1、大斷面黃土隧道施工技術黃土具有不同方向的原生和構造節理，尤其是垂直節理發育，多空隙、結構疏松，遇水易崩解、剝落。隧道開挖時，圍巖土體極易沿節理面張開或剪斷，破壞區域大，隧道埋深較淺時，常伴隨隧道開挖產生地表縱向及環形裂縫。并且圍巖變形釋放快、具有突然性。因此，黃土隧道施工嚴格按照“短開挖、留核心、嚴控水、強支護、早封閉、快成環、緊仰拱、勤量測、速反饋”的原則組織施工，其施工技術包含洞口工程施工、斜切式洞門施工、隧道開挖方法、初期支護施工、監控量測技術、防水及二襯施工技術、地基加固、輔助坑道施工技術等。第一節 洞口工程施工技術一、洞口防排水隧道施工前應認真進行地表普查，對沖溝、陷穴、暗穴等首先采

2、用灌漿或挖土回填，對松軟的地表土和積水坑要整平夯實并設置一定的排水坡，有條件的可對隧道淺埋段的地表進行覆蓋防水。隧道洞口開挖前，首先完成洞頂的截水溝和排水溝，能及時將邊、仰坡及周圍地表水順利引流、匯集并排入遠離隧道的溝渠內，保證洞口地面干燥，防止地表水進入洞內和滲入洞口地表中。施做漿砌片石水溝時，每隔1520m設置一道沉降縫，并用瀝青麻筋填塞緊密做好防水。二、邊 仰 坡隧道洞口土方可用挖掘機按設計坡度，自上而下分層進行開挖，嚴禁掏底開挖。挖掘機開挖時應預留2030cm，再以人工修坡。同時及時施做坡面防護，做到開挖一層、邊坡防護一層。三、進洞施工為保證大斷面黃土隧道洞口工程的施工安全，一般采用套

3、拱、配合大管棚的形式進洞。混凝土套拱作為長管棚的導向墻，套拱在洞口外廓線以外施做，斷面尺寸為0.7 m×1.0m。套拱采用掏槽開挖，以保證與黃土圍巖密貼。套拱采用雙層鋼筋并埋設3榀工字鋼鋼拱架，拱架與管棚導向管焊成整體。管棚導向管安設的平面位置、傾角、外插角的準確度直接影響管棚的質量，用經緯儀以坐標法在工字鋼架上定出其平面位置，用地質羅盤設定導向管的外插角。待套拱模板加固穩定后，澆注套拱混凝土。套拱分節施工時，需在拱部安設管棚鋼管后進行套拱接長。套拱左、右腿接長宜先施工一側，待混凝土強度達到要求，再施工另一側。套拱拱腳一般應長至隧道仰拱位置，有條件時及時使套拱形成封閉結構。套拱和管棚

4、施工完成后，進行洞內上斷面的開挖支護，待上斷面開挖支護完成35m，即可進行下斷面的開挖支護。四、明洞、洞門施工洞門一般應盡早施工，進洞施工長度達1520m后，應同時進行明洞或洞門的施工，以保證洞口的安全。（一）洞門設計客運專線大斷面黃土隧道，一般采用帽檐斜切式洞門，即在洞口襯砌斜切面上加設一斜切橢圓環面帽檐構筑而成，該橢圓環面是以襯砌斜切橢圓面為底面，其軸線通過底面橢圓中心并與之垂直。在鄭西客運專線大斷面黃土隧道條件下，洞門斜切段長約10m左右，洞門采用C35鋼筋防水混凝土。橢圓環面帽檐由a、b、c、d四條輪廓線組成，如帽檐斜切段正面和縱斷面圖311所示，帽檐輪廓線坐標和帽檐輪廓線橢圓要素見表

5、311和表312。 a.帽檐斜切段正面 b.帽檐斜切段縱斷面圖311 帽檐斜切式洞門表311 帽檐輪廓線坐標 坐標點號Z(cm)輪廓線a輪廓線b輪廓線c輪廓線dX(cm)Y(cm)X(cm)Y(cm)X(cm)Y(cm)X(cm)Y(cm)10.0631.00.0750.00.0280.0656.3106.5750.093.4630.00.0735.00.03100.0660.8133.1750.0116.7636.420.0735.020.04200.0672.4266.2750.0233.4658.5120.0735.0120.05217.0672.6288.8750.0253.2660.

6、7137.0735.0137.06233.4672.4310.7750.0272.4662.3153.4735.0153.47292.9667.7389.8747.4341.8665.0212.9735.0212.98400.0643.3532.4729.6466.8656.3320.0727.2320.09500.0600.1665.5696.5583.5631.9420.0705.2420.010600.0532.4798.6645.0700.2589.8520.0667.8520.011700.0428.5931.7570.3816.9525.8620.0612.0620.012800.

7、0246.61064.8461.2933.6430.2720.0532.0720.013843.60.01122.9396.0984.5372.8763.6486.8763.614900.0279.81050.3271.4820.0414.3820.015951.90.01110.989.1871.9325.5871.916957.90.0877.9313.0877.9171027.90.0947.9表312 帽檐輪廓線橢圓要素（cm）輪廓線要素輪廓線a輪廓線b輪廓線c輪廓線d橢圓中心X0000Y288.8272.4212.9212.9Z217.0233.4292.9292.9長半軸1043.

