三十里铺黄土隧道施工技术浅谈摘要本文结合银武高速公路简要介绍了高速公路黄土隧道的概况和特点，阐述了三十里铺黄土隧道的施工原则和施工方法以及施工中应该注意的问题，以供有关人员探讨、参考。

关键词黄土隧道施工技术偏压坍塌处理1 三十里铺黄土隧道工程概况隧道为双洞四车道公路隧道，上行线长785M，下行线长645M，纵面为2％的人字行坡，隧道内平曲线半径R=2500～3000米，两洞轴线相距约42～68米，埋深约为3～82.83米。

行车速度80km/h，净空面积62.23m2。

1.1 工程地质隧道地处六盘山山脉的东麓开城梁以北，横向上西高东低，纵向上中间高两侧低，北坡较缓，南坡较陡，地形起伏，地貌上属于黄土丘陵区，清水河从其东侧流过，切割较深，进洞口位于一无名丘陵北坡，微地貌单元为清水河一二级阶地（阶梯面为农田），出洞口位于其南坡，微地貌单元为清水河河床及一级阶地（阶梯面为农田），隧道中部微地貌单元属黄土残塬、丘陵、中低基岩山地等。

隧道为双线公路隧道，地质为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类围岩，Ⅰ类围岩占隧道总长度的51.1％，地质特征为黄土状土，由全风化~弱风化泥岩夹砂岩组成，地层分界较多，分别为黄土状土（Q4pl+dl）、亚粘土（Q4pl+dl）、亚砂土（Q4pl+dl）、角砾（Q3eol）、泥岩（E3q），渗水从层间裂隙流出。

地层土质不均匀，隧道在地下水下层，受大气降水渗入影响，风化壳中含有少量地下水。

地层内土体呈块状潮湿松散结构，易坍塌，遇水后强度下降，具弱膨胀性。

土层内土体天然含水量18.8%～23.3%，天然孔隙比e=0.645～0.692，液限0～0.4,塑限17.5～18.8。

路线所在区域深居内陆，属温带半湿润气候，具有高原气候特点。

其主要特征是：冬寒漫长、春秋相连、秋雨绵绵、气候湿润、日照不足、无霜期短、春寒、夏凉，秋短，冬长。

昼夜温差一般在11～18℃，年降水变率大。

自然灾害频繁，主要灾害有旱灾、冰雹、阴雨洪涝、低温霜冻等。

1.2 三十里铺黄土隧道设计参数(图1)2 隧道施工难点、重点（1）开挖方法的选择根据不同围岩不同埋深本隧道采用弱爆破长台阶法、短台阶、短台阶法、分部开挖法（留核心法）、CRD法。

（2）隧道的防排水黄土隧道怕水，有水就要排水，渗水就要治水（3）隧道偏压的处理下行线南口存在偏压情况，采取地桩注浆法。

（4）隧道坍方处理埋深浅、雨季长、土层多，下行线在掌子面涌水、涌泥，造成地表下陷。

（5）冬季正常施工冬季长、工期紧，不得不在温度零下二十度情况下进行施工，且要保证工程质量，施工难度较大。

3三十里铺黄土隧道施工技术3.1施工原则（1）按新奥法原理组织施工的原则。

（2）依靠信息反馈，实行动态设计、信息化施工的原则。

（3）突出超前地质预测预报并纳入施工工序的原则。

（4）坚持“管超前，少扰动，早喷锚，强支护，紧封闭，勤量测”原则。

图1（5）严格控制隧道内施工用水，并做好施工用水排放管理的原则。

（6）加大设备投入，组织机械化、专业化施工的原则。

（7）施工机械与施工方法配套，优化资源配置的原则。

（8）突出科技创新的原则。

3.2施工组织根据本隧道的特点进行实施性施工组织设计，施工通风采用长管路压入式和射流正洞式通风，运输采用无轨运输，挖撅机和ZLC50侧翻装载机配合自卸卡车。

根据总工期的要求，合理安排隧道工期。

制定有效措施以达到质量、安全、工期、环保目标。

施工作业线按4条主作业线、3条辅助作业线布置。

4条主作业线即开挖作业线、装碴运输作业线、喷锚支护作业线、衬砌作业线；3条辅助作业线为通风降尘作业线、防排水作业线。

3.3隧道施工技术3.3.1洞口仰坡支护与进洞（1）根据设计的仰坡边线位置，由上及下逐层开挖隧道洞门的仰坡至拱顶位置，坡度为1:0.75，刷坡后，采用梅花钻打设Ф22钢筋锚杆，L=3.5m，挂设钢筋网，喷砼防护，并挖砌好洞顶截水沟，疏导雨水。

