1、黃土隧道施工工藝工法為了預防在黃土中開挖隧道的大變形和坍塌問題，采用臺階分布開挖法（又稱環形開挖留核心土法），結合噴射砼及時封閉開挖面，用超前管棚支護、鋼拱支撐、掛網、打錨桿等來加強土體強度及限制圍巖應力重新分布，實施短開挖，快循環來減少對土體的擾動，是目前黃土隧道施工的較完整的方法。1.施工方法及工藝要點1.1根據工地實際情況，設計并施打超前管棚。鋼管真徑一般為60 mm，長4.5m，間距30cm，外插角20，首尾相接長度不少于1.5m。鋼管內充填20號砼或者水泥砂漿。1.2上半斷面人工用風鎬及電鏟掏槽。掏槽寬度約1m，縱向掏槽深度每次約0.8m。1.3開挖后立即射砼封閉斷面。噴射4cm厚的

2、20號砼，封閉開挖斷面，以免孔隙水從斷面處滲出，而使土體失穩。1.4架鋼拱及掛網。鋼拱規格為20a，按設計斷面計算用量。拱架之間的間距依每次開挖長度約為0.8m，每榀鋼拱縱向用20鋼筋連接，鋼筋間距1.2m。管棚尾端焊接于拱架腹部，以增強共同支護作用。8鋼筋網格間距為20cm×20cm。1.5噴射砼填充鋼拱間空隙。拱架與開挖輪廓之間的所有間隙用20號砼噴射充填密實，先噴拱架與輪廓之間空隙，再噴拱架，然后再噴拱架之間，直至噴到規定的厚度。1.6按上述15的方式開挖5m左右后，開挖支撐掌子面的核心土支持部分。1.7在上半斷面初期支護穩定的條件下，開始開挖下半斷面：首先通過在上半斷面的鋼拱

3、的拱腳打注漿錨桿，以防止拱架及圍巖變形與下沉。鉆進后進行注漿，兩側以等間距各打5根錨桿。經過做試驗，這樣的錨桿與黃土結合后，抗撥力可達8t以上。1.8開挖出碴完成后立即噴射砼封閉圍巖，然后架鋼拱支撐和掛網，經分層噴射砼直到設計厚度。再鋪設土工布防水板，做二次襯砌。2.施工工藝流程圖砼強度試驗鋼拱加工制作鋼筋加工架鋼拱及掛網上半斷面環形掏槽管棚加工制作二次全斷面襯砌仰拱及砼填充施作防水層噴砼開挖下半斷面錨桿加工試件強度選定配合比噴砼拱腳打注漿錨桿開挖核心土噴 砼施打超前管棚測量放線3.勞動力組織及進度指標管棚及錨桿安裝 35人開挖工 812人噴砼 13人架鋼拱及掛網 8人出碴 10人砼襯砌 16

4、人管棚、錨桿、鋼拱制作 4人在砂粘土層無滲水時，采用每循環1.0m 進尺，月進度可達成洞36m以上。 在砂粘土層有滲水及砂層中無滲水時，采用每循環0.8m 進尺，月進度可達成洞30m。以上。在砂層有中滲水時，嚴格控制每循環0.6m 進尺，月進度可達成洞20-26m以上。4.主要施工機械4.1采用國產WES12A型煤電鉆改制成開挖風鎬10臺。4.2自制砼襯砌臺車1臺。4.3 PC-200挖掘機2臺。4.4其余如手持風鉆（錨桿）、砼噴射機、電焊機、鋼筋切割機、砼攪拌機、出碴車輛、裝載機、注漿機、空壓機、變壓器等按常規隧道施工配置。5.質量控制要點5.1嚴格控制管棚角度5.2嚴格噴射砼工藝，按配合比