8、31104.2940.51039.4短半軸672.6750.0665.0735.0（二）洞門模板整個洞門模板由斜切段模板、帽檐模板組成，有時包括明洞段模板。1.明洞段模板內模采用全斷面液壓襯砌臺車（面板采用10mm厚的鋼板），外模采用木模或鋼模。2.洞門斜切段模板襯砌臺車長度一般為1012m，而洞門和明洞段長可能大于10m，施工時可在襯砌臺車出口端添加專用三角形模板。該三角形模板的曲率與襯砌臺車模板相同，位于襯砌臺車以外帽檐輪廓線c以下部分，所以斜切段內模為液壓襯砌臺車和三角形模板的組合。以4.0m三角形模板為例，三角形模板由2塊組成，每塊長2.0m，高分別為1.8 m和3.8m，面板采用10

9、mm的鋼板，橫肋采用5×7的角鋼，間距為25cm，豎肋采用150 mm×10mm的鋼板，間距為100cm，法蘭盤采用300 mm×12mm的鋼板，與帽檐內模相接的大法蘭盤采用450mm×10mm的鋼板。斜切段外模一般可與明洞外模一樣材質。3.洞門帽檐模板帽檐模板由內模、外模和端模組成。由于帽檐的任何面都為扭曲面，為保證帽檐模板的線形盡可能與設計線形吻合、方便模板加工和安裝，在模板設計時盡量減小模板尺寸。其中一洞門的帽檐內、外模各為22塊，面板采用68mm厚的鋼板，橫肋采用平放I10鋼，間距大于50cm，豎肋采用100 mm×10mm的鋼板，間距

10、30cm，相鄰模板間設置法蘭盤，法蘭盤采用10×6.3的角鋼，帽檐外模上、下端不設置法蘭盤，帽檐內模上端不設置法蘭盤，下端除與三角形模板相接觸的設置法蘭盤外，其余也不設置法蘭盤。其中一洞門帽檐的端模共44塊，采用5mm的鋼板，每塊模板上下兩端采用7.5×5的角鋼進行加固，端模不設置法蘭盤。（三）洞門施工工藝流程襯砌臺車定位安裝三角形模板明洞和斜切段鋼筋綁扎安裝帽檐內模安裝明洞和斜切段外模帽檐鋼筋綁扎安裝帽檐外模安裝帽檐端模澆注混凝土達到設計強度后拆除模板。（四）洞門施工工藝1.明洞和斜切段鋼筋綁扎根據三角形模板的長度，準確進行襯砌臺車定位，通過法蘭盤用螺栓將三角形模板安裝在

11、襯砌臺車上并調整至設計位置，綁扎明洞和斜切段鋼筋。用繩子的一頭綁在一根環向鋼筋的一端，由襯砌臺車頂部人工進行拽拉繩子，臺車下面的人工進行抬運配合，將環向鋼筋拖至臺車上并按設計間距與拱頂的縱向鋼筋焊接定位。鋼筋綁扎可在襯砌臺車兩側同時進行。2.帽檐內模安裝帽檐內、外模各由數十塊模板組成，由隧道中心線對稱設置，模板間由法蘭盤通過M20的螺栓進行連接。為方便明洞鋼筋的搬運和綁扎，帽檐內模必須在明洞鋼筋綁扎完成后才能進行。帽檐內模安裝前，在襯砌臺車模板和三角形模板上放出帽檐輪廓線c的位置。帽檐內模以襯砌臺車為支撐點，安裝時應從拱頂處向兩側對稱進行，下端放置在輪廓線c上，上端通過儀器進行測量并調整至設計

12、位置。帽檐內模準確定位后下端點焊在襯砌臺車上，并用鋼管作為內模的支撐，鋼管上端支撐在內模的環肋上，下端通過鋼筋頭點焊在襯砌臺車上，鋼管垂直于內模。支撐鋼管縱橫向間距不超過40cm。3.明洞和斜切段外模安裝明洞和斜切段外模一般采用木模或組合鋼模，安裝時由邊墻底部向拱頂安裝。外模拉桿焊接在內外層環向鋼筋上，環向間距不超過100cm。在起拱線以上拱部的外模上設置22mm的環向鋼筋，與拉桿焊接牢固，環向鋼筋的間距不超過100cm，豎直邊墻外側設置32槽鋼加固，并通過100mm的鋼管支撐在兩側邊坡上。斜切段外模根據帽檐輪廓線d的位置，在現場加工好后再進行安裝。4.安裝帽檐外模和端模、澆注洞門混凝土帽檐鋼

13、筋綁扎并檢驗合格后安裝帽檐外模，安裝前應在斜切段外模上準確放出帽檐輪廓線d的位置。帽檐外模也應從拱頂處向兩側進行對稱安裝，下端放置在輪廓線d上并固定在斜切段外模上，上端通過儀器測量調整至設計位置，用100mm的鋼管支撐在斜切段外模和兩側邊坡上。帽檐內外模之間用22mm拉桿進行加固，每塊模板設置4根。明洞和斜切段是通過襯砌臺車窗口進行混凝土澆筑，帽檐混凝土通過端模的預留窗口進行澆注，混凝土應對稱澆注并控制澆注速度，以免造成偏壓或壓力過大而跑模和脹模。混凝土澆筑完并達到規定強度后拆模。圖312施工完成的高橋隧道進口斜切式洞門（五）施工要點（1）進行帽檐輪廓線放樣應考慮隧道縱坡的影響。（2）帽檐任何

14、外漏面均為扭曲面，存在模板加工誤差、模板變形等因素，在帽檐模板安裝時可根據設計位置進行局部適當的調整。（3）帽檐模板要對稱安裝、混凝土要對稱澆注，防止模板對臺車造成偏壓移位。（4）對模板之間的空隙，特別是帽檐內模與襯砌臺車、三角形模板之間的空隙應填塞水泥砂漿，并用膩子作刮縫處理，保證帽檐外露面的美觀。采用這種模板系統，可將14m長的帽檐斜切式洞門一次性澆注完成，不留施工縫，增加了洞門結構的整體性和美觀性，同時也加快了施工進度，帽檐斜切式洞門的施工，從襯砌臺車就位至混凝土澆筑完畢只需1015d就可完成，比分次澆注的方法可縮短半個月的時間。另外通過控制帽檐模板的尺寸，使帽檐的空間位置與設計盡量接近

15、，提高了施工質量。第二節 黃土隧道開挖方法鄭西客運專線黃土隧道開挖斷面積超過160，開挖寬度和高度分別達到15m和13m。根據不同的圍巖特性和黃土隧道的變形特點，大斷面黃土隧道可采用雙側壁導坑法、CRD法、CD法、弧形導坑法等進行開挖。黃土隧道開挖采用人工與配合挖掘機進行，出渣采用大型或中型自卸汽車，無軌運輸。開挖時，要委派專人對開挖作業進行指揮，嚴格限制機械作業界限，以防止碰撞已施工的初期支護或鋼架。機械開挖應預留30cm，采用人工修整至設計輪廓線，對于拱腳和墻角應預留50cm，由人工開挖至設計位置。一、雙側壁導坑法雙側壁導坑法是用兩個臨時中隔壁將隧道整個開挖斷面分隔成左、中、右三部分，先開