（2）进洞施工实施套拱方案。

拱部先进洞，进洞前先进行拱部注浆φ127mm大管棚和φ50mm无缝钢管进行超前支护，布置形式与密度设置根据洞口仰坡土质软弱情况确定，管棚长视进口坡体土质稳定情况采用4～8M，该隧道采用6M。

先用C25的混凝土浇注12cm的套拱，作为管棚的固定端，再在管棚套拱外背环距50cm用Φ16钢筋固定φ150的孔口管（图2），管棚支护下进行上弧导开挖，环形开挖，预留核心土以稳定掌子面，每次进尺60CM，快速支立刚架，采用20b型钢弯制，5榀/3M，与管棚钢管焊联，并在型钢拱开孔打设φ50的无缝钢管。

套拱伸出仰坡30～50CM，套拱进尺长0.6M。

φ150×50mm孔口管φ16固定钢筋套拱外轮廓线20b工字钢L=8015 1212 15管棚套拱大样图图2（3）上弧导开挖进尺4米，最大进尺不大于6M 便停止掘进,支护每循环进尺控制在80cm,下步剩余土方采用大型机械进行双侧交错开挖,注意的是一侧支护完毕后再开挖另一侧。

支立钢架后及时在其节点处各施作4根Ф22锁脚锚杆,长4m,经向或偏角30～45°,其尾端与型钢焊联，同时在边墙打入的径向锚杆也与钢架焊联，并每侧开挖完成后迅速挂设钢筋网喷射砼，开挖进尺控制在60CM 内。

暗洞开挖6米后（应控制在8M 内）即进行仰拱施作，及早形成环，形成洞口安全段。

3.3.2洞身开挖及支护三十里铺隧道731M 为Ⅰ类围岩,其余为Ⅱ、Ⅲ类。

由于其地质均为黄土，,土质具弱膨胀性的褐黄色亚粘土，因此对开挖支护要求较高，是安全施工成败与否的关键。

3.3.2.1洞身开挖（1）按照 “管超前、少扰动、严注浆、短进尺、严治水、强支护、紧封闭、勤量测"的原则进行施工，根据新奥法原理制定技术方案和组织施工。

（2）Ⅲ类围岩施行长台阶法，用炸药爆破松动围岩，开挖断面为半径5.95m 的半圆。

上台阶开挖完毕后，首先迅速初喷砼封闭岩面，即刻快速进行格栅拱支撑的施作及锚杆施工。

（3）对Ⅱ类围岩施行分部开挖法（留核心法），无爆破冷作业法施工，开挖前先施作超前导管（Ⅰ、Ⅱ类围岩），对围岩进行预加固，为开挖提供牢固的棚状支护结构，然后进行分台阶开挖。

上台阶开挖宜采用环形开挖留核心土人工风镐开挖，充分发挥掌子面的约束作用，增强开挖后的土体自稳能力。

上台阶开挖完毕后，首先迅速初喷砼封闭岩面，即刻快速进行型钢支撑的施作及与管棚的焊接和锚杆施工。

中、下台阶的中部拉槽开挖采用机械，进尺控制在3～5M，边墙两侧台阶采用人工风镐双侧交错开挖，不得使上部结构同时悬空，每次开挖进尺为一两榀型钢间距，即不大于100CM，然后立即将拱部型钢接长，局部打锚杆，挂钢筋网，及时进行喷砼支护。

施工工序如下：①左侧壁超前小道管预支护②左侧壁上台阶开挖③左侧壁上台阶中隔墙临时支护及侧壁初期支护④左侧壁下台阶开挖⑤左侧壁下台阶中隔墙临时支护及侧壁初期支护⑥右侧壁超前小道管预支护⑦右侧壁上台阶开挖⑧右侧壁上台阶初期支护⑨右侧壁下台阶开挖⑩右壁下台阶侧壁及仰拱初期支护⑾仰拱混凝土浇注⑿二次衬砌浇注。

