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【摘要】在我国北方地区，黄土是一种常见的特殊土质类型。在黄土中进行隧道工程的施工难度相对较大，尤其是湿陷性的黄土类型中难度就更大。基于此，笔者重点论述了大断面湿陷性黄土隧道的施工技术，以期作为参考。
【关键词】大断面；湿陷性；黄土隧道；施工技术
黄土是我国北方地区常见的一种特殊土，其基本色调是黄色，黄土具空隙，垂直节理发育，直立性强，新黄土多具湿陷性。颗粒粒径在0.05-0.005mm之间，以粉粒为主的约占土的总质量的60%；孔隙比e在1.0左右或更大；含有较多的可溶盐类；能保持直立的天然土坡；具有肉眼可见的大孔隙。湿陷性黄土在我国分布很广，面积约占45万km2。研究湿陷性黄土中隧道施工技术能够有效确保工程施工质量，确保施工人员的生命安全。
大断面湿陷性黄土隧道的特点
在湿陷性黄土地区修建大断面黄土隧道有两个显著的特点：第一，湿陷性黄土地基的处理；第二，大断面黄土隧道开挖后拱顶及局部应力集中过大，拱顶沉降较大，造成隧道结构易失稳。因此在不同的地质情况下研究适宜的开挖方法，减小隧道拱顶沉降，有效抑制隧道围岩变形，在保证隧道施工安全的基础上加快施工进度，寻求一种克服洞内空间受限消除地基湿陷性的方法对大断面湿陷性黄土隧道施工有重要意义。
二、大断面湿陷性黄土隧道的施工技术
（一）开挖方法的选择
大断面黄土隧道施工控制重点主要是要有效地控制围岩变形，因此围岩的情况决定了隧道施工方法的选择。大断面隧道开挖控制变形，保证围岩稳定的原则就是化大为小，采用分部开挖支护，仰拱二衬紧跟。对于埋深较大的IV级老黄土围岩，由于黄土具有直立性好、宜成型的特点，在适用短进尺的条件下，有一定的围岩稳定时间，保证在围岩未有大的变形掉块的情况下有足够的立架和喷锚作业时间，从而保证施工安全，采用弧形导坑法。
（二）开挖施工技术
1.弧形导坑法
弧形导坑预留核心土施工是将整个隧道断面划分为上中下和仰拱4部分，以前后6个不同的开挖面相互错开开挖，然后分部进行支护，形成支护整体，缩短作业循环时间，逐步向纵深推进的作业方法。拱部采用环形导坑开挖，利用核心土施压掌子面。该方法的主要施工方法如下：第一，测量人员对掌子面进行测量放样，根据隧道施工监控量测分析预留沉降量控制在10-15cm；第二，上弧導开挖支护。拱部120°范围内施作超前小导管，待浆液达到一定强度后，采用机械开挖。上弧导核心土顶面距拱顶1.5-2.0m，核心土两侧距开挖面约2m，上导坑开挖高度约4.9m，每循环进尺控制在一榀钢拱架的间距，上台阶长度控制在3一5m，开挖后及时初喷，架设钢架、施作系统锚杆及钢筋网片，复喷混凝土至设计厚度；第三，左侧中部和右侧下部开挖。待上弧导超前中台阶3-5m时，在承载拱的支护下，交错开挖左侧中部和右侧下部马口，左右错开1-2m，先后按同样方法进行支护，使同一断面处暴露开挖面仅限于单侧；第四，右侧中部和左侧下部开挖（方法同上）；第五，仰拱开挖长度一次不能超过5m，施作仰拱支护，及时进行仰拱及填充施作；第六，仰拱及混凝土。填充长度达到一组衬砌长度，利用衬砌模板台车一次性灌筑衬砌。
2.双侧壁导坑法