16、挖隧道兩側的上臺階和下臺階并施做相應的初期支護和臨時支護，再開挖隧道中間部分的上、下臺階并施做相應的初期支護。（一）適用范圍雙側壁導坑法適用于對地表沉降有嚴格控制要求的淺埋砂質級和級新黃土或難以自穩的飽和黃土地層，也適用于下穿淺埋公（鐵）路和構筑物的大斷面黃土隧道。（二）雙側壁導坑法施工工藝流程如圖321所示，施工工藝流程圖。中洞拱部超前支護中洞上臺階開挖中洞上臺階初期支護、上橫撐中洞下臺階開挖必要時架設中洞下橫撐仰拱開挖仰拱初期支護、接長臨時中隔壁仰拱填充仰拱二襯超前地質預報左側拱部超前支護右側拱部超前支護左側上臺階開挖右側上臺階開挖左側上臺階初期支護、臨時支護左側下臺階開挖右側下臺階開挖測

17、量放線左側下臺階初期支護、臨時支護右側上臺階初期支護、臨時支護右側下臺階初期支護、臨時支護二次襯砌拆除臨時支護圍巖監控量測圍巖監控量測圍巖監控量測圍巖監控量測圍巖監控量測圍巖監控量測圖321雙側壁導坑法施工工藝流程（三）雙側壁導坑法施工工藝第一步是一側導坑上臺階開挖。在拱部超前支護保護下，人工弧形開挖拱部，預留核心土。核心土頂部距拱頂1.61.8m，側邊距邊墻1.5m，距中隔壁1.0m，核心土頂部留有2.03.0m長的平臺，便于人工施工初期支護，每一次掘進1榀鋼架間距，最長不得大于2榀鋼架的間距。開挖至設計輪廓后立即初噴35cm厚混凝土，及時鋪設鋼筋網、架設鋼架，在鋼架拱腳以上50cm處，緊貼

18、鋼架兩側按斜向下傾角45°打設鎖腳錨管，鎖腳錨管與鋼架采用U形鋼筋牢固焊接，錨、噴至設計厚度。第二、三步一側導坑下臺階開挖。下臺階應先開挖邊墻（或中隔壁）一側，再開挖中隔壁（邊墻）的一側，并錯開2.03.0m的距離，避免上臺階的初期支護在同一位置同時懸空。每側每次開挖長度為2榀，最長不得大于3榀鋼架間距。開挖、修整至設計輪廓后立即初噴35cm混凝土，及時鋪設鋼筋網、架設鋼架，在鋼架墻腳以上50cm處，緊貼鋼架兩側按斜向下傾角45°打設鎖腳錨管，鎖腳錨管與鋼架采用U形鋼筋牢固焊接，錨、噴至設計厚度。第四步是另一側導坑上臺階開挖。另一側導坑上臺階掌子面超前58m并架設上臺階上橫

19、撐鋼架后，按第一步要求進行開挖。第五、六步另一側導坑下臺階開挖，與第二、三步相同。第七步中洞上臺階開挖。一側導坑上臺階掌子面超前1016m并架設上橫撐后，在拱部超前支護保護下，人工弧形開挖拱部，預留核心土。核心土頂部距拱頂1.61.8m，距兩側中隔壁1.0m，核心土頂部留有3.05.0m長的平臺，每一次掘進1榀鋼架間距。開挖至設計輪廓后立即初噴35cm混凝土，及時鋪設鋼筋網、架設鋼架，錨、噴至設計厚度。第八步中洞下臺階開挖。當地層條件較差或隧道變形較大時，可安設下橫撐。隧道仰拱初期支護長度達到4.06.0m，施工仰拱二襯和仰拱填充混凝土。圖322 鄭西線高橋隧道出口雙側壁導坑開挖法第九步臨時支

20、護拆除。掌子面超前3540m，隧道仰拱初期支護封閉后、二次襯砌施工前，拆除臨時支護，每次拆除一環襯砌的長度，最長不得超過18m，做到二次襯砌緊跟臨時支護。兩側導坑和中洞上臺階的弧形部分由人工開挖，小型挖掘機開挖兩側導坑下臺階和上臺階核心土，中洞下臺階、上臺階核心土及仰拱采用中型挖掘機開挖。兩側導坑和中洞的上臺階長度分別控制在2.03.0m及3.05.0m，下臺階左、右側開挖錯開2.03.0m，兩側導坑上臺階掌子面的間距控制在58m，仰拱和二襯施工離掌子面的距離分別不超過25m和50m的原則及時跟進。二、CRD工法CRD法開挖是在隧道中心線處，用一個臨時中隔壁將整個開挖斷面分隔成左右兩部分，先開

21、挖隧道一側的上臺階和下臺階并施做相應的初期支護和臨時支護，再開挖隧道另一側的上臺階和下臺階并施做相應的初期支護。（一）適用范圍CRD法適用于對地表沉降沒有嚴格控制要求的淺埋砂質和粉質新黃土級圍巖段，也適用于淺埋黏質黃土級圍巖段。左側上臺階開挖仰拱開挖仰拱初期支護、接長臨時中隔壁仰拱襯砌仰拱填充拆除臨時支護圍巖監控量測圍巖監控量測左側拱部超前支護左側上臺階初期支護、臨時中隔壁、上橫撐右側拱部超前支護右側上臺階開挖圍巖監控量測右側下臺階初期支護，必要時架設底部橫撐右側上臺階初期支護、上橫撐左側下臺階初期支護，臨時中隔壁、必要時架設底部橫撐超前地質預報超前地質預報測量放線左側下臺階開挖右側下臺階開挖