（4）对Ⅰ类围岩施用CRD法，如图3。

施工工序如下：①左侧壁超前小道管预支护②左侧壁上台阶开挖③左侧壁上台阶中隔墙临时支护、上断面临时仰拱支护及其初期支护④左侧壁中台阶开挖⑤左侧壁中台阶中隔墙临时支护及侧壁初期支护⑥左侧壁下台阶开挖⑦左侧壁下台阶中隔墙临时支护、下断面临时仰拱支护及其初期支护⑧左侧壁仰拱开挖⑨左侧壁仰拱初期支护及混凝土浇注⑩右侧壁超前小道管预支护⑾右侧壁上台阶开挖⑿右侧壁上断面临时仰拱支护及其初期支护⒀右侧壁中台阶开挖及初期支护⒁右侧壁下台阶开挖⒂右侧壁下台阶下断面临时仰拱支护及初期支护⒃右侧壁仰拱开挖⒄右侧壁仰拱初期支护及混凝土浇注⒅二次衬砌浇注。

（5）施工中发现不安全因素时，应暂停开挖，加强临时支护，以便采取适应性的工序安排。

3.3.2.2初期支护初期支护施工顺序如下：开挖→初喷混凝土封闭→锚杆安装→钢筋网安装→架设钢支撑→补喷混凝土至设计值→超前支护。

Ⅰ类围岩初期支护全断面含仰拱喷层厚25CM。

图3（1）围岩初期支护形式见表1：小导管双液预注浆施工工艺如图4。

（2）初期支护紧跟开挖施工，快速工序施作，使围岩与锚喷支护及早共同作用，不产生松弛。

（3）支护与开挖同步施工，分台阶支立和下落初期支护。

刚架节点分3层设置，横向联结点分别位于拱脚、边墙中部及底脚，与仰拱刚架联结要及时、牢固。

每台阶刚架落基点基底要密实，承载力不够及时锚杆加固，若悬空脱离，要塞填木板挤实挤紧。

下台阶施工时，上台阶初期支护保护襟边不小于80CM，拉中槽时预留，机械施工严禁超挖。

图4（4）锚杆施作时，锚杆垫板贴近岩面，拧紧螺母，并留有足够长度与拱架焊接。

连接筋焊接在钢架内侧，焊缝饱满，前后搭接不少与22cm。

（5）钢筋网挂设应在刚架临空侧，以保证与壁面足够空隙。

其搭接长度不应小于10CM，与锚杆、连接筋或刚架点焊要牢固。

（6）做好喷前壁面检查，清除欠挖部位及松动部位，特别是边帮胀松部位。

（7）喷设砼选用潮喷工艺，要严格按照其技术法则进行，保证拌合料质量，确保强度。

喷射机压力以不大于0.2Mpa为宜，应分层喷设，以保证足够密实度，每层厚度控制在8CM以内，分层间隔时间不宜过短，以2分钟为益，本隧道使用的水泥是崆峒P.O32.5R、HZC-1型速凝剂、掺量为4%、水灰比为1：0.46施工温度较低，平均为15℃，一般掺速凝剂情况下15min左右。

喷射砼厚度应严格控制，保证设计，既不超厚以免造成二衬厚度不足，也应避免厚度不足，以防造成初期支护支撑力量消弱，及钢拱保护层不足。

喷射砼要平顺，无波浪。

（8）超前支护严格执行设计参数和工艺技术法则，钢管前端加工成锥形，尾部焊接ф6.5钢筋加劲箍，官四周钻四排ф6mm注浆孔，施工时钢管沿隧道周边以12°外插角打入围岩，超前小导管预注浆应有不小于1.0m的搭接长度。

超前小导管预注浆采用水泥-水玻璃双液，其参数如下：A、注浆压力0.5-1.0MPa。

B、水泥浆水灰比为1：1。

C、水泥标号32.5。

D、水玻璃波美度为30，模数为2.4。

水泥水玻璃双液的参数根据现场注浆效果进行调整，以保证超前支护实施效果。

（9）充分认识初期支护质量保证对安全的重要性，要严密检验制度，确保支护设计参数和施作质量，要经常检查，及时修补空鼓、剥落部分，应急技术措施要及时跟上，彻底消除安全隐患。

3.3.3人行洞开挖人行洞开挖施工在其位置两侧二次衬砌完成后进行，入洞时，边缘应先弯制支立3榀钢架，间距宜小，80CM左右，与正洞环向钢架用型钢纵向焊联牢固，再进行立拱。

进洞后，全断面开挖时使用弱爆破，松动围岩，用挖掘机扒出渣，进尺仍坚持“短”的原则，锚杆支护按设计要求施作。

应注意的是正洞掘进不预留人行洞位置，正常施作，待开挖人行洞时才割断和凿除边墙初期支护。