隧道特殊地质处理施工技术.docx

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1、隧道特殊地质处理施工技术大断面黄土隧道施工技术1黄土基本特征(1)新黄土隧道新黄土(Q3、Q4)大孔发育，具垂直节理，土质结构比较松散，含水量较小，一般515%,覆盖于地表,厚度一般3050m,由于其垂直节理发育，在垂直节理面上因节理切割形成竖向软弱面，软弱面之间粘聚力很小，在下部开挖隧道时形成临空面，受开挖扰动，在重力的作用下棱体塌落，地表会随掌子面产生纵向裂缝和环向裂缝，易形成塌方。根据对其变形分析，在新黄土(Q3、Q4)地层，围岩变形释放快.具突然性。(2)老黄土隧道一般覆于新黄土之下，埋深较大，含水量为1040%,与隧道位置原始地应力相比，其围岩强度低，围岩容易发生屈服形成塑性区，其变

2、形为塑性变形，可进行柔性支护和适度释放变形，但若无支撑或支护强度不足围岩蠕变过大，会脱落形成塌方。老黄土隧道含水量的大小对黄土的物理力学特性影响很大，对隧道施工的影响也很大，直接影响着隧道的围岩稳定和施工安全。目前，根据庆兴隧道施工过程中对含水率的检测，含水量为1428%之间。三台阶七步开挖法介绍1工序介绍(工)第1步，上部弧形导坑开挖：在拱部超前支护后进行，环向开挖上部弧形导坑，预留核心土，核心土长度宜为35m,宽度宜为隧道开搀宽度的1/31/2。开挖循环进尺为每次一根钢架长度，开挖后立即初喷35cm混凝土，随后及时进行喷、锚、网系统支护。(2)第2、3步，左、右侧中台阶开搀:开挖循环进尺为

3、每次一幅钢架长度，开挖高度一般为33.5m,左、右侧台阶错开23m,开挖后立即初喷35cm混凝土，及时进行喷、锚、网系统支护。(3)第4.5步，左、右侧下台阶开搀:开挖循环进尺为每次一根钢架长度，最大不得超过l5m,开挖高度一般为33.5m,左.右侧台阶错开23m,开挖后立即初喷35混凝土，及时进行喷.锚、网系统支护。(4)第6步，上、中、下台阶开搀核心土：各台阶分别开挖预留的核心土，开挖进尺与各台阶循环进尺相一致。(5)第7步，隧底开挖：每循环开挖长度宜为23m,开挖后及时施作仰拱初期支护，完成两个隧底开搀.支护循环后，及时施作仰拱，仰拱分段长度宜为46m。2初期支护施工作业清理岩面初喷混凝

4、土封闭岩面施作系统锚杆，挂钢筋网安装钢架复喷混凝土至设计厚度围岩量测数据分析.反馈开挎三台阶七步开挖法的初期支护由喷射混凝土锚杆（管）.钢筋网和钢架等组成，各部分联合受力。初期支护应在开拾后立即施作，以保护围岩的自然承载力。3仰拱及衬砌施工作业隧底开挖应采用全幅分段施工，上面铺设仰拱栈桥，每循环开搀长度直控制在46mo为确保安全、防止塌方，仰拱安全距离控制在35m以内，衬砌安全距离控制在50m以内。必要时，应停止前方掌子面开挖，及时施做仰拱及二衬。4监控量测做好围岩量测是做好二衬的关键。黄土隧道与石质隧道最大的不同就是拱部沉降和拱脚收敛较大，我们针对这种情况采取了以下措施。在进行隧道施工过程中

5、，从开搀完毕后在喷射混凝土内预埋水平收敛观测桩，和拱项下沉观测桩，桩用钢筋制做。用JSS型水平收敛计和水平仪进行观测。每隔IOm做一个观测断面。前7d每天观测1-2次，以后1个月内每3d观测一次。之后每两星期观测一次。如下图5所示为我们对DK693+500断面进行观测所得的s-t曲线图。通过我们长期观测，刚开挖后的一个星期内，拱顶下沉IoCm左右，拱脚收敛有59cm,收敛量基本不变。根据观测结果我们及时反馈至施工中去，将原有的沉降量15cm变为20cm,加宽值加大IOcmo及时施做二次衬砌永久支护在施做二次衬砌之前用断面仪测量喷锚断面，将数据通过CSS测量系统用计算机辅助处理与设计断面进行比较