22、二次襯砌圍巖監控量測（二）CRD法施工工藝流程圖324 CRD法施工工藝流程42 / 67文檔可自由編輯打印圖323 雙側壁導坑法施工工序（三）CRD法施工工藝第一步一側導坑上臺階開挖。在拱部超前支護的保護下，弧形開挖拱部，預留核心土。地層穩定性較差時，機械開挖核心土后，人工開挖拱部弧形。核心土頂部距拱頂1.61.8m，距邊墻3.0m，側邊距中隔壁2.0m，核心土頂部留有3.04.0m長的平臺，便于人工施工初期支護，核心土尾部為1：0.75的斜坡，根據地質情況每一次掘進12榀鋼架間距，最長不得大于3榀鋼架間距。開挖、修整至設計輪廓后立即初噴35cm混凝土，及時鋪設鋼筋網、架設鋼架，在鋼架拱腳以

23、上50cm處，緊貼鋼架兩側按斜向下傾角45°打設鎖腳錨管，鎖腳錨管與鋼架采用U形鋼筋牢固焊接，錨、噴至設計厚度。第二、三步一側導坑下臺階開挖。下臺階應先開挖邊墻（或中隔壁）一側，再開挖中隔壁（邊墻）的一側，并錯開2.03.0m的距離，避免上臺階的初期支護在同一位置同時懸空。每側每次開挖長度為23榀鋼架間距，最長不得大于2.0m。開挖、修整至設計輪廓后立即初噴35cm混凝土，及時鋪設鋼筋網、架設鋼架，在鋼架墻腳以上50cm處，緊貼鋼架兩側按斜向下傾角45°打設鎖腳錨管，鎖腳錨管與鋼架采用U形鋼筋牢固焊接，錨、噴至設計厚度。第四步另一側導坑上臺階開挖。另一側導坑上臺階掌子面超前

24、1015m并架設上臺階上橫撐鋼架后，在拱部超前支護的情況下，弧形開挖左側上臺階拱部，預留核心土。除核心土在中隔壁一側不進行開挖外，其他工序均與第一步相同。第五步另一側導坑下臺階開挖。下臺階除中隔壁一側不需開挖外，其他工序均與第三步相同。隧道仰拱初期支護長度達到4.06.0m，施工仰拱二襯和仰拱填充混凝土。圖325 鄭西線潼洛川隧道出口CRD開挖法第七步臨時支護拆除。掌子面超前4550m，隧道仰拱初期支護封閉后、二次襯砌施工前，拆除臨時支護，每次拆除一環襯砌的長度，最長不得超過18m，做到二次襯砌緊跟臨時支護。圖326 CRD法施工工序三、弧形導坑工法弧形導坑法開挖是在高度方向將隧道開挖斷面分成

25、上、中、下三個臺階，并按上、中、下的順序分別開挖，分別施做相應的初期支護，最后再開挖仰拱。（一）適用范圍弧形導坑法適用于不同埋深條件下的級、級黏質黃土段；也可適用于淺埋非飽和砂質新黃土級圍巖段。圍巖監控量測超前地質預報超前地質預報拱部超前支護上臺階弧形開挖中臺階左右錯開開挖中臺階初期支護下臺階左右錯開開挖下臺階初期支護仰拱開挖測量放線仰拱填充二次襯砌上臺階初期支護仰拱初期支護仰拱二襯（二）弧形導坑法施工工藝流程圖327 弧形導坑法施工工藝流程（三）弧形導坑法施工工藝第一步上臺階開挖。弧形開挖拱部，預留核心土。核心土頂部距拱頂1.61.8m，兩側距邊墻3.0m，核心土頂部留有3.04.0m長的平

26、臺。根據地質情況每一次掘進12榀鋼架間距，最長不得大于2榀鋼架間距。開挖、修整至設計輪廓后立即初噴35cm混凝土，及時鋪設鋼筋網、架設鋼架，在鋼架拱腳以上50cm處，緊貼鋼架兩側按斜向下傾角45°打設鎖腳錨管，鎖腳錨管與鋼架采用U形鋼筋牢固焊接，錨、噴至設計厚度。第二、三步中臺階開挖。應先開挖邊墻一側，再開挖邊墻的另一側，并錯開2.03.0m的距離，避免上臺階的初期支護在同一位置同時懸空。每側每次開挖長度為12榀鋼架間距，最長不得大于3榀鋼架間距。開挖、修整至設計輪廓后立即初噴35cm混凝土，及時鋪設鋼筋網、架設鋼架，在鋼架墻腰以上50cm處，緊貼鋼架兩側按斜向下傾角45°

27、打設鎖腳錨管，鎖腳錨管與鋼架采用U形鋼筋牢固焊接，錨、噴至設計厚度。第四、五步下臺階開挖，同第二、三步中臺階開挖。第六步開挖中部上、中、下臺階預留核心土。隧道仰拱初期支護長度達到4.06.0m，施工仰拱二襯和仰拱填充混凝土。上臺階掌子面超前5060m，施做二次襯砌。圖328 鄭西線潼洛川隧道弧形導坑開挖法圖329 弧形導坑法施工工序四、弧形導坑三臺階四步開挖法弧形導坑三臺階四步開挖法，開挖是在高度方向將隧道開挖斷面分成上、中、下三個臺階，并按上、下的順序分別開挖，分別施做相應的初期支護。（一）適用范圍弧形導坑三臺階四步開挖法適用于深埋條件下含水率較小的黏質黃土級圍巖段。（二）弧形導坑三臺階四步

28、開挖法施工工藝第一步上臺階開挖。弧形開挖拱部，預留核心土。核心土頂部距拱頂1.61.8m，兩側距邊墻3.0m，核心土頂部留有4.06.0m長的平臺。根據地質情況每一次掘進12榀鋼架間距，最長不得大于2榀鋼架間距。開挖、修整至設計輪廓后立即初噴35cm混凝土，及時鋪設鋼筋網、架設鋼架，在鋼架拱腳以上50cm處，緊貼鋼架兩側按斜向下傾角45°打設鎖腳錨管，鎖腳錨管與鋼架采用U形鋼筋牢固焊接，錨、噴至設計厚度。第二、三步中臺階開挖。應先開挖邊墻一側，再開挖邊墻的另一側，并錯開2.03.0m的距離，避免上臺階的初期支護在同一位置同時懸空。每側每次開挖長度為23榀鋼架間距，最長不得大于4榀鋼架

