黄土地区隧道施工工法

黄土地区的隧道施工工法

【摘要】隧道的施工方法有常见的CD法、CRD法、双侧壁法、台阶法和全断面法等。但是在黄土地区进行隧道施工就要充分考虑黄土特殊地区特性对施工方法的影响，确定最有利的利于施工又高效的施工方法对于整个工程的实用性、经济性、环保性等都具有重要意义。文章通过黄土地形土质对隧道施工法的影响，列举出几种常用的施工方法并对各种工法的具体步骤及其优缺点进行阐述。

关键词：黄土地区隧道CRD法双侧壁导坑法弧形导坑法

引言

要在黄土中优质、快速的修建隧道，必须了解黄土地层对隧道施工的影响，从而对症下药，采取相应的技术措施。首先，具有柱状节理和垂直节理，直立性强,土体易顺着节理张松或剪断。其次，黄土的冲沟地段，由于有偏压现象存在，容易发生较大的坍塌或滑坡。再次，因黄土具有湿陷性，水对黄土隧道施工成败起到决定性作用。

黄土隧道因特殊的工程性质，研究和总结其施工方法具有十分重要的意义，我们既要处理好黄土的湿陷性，还要优质、快速的施工，因此必须采取科学合理的施工方法，有效的技术措施。才能确保在湿陷性黄土段隧道的施工安全和施工进度，防止隧道的坍塌，控制拱顶及地表下沉，控制边墙收敛等。

正文

一．黄土地区隧道施工的不利因素

在黄土地层中进行隧道施工，主要影响如下：

1.黄土地层洞穴

不同生成时代的地层，其工程性质有很大差别，成洞条件也大不相同。黄土洞穴与陷穴是黄土地区经常出现的不良地质现象。当隧道位于其上方时，可能出现基础下沉的危害；当隧道位于其下方时，可能会出现冒顶的危险；当隧道位于其邻侧较近时，则可能因承受较大偏压而出现坍塌。

2.黄土节理与构造

黄土常具有各方向的构造节理，有的原生节理呈X型，成对出现，且有一定的连续性。在隧道开挖时，土体容易顺着节理张松或剪断。如果此种地层位于隧道顶部，则极易产生“塌顶”；如果位于侧壁，则易出现侧壁掉块，若施工中处理不当，可能会引起较大的塌方。黄土地层中的节理与工程关系密切，它具有双面性。

3.地下水和湿陷性的影响

黄土在干燥时一般具有较高的强度和承载力，但当其受水浸湿后，则强度会急骤下降，出现不同程度的湿陷性，产生下沉，极易导致坍塌。黄土对隧道最不利的影响是其湿陷性，遇水后黄土的强度显著降低，并产生湿陷性，极易导致隧道基础沉降，引起衬砌开裂等病害。

二．黄土地区隧道的施工方法

1. 黄土隧道施工方法的选择原则

对洞跨在6米以下的黄土隧道工程，一般应采用全断面或大断面开挖。对跨度较大的黄土隧道一般不宜采用全断面开挖。可根据施工技术和施工设备而采用诸如弧形导坑法、侧壁导坑法等分步开挖的方法。一般情况下可根据黄土本身的工程特性，考虑隧道的埋深和含水量及新老黄土地层差异以及隧道的工期要求，并结合隧道的施工设备和当前技术来确定具体的施工方案。

目前黄土隧道的主要施工方法有CD法、CRD法和双侧壁导坑法等。从工程的实践情况看，一般在隧道的洞身深埋老黄土宜采用弧形导坑法；在隧道洞身浅埋偏压及新黄土地层采用CD法、CRD法以及双侧壁导坑法施工效果好。

2.黄土隧道施工原则

⑴黄土隧道施工前，首先应做好黄土土质分析和湿陷性试验，采取“先保护后加固”的措施和方案，以消除、抵御其湿陷性的影响。

⑵施工中应遵循“管超前、短进尺、强支护、严治水、早封闭、勤量测”的原则，各工序应安排紧凑，配套紧跟。

⑶慎重选择开挖方法，黄土隧道按照下列经验来选择开挖方法：

①单线隧道Ⅴ、Ⅵ级围岩，采用环形开挖预留核心土法。

②单线隧道Ⅳ级围岩，采用台阶法。

③双线隧道Ⅴ、Ⅵ级围岩，采用CD法或CRD法。

3.黄土隧道施工方法

3.1 CRD法：

CRD法是大断面隧道施工的有效手段，是在松软围岩中进行浅埋暗挖的一种工法，它是将大跨、超大跨隧道分为若干块进行分步施工，由于将大跨隧道采用网格状支护在横竖向均进行了支撑，支护体系稳定，在控制围岩变形及防治坍塌方面效果最好。

施工步骤：(见图1)

图1、中壁交叉(CRD)法施工工序横断面示意图

(1)小导管超前支护：开挖前，钻设47根5m直径50小导管超前支护。圆心角为140º。

(2)开挖第①部，距拱顶最大高度为5．0米。每循环进尺为2～3榀钢架，进尺长度在1.2m～2m之间。开挖后及时采用8cm厚的混凝土对掌子面封闭。施作①部导坑周边的初期支护和临时支护。即初喷4cm厚混凝土和架立125a、I18型钢钢架，两侧各设置两根L=4m、

中42锁脚锚管。挂直径8mm钢筋网，复喷混凝土至设计厚度35cm。(加强复合式衬砌为35cm，复合式衬砌为30cm)。

(3)在滞后①部3m后，拆除①部临时横撑，开始开挖②部，开挖高度为4．2m。每循环进尺为2～3榀钢架，进尺长度在1．2m～2m 之间。开挖后及时采用8cm厚的混凝土对掌子面封闭。施作②部导坑周边的初期支护和临时支护。做法同①部。钻设径向锚杆后挂由8钢筋网，复喷混凝土至设计厚度35cm。(加强复合式衬砌为35cm，复合式衬砌为30cm)。边墙系统锚杆采用L=4.0m*22普通砂浆锚杆，锚杆间距为1.0×1.0m，尾端均配有垫板、螺母。

(4)在滞后①部24m左右，开始开挖③部，高度同①部。每循环进尺为2～3榀钢架，进尺长度在1．2m～2m之间。开挖后及时采用8cm厚的混凝土对掌子面封闭。施作③部导坑周边的初期支护和临时支护。做法同①部。挂巾8钢筋网，复喷混凝土至设计厚度35cm。(加强复合式衬砌为35cm，复合式衬砌为30cm)。

(5)在滞后⑨部3m后，拆除③部临时横撑，开始开挖④部，开挖高度为4．2m。每循环进尺为2～3榀钢架，进尺长度在1．2m～2m 之间。开挖后及时采用8cm厚的混凝土对掌子面封闭。施作④部导坑周边的初期支护和临时支护。做法同②部。钻设径向锚杆后挂中8钢筋网，复喷混凝土至设计厚度35cm。(加强复合式衬砌为35cm，复合式衬砌为30cm)。边墙系统锚杆采用L=4.0m、中22普通砂浆锚杆，锚杆间距为1．0×1．0m，尾端均配有垫板、螺母。

(6)在滞后④部20m左右，拆除②部临时横撑，开始开挖⑤部。