大断面黄土隧道机械配套和施工工艺

1、大断面黄土隧道机械配套和施工工艺（朱华平）内容摘要郑西铁路客运专线黄土隧道，开挖面积近 170m 2，洞 口段大部分 为 浅埋、偏压、湿陷性黄土，隧道开挖后地表沉降及初期 支护的变形均比较大，洞身大部分地段为W级围岩，稳定性较好，沉 降也较小，现国内外并没有成熟的大断面黄土隧道 变形稳定性判 别标 准，对大断面黄土隧道的 设计 、施工均缺乏认识与经验 。本文通 过对郑西线潼洛川、高桥、凤凰岭三座大断面湿陷性黄土 隧道的施工，分析与总结出大断面黄土隧道V级围岩CRD法开挖、W 级围 岩弧形 导坑法开挖施工的合理工序、步 长、人员、机械设备配置， 确定出切合 实际的进度指标和各个工序的作 业循环时

2、间；结合施工取得的 经验教训，总结出大断面湿陷性黄土 隧道施工安 全与质量控制要点，并提出需进一步研究探讨的施工技术方案，如V 级围岩的开挖方 法、拱墙脚的加强设计、增加开挖预留沉落量、初期 支护变形不趋于稳定而二衬需提前施作且加 强设计 、浅埋段地表全封 闭防水 处理及洞 内需加固消除湿陷性而 进度缓慢增加斜井确保工期 等问题。关键词客运专线 大断面黄土隧道 机械配套 施工工艺1、工程概况郑西客运专线设计时速350Km/h，由我单位施工的有潼洛川 隧道，全长3817m;高桥隧道，全长1458m;凤凰岭隧道，全长 842m。隧道位于陕西省潼关县与华阴市，隧道洞身位于I级黄土台塬区，表层为第四系

3、上更新 统风积砂质黄土及黏质黄土，下伏 第四系中更新 统风积砂质黄土及黏 质黄土，中间夹 有数层古土壤层。隧道洞口段基本为浅埋，埋深在545米之间，且有不同程度2的湿陷性。V级围岩开挖面积近170m ,设计采用CRD法施工。IV 级围岩采用弧 形导坑法开挖。2、大断面湿陷性黄土隧道设计参数隧道内轮廓采用铁道部新近优化后的时速350km客运专线隧道内轮廓，轨面以上有效内净空面积按100m2设计，隧道衬砌采用曲墙带仰拱的封闭结构，二衬和仰拱均采用 C35 防水钢筋混凝土，暗挖段采用复合 式衬砌。V级围岩采用喷锚初期支护，全断面设125a型钢钢架，间距1榀/0.6m,拱部设 42超前小导管l-4.5

4、m，环向间距40cm,外插角510搭接长度1.5m,/导管内充填M20水泥砂浆。拱部120范 围内采用22药包锚杆，L-2.5m,间距1X1m;边墙22砂浆锚杆，L- 4m,间距1X1m，梅花型布置；湿陷性黄土地段拱部120范围内不设 系统锚杆。钢筋网:Q2358拱墙布设，钢筋网间距20X20cmo喷混凝土采用 C25 喷混凝土,拱墙喷层掺加聚丙烯微纤维,掺量1.2kg/m(3),厚度35cm。二衬混凝土采用C35钢筋砼，厚60cm。预留 变形量 为 10cm。W级围岩采用喷锚初期支护，全断面设1榀/0.8m工20a型钢钢 架，局部含水量较大地段拱部设 42超前小导管卜3.5m，环向间距 40

5、cm,外插角510搭接长度羽.5m)小导管内充填M20水泥砂浆。拱部120范围内采用22药包锚杆,L-2.5m，间距1x1m;边墙22砂浆锚杆，L-4m，间距1Xm，梅花型布置;钢筋网:Q2358拱墙布设，钢筋网间距20X20cm。喷混凝土采用C25喷混凝土，拱墙喷 层掺加聚丙烯微纤维，掺量1.2kg/m (3)，厚度35cm。二衬混凝土采用C35钢筋砼，厚60cm。预留变形量为10cm。衬砌支护参数:见 双线隧道复合衬砌支护参数”表。双线隧道复合衬砌支护参数表围岩级别初期支护预留变形量二次衬砌喷层系统锚杆钢筋网钢架位置锚杆类型长度间距位置锚杆类型长度间距位置间距钢架类型间距拱墙仰拱c mm)