29、間距。開挖、修整至設計輪廓后立即初噴35cm混凝土，及時鋪設鋼筋網、架設鋼架，在鋼架墻腰以上50cm處，緊貼鋼架兩側按斜向下傾角45°打設鎖腳錨管，鎖腳錨管與鋼架采用U形鋼筋牢固焊接，錨、噴至設計厚度。第四步仰拱（下臺階）開挖。上臺階掌子面超前1420m后開挖仰拱，一次開挖長度為46榀鋼架間距，最長不宜超過6m。開挖、修整至設計輪廓后立即初噴35cm混凝土，及時架設鋼架，復噴至設計厚度。仰拱初期支護長度達到1012m，施工仰拱二襯和仰拱填充混凝土。上臺階掌子面超前5060m，施做二次襯砌。圖3210 鄭西線鳳凰嶺隧道出口弧形導坑三臺階四步開挖法圖3211弧形導坑二臺階四步開挖法施工工

30、序圖五、大斷面黃土隧道開挖方法的選擇（一）開挖施工要點（1）嚴格控制超挖，尤其是掘進方向的超挖，保證鋼架能緊貼掌子面。（2）各種開挖形式的拱部開挖都應預留核心土，保證掌子面穩定。（3）開挖后及時施做初期支護，對土質粉感強、松散的圍巖、含水率較大的圍巖或嚴格控制地表沉降的地段應分部開挖、分部支護，不能各臺階都進行開挖后再一起錨噴支護。（4）保證擴大拱腳、墻角的施工質量。（5）弧形導坑中下臺階拉槽開挖或雙側壁導坑、CRD法左右側中、下臺階的左右錯開開挖，應特別注意未開挖側保護土體的寬度不小于2.5m。（6）對于圍巖差的地段，上述各開挖方法的臺階長度，特別是下臺階的長度，可適當縮短，便于仰拱及二襯及

31、時跟進。（二）各種開挖方法的優缺點1.雙側壁導坑工法雙側壁導坑法在淺埋砂質新黃土中對地表沉降的控制效果顯著，但施工工序和臨時支護多，分部施工空間小，不能利用大型機械設備，各施工工序之間干擾大，需耗費大量時間和材料用于架設和拆除臨時支撐，施工進度緩慢（月進尺2530m），成本比較高。2.CRD工法CRD法可有效控制淺埋砂質黃土中的拱頂下沉，但控制效果不如雙側壁導坑法。CRD法施工工序和臨時支護相對較少，施工進度相對較快（月進尺3045m），成本相對較低，但施工中的安全隱患多，管理難度大。3.弧形導坑工法弧形導坑法采用三臺階開挖法，不僅適用于不同埋深條件下砂質及黏質老黃土，而且可用于淺埋非飽和砂質

32、新黃土和黏質黃土。弧形導坑法施工工序少，經驗成熟、管理簡單，沒有臨時支護，施工進度快（月進尺可達70m以上），成本低。對于圍巖穩定性較好的黏質黃土段，采用弧形導坑三臺階開挖法，能加快施工進度（月進尺可達90m以上），易于大型機械使用，便于管理，成本低。（三）推薦的開挖方法在地表沉降有嚴格控制要求的淺埋砂質黃土地層以及難以自穩的飽和黃土地層，可優先采用雙側壁導坑法；對于地表沉降沒有嚴格控制要求的淺埋砂質黃土地層，可采用CRD法；在可以允許較大地表沉降的場合，應盡量采用弧形導坑法，相對于雙側壁和CRD法在技術經濟效益方面有無可比擬的優越性。第三節 黃土隧道預支護與初期支護技術一、超前預支護黃土隧道

33、在洞身開挖之前，洞口圍巖較差地段或下穿其他建筑物地段，可采用管棚或小導管超前注漿預支護，加固圍巖、增強圍巖自穩能力，防止圍巖掉塊、坍塌。施工時注意管棚或小導管的外插角度，應控制在3°5°之間，以避免管棚或小導管侵入支護斷面內。（一）超前大管棚超前大管棚一般采用壁厚68mm的108mm鋼管（也有用75mm、89mm和159mm的鋼管），管棚長L=1030m，環向間距0.4m，開挖輪廓線外10cm處鋪設。鋼管采用鍍鋅無縫鋼管，為利于管棚整體受力，相鄰管的接頭前后錯開，選用節長46m的鋼管，縱向兩組管棚的搭接長度應大于2m。對于圍巖較差地段大管棚施工前，先施做鋼筋混凝土導向墻和安

34、裝導向管，并用噴射混凝土封閉掌子面。隧道開挖鉆進結束下一根管棚鉆進施做導向墻管棚鉆機就位直至安裝至設計位置鉆桿退回原位，接長、頂進第二節管棚體頂進第一節管棚體鉆機鉆孔至設計深度注漿加工管棚體圖331 超前大管棚施工工藝流程1.管棚導向墻洞口段施做長管棚前，需對洞口刷坡與放樣，利用未開挖的土模作導向墻的內模，然后綁扎鋼筋，安裝外模。同時，采用大于管棚2mm左右的鋼管作導向管，精確定位與固定，澆注導向墻混凝土。洞內段施工長管棚時，需預留長68m的擴大工作室，然后施做導向墻和孔口導向管。導向墻一般采用鋼筋混凝土，長12m，厚0.4m以上。2.管棚鉆機就位非自行式管棚鉆機就位前，需架設鉆機平臺。鉆機平