5、拌制砼料，特別要嚴格控制外加劑摻量。新舊砼面要清洗至露出砼的本色，沒有泥土或雜物。分層噴射，以保證噴射砼的質量。5.3保證立拱質量。注意螺栓松緊程度和連接筋的焊接質量。5.4確保鋼筋網與圍巖緊密相貼，鋼筋網必須連接牢固，否則噴射砼時會振動鋼筋網，從而降低噴射砼質量。5.5保證核心土的大小和長度5.6清除拱腳積水與淤泥，通過打拱腳錨桿或擴大拱腳認真加固拱腳，加強縱向聯結等，使初期支護與圍巖形成完整體系。5.7盡量單側落底或雙側交錯落底，避免上半斷面兩側拱腳同時懸空；控制落底長度，視圍巖情況采用1-3m，不大于6m。5.8減少上、下臺階施工的相互干擾，并及時封閉成環。5.9找出每道工序的合理施工時

6、間，各工序嚴格按標定時間進行控制，從而縮短循環作業時間，減少開挖面土體的暴露時間。5.10及時監控量測圍巖，觀察拱頂，拱腳的收劍情況，據此調整初期支護參數。6.安全及環保措施6.1首先做好洞頂、洞門及洞口的防排水系統工程，并妥善處理好陷穴、裂縫，以免地面積水浸蝕洞體周圍，造成土體坍塌。6.2在含有地下水的黃土層施工時，洞內外排水溝應進行鋪砌，必要時應配合井點降水等將地下水位降至隧道襯砌底部以下，以保施工順利進行。6.3在干燥無水的黃土層中施工，應管理好施工用水，不使廢水漫流。6.4如發現工作面有失穩現象，應及時用噴砼封閉，加設錨桿、架立鋼支撐等加強支護。6.5 施工時要特別注意拱腳與墻腳處斷面

7、，如超挖過大，應用漿砌片石回填，如發現該處土體承載力不夠，應立即加設錨桿或采取其它措施進行加固。6.6在開挖與灌筑仰拱前，為防止邊墻向內位移，宜加設橫梁頂緊。6.7噴射機所用的壓力，一般以不超過0.2Mpa為宜。6.8若拱部位于砂層時，為防止噴砼層塌落，可用4mm的密鋼絲網緊貼開挖面作為固定初噴砼用。密網用兩根8mm，長35cm的錨釘加以固定；也可用2根22mm的環向鋼筋將網壓緊在開挖面上，以防噴砼時鋼絲網脫落。6.9鉆錨桿孔時，宜采用干鉆，錨桿采用藥包式或早強砂漿式錨桿。6.10施工中如發現不安全因素時，應暫停開挖，加強臨時支護，以便取適應性的工序安排。黃土隧道施工1、概況 隧道分上下行線，

8、上行線長1455m，下行線長1422m，設計為單心圓斷面，VI級圍巖開挖寬度為13.2m，高度9.5m，橫斷面面積106.7m2；V級圍巖開挖寬度13.1m，高度9.4m，橫斷面面積101.1m2。襯砌采用復合式，分兩次模筑混凝土，一次襯砌為變截面結構，厚度為5070cm（VI級圍巖段）、4565cm（V級圍巖段），二次襯砌為等截面結構，厚度為35cm。 隧道穿越地層為第四系中更新統沖積老黃土，灰黃、褐黃色，為粉質亞粘土，Ip=9.5，土質均勻，局部較疏松，層理和柱狀節理發育，含水量為11%18%。山頂為水澆地，隧道洞身土體含水量較大，結構穩定性較差。洞口淺埋段覆蓋層為第四系上更新統風積黃土，

9、層厚4.640m，淺黃色，土質較松散，大孔隙、垂直節理發育，其中自重濕陷性黃土層厚24m，黃土陷穴順溝發育，呈串珠狀。 2、開挖方案 遵循“短開挖，強支護，勤量測，緊封閉”的原則，上下行線進出口共4個工作面同時作業，針對不同地質條件采取不同的開挖方法。 洞口VI級圍巖淺埋段采用雙側壁導坑先墻后拱法施工。 VI級圍巖深埋段及V級圍巖采用礦山法正臺階先拱后墻法施工，拱部開挖寬1.8m環形帶保留核心土，開挖后即施行一次模筑襯砌，側墻馬口采用四步跳躍法施工，中間4m寬修成斜坡道，以保證上半斷面同時施工。 3、V級圍巖施工 采用正臺階先拱墻、拱部環形法開挖，工作面多，進度快，保留核心土便于支撐，能保證圍