6、m)m)m)cm)榀/ m(cm)(cm)(cm)W老 黄土26拱部药包2.51X1边墙砂浆3.51X1全 断 面20X20120a1/0.8105060W加 强30药包2.51 X砂浆3.51 X20X20I22a1/0.8105060V35药包2.51 X砂浆41 X20 X20I25a1/0.6106070V新 黄土35砂浆41X120X20I25a1/0.6106070V下 穿段35药包2.51 X1砂浆41 X20 X20I25a1/0.6128080注：1、湿陷性黄土地段拱部不 设系统锚杆，但需布置固定钢架用锚杆，每榀钢架设8根锚杆;2、下穿段指高桥隧道岀口段下穿南同蒲复 线地段。

7、隧道防排水采取 防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”的原 则，满足地下工程国家一级防水标准。防水系统：全隧道拱墙敷设EVA防水板，防水板厚度1.5mm, 土 工布重量纽00g/m2,隧道二次衬砌采用防水混凝土，其抗渗 等级不小 于P&排水系统：隧道内设置双侧水沟，道床中心设置直径为16cm的 半圆形排水明沟隧道衬砌防水板背后环向设置 100mmHDPE单壁打孔波纹管， 间距812m,隧道两侧边墙墙脚外纵向分段设置 100mmHDPE双 壁打孔波纹管，每段纵向盲沟设置一处（底端） 100mm世水孔连接到 隧道侧沟，泄水孔间距 12m。施工缝及变形缝防水设计：施工缝及变形缝是隧道防排水的薄弱

8、环节，施工缝表面涂界面 剂并设置中埋式止水 带、背贴式止水带防止 地下水的渗入；变形缝防水采用中埋式止水 带、背贴式止水带。3、大断面黄土隧道施工方法在施工工程中 严格遵循“管超前 ，短开挖，强支护，早封闭，勤量 测”的原则，采用动态施工，实行网络信息化管理，加 强地质超前 预报， 加强对地表、围岩和支护的监控量测，及时对 信息进行分析，以科学、 合理的施工方法 做到优化施工。3.1 施工 方法3.1.1 超前支护3.1.1.1 V级围超前支护V级围岩开挖前沿拱部 设计开挖轮廓线外10cm施作超前小导管L = 4.5m,40cm）,预注M20水泥砂浆加固地层。超前小导管外插 角为35纵向搭接长

9、度不小于1.5m，采用ZM-12T型煤电钻钻孔, 采用 YT28 型风枪顶进超前小导管，小导管插入孔内的 长度不小于管 长90%。尾部与型钢钢架焊接固定，JYZ- 2型注浆泵进行注浆作业。制作钢花管：42mm超前小导管在钢构件加工场制作。前端做成尖锥形，尾部焊接 8mmi冈筋加劲箍，管壁上每隔15cm交错布置 注浆孔，孔眼直径为68mm,详见图1注浆小导管加工图。小导管安装：采用ZM-12T型煤电钻钻设锚杆孔后，将小导管按 设计要求插入孔中，或用YT28型风枪直接将小导管从型钢钢架上部 中部顶入，外露端支撑于开挖面后方的 钢架上，与钢架共同组成预支 护体系。50cm15cm图1注浆小导管加工图

10、注浆：注浆设备采用JYZ-2型注浆泵，注M20水泥砂浆，在管口处设止浆塞。水泥砂浆采用小型砂浆搅拌机拌制，注浆压力一般为0.5I.OMPa。注浆前先喷射混凝土 35cm封闭掌子面作止浆盘，注 浆量一般为钻孔圆柱体的1.5倍，若注浆量超限，未达到压力要求， 应调整浆液浓度继续注浆，直至符合注浆质量标准，确保钻孔周围岩 体与钢管周围孔隙均为浆液充填，方可终止注浆。注浆先从拱顶开始向下注，先灌注 单”号孔，再灌注双”号孔。 注浆参数应根据注浆试验结果及现场情况适当调整。注浆作业中认真 填写注浆记录，随时分析和改进，并注意观察施工支护工作面的状态, 试挖掌子面，无明显渗水时，即可进行开挖作业。工艺流程

11、图：参见图2小导管施工工艺框图3.1.1.2W级围超前支护本段W级围岩主要以老黄土为主。设计要求在局部含水量大的地段，拱部采用42小导管进行超前支护。具体钻孔、插管施工方法 同V级围岩小导管施工方法。注浆：注浆采用M20砂浆，具体注浆方法及工艺同V级围岩小导 管注浆施工方法。图2 小导管施工工艺框图3.1.2开挖3.1.2.1 V级围岩开挖黄土隧道V级围岩采用CRD法进行开挖。其工艺流程见图3。V级围岩段设计开挖断面尺寸为：15.20mXl3.18m宽滴），包括 预留变形量10cm,开挖断面积163.81m2。CRD法开挖将断面分隔成左右两侧、上、下部及底部六个部分， 根据临时支撑形式，先开挖