35、臺可用鋼管腳手架搭設，平臺應一次性搭好。鉆機平臺基底密實，鉆架有足夠的剛度和穩定性，防止在施鉆時鉆機產生不均勻下沉、擺動、位移等影響鉆孔質量。鉆孔由兩臺鉆機從低孔位向高孔位對稱進行，可縮短移動鉆機與搭設平臺時間，便于鉆機定位。鉆機要求與已設定好的孔口管方向平行，必須精確核定鉆機位置，用經緯儀、掛線、鉆桿導向相結合的方法，反復調整，確保鉆機鉆桿軸線與孔口管軸線相吻合。3.管棚鉆孔為了便于安裝鋼管，鉆頭直徑采用115mm。黃土中孔的鉆進應采用無水干鉆，嚴禁用水沖鉆及沖洗孔壁，同時嚴格控制鉆進速度，防止鉆孔偏斜、扭曲或變徑。鉆機開鉆時，應低速低壓，待成孔10m后可根據地質情況逐漸調整鉆速及風壓。土質

36、較好的可以一次成孔，鉆進時產生坍孔、卡鉆，需補注漿后再鉆進。鉆進過程中經常用地質羅盤測定其位置，并根據鉆機鉆進的現象及時判斷成孔質量，并及時處理鉆進過程中出現的事故。鉆孔完成后，使用高壓空氣（風壓0.20.4MPa）將孔內粉、渣全部清除出孔外，以免降低水泥漿體與孔壁巖土體的粘結強度。4.管棚孔清孔檢查用地質巖芯鉆桿配合鉆頭(115mm)進行來回掃孔，清除浮渣至孔底，確保孔徑、孔深符合要求、防止堵孔。用高壓風從孔底向孔口清理鉆渣。用地質羅盤儀檢測管棚孔傾角。5.安裝管棚鋼管鋼管在專用的管床上加工好絲扣，導管四周鉆設孔徑1016mm注漿孔(靠孔口2.5m處的棚管不鉆孔)，孔間距1520cm，呈梅花

37、型布置，管頭焊成圓錐形，便于入孔。成孔后及時安設管棚，防止塌孔。棚管頂進采用裝載機和管棚機鉆進相結合的工藝，先用裝載機在人工配合下頂進鋼管，再用鉆機的沖擊力和推力低速頂至設計深度。接長鋼管應滿足受力要求，相鄰鋼管的接頭應前后錯開。同一橫斷面內的接頭數不大于50%，相鄰鋼管接頭至少錯開1m。6.管棚注漿采用KBY50/70液壓注漿機將M20水泥砂漿注入管棚鋼管內，初壓0.5 MPa1.0MPa，終壓2MPa，持壓15min后停止注漿。注漿量一般為鉆孔圓柱體的1.5倍，若注漿量超限，未達到壓力要求，應調整漿液濃度繼續注漿，直至符合注漿質量標準，確保鉆孔周圍巖體與鋼管周圍孔隙均為漿液充填，方可終止注

38、漿。注漿時先灌注“單”號孔，再灌注“雙”號孔。(二)注漿小導管超前注漿小導管一般長4.04.5m，其水平搭接長度不小于1.5m，采用壁厚24mm的42mm帶孔鋼管，并利用ZM-12T型煤電鉆鉆孔，安裝超前小導管，與型鋼鋼架焊接固定，UBJ高壓注漿泵進行注漿作業。地質調查噴砼封掌子面面拱部放樣布孔煤電鉆成孔清 孔插入小導管注漿隧道開挖M20砂漿準備制作小導管圖332 注漿下導管施工工藝流程1.小導管制作42mm超前小導管在構件加工廠制作，前端做成尖錐形，尾部焊接8mm鋼筋加勁箍，管壁上每隔15cm交錯布置注漿孔，孔眼直徑為68mm，尾部長度不小于30cm作為不鉆孔的止漿段。2.鉆孔、安裝采用ZM

39、-12T型煤電鉆鉆設成孔后，將小導管按設計要求插入孔中，或鑿巖機直接將小導管從型鋼鋼架上部打入，外露端支撐于開挖面后方的鋼架上，與鋼架共同組成預支護體系。3.注 漿注漿設備采用UBJ高壓注漿泵，注入M20水泥砂漿，注漿壓力一般為0.51.0MPa。注漿前先噴射混凝土35cm封閉掌子面作止漿盤，當單孔注漿量達到設計注漿量時或注漿壓力超過1.0MPa而注漿量無明顯增加時，可以結束注漿。注漿參數應根據注漿試驗結果及現場情況調整。注漿作業中認真填寫注漿記錄，隨時分析和改進，并注意觀察施工支護工作面的狀態，試挖掌子面，無明顯滲水時，即可進行開挖作業。注漿時控制用水量，減少多余水侵入土體，引起濕陷性黃土沉

40、陷。二、初期支護技術黃土隧道初期支護體系一般有全斷面型鋼鋼架、網、錨、噴混凝土聯合支護形式，具體支護形式和參數如表331所示。表331 黃土隧道復合式支護、襯砌參數圍巖級別初 期 支 護二次襯砌厚噴層厚(cm)系統錨桿8mm鋼筋網鋼 架位置錨桿類型長度(m)間距(m)位置錨桿類型長度(m)間距(m)位置間距(cm)鋼架類型間距(榀/m)拱墻(cm)仰拱(cm)26拱部藥包2.51×1邊墻砂漿3.51×1拱墻20×20I20a1 /0.85060加強30藥包2.51×1砂漿3.51×120×20I22a1 /0.8506035藥包2.5

41、1×1砂漿41×120×20I25a1/0.66070新黃土35砂漿41×120×20I25a1/0.66070（一）噴射混凝土隧道初期支護噴射混凝土在洞外拌和站集中拌和，由混凝土攪拌運輸車運至洞內，采用濕噴法進行噴射作業。在隧道開挖完成后，先噴射4cm厚混凝土封閉開挖面，然后打設錨桿、架立鋼架、掛鋼筋網，對初噴面進行清理后復噴至設計厚度。噴混凝土配合比選定檢查開挖斷面尺寸，清除浮渣，清理受噴面施工機具就位噴射混合料拌合噴射混合料運輸初噴混凝土4cm施做錨桿、鋼架、掛鋼筋網清除初噴面粉塵復噴至設計厚度清理施工機具加入速凝劑加入微纖維 圖333

