蔡興洋

摘 要：近年，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，公路建設(shè)發(fā)展迅速，其中，公路隧道有著向大跨度方向發(fā)展，斷面逐步增大。隨著斷面的增大，施工技術(shù)的難度陡然加大。本文針對(duì)三線黃土隧道工程特點(diǎn)進(jìn)行分析，并對(duì)邊仰坡及排水工程、管棚施工等六方面施工技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行分析，提出對(duì)策，提高三線黃土隧道施工建設(shè)效率，保障工程建設(shè)順利開展。

關(guān)鍵詞：三線 黃土隧道 探討

Abstract：In recent years， with the development of economy， highway construction develops rapidly，among them， the highway tunnel has a long span direction development，the section gradually increases.With the increase of the section， the difficulty of the construction technology increases sharply.This paper analyzes the characteristics of the loess tunnel project of the third line， and analyzes the technical difficulties in the construction of side slope， drainage project， pipe shed construction and other six aspects， and puts forward countermeasures to improve the construction efficiency of the third line loess tunnel and ensure the smooth construction of the project.

Key word：Three-line；The loess tunnel；To discuss

一、三線黃土隧道工程的特點(diǎn)

（一）跨度大、斷面面積大

三線黃土隧道施工開挖跨度一般為16.5～18m，高度為11.5～12.5m，截面面積一般在170m2以上，屬于大跨度、大斷面隧道施工。

（二）黃土的濕陷性

濕陷性黃土是一種特殊性質(zhì)的土，其土質(zhì)較均勻、結(jié)構(gòu)疏松、孔隙發(fā)育。在未受水浸濕時(shí)，一般強(qiáng)度較高，壓縮性較??；當(dāng)在一定壓力下受水浸濕，土結(jié)構(gòu)會(huì)迅速破壞，產(chǎn)生較大下沉，強(qiáng)度迅速降低。故在濕陷性黃土地區(qū)進(jìn)行建設(shè)施工，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的重要性、地基受水浸濕可能性的大小和在使用期間對(duì)不均勻沉降限制的嚴(yán)格程度，采取以地基處理為主的綜合措施，提高地基承載力，防止地基濕陷對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生危害。

（三）時(shí)效性要求高

隧道周圍的巖土隨時(shí)可能變化，水文條件具有不可控性，因此隧道工程的施工過(guò)程要緊湊安排，減少各種因素對(duì)施工進(jìn)程的影響，同時(shí)，在洞身開挖后，如出現(xiàn)工序銜接不暢，中途停留時(shí)間較長(zhǎng)且未及時(shí)封閉掌子面，造成掌子面水分迅速蒸發(fā)，易出現(xiàn)邊墻和拱頂?shù)魤K等現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)可能出現(xiàn)片幫冒頂、坍塌現(xiàn)象。

（四）各類病害嚴(yán)重

黃土隧道常見病害主要有二襯環(huán)向裂縫、仰拱縱向裂縫、洞頂?shù)乇砜v向裂縫、路面混凝土斷板等，各類病害嚴(yán)重危害行車安全，需要在施工時(shí)嚴(yán)格按照施工技術(shù)要求施作，控制施工質(zhì)量。

（五）技術(shù)難度大

三線黃土隧道作業(yè)時(shí)，通常采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法等施工方法，空間較為狹窄，施工工序復(fù)雜，人員密集，經(jīng)常有交叉作業(yè)情況，施工技術(shù)的難度也大大增加。

二、三線黃土隧道施工中易出現(xiàn)的技術(shù)問(wèn)題及探討

（一）邊仰坡及排水工程施工

1.減少對(duì)洞口山體挖方，遵循“早進(jìn)洞、完出洞”的原則，及時(shí)做好坡面臨時(shí)防護(hù)。

2.在邊仰坡開挖前，需先完成截水溝施工。為防止積水，攔截溝的縱坡不應(yīng)小于3‰，并根據(jù)地形與溝道連接。同時(shí)，施工截水溝時(shí)必須將基底進(jìn)行人工夯實(shí)，鋪設(shè)防水板，避免雨水滲漏，沖刷邊坡或形成貫穿的空洞，造成坍塌。