10、巖穩定，避免塌方，施工安全。 根據黃土地質特性和施工工期要求，為避免塌方，貫徹短開挖原則，上導坑掘進每循環2.4m，并根據圍巖狀況，隨時進行調整。每個掌子面配備10榀鋼拱架，640塊120cm×30cm鋼模板，1臺挖掘機，1臺裝載機，6臺出碴運輸車。 3.1先開挖拱頂環形部 用洋鎬沿開挖輪廓線由上向下開挖，配合鐵耙將松土扒離掌子面，每次掘進2.4m。拱頂中心處掌子面要向前多掘進0.5m，以備混凝土一次支護封頂。 如果開挖時發現頂部土體有裂紋或疏松現象，應邊開挖邊支撐，支撐用楊木背板加40鋼管，鋼管底部撐在核心土上。 3.2管棚超前支護 黃土隧道土質比較松散，且層厚一般為2060cm，

11、開挖后易形成分層坍塌，故需較強的初期支護，采用管棚方案較適宜。鋼管直徑大，與土體接觸面積大，接觸密貼，沒有空隙，有利于力的傳遞。而注漿錨桿直徑和剛性都較小，當注漿時，由于水泥漿內的水分對錨桿周圍的土體侵蝕，使土體濕陷，周圍易形成空洞，起不到對土體的有效支撐。 管棚支護縱向布置如圖2所示。棚管用40鋼管，長3.4m。先用煤電鉆沿開挖輪廓線在掌子面上打眼（孔眼間距35cm，深度240cm），然后用大錘將鋼管沿孔眼打入前方土體中，鋼管外傾角約16°。 3.3開挖II部 II部一次掘進2.4m。人工配合機械開挖。出碴采用無軌式運輸。柳州產ZL50裝載機裝碴，小松山推PC200挖掘機配合。 首

12、先用挖掘機將一側II部的土體由上至下開挖1.0m，并將土扒出核心土范圍以外，便于裝載機裝碴。開挖時側面開挖輪廓線處預留厚50cm土體，原因是挖掘機開挖時對土體的振動比較大，如果直接按輪廓線開挖易造成土體坍方，形成超挖。然后人工用洋鎬將預留的50cm土體沿輪廓線開挖，邊開挖邊支撐，同時出碴，而此時，挖掘機則換至另一側II部進行開挖，如此左右側交替。注意開挖時，拱腳處至少留深20cm土用人工開挖，嚴禁拱腳超挖，防止因拱腳原狀土被破壞造成混凝土襯砌時拱架下沉。 黃土隧道拱腰處土體最易發生坍方，所以在進行II部開挖時，應邊開挖邊加固，加固方法為簡易支撐，即用楊木板緊貼開挖輪廓表面，用40鋼管支撐在核心

13、上。支撐間距1.0m，交錯布置。待進行一次模筑混凝土支護時邊澆筑混凝土邊將木板取出。 3.4格柵支撐 黃土隧道土體松散，超前管棚打入前方土體中時，需在管棚尾部加設格柵支撐，加強初期支護。格柵采用20cm×20cm斷面的鋼花拱，分3段組裝，通過鋼墊板用16螺栓將3段連成整體。安裝鋼花拱時應緊貼開挖輪廓表面，并將管棚的管尾與之焊接，使棚管尾端擔在鋼花拱上，最大限度地發揮管棚的作用。鋼花拱之間每隔1m設1根25縱向連接筋。 3.5開挖III部，核心土整形 格柵支撐安設完畢后，用挖掘機將III部土挖除，核心土頂面修成平臺，平臺沿隧道縱向寬度3.6m，并在核心土的中間高度處再修一縱向寬度約為1

