王雷云

山西路桥第六工程有限公司 山西晋中 030600

此公路隧道项目属于湿陷性黄土隧道，设计的行车速度是80km/h，单洞采用的是两车道，其中的行车道宽度是7.5m，左侧向宽度是0.5m，右侧向宽度是0.75m，限界高度是5m。此隧道施工选择的是二台阶环形开挖预留核心土、三台阶以及一次模筑法，有效控制了隧道预沉降量，保证了黄土隧道施工质量及安全。

1 黄土隧道洞身开挖施工

此湿陷性黄土隧道洞身开挖施工流程详见图1所示。

图1 隧道洞身开挖施工流程

1.1 隧道洞身开挖

湿陷性黄土隧道洞身开挖施工之前需要确保前、后循环超搭接的长度≥125cm，以保证掌子面下循环超前小导管的有序、安全施工。同时按照规定要求实施精准测放工作，以喷漆方式标划开挖轮廓线。开挖设备选择的是挖掘机，待开挖到与设计轮廓线相距10cm至20cm，然后以人工方式开挖，同时严格把控超欠挖现象。针对隧道埋深＜30cm，且地质条件较为复杂，为了能够保证安全施工应选择三台阶开挖方法；针对隧道埋深＞30cm，应选择二台阶开挖方法[1]。

1.2 超前小导管施工

隧道内选择的是热轧无缝钢管（其规格为φ42mm×4.0mm），长度是350cm，插入岩层的深度是330cm，而外露的长度是20cm，搭接长度必须＞125cm，确定环向间隔距离是40cm，每环布设的数量是35根[2]。以手持风钻的方式进行钻孔，保证孔内径＞钢管直径约3mm，而外插角度是10°至15°。

1.3 钢支撑施工

隧道支撑结构选择的是I20a工字钢，设置的间隔距离是75cm，其中上导坑钢拱架是将5块钢拱架拼接而成，弧长是201.5cm；上导坑钢拱架是以弧长分别为180.2cm、156.8cm工字钢拼接而成。需要提前从施工平台中试拼钢架，确保拼装误差≤±3，同时平面翘曲＜2cm[3]。此项目中钢拱架以“A3钢垫板”+“高强螺栓”进行连接，螺栓孔的中心与边的距离控制是30mm。选择台钻实施螺栓开孔作业，禁止采用气焊进行冲开。

1.4 预留变形量控制

结合设计图纸内容及要求，此黄土隧道的预留变形量是20cm，通过监测得出：隧道浅埋段的沉降量处于15cm至28cm；而隧道埋深段的沉降量是10cm至15cm，所以在施工阶段需要动态控制隧道预留沉降量，以保证结构层的厚度。

2 一次混凝土模筑施工

此项目中湿陷性黄土隧道一次混凝土模筑施工流程详见图2所示。

图2 一次混凝土模筑施工流程

2.1 上台阶施工面整平

隧道洞身开挖施工钢拱架安装完成后，预留核心土周围进行填土以及粗平处理，范围是上台阶40cm，首先以挖机方式夯实黄土，然后采用人工方式进行整平，以确保一次衬砌台车处于水平状态，从而为模板定位创造有利条件。

2.2 衬砌台车就位

铺设钢板。为了能够增大衬砌台车支撑部位的受力面积，有效控制衬砌台车施加荷载后的沉降，以及漏浆、跑模等相关问题，需要从台车的下方位置铺设钢板，扩大支撑部位的受力面积。待核心土夯实整平后，通过挖机把铁板（其规格是4m×1m×0.01m），最后采用“人工+机械”的方式整平对称铺设[4]。

台车行走。由于台车施工现场不平整，同时每次循环行走的距离比较小，未配置动力系统，主要通过外力行走，比如由装载机顶推。当钢板铺设结束后通过装载机从台车门架处顶推到掌子面，且顶推需要缓慢、匀速，以免破坏台车门架。

