双侧壁导坑法在大断面黄土隧道塌方中的应用

隧址设计为Q2老黄土为主,新黄土、砂质土为 辅，掌子面上部（拱部）为冲积砂质黏土、紫红色，水 平层理，夹有两层厚度约40 cm厚细砂透镜体，密 实,稍湿。下部为黏质黄土,紫红色、土质均一，硬 塑。黏质黄土潮湿、含水量大（最高达27%）,±体 稳定性极差,具有弱湿陷性，开挖后易坍塌,影响施 工安全。

隧道地下水不发育，主要为黄土空隙及裂隙潜 水，对于浅埋地段,应关注农灌的影响。地下水主 要接受大气降水及地表水补给，无浸蚀性。

2009年2月8日16：30,上台阶掌子面里程至 DK693 +946时，上、中台阶出现开裂、变形、坍塌后 带动下台阶初支坍塌；随后对地表进行了勘察，发 现地表下沉，形成直径25~35 m、高度4~5 m的椭 圆形深坑，立即进行了防护;针对洞内、洞外塌方段 落我部均设置了警示牌及安全员值班。洞外、洞内 塌方见图1、图2。

(2) 根据黄土自身的特征，该段为砂质黄土，土 体松散，自稳能力差，且具有弱湿陷性，极易因局部 失稳而引起连锁反应,造成大坍塌。

(3) ±壤含水量高、最高达27%,使得黄土层 产生湿陷,粘聚力降低甚至消失，自稳性大幅降低 甚至消失,产生巨大的变形压力，支护抗力不足。

(4) 根据塌方现场情形显示，掌子面首先失稳， 由于钢架之间连接筋的作用,导致后方钢架被牵引 而产生大塌方。

(5) 开挖断面大、跨度大，本隧道最大跨度为 13.5 m,开挖过程中扰动的围岩范围较大。

对于DK693 +984 ~ DK693 +943段塌方地段， 待塌方段二次衬砌施工完毕后，再处理地表塌陷 区，其处理方案如下。

(2) 待洞内衬砌施工完毕后，对陷坑表床2 m 范围以下采用三七灰土分层回填、碾压密实，表床 2 m范围内则采用耕植土回填，确保耕地正常 使用。

(2) 施工方法:采用双侧壁导坑法，见图3。

侧壁开挖根据土体松散情况施作超前支护,拱 部的超前支护按120。范围施作442超前小导管L-3.5 m,外插角度与隧道设计纵坡一致，环向间 距加密为40 cm,纵向2. 4 m/环。

(4) 支护参数

一般初期支护参数无法承受70多m松散土粒 的荷载，初支的刚度和强度均不够，很可能在施工 过程中就沉降、变形侵限，为了保证能承载70多m 的土体荷载，采用两层初期支护，第一次初支全断 面釆用120b型钢拱架喷25 cm混凝土支护,第二次 支护拱墙采格栅拱架喷22 cm混凝土支护,并配合 拆除双侧壁导坑的临时支护部分时进行，一方面补 强接头的不足，另一方面大大增加支护的刚度和强 度，以保证二衬安全施工。

外层支护参数如下：

① 锚杆:<|>22砂浆锚杆,Z =4 m,设于永久导坑 侧壁；

② 钢筋网:<|>6,20 cm x20 cm,设于永久、临时 导坑侧壁；

③ 钢架：I20b工字钢涧距1棉/0.4 m,设于永 久导坑侧壁；

④ 纵向连接筋：秘2螺纹钢，环向间距50 cm, 设于永久导坑侧壁;4>22螺纹钢，环向间距100 cm, 设于临时导坑侧壁；

⑤ 喷射砕:C25砕,25 cm厚，设于永久、临时导 坑侧壁；

⑥ 每根钢架连接处锁脚锚杆采用4根4>22砂 浆锚杆,L-5 m。

内层支护参数如下：

① 格栅钢架涧距1棉/0.4 m；

② 锁脚锚杆:4>22螺纹钢,L - 4 m ；

③ 纵向连接筋:必2,环向间距1.0m；

④ 喷射砕:C25磴,厚22 cm

(5) 仰拱、衬砌

为左一部、左二部。首先,施作左1部，拱脚用预制 块垫实;横向采用118钢架进行连接，以确保结构稳 定性;左一部、左二部拉开2 m距离,确保导坑掌子 面的稳定性;施工左二部时，将左一部拱脚落于原 状土或填充面之上,拱脚用预制块垫实。

(2) 右侧导坑施工工序同左侧导坑，但左导坑 与右侧导坑必须相错2 m

(3) 施工三部,采用环形开挖预留核心土法，超 前支护采用"2小导管、3. 5 m长、环向间距40 cm、 纵向2.4 m；拱脚落于两侧导坑钢架之上。

(4) 拱墙钢架成环后，施作内层格栅钢架。

(5) 施工四部。

(6) 施工五部，距离达到2 m施作仰拱,确保及 早成环。

(2) 开挖掘进时,仰拱铺底应及时跟进,使初期 支护尽早封闭成环,形成环向整体受力体系。

(3) 黄土隧道塌方后,塌方体已不具备自稳能力。因此，塌方后须先对塌方体进行加固处理。使塌方体 自身具有一定的自稳能力,然后在确定最佳处理方案。

(4) 大断面黄土隧道塌方施工,宜根据隧道断 面大小、埋深、塌方原因，综合分析后采取适宜的方 案确保安全、顺利地通过塌方体。