12、左上导，开挖采用预留核心土法施工（核心土高度距拱 顶1.61.8m距边墙3m,距中隔壁2m,核心土顶部留一图3 V级围岩开挖施工工艺流程图长1.5m平台便于人工操作，纵向为1：降坡至开挖线底部），一次掘左1榀。采用挖掘机开挖，先开挖边墙处，再开挖中隔壁一侧，预留 30cm,采用人工开挖至设计轮廓线。再开挖右侧，右侧滞后左侧控制 在10米以内。每侧上部台阶长度控制在3m左右；中部台阶长度控制在6m以内；下部开挖，根据仰拱施工离掌子面的距离不超 过 30 米的原则 及时跟进。洞内出 碴采用挖掘机装碴，自卸汽车运输。开挖和装碴同时作 业。3.1.2.2W级围岩弧形导坑法开挖本线黄土隧道W级围岩采用弧

13、形导坑预留核心土法进行开挖。 其工艺流程见图4。 开挖方法W级围岩段设计开挖断面尺寸 为：14.82mXl2.80m宽高）包括 预留变形量10cm,开挖断面积155.08m2。采用弧形导坑预留核心土 法进行开挖，将整个断面分成上 、中、下以及底部四部分台 阶错台开 挖。其中上部超前中部35m,中部超前下部35m,下部超前底部 10m,逐级掘进开挖。为方便机械作业，上部开挖高度控制 在4.5m左右，中部台阶高 度也控制在 4.5m 左右,下部台阶控制在 3.5m 左右。W级围岩局部含水量大的地方，在 开挖前拱部环向以40cm间距 采用L=3.5m长的42超前小导管对开挖岩体进行注浆预加固，待浆

14、液达到一定 强度后,采用小型 挖掘机开挖,并预留一定厚度由人工持 风镐 修边到位，保证轮廓的 圆顺和平整。 开挖及出 碴设备根据断面尺寸，W级围岩开挖仍采用1台PC225型挖掘机开挖 作业，按照左右分部交错开挖的方式开展开挖作 业。根据各部开挖尺 寸，图4 W级围岩开挖施工工艺框图上 中 下 部 进 行 四 个 循 环完全满足该挖掘机作业空间需要洞内出碴采用PC225型挖掘机装碴，也可采用装载机配合装碴, 自卸汽 车运输。开挖和装碴同时作业。 开挖 顺序W级围岩按照弧形导坑预留核心土法开挖，整个断面分成上、中、 下以及底部四个 部分进行开挖，其中上部采用 环形开 挖预留核心土。 根据开挖断面，

15、 为保证施工 进度，达到黄土隧道快速施工的目的，各 部在合理 组织、相互协调配合施工的基 础可分成左右 侧上、中、下部 按照开挖和支 护工序顺序作业的方式开展施工，以解 决各部开挖运 输 出碴的通道的 问题；底部利用上部 进行超前支 护及钢拱架安装的作 业 时间一次开挖4.5m,这样可最大限度的减小各部施工的干扰问题。3.1.3 初期支护3.131 V级围岩初期支护每一部分开挖完 成后，及时喷射4cm微纤维混凝土对围岩进行封 闭。V级围岩按照1榀/0.6m间距架立125a型钢钢架，纵向采用42钢管 连接，间距100X100cm。打设22系统锚杆、 4锁脚锚管，挂铺 820X20cn钢筋网。首先

16、将预先在加工场地试拼装合格的型钢钢 架动至洞口等准 备工作,根据测量放线定出的 钢架位置打设钢架定位 钢筋,分段安装钢架,两垫板用螺栓 连接牢固,钢架与定位钢筋焊接 固定,打设系统锚杆,挂铺钢筋网片,打设锁脚锚杆,待锚杆的砂 浆有 一定强度后安装 锚杆垫板,拧紧螺栓,最后作好喷射混凝土厚度 标志 等喷射混凝土准 备工作。检查合格后,进行喷射微纤维混凝土施工。首先试运转空压机,湿喷机等机械 设备，调节好湿喷机的送风风压并用高 压风清洗好工作 岩面上的浮 碴及粉尘，混凝土工作自下而上分片分 层 进行，分片高度 为45m,分层厚度为边墙69cm,拱部56cm。达至也贲射厚度后用 人工凿除存在空 鼓及

