黄土隧道初期支护施工工艺

浅谈黄土隧道初期支护施工工艺

摘要：本文主要简单介绍黄土地层对铁路隧道施工的影响，以及在黄土地区铁路隧道开挖、支护、防水及排水、等阶段的质量控制要点。

关键词：隧道；黄土；施工技术；质量控制

中图分类号：tu74 文献标识码：a 文章编号：

一、工程概况

新建铁路太原至中卫（银川）线，是设计时速为200km客货共线双线铁路，线间距4.4m。下白霜2号隧道施工里程gdk192+270～gdk192+446.5，全长176.5m，隧道位于山西省吕梁市柳林县境内，下白霜村北面的冲沟里。

二、自然条件

1.地形、地貌、地震情况

下白霜2号隧道位于柳林县境内的下白霜村。地处山西黄土丘陵区，地形起伏较大，沟壑纵横，冲沟极为发育。隧道进口、出口均位于下白霜北面的大冲沟内，黄土覆盖，未见基岩，植被以农田为主。本区段地震烈度为ⅵ，地震动峰值加速度系数为0.1g。

2.黄土地质特性

黄土节理发育，结构强度低，具有显著的湿陷性，使围岩迅速丧失自稳能力，极易造成坍塌。下白霜2号隧道

gdk192+278~gdk192+345为黄土v级围岩，采用预留核心土三台阶法施工。

3气象特征

中温带亚湿润大陆性气候,季风气候特征明显。

三、工程环境

1.交通条件

本工程交通条件良好，孝枊铁路贯穿东西，307国道、汾军高速公路、省道、县道等形成发达的公路交通网络，运输十分便利。2.动力原料、通讯及其他条件

工程附近有较大规模的石油公司，可提供丰富的动力资源；电讯网络覆盖率高，通讯条件良好;工程用电可就近接驳输电线路。四、主要施工工艺和控制要点

本隧道黄土ⅴ级围岩采用预留核心土三台阶法开挖，上、中台阶采用人工配合机械开挖，下台阶及仰拱部分采用预裂爆破法施工，开挖循环进尺为0.6m。喷砼采用湿喷机作业,机械配合人工安装锚杆、拱架和钢筋网。为确保施工安全，测量工作必须及时进行。

三台阶法施工工艺流程见图1-1，三台阶法施工工序见图1-2。三台阶法施工工序说明：

第1步：开挖①部后及时进行上台阶初喷、锚、网系统支护，架设钢架并复喷砼至设计厚度，形成较稳定的拱部；

第2步：在滞后①部4～6m后开挖②部（核心土）；

第3步：开挖③部，架设钢架并进行中台阶喷、锚、网系统支护；第4步：开挖④部，架设钢架并进行下台阶喷、锚、网系统支护；第5步：开挖⑤部仰拱，并及时施作仰拱衬砌砼、填充混凝土。

第6步：根据围岩量测结果，适时进行二次衬砌施工。

图1-1：三台阶法施工工艺流程

图1-2：三台阶法施工工序图

1.砂浆锚杆施工工艺

采用锚杆钻机钻孔，注浆工艺依据锚杆分布位置不同，拱部采用双管排气注浆法；侧墙采用单管注浆法。注浆设备采用高压注浆泵。

1.1砂浆锚杆施工工艺流程

见图1-3“砂浆锚杆施工工艺流程图”。

1.2砂浆锚杆施工控制要点

锚杆预先在钢筋加工厂按设计要求加工制作，施工时锚杆钻孔位置及孔深必须精确，孔深偏差值不大于±50mm，。对于边墙锚杆先用注浆泵将m30水泥净浆注入孔内，注浆压力0.5～1.0mpa。待孔内砂浆终凝后按规范要求抽样进行锚杆抗拔试验。

a．开孔前做好量测工作，按设计要求布孔并做好标记，开孔偏差不大于10cm；锚杆孔的孔轴方向满足施工图纸的要求，外插角为15～20°之间。

b．黄土地层施工锚杆时采用干钻，严禁用水钻。孔位定位偏差不大于20mm，孔斜度不超过±10。钻孔过程中，锚杆钻孔深度宜比锚杆增加50mm；

c．钻孔完后需用高压风将孔中粉尘及其他杂物全部清除出孔外；

d．砂浆采用适宜配合比，注浆时，注浆管应插至距孔底50~100mm，随砂浆的注入缓慢匀速拔出；杆体插入后，若空口无砂浆溢出，应及时补注；

e．杆体插入孔内长度不应小于设计规定的95%，锚杆安装后，不得随意敲击。

图1-3砂浆锚杆施工工艺流程图

2.钢筋网施工

钢筋网片采用φ8钢筋焊制，网格间距为20×20cm，在钢筋加工场内集中加工。钢筋焊接前要先将钢筋表面的油渍、漆污和用锤敲击能剥落的浮皮、铁锈等均清除干净；加工完毕后的钢筋网片应平整，钢筋表面无削弱钢筋截面的伤痕。

2.1钢筋网施工工艺流程

见图1-4“挂钢筋网施工工艺流程图”。

图1-4挂钢筋网施工工艺流程图

2.2钢筋网施工控制要点

制作钢筋网的钢材品种、级别、规格和数量必须符合设计要求。加工质量主要包括加工网格尺寸、以及焊接质量；安装质量主要包括搭接长度，是否与锚杆焊接等。

a．钢筋须经试验检测合格，使用前要除锈，并在加工车间制作。b．钢筋网片按初喷面的起伏进行敷设，与锚杆尾焊接。挂网在

初喷砼及施作锚杆后进行。

c．喷射砼时，应减小喷头至喷射面的距离，并调整喷射角度，降低回弹量，钢筋保护层厚度不得小于2cm。

3.钢架的施工

采用i20a型钢钢架。钢架的施工控制重点为钢架原材质量、制作和安装质量。加工质量主要包括加工尺寸、钢架的强度、刚度以及焊接质量；安装质量主要包括安装尺寸、标高和间距、倾斜度等必须符合相关技术规范要求；钢架应有牢固的基础并与围岩密帖，同时与锚杆焊接牢固，形成整体。

3.1钢架的施工工艺流程见图1-5

图1-5 钢架施工工艺流程框图

3.2钢架的施工控制要点

a．钢架按设计尺寸在洞外制作，制作时严格按技术规范执行,保证每节的弧度与尺寸均符合要求,每节两端均焊连接板,节与节之

间通过连接板用高强度螺栓连接牢靠，洞外加工后试拼检查。b．钢架安装尺寸允许偏差：横向和高程为±5cm，垂直度±2°。c．钢架安装时，严格控制内轮廓尺寸且预留沉降量，防止侵限。d．钢架安装好后，用锁脚锚管加以锚固，防止其发生移位。e．钢架的下端设在稳固的地层上，拱脚高度低于上部开挖底线以下15～20cm。拱脚开挖超深时，加设钢板或砼垫块。超挖较大时,拱背环向每隔2m垫填高标号混凝土垫块或钢锲。