黄土隧道施工技术要点

黄土隧道施工技术要点

结合青岛至兰州陕西境壶口至雷家角高速公路LJ11标吉家村隧道的现场施工，对黄土隧道施工的技术要点，质量控制点及合理的施工工序安排进行论述。 隧道概况：

吉家村隧道为黄土隧道，单洞累计总长5100m，LJ11标主要施工该隧道出口，隧址主要由V级黄土构成，其中V级浅埋偏压28m，V级浅埋657m，V级深埋1884m。隧道设计标高均在地下水位线以下，采用复合式衬砌。工期为12个月。

隧道工程为地下工程，施工受地形、围岩变化影响大，施工存在场地狭窄、工作面积中、工序复杂、施工环境差等特点，而且隐蔽工程多，尤其黄土隧道，围岩自身稳定性较差且在施工过程中结构沉降收敛明显，内在的质量问题事后很难发现，一旦出现质量缺陷很难采取措施弥补，因而隧道施工质量控制要针对每个施工环节进行，严格遵循“勤测量、短循环、强支护、严治水、早封闭、二衬紧跟”的原则，严格控制工程施工质量，以确保施工安全。

一、 施工准备

1、全面熟悉核对设计图纸，领悟设计意图；

2、结合设计图纸勘察现场洞口及隧道穿过的地表有无崩塌、滑坡、陷穴等不良地质情况；

3、应结合隧道地形、地质条件及设计文件，编制详细的施工组织设计，制定的施工方安应确保安全质量并有利于保护环境；

4、施工现场布置应统筹考虑，避开滑坡、大冲沟及可能受洪水影响的地带，尽量不填堵原有的排水沟道，若必须占用应妥善改沟，弃渣场的选址也应遵照以上原则，以避免对原有河道的堵塞；

5、做好材料、机械设备进场工作，尽早硬化拌合站及钢筋加工场地，安装搅拌机，二衬台车应尽量提前进场就位。

二、 施工工序控制点及工艺要点

测量放线 施打超前管棚 管棚加工制作 上半断面环形掏槽 选定配合比 初喷 架钢拱及挂网 钢拱加工制作钢筋加工 喷 砼 试件强度 开挖核心土 锚杆加工 拱脚打注浆导管 开挖中、下断面 喷砼 仰拱及砼填施做防排水 二次全断面衬砌 砼强度试验

超前支护

本项目隧道超前支护设计有超前长管棚和超前小导管。黄土隧道超前支护钻孔时切勿用普通风动凿岩机进行打孔，因为风动凿岩机施做时的水会渗入周边围岩，使得黄土失稳增大施工难度，产生安全隐患，一般可采用煤电钻经行钻孔施工。

(一) 长大管棚施工

管棚一般只设计在洞口第一环使用，施工前应先施工套拱，并安设计在套拱中预留与管

棚数量相等的导向管。套拱施工、导向管安设时应按设计要求进行测量放样，控

制好外插角，考虑到一般管棚钻孔较深钻头会因重力作用而下沉，为防止管棚侵入开挖界限内应适当放大套拱的施工半径并适当增大导向管外插角，但管棚仰角不宜过高，致使管棚失去作用。钻孔时钻机方向必须准确控制、钻机固定牢固，在钻进过程中发现偏差要及时纠正，每钻进3-5m后及时清除钻渣，以免因摩擦力增大影响钻孔速度。管棚加工时采用套管连接，切勿将管棚的接头处于同一断面。对管棚注浆时应注意隔管注浆，其相邻管的止浆阀应打开，以便空气及时排出，已经串浆的管棚及时关闭止浆阀，防止材料浪费。 (二) 超前小导管施工

该隧道设计超前小导管为Φ50无缝钢管，环向间距40cm，纵向间距3m，长度为4.5m。加工导管时导管应平直，顶部加工成尖锥状，管身按设计要求均匀钻孔，钢管顶入钻孔长度不应小于设计管长的95%。 洞身开挖

隧道开挖工序是隧道施工质量的首要保证。初期支护背后空洞，喷射砼和衬砌砼厚度不够及净空侵限等质量通病，多数都是由于隧道开挖中出现超、欠挖造成的，所以必须要有正确的开挖方法