17、凹凸不平部分 ，最后喷射混凝土找平，使混凝土 平整度满足验标要求,完成一个初期支护施工循环。2小时后进行贲雾养护,一天两次,连续14天以上。3.1.3.1W级围岩初期支护每一循环开挖完成后，及时喷射4cm微纤维混凝土对围岩进行封 闭。W级围岩按照1榀/0.8m间距架立120a型钢钢架，纵向采用42钢 管连接，间距100X100cm。打设22系统锚杆、 4锁脚锚管，挂铺 820X20cn钢筋网。施工方法同V级围岩初期支护。3.1.4 仰拱及仰拱填充仰拱施工是在隧 道隧底初期支 护完成后进行施工。为 不影响机械 车辆通行,仰拱、仰拱填充利用 栈桥平台 进行混 凝土施工。混凝土在洞外采用拌和站集中拌

18、和,混凝土 搅拌运 输车 运至洞内 进行浇筑。从仰拱开挖至 浇筑混凝土之间,隧道是处于最不稳定的状态。V级围岩一般均位于浅埋段，根据 监控量测表明，隧道整体下沉量 较大,因此,开挖隧底时,采用人工开挖,挖一榀接一榀,杜绝机械 开挖。开挖至设计标 高后,先将隧底虚碴、杂物、等清除干净（不允许出现欠挖,超挖部分采用同 级砼回填）后及时喷射混凝土 4cm 封底，然后安装底部初期支 护钢架，及时接长中隔壁 钢架，要求中隔壁钢架立在底部钢架上。喷射C25混凝土厚度35cm。考虑浅埋隧道下沉量 较大，为安全起见，此段中隔壁钢架直接浇筑在仰拱和仰 拱填充混凝土之 中。仰拱分段施工，施工采用大 样板，按仰拱设

19、计 厚度及形状施工。 由仰拱中心向两 侧对称施工，一次完成，仰拱 砼采用 C35 防水钢筋 混凝土，采用插入式振 捣器，加强振捣，保证砼施工 质量。仰拱施工 缝内 设中埋式止水 带，确保位置准确，用定位夹固定 牢靠。施工缝浇筑混凝土前，应将其表面 凿毛。清除浮粒和杂物，用 水冲洗干 净，保持湿润，涂刷界面剂并及时浇筑混凝土。每排仰拱 应预留连接筋。仰拱浇筑不 应有纵向施工缝。仰拱与填充分两 次施工，不得将仰拱及填充整体 浇筑。隧道仰 拱上部填充 砼 施工前先清洗仰拱上虚 碴及杂物，排除积水。填充砼 表面要求平整，横坡、纵坡与设计 一致。仰拱施工 缝与填充砼施工 缝相互错开，要求施工缝顺直、平整

20、及凿毛清洗。仰拱施工与掘 进工作平行 进行，为解决仰拱施工和其 他工序的干 扰问题 ，采用型钢钢架进行拼装自制仰拱防干 扰平台，形成立体交 叉 平行作 业体系。3.1.5 中隔壁拆除 中间支护系统的拆除时间由中间支护系统对后续工序作业的影 响确定。考虑后续作业的及 时跟进，中间支护系统对其产生的影响， 在严格考证拆除中间支护系统的安全性之后，进行拆除。如围岩稳定条件 满足设计要求，下部竖支撑可在仰拱 填充作业前 拆除，横支撑和上部 竖支撑在隧道仰拱填充施工完成后防排水系 统施 作前一次性拆除 。为保证施工安全，限制 围岩变形，中间支护也可推 迟 到隧道仰拱填 充施工完成后防排水系 统 施作前一

21、次性全部拆除。一 次性拆除 长度以满足衬砌台 车一次衬砌长度为宜。竖支撑拆除时要防止对支撑系统形成大的振 动和扰动。可采用风 镐拆除钢支撑之间的喷射混凝土壁 ，对于中间支护系统和初期支护连 接部位附着在 钢架上的喷射混凝土用人工 凿除，采用气焊烧断与初期 支护连 接部位，其他部位的附着 喷射混凝土，在钢架拆除运出洞外 后 再进行处理。拆除过程中要加强监控量测，在变形稳定的前提下才 能进行中隔 壁的拆除。3.1.6 防排水 施工 、地表防水在大断面湿陷性 黄土的开挖施工 过程中，隧道洞身地 表出现 多处纵向、横向裂缝，使雨水轻易浸入，并根据量 测结果表明雨水 对 地表下沉影响 很大，每次下雨都会