双侧壁导坑法施工采用化整为零的原理，利用临时中隔壁和横撑把整个隧道断面分割成9个小洞室分部施工，每个小洞室分别形成封闭的环形结构支护体系。主要施工方法如下：第一，测量人员对掌子面进行测量放样，根据黄土隧道施工监控量测分析预留沉降量控制在20-25cm；第二，施作两侧上台阶超前小导管，预留核心土，人工开挖两侧上台阶，施作初期支护：初喷混凝土4cm，然后施作锚杆、挂设钢筋网，架立周边钢架及临时横撑钢架，施作锁脚锚管，周边（含底部）喷混凝土至设计厚度；第三，机械开挖两侧下台阶，施作初期支护：初喷混凝土4cm，然后施作锚杆、挂设钢筋网，架立周边钢架及临时横撑钢架，施作锁脚锚管，周边（不含底部）喷混凝土至设计厚度；第四，施作中部上台阶超前小导管，预留核心土，机械开挖中部上台阶，割除双侧壁导坑支护露出的锚杆，施作初期支护：初喷混凝土4cm，然后施作锚杆、挂设钢筋网，架立拱部钢架。喷射拱部混凝土至设计厚度；第五，开挖隧道中部下台阶；第六，拆除双侧导坑底部的临时横撑，开挖隧道两侧仰拱土体。施作初期支护：初喷混凝土4cm，架立仰拱钢架，接长临时钢架，喷混凝土至设计厚度；第七，开挖隧道中间剩余的土体，施作初期支护：初喷混凝土4cm，架立仰拱钢架，喷混凝土至设计厚度；第八，及时绑扎仰拱钢筋，浇筑隧道仰拱，浇筑仰拱填充混凝土；第九，根据监控量测结果分析，待时机合适，拆除剩余临时支护及横撑。施作防排水、二衬钢筋，利用衬砌模板台车一次性灌筑衬砌混凝土。
3.CRD导坑法
以岩体理论力学为基础，监控量测为依据，按“化整为零”的原则用中隔壁和横撑将整个隧道断面划分左右两侧共5部分，各部分开挖后及时初期支护，合理确定工序之间的关系。主要施工方法：第一，测量人员对掌子面进行测量放样，根据黄土隧道施工监控量测分析预留沉降量15-20cm；第二，各部施工方法参照双侧壁导坑法。
（二）地基加固技术
施工段新黄土的固有承载力是满足设计承载力要求的，但是该地区是湿陷性黄土，遇水后会发生沉降或塌陷现象，对铁路的运营有很大的潜在威胁。因此采用水泥土挤密桩的方法消除基底的湿陷性，保证运营期间的长期安全稳定性。水泥土挤密桩有两种施工工艺，分别是重锤冲击成孔水泥土挤密桩（非排土挤密桩）和洛阳铲成孔水泥土挤密桩（排土挤密桩）。由于重锤冲击成孔水泥土挤密桩振动较大，施工时对隧道支护结构有一定的影响，文章主要论述洛阳铲成孔水泥土挤密桩的施工方法。
1.洛阳铲成孔水泥土挤密桩施工工艺
洛阳铲成孔水泥土挤密桩是洛阳铲由打桩机提升后，借助重力自由下落切入拟加固地层，掏出原状土而成孔，该工程属于排土成孔，对桩孔周围土体没有挤密作用。桩孔达到设计深度，将打桩机上洛阳铲更换为重锤，并向孔内分层回填水泥土，利用重锤自由下落时产生的冲击能量对回填水泥土分层夯实。在夯实过程中，水泥土在重锤冲击能量的作用下被迫向桩孔四周挤出而压密周边土体。如此反复分层回填、分层夯实，形成桩土复合地基，达到加固地基和消除黄土湿陷性的目的。
2.施工技术要点
第一，正式施工前必须根据实际成孔方法和理论计算确定一个试验桩间距，并通过工艺试验进行验证。当地基处理效果达不到设计要求时，需对桩间距反复进行调整直至达到要求为止；第二，成孔顺序采用间隔跳打法，即隔排隔行，间隔1-2个孔跳打；第三，桩孔回填夯实时，严格按照工艺试验所确定的
回填厚度、夯击次数、重锤落距等参数进行施工；第四，成孔后立即回填，做到每根挤密桩连续施工，一气呵成；第五，打桩机要准确稳定定位，重锤与桩孔相互对中，重锤应能自由下落孔底；第六，为了保证桩头夯实质量，桩头超出设计桩顶标高50cm，其上虚桩可采用黄土回填并轻夯至地面；第七，水泥土回填过程中，应认真控制并记录每一桩孔的填料数量和时间，发现问题及时处理。第八，水泥土拌制根据回填要求随拌随用，已拌的水泥土不得超过6h，被雨水淋湿浸泡后的水泥土严禁使用。
总之，在湿陷性的黄土中进行隧道施工难度较大。文章重点论述了大断面湿陷性黄土施工中的开挖施工技术和地基加固施工技术，在具体施工的时候，应依据工程的具体特点和要求，选择合适的施工技术和方法，进而确保工程的施工质量和施工人员的安全。
【参考文献】