(一) 洞身开挖施工的基本原则是“短进尺、少扰动、早封闭、勤测量，注意

保护围岩”。

(二) 本隧道采用“三台阶七步流水”开挖法，上断面开挖进尺以1-2榀刚拱

架间距为宜，并预留6m宽，8-10m长的核心土，其高度高度宜控制在上班断面2/3的位置，中、下断面采用半幅交错式开挖落底。

(三) 坚决杜绝欠挖，控制超挖。测量工作要采取复

合制度，勤测量，提高施工放样精度，保证隧道中线、高程、开挖断面符合设计要求。 (四) 黄土隧道初期支护下沉量大，预留变形量的大

小要取决与围岩本身的工程性质和隧道断面大小、

开挖方法支护手段等，并通过及时切实的监控量测数据分析确定并及时反馈调整。

(五) 开挖后应及时施做初喷砼，以封闭围岩，初喷厚度不宜小于2-3cm。 初期支护

初期支护要求紧跟开挖面及时施作，以减少围岩暴露的时间，控制围岩变形，防止围岩在短期内松驰剥落，保证施工安全。 (一) 钢拱架加工及安装

1、钢拱架应在洞外加工场放出1：1大样，钢拱架半径应严格按照图纸设计经行放样，严格控制成品的比样误差，发现误差应及时调整加工机具，以便尽量减少成品拱架的拼装误差。

2、钢拱架分节可按其施工方法及开挖断面高度进行调整，但拱顶正中不允许出现接头。

3、钢拱架弯制采用冷弯机弯制，接头初采用20cm×h（h为型钢高度减4cm）厚度1cm钢板绑条满焊。

4、钢拱架安设时基底无须渣及杂物，间距误差为±5cm，拱顶不低于设计标高，倾斜角度不得大于±2°，且不得变形、扭曲，所有连接螺栓必须上全，拧紧，连接板必须骑缝焊接，当拱脚处围岩承载力不够时，应加大拱脚连接处接触面积，并特别注意钢拱架拱脚不得悬空。

5、拱架间的连接钢筋的数量和间距必须符合设计要求，钢拱架应尽可能与锚杆及钢筋网焊接牢固，拱架表面应保证设计保护层厚度，不得出现钢拱架支撑的外漏现象，但保护层厚度不宜过厚，防止初支侵线。 （二）锚杆施工

1、锚杆的材质、类型、质量、规格、数量和性能必须符合设计和规范要求。 2、锚杆插入孔内的长度不得短于设计长度的95%。 3、径向锚杆应垂直于开挖轮廓线布设。

4、锁脚锚杆及锁脚导管必须焊接在钢拱架上，并注意施打角度，防止钢拱架下沉过大。

5、黄土隧道锚杆钻孔严切勿采用水钻。 （三）钢筋网施工

钢筋网片安置在喷射混凝土中，起到增加混凝土抗折强度的作用，使围岩局部应力变化时喷射混凝土不出现开裂掉块。

1、钢筋网片必须在洞外定型加工，钢筋交叉点必须全部点焊，保证网片几何尺寸准确的钢筋不易损伤，钢筋网片加工面积不宜小于2m2。 2、钢筋网应与锚杆头或其他固定装置连接牢固，确保喷射混凝土时网片不晃动。个台阶施工接头处应将拱脚处的虚渣及回弹料清理干净，保证网片搭接长度。 （四）喷射混凝土施工 1、 为确保喷射混凝土的后期强度能达到设计要求，原材料必须合格且严格按照配合比进行拌合，并根据配合比控制速凝剂的用量。

2、 喷射混凝土施工时应分层喷护，最后一层喷射混凝土面平整度应控制在5cm以内，上、中、下导坑钢拱架接茬处应清理回弹料堆积层，喷射一段及时用铁锨铲平拱架表面的混凝土，以拱架表面为参照物，控制喷射平整度，拱架之间喷射混凝土必须饱满，不得出现“肋骨”状。