42、噴混凝土施工工藝流程1.準備工作鑿除噴射混凝土施工縫處的泥土和松散混凝土，采用埋設鋼筋頭設置控制噴射混凝土厚度的標志。2.混凝土攪拌、運輸濕噴混凝土攪拌采取全自動計量強制式攪拌機，施工配料應嚴格按配合比進行操作，速凝劑在噴射機喂料時加入。微纖維混凝土的攪拌時間宜為45min。攪拌完成后隨機取樣，如纖維已均勻分散成單絲，則混凝土可投入使用，若仍有成束纖維，則至少延長攪拌時間30s才可使用。運輸采用混凝土運輸罐車，隨運隨拌。噴射混凝土時，多臺運輸車應交替運料，以滿足濕噴混凝土的供應。在運輸過程中，要防止混凝土離析、水泥漿流失、坍落度變化以及產生初凝等現象。3.噴射混凝土噴射混凝土應先打開速凝劑輔助

43、風、緩慢打開主風閥、再啟動速凝劑計量泵、主電機、振動器、最后向料斗加混凝土。噴射混凝土作業應采用分段、分片、分層依次進行，噴射順序應自下而上，分段長度不宜大于6m。噴射時先將低洼處大致噴平，再自下而上順序分層、往復噴射。分片噴射要自下而上進行并先噴鋼架與壁面間混凝土，再噴兩鋼架之間混凝土。邊墻噴射混凝土應從墻腳開始向上噴射，拱部噴射混凝土應同時從兩拱腳向拱頂噴射，使回彈混凝土不致裹入噴層內，并及時清除，防止凝結在噴射混凝土的表面上。分層噴射時，一次噴混凝土的厚度以噴混凝土不滑移不墜落為度，既不能因厚度太大而影響噴混凝土的粘結力和凝聚力，也不能太薄而增加回彈量。邊墻一次噴射混凝土厚度控制在710

44、cm，拱部控制在56cm，并保持噴層厚度均勻。頂部噴射混凝土時，為避免產生墜落現象，兩次間隔時間宜為12h。噴射速度要適當，以利于混凝土的壓實。風壓過大，噴射速度增大，回彈增加；風壓過小，噴射速度過小，壓實力小，影響噴混凝土強度。因此在開機后要注意觀察風壓，起始風壓達到0.5MPa后，才能開始操作，并據噴嘴出料情況調整風壓。黃土隧道噴射混凝土時噴射機的壓力一般不宜大于0.2MPa。噴射時使噴嘴與受噴面間保持適當距離，噴射角度盡可能接近90°，以使獲得最大壓實和最小回彈。噴嘴與受噴面間距宜為1.52.0m；噴嘴應連續、緩慢作橫向環行移動，一圈壓半圈，噴射手所畫的環形圈，橫向4060cm

45、，高1520cm；若受噴面被鋼架、鋼筋網覆蓋時，可將噴嘴稍加偏斜，但不宜小于70°。如果噴嘴與受噴面的角度太小，會形成混凝土物料在受噴面上的滾動，產生出凹凸不平的波形噴面，增加回彈量，影響噴混凝土的質量。噴射完成后應先關主機，再依次關閉計量泵、震動棒和風閥，然后用清水將機內、輸送管路內殘留物清除干凈。4.養 護噴射混凝土作業時，應制作試件，新的“技術指南”要求噴射混凝土一天的抗壓強度為10MPa，噴射混凝土等級為C25以上。噴射混凝土終凝2h后，應進行噴霧養護，養護時間不小于14d，當氣溫低于+5時，不得灑水養護。（二）錨 桿黃土孔壁一般較松散，與水泥砂漿的粘結差，特別是拱部錨桿，水

46、泥砂漿注入后易軟化孔壁黃土，也易從孔口中流出，所以在實際施工中均應采用藥包錨固。如圖334所示施工工藝流程。1.鉆 孔黃土隧道采用ZM-12T型煤電鉆鉆成孔。煤電鉆施工既可解決土質隧道遇水軟化圍巖的問題，又可解決在土質隧道施工中采用常規的沖擊鉆不易排渣、成孔困難的難題，可以提高在黃土隧道的成孔速度和安全性。錨桿鉆孔利用開挖臺階搭設簡易臺架施鉆，按照設計間距布孔，位于鋼架附近的錨桿可適當移動其位置并與之相連。施工準備鉆錨桿孔錨桿孔位測量放樣錨桿孔清孔錨桿制作送錨固卷推進錨桿、攪拌錨固錨固劑達到強度，安裝墊板安裝墊板高壓風煤鉆攪拌機圖334 錨桿施工工藝流程2.錨桿安設錨固劑應符合以下幾項要求：初

47、凝時間應大于3min，終凝時間應小于10min；必須具有足夠的小時抗壓強度，一般在0.51h的抗壓強度應在0.2MPa以上；硬化后體積不縮小，且有微膨脹性。藥卷包在浸水前上端扎35個小孔（孔徑1mm），浸水11.5min小孔不冒泡即浸水結束，這時即可將浸好水的藥卷包裝入孔眼，采用比較長的竹竿或堅硬的PVC管送至眼底。藥卷包裝入后，將錨桿用TJ-9型攪拌機（電鉆改裝也可）帶動錨桿快速旋轉，邊旋轉邊徐徐推進，錨頭在旋轉與推進中強烈攪拌浸水后的水泥包，使水泥漿獲得良好的和易性并與錨桿緊密粘結，連續攪拌水泥卷的時間宜為3060s。水泥漿如沿孔壁下滑，孔口用紙堵塞。（三）鋼 筋 網1.鋼筋網片加工將調直

48、的鋼筋截成鋼筋條，采用電焊制成鋼筋網片。鋼筋網片尺寸根據拱架間距和網片之間搭接長度綜合考慮確定，一般為23。2.成品的存放制作成型的鋼筋網片必須輕抬輕放，避免產生變形。鋼筋網片成品應遠離加工場地，堆放在指定的成品堆放場地上。存放和運輸過程中要避免潮濕的環境，防止銹蝕、污染和變形。3.鋼筋網鋪設按圖紙標定的位置掛設加工好的鋼筋網片，鋼筋片隨初噴面的起伏鋪設，再把鋼筋網片焊接成網，網片搭接長度為12個網格。初 噴打設定位錨桿中線標高測量清除底腳浮渣鋼架加工、質量驗收鋼架預拼分部安裝鋼架與定位錨桿焊連定位設鎖腳錨管鎖定加設墊塊安裝縱向連接筋掛鋼筋網復噴混凝土圍巖監控量測（四）型鋼鋼架 圖335 鋼架