14、.2m的二級平臺，以備一次模筑混凝土時人工上料使用。這樣核心土縱向長度約4.8m，可對前方掌子面土體起支撐作用。 3.6立鋼拱架和模板 拱部開挖完畢后，進行襯砌寬度和拱腳高程放樣，然后立模工班按放樣點位將鋼拱架立好。鋼拱架用工字鋼制作。模板用120cm×30cm鋼模。檔頭模板用木模。 3.7初期支護 黃土隧道在開挖后30h內圍巖變形較大，如不及時支護，極易發生塌方。故開挖結束后，應立即進行混凝土初期支護。混凝土施工采用拌合站拌合，運輸車運輸，人工上料，插入式振動棒搗固，左右側交替澆筑。混凝土封頂時應注意將頂部搗固密實，并用自制小鏟從擋頭模板處將混凝土填塞密實。 3.8開挖下導坑 下導

15、坑邊墻施工與上導坑之間的距離保持6080m為宜，距離過短影響上導坑機械作業，距離過長，會使已施工的拱部下沉，造成二次襯砌厚度不夠，影響下步工序施工。 下導坑邊墻施工采用四部跳躍法，左、右邊墻錯開，每個馬口開挖長度為2.4m。先用挖掘機挖中槽，中槽寬4.0m，長20m，不宜過寬、過長。寬度原則上能保證上導坑施工機械通過即可，否則左、右拱腳下的土體由于受到拱圈的擠壓，向中槽處靠攏，容易使拱圈下沉，嚴重者可使拱圈混凝土產生裂縫。中槽挖成斜坡形式，使上、下導坑連接。然后用人工左、右錯開開挖馬口。 邊墻的格柵支撐應與拱部格柵上、下對正，并焊接牢。格柵安設完畢后，將拱腳表面的混凝土鑿毛，用鋼刷清理干凈，之

16、后模筑襯砌一次混凝土。封口用干硬性混凝土人工分次填滿搗實。 4、V級圍巖淺埋段施工要點 隧道上行進口、下行出口段各10m均采用雙側壁導坑先墻后拱法施工順序施工。 （1）人工挖2個側壁導坑，導坑寬4.0m，高3.0m拱形，導坑一次掘進2.0m。 （2）架立邊墻格柵支撐，立模澆筑一次混凝土襯砌。 （3）人工開挖拱部環行部位，寬度1.8m，留核心土。 （4）施作40超前管棚，鋼管長3m，間距35cm。 （5）架立格柵支撐。格柵用20cm×20cm鋼花拱，間隔1m，設縱向連接筋。 （6）立模澆筑拱部一次混凝土襯砌。 5、主要技術對策 5.1拱部沉降和拱腳收斂的控制 黃土隧道與石質隧道的最大不

17、同點就是拱部沉降和拱腳收斂較大，針對這種情況我們采取了以下措施。 5.1.1監控量測 在隧道施工過程中，從第一組襯砌開始，一個斷面內在拱頂和2個拱腳處埋設3個觀測點，用收斂計和水平儀分別觀測拱腳水平收斂值和拱頂下沉值。隨著隧道施工的前進，每隔10m作一個觀測斷面，最前端的一個斷面緊跟掌子面。前7d每天觀測1次，以后1個月內3d觀測1次，之后每月觀測1次。 通過觀測發現在拱部一次襯砌施工完畢至邊墻開挖前，拱頂下沉68cm，拱腳收斂12cm。在邊墻開挖后拱部發生第二次下沉，下沉量為68cm，收斂量基本不變。 根據觀測結果及時反饋至施工中去，將原有預留沉降量15cm變為17cm。有效地保證了二次襯砌

18、的厚度。 5.1.2及時封閉仰拱 據量測，在一次混凝土初期支護完成后，隧道拱頂下沉約1216cm。為避免繼續變形，應及時封閉仰拱混凝土。仰拱與馬口之間的距離保持20cm為宜，不能偏大。仰拱采用半幅施工法，保證上下導坑作業的進行。當半幅施工30cm左右，再換至另外半幅。 5.1.3及時封閉二次襯砌永久支護 一次襯砌封頂時，受工作面的限制，可能造成封頂混凝土不密實。而兩側拱腰處向內擠的壓力很大。如果不及時施作二次襯砌永久支護，容易在拱頂造成裂縫。針對以上情況我們在施工中每個洞口配備了1臺邊頂拱式混凝土襯砌鋼模臺車，二次襯砌施工與上下洞口同時作業。 5.1.4加設鎖腳錨桿 在拱腳處每側加設2根鎖腳錨