[1]王晓州等.大断面黄土隧道建设技术[M].北京：中国铁道出版社.2009
[1]常秀峰. 浅埋大断面湿陷性黄土隧道地表变形规律分析[J]. 施工技术，2010，S2
【关键词】大断面；湿陷性；黄土隧道；施工技术
黄土是我国北方地区常见的一种特殊土，其基本色调是黄色，黄土具空隙，垂直节理发育，直立性强，新黄土多具湿陷性。颗粒粒径在0.05-0.005mm之间，以粉粒为主的约占土的总质量的60%；孔隙比e在1.0左右或更大；含有较多的可溶盐类；能保持直立的天然土坡；具有肉眼可见的大孔隙。湿陷性黄土在我国分布很广，面积约占45万km2。研究湿陷性黄土中隧道施工技术能够有效确保工程施工质量，确保施工人员的生命安全。
大断面湿陷性黄土隧道的特点
在湿陷性黄土地区修建大断面黄土隧道有两个显著的特点：第一，湿陷性黄土地基的处理；第二，大断面黄土隧道开挖后拱顶及局部应力集中过大，拱顶沉降较大，造成隧道结构易失稳。因此在不同的地质情况下研究适宜的开挖方法，减小隧道拱顶沉降，有效抑制隧道围岩变形，在保证隧道施工安全的基础上加快施工进度，寻求一种克服洞内空间受限消除地基湿陷性的方法对大断面湿陷性黄土隧道施工有重要意义。
二、大断面湿陷性黄土隧道的施工技术
（一）开挖方法的选择
大断面黄土隧道施工控制重点主要是要有效地控制围岩变形，因此围岩的情况决定了隧道施工方法的选择。大断面隧道开挖控制变形，保证围岩稳定的原则就是化大为小，采用分部开挖支护，仰拱二衬紧跟。对于埋深较大的IV级老黄土围岩，由于黄土具有直立性好、宜成型的特点，在适用短进尺的条件下，有一定的围岩稳定时间，保证在围岩未有大的变形掉块的情况下有足够的立架和喷锚作业时间，从而保证施工安全，采用弧形导坑法。
（二）开挖施工技术
1.弧形导坑法
弧形导坑预留核心土施工是将整个隧道断面划分为上中下和仰拱4部分，以前后6个不同的开挖面相互错开开挖，然后分部进行支护，形成支护整体，缩短作业循环时间，逐步向纵深推进的作业方法。拱部采用环形导坑开挖，利用核心土施压掌子面。该方法的主要施工方法如下：第一，测量人员对掌子面进行测量放样，根据隧道施工监控量测分析预留沉降量控制在10-15cm；第二，上弧導开挖支护。拱部120°范围内施作超前小导管，待浆液达到一定强度后，采用机械开挖。上弧导核心土顶面距拱顶1.5-2.0m，核心土两侧距开挖面约2m，上导坑开挖高度约4.9m，每循环进尺控制在一榀钢拱架的间距，上台阶长度控制在3一5m，开挖后及时初喷，架设钢架、施作系统锚杆及钢筋网片，复喷混凝土至设计厚度；第三，左侧中部和右侧下部开挖。待上弧导超前中台阶3-5m时，在承载拱的支护下，交错开挖左侧中部和右侧下部马口，左右错开1-2m，先后按同样方法进行支护，使同一断面处暴露开挖面仅限于单侧；第四，右侧中部和左侧下部开挖（方法同上）；第五，仰拱开挖长度一次不能超过5m，施作仰拱支护，及时进行仰拱及填充施作；第六，仰拱及混凝土。填充长度达到一组衬砌长度，利用衬砌模板台车一次性灌筑衬砌。
2.双侧壁导坑法
双侧壁导坑法施工采用化整为零的原理，利用临时中隔壁和横撑把整个隧道断面分割成9个小洞室分部施工，每个小洞室分别形成封闭的环形结构支护体系。主要施工方法如下：第一，测量人员对掌子面进行测量放样，根据黄土隧道施工监控量测分析预留沉降量控制在20-25cm；第二，施作两侧上台阶超前小导管，预留核心土，人工开挖两侧上台阶，施作初期支护：初喷混凝土4cm，然后施作锚杆、挂设钢筋网，架立周边钢架及临时横撑钢架，施作锁脚锚管，周边（含底部）喷混凝土至设计厚度；第三，机械开挖两侧下台阶，施作初期支护：初喷混凝土4cm，然后施作锚杆、挂设钢筋网，架立周边钢架及临时横撑钢架，施作锁脚锚管，周边（不含底部）喷混凝土至设计厚度；第四，施作中部上台阶超前小导管，预留核心土，机械开挖中部上台阶，割除双侧壁导坑支护露出的锚杆，施作初期支护：初喷混凝土4cm，然后施作锚杆、挂设钢筋网，架立拱部钢架。