3.邊仰坡開挖及防護(hù)施工應(yīng)快速施工完成，不應(yīng)“打持久戰(zhàn)”。

3.1在挖掘過(guò)程中，應(yīng)隨時(shí)檢查斜坡；如果有滑塌、裂縫等，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整坡度，以保證邊坡的穩(wěn)定性和施工的安全性；應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地的地形確定排水溝的位置。

3.2采用框格梁防護(hù)時(shí)，需提前在邊仰坡斷面圖上畫好每個(gè)框格的交叉點(diǎn)（錨桿點(diǎn)），同時(shí)，施工時(shí)對(duì)各點(diǎn)進(jìn)行放樣，確?？蚋竦臋M平豎直、線性美觀；同時(shí)需對(duì)錨桿進(jìn)行拉拔試驗(yàn)，拉拔力應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。

3.3采用錨噴防護(hù)時(shí)，必須對(duì)邊仰坡的平整度、順直度嚴(yán)格要求，對(duì)坡面凹凸位置及時(shí)人工拉線修整；同時(shí)，鋼筋網(wǎng)的鋪設(shè)必須隨坡面距離3cm起伏鋪設(shè)，焊接于先期的系統(tǒng)錨桿上，再把鋼筋網(wǎng)片焊接成整體。

（二）管棚施工

1.套拱施工：由于三線黃土隧道套拱跨度大、拱墻高，采用一次成型法使整個(gè)拱墻的受力過(guò)大，可能導(dǎo)致套拱下沉、混凝土開裂等質(zhì)量問(wèn)題；建議采用套拱兩次成型的方法施作。第一次套拱底線可以施作到左右邊墻圓心交點(diǎn)夾角150°～180°間，第二次施作剩余下半部份套拱，這種施作法能較好的解決一次成型出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題。

2.黃土中管棚孔的鉆進(jìn)應(yīng)采用無(wú)水干鉆，嚴(yán)禁用水沖鉆及沖洗孔壁，同時(shí)嚴(yán)格控制鉆進(jìn)速度，防止鉆孔偏斜、扭曲或變徑；考慮鉆進(jìn)中的下垂，鉆孔方向應(yīng)較鋼管設(shè)計(jì)方向上偏1°，每鉆一孔頂進(jìn)一根鋼管，發(fā)現(xiàn)偏斜可能超限時(shí)，應(yīng)及時(shí)糾偏，以免影響開挖和支護(hù)。

3.管棚注漿液的擴(kuò)散半徑不小于0.5m，但也不能過(guò)大，擴(kuò)散過(guò)大可能造成串珠型空洞，反而達(dá)不到管棚的支護(hù)作用；注漿采用分段式壓力注漿，且嚴(yán)格控制注漿壓力。

（三）基底處理

1.濕陷性黃土隧道基底處理原則：內(nèi)外兼顧，先保護(hù)后加固。濕陷性黃土濕陷變形的主要因素是水，所以地基處理方案首先考慮的就是水對(duì)濕陷性黃土的影響，必須做好系統(tǒng)排水和防水問(wèn)題，其次才是做好濕陷性黃土地基的處理工作。通過(guò)處理后，減少土壤的滲透性、壓縮性，控制濕陷性發(fā)生，減少或是消除基底的全部濕陷量。

2.常見的濕陷性黃土地基處理的方法有換填、強(qiáng)夯、擠密樁、CFG樁、旋噴樁等。濕陷性黃土隧道基底處理場(chǎng)地受到掌子面開挖及洞室的限制，造成斷面開挖、隧底處理、開挖面支護(hù)間在時(shí)間和空間上的干擾。濕陷性黃土隧道基底處理方法常采用擠密樁和旋噴樁。

2.1試樁

不管采用哪類型的處理方法，均需進(jìn)行試樁，確定施工技術(shù)參數(shù)、工藝流程、作業(yè)要點(diǎn)、施工機(jī)械的組合及人員配置，在確保施工質(zhì)量的前提下確定最大施工效率配置。

