盖挖法施工在黄土隧道施工中的应用

郭香红

(山西路桥第一工程有限责任公司，山西太原 030006)

1 工程概况

贺家坪2号隧道设计为连拱单向行车隧道，全长195 m，起点洞口里程桩号为K63+940，终点里程桩号为K64+135，属短隧道，围岩级别为Ⅴ级。公路等级为高速公路，设计行车速度80 km/h，设计荷载为公路—Ⅰ级［2］。

2 工程地质

图1 盖挖法衬砌结构设计图

图2 盖挖段套拱钢拱架设计图

隧址区范围内出露地由老到新为第三系上新统静乐组(Nj2)，岩性主要为粉质粘土，褐红色，可塑～硬塑，土质较均匀，局部含钙质结核，工程性质相对较差。第四季上更新统马兰组(Qm3)地层，岩性主要为粉土，褐黄色，含少量钙质结核，土质均匀，大孔发育，具有Ⅱ级自重湿陷，工程性质相对较差。

3 施工情况

主洞出口段表层为坡积土，土质为粉土，结构松散，渗透性，地基土质含水量大，造成地基湿软，该段洞顶埋深平均5 m～9 m，属浅埋隧道。施工单位采用单侧壁导坑法开挖出口段左洞，侧导洞开挖1.5 m后套拱和洞身接合处出现约2 cm宽的环向裂缝，拱顶处原地面出现多道横向裂缝，宽0.5 cm～1 cm。洞身基底湿软，含水量大，开挖过程中机械扰动，造成“弹簧土”现象，从而影响拱架的稳定。为确保隧道进洞安全，将隧道出口段25 m的暗洞开挖变更为盖挖施工，桩号为K64+100～K64+125。对主洞基底可采用一定的换填处理，确保地基承载力达到要求。

4 工程设计

4.1 衬砌结构设计

针对该地形，地质做了专门的盖挖法设计图(如图1所示)。

4.2 盖挖段套拱钢拱架设计

盖挖段套拱钢拱架设计图见图2。

4.3 盖挖段钢拱架设计

确保洞身稳定。初期支护钢拱架设计图如图3所示。

图3 盖挖段钢拱架设计图

4.4 盖挖段开挖方法设计

盖挖段开挖方法设计图见图4，图5。

4.5 盖挖段回填设计

套拱回填应两侧均匀对称回填;碎石土回填时应分层夯实以保证回填的密实性;拱顶碎石土回填完毕后，在其上设置不少于100 cm的粘土隔水层;盖挖法中隔墙顶部两端及套拱基础顶部设置φ10 cm半边打孔纵向排水管，排水管一半埋置于混凝土中，套拱顶部回填图如图6所示。

图4 盖挖段围岩施工方案设计图

图5 Ⅴ级围岩地段施工工序平面示意图

图6 盖挖套拱洞顶回填图

5 施工注意事项

1)盖挖施工时，开挖过程中要确保边、仰坡的稳定，确保盖挖套拱的基础地基稳定。

2)主洞开挖采用预留核心土台阶法开挖，开挖步序参考《盖挖段隧道施工步序方案图》进行，施工中可根据量测反馈结果调整开挖方式、施工步序与支护参数，确保施工安全。

3)洞身开挖后及时进行钢拱架、锚杆、喷射混凝土钢筋网联合的初期支护限制围岩的变形［1］。

4)对主洞湿软地基进行换填时，须密切注意初期支护及套拱的稳定性，要注意钢拱架落空对隧道支护稳定性的影响，并及时支垫。施工时应根据拱顶的下沉情况预留足够的变形量。

5)盖挖套拱强度达到95%以上，方可进行套拱顶部回填，碎石土压实度需达到96%以上。

6)左右洞开挖方法应该是先行洞完成初支和二衬后再进行另一个洞开挖和支护，施工期间应随时观测洞顶变形和下沉情况及时调整支护参数。

7)施工过程中，盖挖段开挖和盖拱浇筑时要采取措施确保中隔墙的稳定。

6 结语

本文针对贺家坪2号隧道特殊的地形、地质，以及套拱出现推移现象和洞顶地表出现裂缝的情况，采取了盖挖法通过黄土双连拱隧道的设计方案，根据合理的开挖方法及支护参数顺利通过了病害段落，同时通过加密埋设拱顶下沉和周边位移收敛的监控量测点，获得了准确的监控量测数据，发现拱顶沉降和水平收敛趋于稳定，说明该处理方法达到了预期的效果，为黄土双连拱隧道设计、施工积累了宝贵的经验。

［1］孙 钧.地下工程设计理论与实践［M］.上海:上海科学技术出版社，1996.

［2］JTG D70-2004，公路隧道设计规范［S］.

［3］王成祥.浅谈黄土隧道的施工控制措施［J］.山西建筑，2011，37(1):178-179.