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(huán)形開挖留核心土法),結(jié)合噴射砼及時封閉開挖面,用超前管棚支護、鋼拱支撐、掛網(wǎng)、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(huán)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(jù)工地實際情況,設計并施打超前管棚。鋼管真徑一般為ф60 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(nèi)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(wěn)。
1.4架鋼拱及掛網(wǎng)。鋼拱規(guī)格為Ⅰ20a,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ф20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。ф8鋼筋網(wǎng)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(guī)定的厚度。
1.6按上述1-5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(wěn)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(cè)以等間距各打5根錨桿。經(jīng)過做試驗,這樣的錨桿與黃土結(jié)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(wǎng),經(jīng)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。