19、桿，錨桿為40鋼管，長2m，垂直于拱腳外側面打入土中1.5m。剩余0.5m與一次襯砌混凝土澆筑在一起。 5.2預防塌方 在開挖過程中，應遵循短開挖、強支護的原則，隨時觀察土質情況，發現土質疏松、節理發育時，加設調整循環進尺，同時加密管棚鋼管數量，及時跟進一次襯砌，縮短開挖與襯砌之間時間間隔。如發生塌方，必須用同強度等級的混凝土填塞密實。 6、結論 黃土隧道采用正臺階先拱后墻、拱部環形、保留核心土法開挖有以下優點： （1）與錨噴法施工比較，有施工速度快，安全，節約投資的優點。單口平均月進尺90m，最高單口月進尺120m。 （2）可以有效控制塌方、拱部沉降與收斂，使隧道各部的尺寸達到設計要求，保證

20、永久支護混凝土厚度。 黃土隧道施工注意事項一、施工準備階段注意事項1、應在隧道施工前組織施工單位及監理單位的技術人員，認真學習公路隧道施工技術規范，熟悉設計文件，通過聘請專家進行黃土隧道施工技術專題講座等形式，使施工單位及監理單位的技術人員掌握項目黃土隧道施工特點，保證上崗人員的業務素質滿足黃土公路隧道建設的要求。 2、組織設計技術交底與圖紙會審，督促施工單位全面領會設計文件精神，會同設計單位核對設計圖紙存在的問題，組織設計和施工單位共同核對地形地質條件是否與實地情況相符。3、審核施工單位施工控制測量資料是否經監理單位批準并滿足規范要求，審核實施性施工組織設計是否科學合理、切實可行。4、審核施

21、工單位施工現場布設是否合理、安全，尤其是危險品存放庫房等設施設置情況及危險品采購手續辦理情況。5、檢查驗收施工單位洞口附屬工程、臨時設施、設備配置以及試驗室建立情況。6、審核施工、監理、試驗單位人員、設備到位情況，各項制度措施建立健全情況。7、審核施工、監理等單位從業人員崗前安全教育培訓及上崗持證情況。二、施工階段注意事項1、檢查驗收施工單位施工方法是否與施工組織方案一致。2、檢查驗收洞口淺埋段、坡面防護及地表排水系統的完善情況。檢查驗收洞頂黃土陷穴的回填處理情況。3、檢查明洞的施工是否及時、規范，洞口安全施工支護措施是否合理有效。4、進一步核實檢查淺埋段和洞口加強段開挖施工方法、支護方式以及

22、地質條件、地表沉陷等變化情況，核實施工安全保障措施是否有效可靠。5、檢查施工防排水系統是否通暢、順適、完善。6、檢查隧道開挖循環進尺、核心土大小、側壁導坑的長度、馬口開挖長度是否合理、符合規范要求。7、檢查拱架、超前支護、襯砌砼厚度是否滿足設計及規范要求。8、檢查對洞頂地表沉降、裂縫，洞內拱頂下沉、收斂是否按規范規定進行了監控，并詳細了解監控量測情況。9、抽查錨桿長度、角度、間距及鋼拱架間距是否滿足設計要求。10、檢查仰拱封閉、二次襯砌離掌子面之間的距離是否滿足設計及穩定要求，并根據圍巖狀況及量測數據及時進行調整。11、檢查結構防排水系統的設置是否符合設計要求；12、檢查隧道施工現場布置、用電、通風、供水、照明、排水等設施安放情況是否安全可靠、規范，洞內亮度及通風效果是否滿足