要求实施进行超前支护作业。施工支护：采用管棚、超前小导管注浆超前支护；I16钢架、钢筋网、径向注浆锚杆和喷射砼作初期支护。二次衬砌：采用组合钢模板。