喷射拱部混凝土至设计厚度；第五，开挖隧道中部下台阶；第六，拆除双侧导坑底部的临时横撑，开挖隧道两侧仰拱土体。施作初期支护：初喷混凝土4cm，架立仰拱钢架，接长临时钢架，喷混凝土至设计厚度；第七，开挖隧道中间剩余的土体，施作初期支护：初喷混凝土4cm，架立仰拱钢架，喷混凝土至设计厚度；第八，及时绑扎仰拱钢筋，浇筑隧道仰拱，浇筑仰拱填充混凝土；第九，根据监控量测结果分析，待时机合适，拆除剩余临时支护及横撑。施作防排水、二衬钢筋，利用衬砌模板台车一次性灌筑衬砌混凝土。
3.CRD导坑法
以岩体理论力学为基础，监控量测为依据，按“化整为零”的原则用中隔壁和横撑将整个隧道断面划分左右两侧共5部分，各部分开挖后及时初期支护，合理确定工序之间的关系。主要施工方法：第一，测量人员对掌子面进行测量放样，根据黄土隧道施工监控量测分析预留沉降量15-20cm；第二，各部施工方法参照双侧壁导坑法。
（二）地基加固技术
施工段新黄土的固有承载力是满足设计承载力要求的，但是该地区是湿陷性黄土，遇水后会发生沉降或塌陷现象，对铁路的运营有很大的潜在威胁。因此采用水泥土挤密桩的方法消除基底的湿陷性，保证运营期间的长期安全稳定性。水泥土挤密桩有两种施工工艺，分别是重锤冲击成孔水泥土挤密桩（非排土挤密桩）和洛阳铲成孔水泥土挤密桩（排土挤密桩）。由于重锤冲击成孔水泥土挤密桩振动较大，施工时对隧道支护结构有一定的影响，文章主要论述洛阳铲成孔水泥土挤密桩的施工方法。
1.洛阳铲成孔水泥土挤密桩施工工艺
洛阳铲成孔水泥土挤密桩是洛阳铲由打桩机提升后，借助重力自由下落切入拟加固地层，掏出原状土而成孔，该工程属于排土成孔，对桩孔周围土体没有挤密作用。桩孔达到设计深度，将打桩机上洛阳铲更换为重锤，并向孔内分层回填水泥土，利用重锤自由下落时产生的冲击能量对回填水泥土分层夯实。在夯实过程中，水泥土在重锤冲击能量的作用下被迫向桩孔四周挤出而压密周边土体。如此反复分层回填、分层夯实，形成桩土复合地基，达到加固地基和消除黄土湿陷性的目的。
2.施工技术要点
第一，正式施工前必须根据实际成孔方法和理论计算确定一个试验桩间距，并通过工艺试验进行验证。当地基处理效果达不到设计要求时，需对桩间距反复进行调整直至达到要求为止；第二，成孔顺序采用间隔跳打法，即隔排隔行，间隔1-2个孔跳打；第三，桩孔回填夯实时，严格按照工艺试验所确定的
回填厚度、夯击次数、重锤落距等参数进行施工；第四，成孔后立即回填，做到每根挤密桩连续施工，一气呵成；第五，打桩机要准确稳定定位，重锤与桩孔相互对中，重锤应能自由下落孔底；第六，为了保证桩头夯实质量，桩头超出设计桩顶标高50cm，其上虚桩可采用黄土回填并轻夯至地面；第七，水泥土回填过程中，应认真控制并记录每一桩孔的填料数量和时间，发现问题及时处理。第八，水泥土拌制根据回填要求随拌随用，已拌的水泥土不得超过6h，被雨水淋湿浸泡后的水泥土严禁使用。
总之，在湿陷性的黄土中进行隧道施工难度较大。文章重点论述了大断面湿陷性黄土施工中的开挖施工技术和地基加固施工技术，在具体施工的时候，应依据工程的具体特点和要求，选择合适的施工技术和方法，进而确保工程的施工质量和施工人员的安全。
【参考文献】
[1]王晓州等.大断面黄土隧道建设技术[M].北京：中国铁道出版社.2009
[1]常秀峰. 浅埋大断面湿陷性黄土隧道地表变形规律分析[J]. 施工技术，2010，S2