49、、鋼筋網施工工藝流程1.型鋼鋼架加工加工場地用混凝土硬化，精確抹平，按設計放出加工大樣。鋼架彎制結合隧道開挖方法采用型鋼彎制機按照隧道斷面曲率分節進行彎制，彎制完成后，先在加工場地上進行試拼。各節鋼架拼裝，要求尺寸準確，弧形圓順，要求沿隧道周邊輪廓誤差不大于3cm；型鋼鋼架平放時，平面翹曲小于2cm。2.鋼架安裝人工開挖擴大拱腳，清除各節鋼架底腳的虛渣及浮土，設置32槽鋼縱梁或混凝土墊塊。用全站儀放樣，確保位置準確，采用人工配合挖掘機安裝拱架，鋼架接頭螺栓應逐個擰緊，保證連接牢固。拱部開挖安裝型鋼拱架后，由于黃土隧道圍巖的自穩性較差以及各部開挖拉開了一定距離，鋼架短時間內不能全斷面閉合，有可能

50、會出現拱頂鋼架下沉，應及時施做長4.0m的42mm鎖腳錨管進行鎖定。鋼架落底接長在單邊交錯進行，每次單邊接長鋼架23榀。在軟弱地層可同時落底接長和仰拱相連并及時噴射混凝土。接長鋼架和上部鋼架通過墊板用螺栓牢固準確連接。鋼架按設計位置安設，鋼架和巖面或初噴層之間有較大間隙應每隔2m用混凝土預制塊楔緊，鋼架背后用噴混凝土填充密實。鋼架縱向采用鋼管連接，環向間距1m。架立鋼架后應盡快進行噴混凝土作業，以使鋼架與噴混凝土共同受力。噴射混凝土分層進行，先從拱腳或墻腳處由下向上噴射，防止上層噴射料虛掩拱腳、墻腳不密實，造成強度不夠，拱腳、墻腳失穩。第四節 黃土隧道防排水施工技術隧道防排水采用“防、排、堵、

51、截相結合，因地制宜，綜合治理”的原則，達到防水可靠，經濟合理，不留后患的目的。一、排水盲管施工技術隧道襯砌防水板背后環向設置50mmHDPE單壁打孔波紋管，間距815m。隧道兩側邊墻墻腳外縱向設置100mmHDPE雙壁打孔波紋管，每隔12m通過三通接頭在縱向盲溝上設置一處100mm泄水孔連接到隧道側溝。（一）施工工藝流程鉆孔定位安裝錨栓捆綁盲管盲管縱向環向連接。（二）環向排水盲管施做方法隧道拱墻設直徑5080mm軟式透水管環向盲管，環向盲管每隔810m設置，并每隔510m在水溝外側留泄水孔，并采用三通接盲管與縱向盲管相連。（三）縱向排水盲管施做方法縱向排水盲管沿縱向布設于左、右墻角水溝底上方，

52、為兩條直徑為80100mm的軟式透水管盲溝。縱向排水盲管按設計位置進行畫線，以使盲管位置準確合理，盲管安設的坡度與線路坡度一致。排水管采用鉆孔定位，定位孔間距在3050cm。將膨脹錨栓打入定位孔或用錨固劑將鋼筋頭預埋在定位孔中，固定釘安在盲管的兩側。用無紡布包住盲管，用扎絲捆好，用卡子卡住盲管，然后固定在膨脹螺栓上。采用三通與環向和縱向排水盲管相連。（四）邊墻泄水管施做方法模板架立后開始施做邊墻泄水管，在模板對應于泄水管的位置切割一個與泄水管直徑相同的孔。泄水管一端安在模板的預留孔上，另一端安在縱向排水管上，泄水管與縱向排水管采用三通連接時必須固定牢固。（五）排水盲管施工控制要點（1）縱向排水

53、盲管定位應考慮排水方向和隧道縱坡，保證排水暢通。（2）盲管與支護的間距不得大于5cm，盲管與支護脫開的最大長度不得大于110cm。（3）集中出水點沿水源方向鉆孔，然后將單根集中引水盲管插入其中，并用速凝砂漿將周圍封堵，以使地下水從管中集中引出。（4）盲管上接頭用無紡布的滲水材料包裹，防止混凝土或雜物進入堵塞管道。二、防水板施工技術隧道拱墻敷設EVA防水板，防水板厚度1.5mm，土工布重量400g/，隧道二次襯砌采用防水混凝土，其抗滲等級不小于P8。（一）施工工藝流程基面處理鋪設土工布鋪設防水板焊接防水板搭接縫。（二）防水板施做方法1.施工準備防水板進場后首先檢查出場合格證，再按要求進行取樣試驗

54、，合格才能使用。使用前要進行外觀檢查，有無撕裂和刺破現象。對漏出噴層表面的金屬構件如鋼筋頭、錨桿頭等，應切除并用砂漿抹平，不能切除的金屬構件如錨桿頭等，必須采用砂漿抹成圓弧，圓弧半徑應大于30cm。同時要檢查初期支護后的隧道凈空，保證二次襯砌混凝土的厚度滿足設計要求。對初期支護上凸出高出的噴射混凝土進行鑿出，將較大的凹坑用噴射混凝土補平，使基面平整圓滑。用2m直尺進行檢查，平整度小于5cm。噴射混凝土的平整度只要達到要求，鋪設的防水板與混凝土噴層間的狹小縫隙，在澆灌二襯時混凝土能夠將其擠壓密貼，不會留下地下水的通道。初期支護的陰陽角處應做成圓弧形。2.鋪設土工布用帶熱塑性圓墊圈的射釘將土工布平整順直地固定在噴射混凝土表面上，土工布搭接寬度50mm，可用熱風焊槍