2.2擠密樁

嚴(yán)禁使用過(guò)時(shí)或過(guò)夜的填土，對(duì)已成孔要及時(shí)回填夯實(shí)，不得長(zhǎng)時(shí)間空孔放置；在回填夯實(shí)的過(guò)程中，必須保證夯實(shí)擊數(shù)、錘擊能、分層厚度滿足設(shè)計(jì)要求或試樁確定的參數(shù)，保證填土的含水量達(dá)到或接近最佳含水量。

2.3高壓旋噴樁

在制漿時(shí)，水灰比要按試樁參數(shù)嚴(yán)格控制，不得隨意改變。在旋噴過(guò)程中，應(yīng)防止泥漿沉淀，降低濃度；同時(shí)，保證樁體的旋噴連續(xù)性，若因故停止，第二次旋噴的接樁長(zhǎng)度大于30cm；鉆桿旋轉(zhuǎn)和提升必須連續(xù)不中斷，拆卸接長(zhǎng)鉆桿或繼續(xù)旋噴時(shí)要保持鉆桿有10～20cm的搭接長(zhǎng)度，避免出現(xiàn)斷樁。

（四）初期支護(hù)

1.初噴：由于黃土的保濕性較差，導(dǎo)致隧道掌子面開挖后，黃土中的水分很快就會(huì)蒸發(fā)，含水量降低，附著力減小，從而使掌子面出現(xiàn)掉塊等現(xiàn)象，所以，在開挖后，需及時(shí)地進(jìn)行初噴，將開挖面封閉。初噴厚度不小于4cm，初噴面需平整。

2.鋼架安裝：由于三線隧道的整個(gè)弧形長(zhǎng)很大，導(dǎo)致部分節(jié)段也較長(zhǎng)、較重，人工立架相當(dāng)困難，且安裝質(zhì)量也達(dá)不到規(guī)范要求，所以，需要將節(jié)段長(zhǎng)、難以安裝的鋼架進(jìn)行截?cái)?，另配一?jié)調(diào)節(jié)段，但一定得保證連接板的連接質(zhì)量及整體安裝的垂直度。

3.鎖腳錨管：錨管孔需按設(shè)計(jì)進(jìn)行鉆孔，注意與開挖面的角度控制；成孔驗(yàn)收合格后，將鎖腳錨管頂入，尾端采用“U”型鋼筋包裹且緊貼型鋼拱架翼緣焊接固定為一體，管口安裝封頭和孔口閥，再對(duì)鎖腳錨管進(jìn)行注漿。

4.噴射混凝土：噴射混凝土對(duì)水、水泥和細(xì)集料一般無(wú)特殊要求，對(duì)粗集料通常使用粒徑不大于16mm的碎石，粒徑變大時(shí)，它的回彈量也變大；粒徑過(guò)小，水泥用量增加，混凝土的收縮量變大，會(huì)造成噴層開裂。噴射混凝土應(yīng)自下而下分層噴射，每層厚度在4～10cm間，且后一層需在前一層混凝土終凝后進(jìn)行，確保背后無(wú)空洞、雜物等。

（五）臨時(shí)支撐體系的安裝及拆除

三線黃土隧道施工一般采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法，下面就雙側(cè)壁導(dǎo)坑法的臨時(shí)支撐體系安裝及拆除進(jìn)行探討。

1.支撐體系安裝

1.1施作兩側(cè)拱部超前支護(hù)，開挖兩側(cè)上臺(tái)階，及時(shí)施作初期支護(hù)及型鋼臨時(shí)支撐，打設(shè)拱部鎖腳錨管并架設(shè)橫向支撐，如下圖。

1.2繼續(xù)向下開挖兩側(cè)土體，施作初期支護(hù)及臨時(shí)支撐，打設(shè)鎖腳錨管并安設(shè)兩側(cè)型鋼鋼架仰拱單元，如下圖。