22、引起地表下沉突 变，因此，需 对地表进行全覆盖防水，并根据地形实际情况在地面 上做临时排 水沟，与天沟、排水沟连接，形成完整的地表防排水体系，防止雨 水对地表下沉造 成不良影响。 、洞身防排水防水系统：全隧道拱啬敷设EVA防水板，防水板厚度1.5mm, 土工布重量纽00g/m2,隧道二次衬砌采用防水混凝土，其抗渗 等级不小 于 P8。排水系 统：隧道内设置双侧水沟，道床中心设置直径 为 16cm 的 半圆形排水明沟 。隧道衬砌防水板背后环向设置 100mmHDPE单壁打孔波纹管， 间距815m,隧道两侧边墙墙脚外纵向分段设置 100mmHDPE双 壁打孔波纹管，每段纵向盲沟设置一处（底端） 1

23、00mm世水孔连接到 隧道侧沟，泄水孔间距 12m。施工 缝及变形缝是隧道防排水的薄弱 环节 ，施工缝表面涂界面 剂并设置中埋式止水带、背贴式止水带防止地下水的 渗入。变形缝防水采用 中埋式止水带、背贴式止水带。施工时利用自制 多功能台车采用无锚钉铺挂工艺进行铺设。变 形缝、施工缝处 防水采用中埋式橡胶止水 带、背贴式止水带。防水板 采用热熔法手工 焊接在塑料圆垫片上，焊接牢固，防止防水板脱落 现 象。3.1.7 衬砌施工拱墙二次衬砌采用全断面整体 钢模衬砌台车、混凝土搅拌运输车 运输、泵送砼灌注，插入式振捣器捣固，挡头模采用木模。混凝土 浇筑 要左右 对称进行，防止钢模台车偏移 。砼生产采用

24、自 动计量拌合站拌合，砼拌合站设置应满足冬季施工 要求。仰拱、防排水系统以及钢筋绑扎超前衬砌1个循环完成。施工工艺流程如下:隧道衬砌施工工艺流程图3.2人员、机械设备的合理配置根据潼洛川隧道、高桥隧道、凤凰岭隧道施工情况，大断面黄土隧道施工机械、人员的配置如下：321 CRD法施工人员、机械设备的合理配置CRD法施工主要施工机械配置如下表主要施工机具设备配置表序号机械名称单位数量备注1挖掘机台22装载机台23风镐台84风枪台45钻机个26混凝土湿喷机台67混凝土输送泵台28混凝土搅拌站台19自卸汽车辆410电动空压机台311钢架弯曲机台112钢筋调直机台113钢筋切断机台114衬砌台车台115

25、射钉器个416混凝土输送车辆317热风焊枪个218交流电焊机台819注浆泵台320收敛计台121全站仪台122水准仪台223防水板热合机台1CRD法施工人员配置如下表：施工人员配置表序号人员构成人数（人）作业制备注1开挖班20二班制人工配合机械开挖2架立型钢钢架及挂网15二班制3锚喷班r 8 1二班制4钢筋加工班15二班制包括型钢钢架加工5机械手班10三班制6混凝土班P 15三班制负责混凝土拌和与浇筑7防水板班15三班制8辅助人员10一班制9管理人员P 10三班制10测量班3一班制11电工2二班制12焊工6二班制合计129322弧形导坑法施工人员、机械设备的合理配置弧形导坑法主要施工机械配置如

26、下表主要施工机具设备配置表序号机械名称单位数量备注1挖掘机台12装载机台13风镐台94风枪台45钻机个26混凝土湿喷机台37混凝土输送泵台18混凝土搅拌站台19自卸汽车辆410电动空压机台311钢架弯曲机台112钢筋调直机台113钢筋切断机台114衬砌台车台115射钉器个416混凝土输送车辆317热风焊枪个218交流电焊机台819注浆泵台220收敛计台121全站仪台122水准仪台223防水板热合机台1弧形导坑法施工人员配置如下表:施工人员配置表序号人员构成人数（人）作业制备注1开挖班18两班制人工配合机械开挖（含立架）2注浆班7一班制3喷混凝土班14两班制4钢筋加工班16两班制包括型钢钢架加工