固定台车。当台车顶推到掌子面之后，首先将枕木垫设在衬砌台车轮胎部位实施临时制动，然后从拱顶两侧部位铺设枕木（其宽度与台车模板一致），铺设高度比合模后的模板底部略高。此外，通过人工方式粗条衬砌台车定位，将车底的丝杆顶起，保证侧轮离地，且两侧对称。衬砌台车粗调定位结束之后，利用液压系统实施衬砌台车精准定位，保证模板和上一板一次衬砌的搭接长度为10cm，反复对衬砌台车进行调整，确保其密封性与精准性，最后通过丝杆进行固定处理。

2.3 挡头模板安装

挡头模板和隧道壁必须紧密接触，针对超挖部分必须立即对挡头模板进行调整，模板需要以0.5m为间隔距离设置支撑，以免堵头出现漏浆，保证挡头线性处于顺直状态。

2.4 混凝土施工

从一衬拱顶与两侧拱腰部位根据要求设置注浆管（其直径φ=42mm），实施拱顶沉降后衬砌背后空洞压浆回填，以保证衬砌和围岩之间密实接触。同时一次衬砌所有台阶之间的连接，需要对上一循环衬砌拱脚实施凿毛与清理，而台阶结合部位必须选择干硬性混凝土进行密实填充。此项目中混凝土浇筑选择的是泵送浇筑技术，通过机械方式进行密实振捣。

混凝土拌和阶段，水泥质量偏差应≤1%，集料质量偏差应≤±2%，水、外加剂的质量≤±1%，混凝土坍落度控制在180mm至220mm。混凝土灌注采用上下分层、左右交替、由两侧至拱顶的对称灌注方式，其中两侧混凝土的灌注高度之差应≤50cm。此项目中隧道衬砌起拱下部反弧位置混凝土灌注难度较大，所以必须严格控制混凝土性能、坍落度以及振捣方式，以最大程度上降低反弧段的气泡，从而提升衬砌混凝土效果。若是冬季施工，混凝土的入模温度应≥5℃；若是夏季施工，混凝土的入模温度应≤32℃[5]。混凝土振捣选择的是振动器，在具体振捣阶段应避免对模板、钢筋以及拱架等造成不利影响。封顶选择顶模中心封顶器逐步实施封顶，待挡头板孔溢出浆液，则表明封顶施工结束。

2.5 拆模

待混凝土灌注施工完成后，紧接着就需要实施混凝土养生，保证混凝土强度级别≥设计强度要求90%才能够实施拆模，同时需要认真、仔细检查混凝土外观质量，以及检测衬砌后空洞。

2.6 拱顶衬砌背后空洞处治

此项目中一次模筑衬砌拱顶位置预埋注浆管，所有阶段的衬砌施工结束之后都必须实施衬砌背后空洞回填处理，主要采用压力注浆方式进行注浆回填。其中预埋注浆管的纵向间隔距离确定是3m，注浆管的规格是φ42mm×4mm，水泥浆的水灰比是1:1.5，注浆压力控制为0.35MPa至0.5MPa，同时结合项目施工实际情况进行微调，注浆施工应确保一次、连续性完成。注浆管的长度应结合衬砌厚度进行调整，注浆口需要露出衬砌之外，待一次衬砌拱顶注浆回填结束后，应选择混凝土实施密封处理，同时把外露切断与打磨平整，以免破坏防水层[6]。

3 结语

本文结合黄土区公路隧道工程项目为例，首先分析了隧道洞身开挖施工，然后重点研究了一次混凝土模筑施工技术，主要包含了上台阶施工面整平、衬砌台车就位、挡头模板安装、混凝土施工、拆模以及拱顶衬砌背后空洞处治等。实践表明，此项目采用的一次混凝土模筑技术有效提升了施工效率及质量，减小了施工成本，实现黄土区公路隧道的安全施工，也为类似项目施工提供了借鉴。