黃土隧道初期支護(hù)的設(shè)計(jì)及施工工藝探析

1、黃土隧道初期支護(hù)的設(shè)計(jì)及施工工藝探析1、引言黃土地層是我國西北地區(qū)較為普遍的土質(zhì)地層，土質(zhì) 多為失陷性軟弱土(新黃土)，土質(zhì)軟塑、脆弱。隨著國家 對(duì)西北地區(qū)開發(fā)和日夜增長的交通的需要，愈來愈多的公 路、鐵路將穿越黃土地層，黃土隧道也隨之增加。2、在黃土隧道初期支護(hù)設(shè)計(jì)中，過去主要采用徑向 錨桿、鋼支撐、掛鋼筋網(wǎng)及噴混凝土組成的初期支護(hù)體系。 這種支護(hù)體系存在以下缺點(diǎn)：(1) 徑向錨桿對(duì)土體的作用不明顯。經(jīng)試驗(yàn)表明： 黃土隧道土體中錨桿的抗拉力小于30kn,且拔出后為直徑大 約10cm的圓柱體，說明土體和錨桿不連結(jié)，沒有起到錨固 的作用。(2) 噴混凝土?xí)r，混凝土附著在黃土的表層，由于 黃土本身

2、就沒有粘結(jié)力，以致噴混凝土與土體一起脫落，沒 有達(dá)到噴混凝土所起的實(shí)際支護(hù)作用，且經(jīng)多次噴射才能達(dá) 到設(shè)計(jì)厚度，回彈量也很大。3、經(jīng)過優(yōu)化后的初期支護(hù)體系隨著對(duì)黃土隧道初期支護(hù)體系的改進(jìn)和優(yōu)化，采用超 前管棚、超前小導(dǎo)管、鋼架支撐以及模噴混凝土等措施相結(jié) 合的施工方法，使得黃土隧道初期支護(hù)更加科學(xué)、經(jīng)濟(jì)和合 理（見圖l）o與原初期支護(hù)設(shè)計(jì)相比，有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）超前管棚一般采用外徑為89108mm,壁厚59mm, 管棚長度為1030ni,洞身可采用8m,兩環(huán)之間搭接長度不 能小于3m,環(huán)向間距為40cm,隧道進(jìn)出口管棚外插角控制 在3° ,洞身管棚外插角12° ,具體可根據(jù)

3、實(shí)際確定。 超前小導(dǎo)管一般采用q42,長度為4m,外插角為510。， 搭接長度應(yīng)不小于lm。這樣超前支護(hù)可以對(duì)土體起到棚架作 用。（2）鋼架應(yīng)采用工字鋼支護(hù)，設(shè)計(jì)過程中應(yīng)適當(dāng)加 大鋼架型號(hào)和減小鋼架間距，一般控制在0.5lm,增加鎖腳 錨管個(gè)數(shù)，采用全長粘結(jié)式全螺紋砂漿錨桿相配合，已達(dá)到 穩(wěn)定支護(hù)的效果。（3）模噴的混凝土應(yīng)與鋼架結(jié)成一體，形成一個(gè)完 整的支護(hù)體系，而且模噴混凝土的回彈率幾乎為零，這樣就 發(fā)揮了噴混凝土凝結(jié)快，能及早封閉土體表面的特點(diǎn)。4、黃土隧道的施工工藝及施工要點(diǎn)4、1施工工藝（參見圖1）采用正臺(tái)階法施工，上半斷面預(yù)留核心土穩(wěn)定掌子 面，每循環(huán)進(jìn)尺0.5lm,開挖采用人工風(fēng)

4、鎬開挖，自卸汽車出祚，襯砌混凝土采用簡易襯砌臺(tái)車或立拱架模筑混凝土。4、2施工工藝流程（見圖2）（1）施工準(zhǔn)備。（2）開挖前打入超前管棚及超前小導(dǎo)管預(yù)支護(hù)。（3）采用風(fēng)鎬開挖（留核心土），每開挖lm架設(shè)廣2棉型鋼拱架（土質(zhì)特別松軟地段加密）。（4）上斷面開挖完成后及時(shí)施作初期支護(hù)。挖完后,在周邊側(cè)壁開挖面進(jìn)行掛鋼筋網(wǎng)錨噴，先打入錨桿，然后在 兩棉拱架間進(jìn)行網(wǎng)噴混凝土作業(yè)。網(wǎng)噴混凝土?xí)r應(yīng)注意， 噴射混凝土分兩次施作，中間按設(shè)計(jì)鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片，保證鋼 筋網(wǎng)片有足夠的保護(hù)層，確保網(wǎng)噴混凝土的質(zhì)量；鋼筋網(wǎng)片 連接采用焊接，為確保網(wǎng)片牢固、密貼平順，在兩棍型鋼鋼 架間設(shè)縱向連接鋼筋。免費(fèi)論文。（5）出祚。（去除核心土）（6）下段面開挖，支護(hù)工序與上斷面相同。免費(fèi)論 文。（7）支護(hù)施工完成后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行仰拱封底。（8）對(duì)圍巖進(jìn)行變形量測(cè)。（9）襯砌混凝土施作。襯砌斷面與掌子面之間距離視土體土體軟弱狀況和根據(jù)土體變形量測(cè)情況而定，一般情 況下保持小于30mo5、結(jié)論黃土隧道由于黃土本身的特點(diǎn)，需要迅速有效的封閉 洞壁土面，并給予強(qiáng)有力的支護(hù)，超前管棚、鋼架支撐及模 噴混凝土滿足了這一要求，支護(hù)措施更加經(jīng)濟(jì)合理，支護(hù)效 果更加良好。黃土隧道施工過程中嚴(yán)格采取“短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng) 支護(hù)、襯砌緊跟”的施工方法，應(yīng)在實(shí)際施工中熟練工序， 提高工效，以達(dá)到文明施工、安全施工的目的。參考文獻(xiàn)(