27、5混凝土班6一班制衬砌及仰拱填充混凝土6防水板班6一班制7仰拱班6一班制8测量班3一班制9杂工班14一班制合计923.3各工序循环作业时间及进度指标 3.3.1CRD法施工各工序循环作业时间及进度指标根据对潼洛川、高桥、凤凰岭隧道CRD法及弧形导坑法施工情况，CRD法及弧形导坑法施工各施工工序的循 环时间及进度指 标如下表：CRD开挖支护循环作业时间表左侧断面右侧断面备注序 号工序名称作业 时间 min）序 号工序名称作业 时间（nin）上部上部1超前地质预报301每6循环预报一次 每次钻孔5m2测量放线302测量放线303超前支护1203超前支护120每10循环施作一环41-开挖、出碴150

28、49-开挖、出碴1505n -径向锚杆、钢架、 钢筋网安装1805X -径向锚杆、钢架、 钢筋网安装1806n -喷射砼3006X -喷射砼3002台喷射机同时作业7合计8107合计780下、底部下、底部1测量放线301测量放线3023-开挖、出碴180211-开挖、出碴1803IV -径向锚杆、钢拱 架、钢筋网安装1503刘-径向锚杆、钢拱 架、钢筋网安装1504V -喷射砼1204刘-喷射砼12056-开挖、出碴150614-开挖、出碴1506忸-仰拱钢架、钢筋 网安装1207XV -仰拱钢架、钢 筋网安装1207忸-仰拱喷射砼908XV -仰拱喷射砼908合计8409合计84010说明：

29、1、上部开挖及支 护占用直线时 间 760min Q2.67h）。2、下部施工需用时间840 min Q4h），与上部开挖支护工 序交叉平行作 业，不占用直线 时间。3、上部每天施工1.89个循环， 每循环进尺0.6m, 日进尺 1.13m，月进尺34m，计划按平 均进尺30m。10说明：1、上部开挖及支 护占用直线 时间 730min Q2.17h）。2、下部施工需用时间840 min 14h），与上部开挖支护工 序交叉平行作 业，不占用直线 时间。3、上部每天施工1.97个循环，每循环进尺0.6m，日进尺1.18m，月进尺35.4m，月平均 进尺按30m。根据对大断面黄土隧道V级围岩施工情

30、况，月开挖进尺在30m/ 月，每月折合成洞米完成20米/月。弧形导坑法开挖支护循环作业时间表序 号拱部环行开挖中部开挖下部开挖底部开挖工序名称作业 时间min）工序名称作业 时间min）工序名称作业 时间min）工序名称作业 时间min）1超前地质预报302测量放 线30IV -喷砼60测量放线30342/小 导管超 前注浆 支护707-开 挖、出碴120W -钢架及 钢筋网 安装、喷砼21041-开挖及出 碴80IV -径向锚 杆、钢架及 钢筋网安 装 150）、 喷砼60）1005-开挖、出 碴（分左右侧 开挖）50上部5-6个循环、 下部循环一次，一次进尺4.8m5n -径向锚 杆、 钢

31、架及 钢筋网 安装703-开挖、出 碴（分左右 两侧开挖）505-开挖、出 碴 150）、W -径向锚 杆、钢架及 钢筋网安装60）1006n -喷射砼120测量放线50）、3-开挖、出碴150）80w -径向锚 杆、钢架及 钢筋网安装1007合计400合计290合计280合计3308说明：1、拱部环行开挖、出碴占用直线时间400min 8h），每魁行3个循环。2、中、下部开挖支护与上部交叉平行作 业，不占用直线时间，中、下部开挖可分左 右两 部分分别交错施工。3、上部、中部每循环进尺0.8m，日进尺2.4m,月进尺72m，月平均进尺70m。4、超前地质预报每4个循环进行一次，每次钻孔深度5m

32、。5、底部开挖利用上部 超前支护的时间，一次进尺4.8m。4、监控量测 4.1监控量测规划及方法1）地表观测：浅埋段隧道地表沿纵向每10米布置一个观测点，每个横断面布置11个点，与洞内水平收敛和拱顶下沉量测点在同一横断面内，横断面布置依次为拱顶中心布置一个观测点，中心观测点两 侧对称布置10个点，分别距中心点为1m, 3m,6m,11m,16m。测量方法：采用DSZ2自动安平水准仪，精度为1mm.在距隧道体100米外山体上设水准点，根据测量数据及相关要求确 定测量频率2）洞内拱顶V级围岩每5-10m在中隔壁两侧约1m处各设一点。仰拱开挖期间左中、右中地面以上1m处每隔5m在中隔壁上设点观测W级