1.3打設(shè)中部仰拱超前支護(hù)，開挖中部上臺(tái)階土體，施作拱部初期支護(hù)，如下圖。

1.4繼續(xù)開挖中部中臺(tái)階土體，架設(shè)臨時(shí)橫撐，如下圖。

1.5繼續(xù)開挖中部下臺(tái)階土體，封閉初期支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)，如下圖。

2.臨時(shí)支撐拆除

2.1拆除原則

（1）拆除臨時(shí)支撐時(shí)，其他作業(yè)面停止施工，嚴(yán)禁交叉施工。

（2）嚴(yán)格按照量測(cè)要求布設(shè)觀測(cè)點(diǎn)，及時(shí)觀測(cè)，及時(shí)反饋數(shù)據(jù)。如有位移過(guò)大或位移速率過(guò)快，立即停止拆除，采取加強(qiáng)補(bǔ)強(qiáng)措施，保證安全。

2.2拆除施工

在初期支護(hù)封閉成環(huán)，全幅仰拱及仰拱填充已施工；以及沉降及收斂量測(cè)結(jié)果滿足穩(wěn)定條件，達(dá)到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，即可進(jìn)行臨時(shí)支撐拆除施工。

結(jié)合二次襯砌施工長(zhǎng)度，按長(zhǎng)9m作為拆除單元。臨時(shí)支撐采取間隔拆除的辦法，嚴(yán)禁按順序逐榀拆除；單榀拱架先拆除臨時(shí)仰拱，后拆除豎向支撐（自上而下）。拆除完成后立即進(jìn)行襯砌施工。

（六）襯砌施工

二次襯砌按照“仰拱先行、拱墻整體襯砌”的原則進(jìn)行施工，二次襯砌的施作時(shí)間依據(jù)量測(cè)而定，在圍巖及初期支護(hù)變形基本穩(wěn)定后進(jìn)行施工；對(duì)自穩(wěn)性很差的圍巖，盡早施做二次襯砌，以策施工安全。

襯砌采用液壓式整體臺(tái)車，通過(guò)調(diào)整液壓元件，使模板正確對(duì)位；模板臺(tái)車采用帶氣囊的端模和模板接頭加硬橡膠間隙帶，防止二襯混凝土澆筑段施工接頭處漏漿?；炷凉嘀ㄟ^(guò)灌筑窗口，自下而上，從已灌段接頭處向未灌方向，水平分層對(duì)稱澆灌，邊澆邊搗，層厚不超過(guò)30cm，相鄰兩層澆筑時(shí)間不超過(guò)1.5小時(shí)，確保上下層混凝土在初凝前結(jié)合好，不形成施工縱縫，搗固采用附著式振搗器和插入式振搗器相結(jié)合的方式，安排專人負(fù)責(zé)，保證混凝土襯砌內(nèi)實(shí)外光。

混凝土在振搗過(guò)程中，易產(chǎn)生泌漿水，容易粘在模板上形成混凝土表面的氣泡。在堵頭板上沿豎向每20～30cm設(shè)可以封閉的孔（φ10～14的螺釘孔即可），澆筑時(shí)根據(jù)混凝土的層面，依序打開孔排水，排完水及時(shí)封孔。

同時(shí)，為了保證襯砌背后無(wú)空洞，需在襯砌澆筑完成3小時(shí)后，且在混凝土初凝前進(jìn)行帶摸注漿。

三、結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)的三線黃土隧道施工目前還存在很多問(wèn)題，同時(shí)復(fù)雜的施工環(huán)境和更高的施工技術(shù)對(duì)建設(shè)工作者提出了更加嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。目前我國(guó)三線黃土隧道施工技術(shù)還處于起步階段，工藝還不完善，需要建設(shè)者在后續(xù)的工作中仔細(xì)研究、探討，解決我國(guó)三線黃土隧道施工技術(shù)中存在的問(wèn)題，形成完善的建設(shè)體系，加快我國(guó)三線黃土隧道的建設(shè)。

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