6、，确定最后衬砌时间。衬砌完后再对二衬进行长时间的收敛观测，基本不变。5大断面黄土隧道变形特性(1)净空位移大断面黄土隧道净空位移以竖向位移为主。竖向位移中又以拱脚下沉较为突出，尤其是埋深场合。浅埋时拱脚接近拱顶下沉的水平，随深埋增加逐渐超过拱顶下沉。因此，在深埋场合，拱脚是大断面黄土隧道采用三台阶七步开挖时拱部最容易失稳的部位。在深埋条件下，水平收敛变形以中台阶(墙腰)水平收敛最为严重，施做完仰拱后，根据观测基本稳定。(2)学子面纵向位移根据数据分析，掌子面上的纵向位移主要发生在开挖后2小时以内，这与学子面表层土体发生失稳的时间段相吻合。因此应重视学子面及时封闭，尤其是浅埋砂质黄土场合。6大断

7、面黄土隧道变形控制要点(1)大拱脚对净空位移的控制效果；(2)锁脚锚杆对净空位移的控制效果；(3)仰拱封闭距离的影响；(4)二衬紧跟。7三台阶七步开搀法施工控制要点(1)三台阶七步开挖法施工应做好工序衔接。工序安排应紧凑，尽量减少围岩暴露时间，避免因长时间暴露引起围岩失稳。(2)在满足作业空间和台阶稳定的前提下，应尽量缩短台阶长度，核心土长度应控制在35m,宽度宜为隧道开挖宽度的1/3l2o(3)三台阶七步开拾法施工应严格控制开搀长度,根据围岩地质情况，合理确定循环进尺,每次开挖长度不得超过1.2m;开搀后立即初喷35cm混凝土，以减少围岩暴露时间。(4)严格按设计要求施作超前支护，控制好超前

8、支护外插角，保证隧道开挖在超前支护的保护下施工。(5谑道周边部位应预留30cm人工开挖其余部位宜采用机械开搀。(6)中、下台阶左、右侧开拾应错开，严禁对开，左右侧错开距离宜为23m0（7）钢架应严格按设计及规范要求加工制作和架设。钢架应架设在垫块或枕木上并落于原状土之上。钢架应与锁脚锚杆（管）焊接牢固。（8）隧道超挖部位必须回填密实，严禁初期支护背后存在空洞。必要时初期支护背后应进行充填注浆，保证初期支护与围岩密贴。（9）施工过程中可采用增加拱（墙）脚锁脚锚杆（管）、增设钢架拱（墙）脚部位纵向连接筋扩大拱（墙）脚初期支护基础及增设拱（墙）脚槽钢垫板等增强拱（墙）脚承载力等措施控制变形。（10）

9、应加强监控量测工作，根据量测结果，及时调整支护参数，确定二次衬砌施作时间，进行信息化施工管理。加密加长超前小导管加固法1方法原理应用钢插板法原理，采用加密加长42超前小导管的方式，沿初支钢架对前方砂层进行预支护，防止或减少漏砂的可能性，同时采用木板.纸板、石棉瓦等片状物对局部漏砂部位进行封堵，避免扩大的趋势。2技术要点利用小导管作超前支护，通过加密小导管的方式，形成钢插板的效果，在其保护下实施短开挖.强支护、衬砌紧跟的施工方法。其要点为：（1）超前小导管长度应根据台阶高度.砂层滑落自然角进行调整，要求导管尾端必须插入原状砂层中，而不至于砂层漏空后将导管尾端露出。(2)小导管应尽可能的加密，形成

10、另一种钢插板。(3)避免初支背后的空洞，若有应及时填充。(4)钢架拱脚部位必须落于基岩上。(5)上台阶扁平结构受力效果差，应尽快落于中台阶。采空区隧道施工技术1、探明2 .处理措施拱部.仰拱采用注浆回填，边墙部位浆砌片石回填。3 .预防初支下沉处理措施(1痼岩初始应力释放大,此外采空实体位置与洞内的关系很不确定，因此适当加大初期支护的刚度和强度是必要的，目前进口拱墙部位采用125b型钢.仰拱采用120b型钢，纵向间距0.6m。(2)为防止拱顶下沉，保证钢架稳定及施工安全，每桶型钢钢架设16根4m长42锁脚注浆导管，角度向下倾斜2004500(3)钢架落脚部位设置水泥垫块(木板等).大拱脚，以增大该处土体承压面积，减小地基土应力，减小拱脚下沉量。(4)纵向连接必要时加强，以提高整个初支结构的整体性，采用116型钢在各连接板位置进行连接。(5)初支钢架及时成环并跟进仰拱，可有效控制沉降，进口处仰拱距掌子面最近只有7mo