33、围岩每20m在拱顶设一点。测量方法：采用DSZ2自动安平水准仪,精度为1mm.拱顶采用吊10 米钢卷尺进行读数，并根据测量数据及相关要求确定 测量频率。3）洞内净空收敛测量V级围岩每隔5-10米在左上、左中、右上、右中拱脚、墙角以上 3-3.5 米位置设膨胀螺丝作为观测点。W级围岩每隔20米在拱脚、最大断面位置设膨胀螺丝作为观测 点。测量方法：采用JSS30A型数显收敛计，精度为0.01mm.根据测 量数据及相关要 求确定测量频率。4.2 地表沉降规律与开挖工序、雨水的关系大断面黄土隧道 浅埋段地表覆盖 层较薄，如潼洛川隧 道进口埋 深 在 20-45 米之 间，潼洛川隧道出口埋深在 5-35

34、 米之间，高桥隧道进 口埋深在 17-30 米之间，隧道开挖后在地表均出 现纵 向和横向的地表 裂缝，且裂缝随着开挖面 发展。因此开挖后不能形 成自然拱，覆盖层土体重量直接作 用在初期支护上，对隧道安全 产生较大的隐患。 根据 变形观测资料显示，隧道地表沉降在掌子面施工 后1-3 天变化较大，约 4-8 m m/d ，之后变化减少，但仍以 12mm/d 的速度下沉， 仰拱完成后基本 趋于稳定。地表下沉在下雨期 间较为 明显，个别点平 均下沉达到10mm/d。即使当隧道处于稳定时，一遇下雨，地表下沉仍 在1-3mm/d。可见雨水对隧道地表沉降有直接关系，雨水会造成地表 覆盖层重量加大，加速隧道下

35、沉，因此需对浅埋段地表 进行全覆盖防水处理由监控量 测结果表明，目前浅埋段隧道地表沉降最大 已达 22.3cm， 由于浅埋段隧道地 质基本属于湿陷性黄土，地基承 载力较弱， 在仰拱封闭成环以前由于覆盖 层自身重量会造成隧道的整体下沉，因 此，要尽可能 缩 短仰拱施工 时间 ，改善隧道整体受力 结 构，减少隧道 的整体下沉量。在埋深较深的W级围岩地段，在没有偏压的情况下，地表一般不会有裂 缝出现，但在偏压地段，则会有较大的裂缝出现。潼洛川隧道 进口在距洞口 200400米之间段隧道中心埋深达60米，该段地表为一大陡坡，北高南低，偏压严重，施工过程中出 现平行于隧道走向的 大裂缝，最大缝宽为12c

36、m,最大错台为11cm,其余裂缝地段大部分地段裂缝宽度在 38cm 之间，错台高度在 13cm 之间，最大裂缝 高度在 90106米之间。根据地表及裂 缝情况分析,裂缝是由于隧道右 侧山体向左侧偏 压形成的,裂缝角度约为 40度左右,由于埋深 较大,虽然地表出现了较大的裂缝,但洞内拱顶下沉及收 敛与正常地段没有多大区 别。4.3 拱顶下沉规律与开挖工序、地表沉降的关系V级围岩隧道拱顶监控量测资料表明，在掌子面开挖完成后的2-3天时间内，下沉比较显著，平均5mm/天；之后下沉量逐渐渐少，但仍有下沉 趋势,在仰拱施工完毕后基本 趋于稳定。由监控量测资料表明，隧道拱顶最大下沉量已达19.9cm,为控

37、制隧道拱顶下沉，仰拱尽 快施作很有必要 ,只有仰拱完成隧道 才能形成封闭的受力 结构,拱顶 下沉才能 趋于 稳定隧道拱 顶下沉与地表下沉情况基本上是一致的，下沉 趋势也基本 一致，可见浅埋隧道在覆盖 层压 力下在整体下沉， 特别是在雨天的下 沉较为明显，个别点平均达到12mm/d，而平时平均在1-2mm/d,直 存在下沉 趋势 ，直至仰拱完成后下沉才逐 渐趋 于稳定。4.4 洞内收敛变形规律与 开挖工序、拱顶下沉的 关 系 根据监控量测资料表明洞内收 敛在开挖初期 3-4 天较为明显，平 均2-3mm/d,随后每天的变化基本上在1mm左右，1mm以下的变化 居多。并与开挖面的 远近、下雨期间无