3、 喷射前及时清理拱架背后的土块，严禁添加土块、石片、木板等杂物。 4、 回弹料不得作为喷射料重新使用。 仰拱及仰拱填充

边墙初期支护施工完毕后，应尽早快施做仰拱，使支护尽快成环。黄土隧道仰拱距上断面开挖距离要控制在30m以内。 （一）仰拱

1、仰拱基础开挖后基地若有积水、杂物、须渣等，必须及时清理，切勿基底被水浸泡。

2、精确测量放样，严禁欠挖，控制超挖确保仰拱基地开挖尺寸符合设计要求。 3、仰拱混凝土必须振捣，特别是对拱脚处混凝土，应使用模版灌注混凝土，以便充分振捣密实

4、仰拱一次施工循环进尺不宜过大，减少人为施工造成的沉降、收敛。 （二）仰拱填充

1、填充混凝土施工应与仰拱施工间隔一段时间，待仰拱混凝土凝固后再开始施做，严禁仰拱C25混凝土与C15片石填充一次施工。

2、保证片石抗压强度，且片石产量不能超过混凝土体积的20%，片石采用人工摆放禁止用车和装载机直接倒入。 防排水施工

黄土隧道中防止水害为隧道施工的重中之重，洞内施工排水不良会造成作业效率低、道路泥泞、甚至初支下沉，因此要求开挖面不积水，隧底无积水，在防

排水施工中应细致检查，防止在施工过程中人为造成的渗水漏水。 （一）排水半管

排水半管安设时应紧贴初支表面，按设计要求均匀环向布置，安设位置初支表面应环向打孔，安设半管后用砂浆包裹半管密实，在初支渗水较多的位置应适当加密半管数量。

（二）防水板土工布挂设

1、防水板、土工布的各项质量指标必须符合设计及规范要求。

2、固定点间距拱顶0.5-0.7m，边墙1.0-1.2m为宜，防水层表面平顺、无褶皱、无破损，固定点间防水层要松紧适度无紧绷，防止混凝土施工时防水板不被扯烂。

3、防水层要求采用内焊铺挂，不可用射钉枪直接固定。

4、搭接宽度宽度不少于10cm，搭接部分两侧焊缝宽度不小于2.5cm，无漏焊、假焊、焊焦、焊穿等现象。

5、防水板卷在墙角纵向排水管处，下部预留防水板上翻并压在上部防水板上，焊接牢固。

6、防水层施做应超前二衬1-2个循环，一般不超过20m。 （三）止水带（条）

止水带（条）用于而次衬砌混凝土的变形缝、施工缝中，应铺设平顺，安设位置应置于衬砌厚的1/2处。 （四）纵向排水管

为保证墙角两侧纵向排水管安装位置正确牢固，应在安装前预先施做纵向排水管混凝土基座，且控制好纵向排水管安装标高，保证坡度统一排水顺畅。有检查井的位置应预留管口，并保证与横向排水管接头紧密，无堵塞。 混凝土二次衬砌

为了确保安全，黄土隧道二衬距掌子面的距离不宜超过60m。 （一）二衬台车

二衬台车要求为新台车，外部曲线半径应比隧道设计曲线半径加大5cm，模板厚度不小于10mm，进场后应及时拼装台车，并对大模拼接处的错台进行仔细打磨后方可使用。台车就位应严格控制中线和标高，与已完成模筑混凝土接缝严密，不漏浆，各撑力丝杆支撑严紧，防止浇筑混凝土时台车挤压变形或因边墙受力而上升。

（二）衬砌混凝土施工

1、混凝土浇筑必须两侧同步均匀进行，防止一边测压过大引起台车移位变形。 2、混凝土分层浇筑振捣，振捣时振动棒尽量不接触模板。

3、严格控制坍落度、水灰比，为防止混凝土离析，浇筑时垂直落差不得大于1.2m。

4、施工时所使用的脱模剂，要易于脱模，且以不污染混凝土表面为宜。 5、台车就位前应按照设计布设预留预埋孔洞管线。 明洞及洞门 （一）明洞

明洞衬砌必须首先完成仰拱及仰拱填充的施工，明暗洞交接处的沉降缝要和仰拱沉降缝处于同一断面上。明暗洞交界处是最容易出现漏水的地方，施工时必须认真处理，防水层应在洞口方向预留出2m，方便搭接。洞口端头必须按设计要求安装模板，并支撑牢固，使洞口混凝土一次成型，端头模板内侧可粘贴光

面薄木板，以确保端头整体光华顺直，做到不跑模，不漏浆，不变形，端头处混凝土不允许进行抹面装修。明洞施工完成后，在避开雨季的前提下尽早施做明洞回填。

（二）洞门

隧道施工在进洞一段距离，各工序进入正常施工作业以后，优先施工洞门。洞门要根据开挖及洞口地质情况，按照安全、环保、美观的要求，重新进行优化。 监控量测

（一）监控量测的目的

1、掌握围岩和支护的动态信息并及时反馈，指导施工作业，预报险情，确保安全。

2、通过对围岩和支护的变为、应力两侧，修改支护参数。 （二）主要量测项目

1、地质及支护状态观察。 2、周边位移 3、拱顶下沉 4、洞外地表下沉 5、锚杆拉拔力

（三）量测方法、频率及测点布置按设计图纸及施工规范要求执行。

（四）应对量测数据及时认真处理，一推算最终位移和掌握位移变化规律，并将

信息反馈于施工和设计。绝对位移值减小时，说明支护结构趋于稳定，可施做二衬混凝土；如位移变化异常，出现翻弯点喷射混凝土表面出现裂缝，这时应及时对支护采取补强措施，保证施工安全。 （五）量测管理

1、该项工作必须安排专人专做。

2、现场监控量测要认真组织实施，并于其它施工环节紧密配合，不得中断测量工作。

3、量测资料要认真整理，及时处理、归档。

三、 总结

黄土隧道因其特殊的地质特性在施工的工艺工法上区别于岩石隧道，其自身稳定性差，结构初期形变大，对后续工程施工会产生相应的影响，所以需要严格遵循施工规范，安排合理的施工工序，增强质量意识采用科学实用的施工工艺，切勿恶意经行偷工减料，以确保施工的安全和质量。