38、多大关系，基本上在 20 天到30 天时间范围内趋于稳定。收敛值基本在 5cm 以内，这与黄土的直 立性能好有直接 的关系。5、取得的经验教训及安全质量控制要点5.1 取得的经验教训在大断面黄土隧 道施工中必 须严格遵循“管超前，短开挖，强支 护，早封闭，勤量测”的原则，拱墙开挖进尺控制在 1 榀钢拱架间距， 并及时进行初期支护，初期支护施工中要加 强锁脚锚管和扩大拱脚的 施工。CRD施工中要及时施作横撑，横撑距开挖面距离不能超 过 12m。为减少隧道拱顶下沉量，仰拱必须尽快施作，因根据监控量测 数据来看在仰拱 施作以前拱 顶一直有下沉 趋势。要加强隧道监控量测， 并及时对数据进行分析，发现异

39、常及时采取措施 进行加强。5.2 施工质量安全控制要点一、隧道开挖V级围岩开挖时台阶长度（上下台阶）应控制在6米以内，横撑 （包括上部及底部）距上台阶掌子面的距离控制在 12 米以内，不允许 超过 15米。左右侧分开开挖，右上台阶与左下台 阶掌子面要错开 10 米左右，开挖下台阶时不能超挖，中隔壁及边墙开挖要错开间距，不 能使拱部初期支 护在同一个断面 处于悬空状 态。拱脚、墙脚的基 础采用人工开挖 ，不得有浮碴和虚土。仰拱距开挖掌子 面 距离不大于 30 米，衬砌距掌 子 面不大于 60 米二、初期支护 锁脚锚管必须认真施做，长度、根数、扩大拱脚达到 设计要求，钢 拱架下一定要 垫槽钢或混凝

40、土 预制块。钢拱架对接位置必须凿毛、清 理干净。拱脚处喷完混凝土后及 时清除多余的回 弹混凝土，防止鼓包 而后期 凿除，确保喷混凝土面平整，不影响后 续施工。钢拱架和锚杆安装满足设计和验标要求，二次或多次 喷混凝土层 之间不能有 夹泥，喷前须清理干 净。三、仰拱施工仰拱及时跟进：V级围CRD法开挖时仰拱距掌子面距离控制在30 米以内。仰拱开挖：一次开挖23榀钢拱架安装距离，不能过长仰拱浇筑：根据台车长度，一次浇筑12米或 9 米，施工完混凝土 终凝后可浇筑填充层。填充层及仰拱砼施工缝不宜设在同一个断面上， 但仰拱与 边墙施工缝应尽量设在同一个断面上。V级围岩的中隔壁底部钢拱架接长时，对变形大地

41、段（隔一个往下接一个，到里面正常施工地段（变形稳定且地表不开裂段）隔二个接 一个，不能全接下去，防止仰拱 钢筋及混凝土 结构在中隔壁 处形成薄 弱带。对止水带的处理：按设计要求进行焊接，并采取相应的固定措施， 保证止水 带位置 安放正确。四、衬砌施工衬砌在初期支 护变形没有趋于稳定而提前施工 时，须通知设计院 采取加强措施或设计院认可原措施后 进行。衬砌之前先拆除 中隔壁，拆除中隔壁时，先拆横撑，然后再凿除 中壁混凝土，最后再拆中隔壁 钢拱架。拆中隔壁钢拱架时，先隔一个 拆一个，最后再拆完。拆除支撑期 间，加强稳定性 监测与分析。防水板采用分离 式 防水板，防水板的 连 接要求密 实不透气，挂

42、设 时要有松度和余 量，挂防水板 前，需对喷 混凝土基面上的 钢架、锚杆、 钢筋头等外露凸 出部分进行处理，防止刺破防水板。钢筋焊接时要在其周围用石棉水泥板 进行遮挡，防止焊接钢筋时 烧坏防水板。衬砌台 车端头的堵头模板要求平 顺、牢固不变形、密实不漏 浆， 提前制作。接触网支柱轨道滑槽的安放和位置、拱部纵向612m预留注浆 管要提前考 虑 。6、需进一步探讨的问题1）、V级围岩的开挖方法，设计采用CRD法开挖，每循环要及时 施作横撑封 闭成环，但此种施 工方案受横撑的影响只能采用人工开挖， 施工进度将大受影响。在实际施工中我们根据挖掘机 操作距离并根据 监控量测收敛情况把横撑距掌子面距离控制在 12m 以内，既能保证 隧道开挖采用机 械施工，加快施工进度，又能保证隧道支护体系的安 全。2）开挖预留沉落量问题，设计开挖预留沉落量为10cm,但根据