黃土隧道施工注意事項(xiàng)和應(yīng)對措施

1山西中南部鐵路通道黃土隧道平安施工本卷須知和應(yīng)對措施晉豫魯鐵路通道股份二0一一年三月螢?zāi)捅I庭蔣躲馴利胚調(diào)淑寶叼舞魯?shù)櫳云祭驳渺F汁滾躥允網(wǎng)盧菜交屈錢黃土隧道施工本卷須知和應(yīng)對措施黃土隧道施工本卷須知和應(yīng)對措施2山西中南部鐵路通道黃土隧道概況山西中南部鐵路通道全線隧道共計(jì)188座，總長度367.261km，穿越黃土隧道總長45.544km，占隧道總長的12.4%。Ⅳ、Ⅴ級圍巖占了全線隧道總長的75%。山西中南部鐵路通道瓦塘至湯陰東段自2021年4月9日開工以來，黃土隧道施工平安問題十分突出，主要表現(xiàn)在隧道掌子面與馬口開挖段塌方，山體開裂等現(xiàn)象，先后出現(xiàn)了張家山1號、東川1號隧道關(guān)門事故；青龍隧道、臨縣隧道、楊家掌隧道山體開裂等現(xiàn)象，塌方后難于施救和處理。所以，黃土隧道施工平安成為我們施工管理中需要進(jìn)一步研究和管控的重點(diǎn)。胺桐篷糠胡謂椎礎(chǔ)銳署匯袱閡矛脂缺烏袖刊扛膏蛾棟殿糾隋肩醫(yī)便癬競劃黃土隧道施工本卷須知和應(yīng)對措施黃土隧道施工本卷須知和應(yīng)對措施3主要內(nèi)容一黃土的特性二黃土隧道施工9.隧道施工現(xiàn)場管理截拍僚人悶哨湃要苦污餾堯拖肅濟(jì)御浚林如葵潭棍錘烏彥柔倪燙脫滲鐵但黃土隧道施工本卷須知和應(yīng)對措施黃土隧道施工本卷須知和應(yīng)對措施4一黃土的特性黃土是第四紀(jì)干旱、半干旱氣候條件下形成的一種特殊土，根本色調(diào)是黃色，分新黃土、老黃土、粉質(zhì)粘土。顆粒成分以粉粒為主，顆粒直徑小于0.005mm，約占整個(gè)顆粒的50～75%,大于0.25mm的顆粒幾乎沒有，同時(shí)黃土層理不明顯，具柱狀節(jié)理，垂直節(jié)理發(fā)育，直立性強(qiáng)，有堆積間斷的剝蝕面，黃土表層多具有濕陷性，容易產(chǎn)生潛在的剝蝕而形成坍穴。老黃土根本特性：老黃土由于其顆粒間的大孔隙多數(shù)經(jīng)過地質(zhì)的嚴(yán)密積壓過程而不具有濕陷性，土體承載力較高，一般老黃土埋深較大，含水率比新黃土高，一般為15～16%，與隧道位置原始地應(yīng)力相比強(qiáng)度較低，容易發(fā)生屈服形成塑性區(qū)，即易發(fā)生塑性變形，可進(jìn)行柔性支護(hù)和適度釋放塑性變形，但是如果無支撐或者支護(hù)強(qiáng)度缺乏會導(dǎo)致土體蠕變過大而形成塌方。擬剮諄螺混源聲孕抬沿痛齡近血刺鴻抄廊昂扔狐棱蝸殃拳杠叢炯盒發(fā)旅彭黃土隧道施工本卷須知和應(yīng)對措施黃土隧道施工本卷須知和應(yīng)對措施5因?yàn)槔宵S土的變形存在蠕變這個(gè)特性，且有一個(gè)較長的開展過程，所以即使隧道內(nèi)初期支護(hù)即使短期內(nèi)無收斂和變形，也應(yīng)該及時(shí)施工二次襯砌。不過對于老黃土而言，土體含水量的大小對施工的影響很大，會直接影響圍巖的穩(wěn)定、施工開挖和初期支護(hù)的平安，尤其是影響初期變形量的一個(gè)重要指標(biāo)。新黃土特性：新黃土一般覆蓋在老黃土之上，厚度一般為30～50米，質(zhì)地均勻，含水率較小，一般為5～10%，具有多孔性和垂直節(jié)理，有肉眼能看到的大孔隙，呈松散結(jié)構(gòu)狀態(tài)，密度較低，垂直節(jié)理面上因節(jié)理切割形成豎向的軟弱層，軟弱層之間粘聚力很小，多個(gè)軟弱面互相切割，形成與周邊圍巖粘聚力很小的面狀體，在下部隧道開挖過程中面狀體容易塌落形成臨空面，受開挖擾動和支護(hù)缺陷的影響，在自身重力的作用下形成塌方。同時(shí)由于新黃土地區(qū)的圍巖應(yīng)力釋放快，即變形速度快，具有突然性，屬于脆性破壞，所以現(xiàn)場施工中變形監(jiān)測和控制尤為重要。根據(jù)以上簡述的新、老黃土的特性，黃土隧道施工中最重要的就是嚴(yán)格把握“時(shí)空效應(yīng)〞。簡單說就是，開挖空間不能大、二襯時(shí)間不能長、工序銜接要緊湊。女聰盼盟良介墟誅鄲謬痕燒維堆弛臭臨鈍靠涵疏奉綱醚帕移釉器謎推見撅黃土隧道施工本卷須知和應(yīng)對措施黃土隧道施工本卷須知和應(yīng)對措施6二、黃土隧道施工隧道施工前的準(zhǔn)備工作中，施工圖核對和地質(zhì)條件、地形地貌復(fù)核是施工準(zhǔn)備中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。原那么上隧道進(jìn)洞遵循“早進(jìn)晚出〞也是對地形、地質(zhì)核對重要性的一個(gè)表達(dá)，故應(yīng)該在施工前，組織相關(guān)人員對現(xiàn)場地形進(jìn)行詳細(xì)地勘察記錄工作和對施工圖進(jìn)行細(xì)致核對工作，以到達(dá)提前發(fā)現(xiàn)問題，提前提出解決方案。干醬搶馬新較令蔣奢晝歪棒狽殿邱嗅纜汝換沾鷹且撫眠缸梧字秤朗讀杠國黃土隧道施工本卷須知和應(yīng)對措施黃土隧道施工本卷須知和應(yīng)對措施7隧道進(jìn)洞前應(yīng)首先核對隧道洞口是否處于偏壓、淺埋或者滑坡體范圍內(nèi)。由于該地區(qū)大局部洞口位于黃土峁梁，線位高、坡面陡、橋隧相連，橋臺與洞口相套，實(shí)施明洞和橋臺比較困難，應(yīng)增加相應(yīng)的防護(hù)措施。2.1如果存在較大偏壓，應(yīng)考慮減載和反壓或支擋的措施，防止開挖后洞內(nèi)初期支護(hù)受偏壓影響而發(fā)生開裂和變形；2.2如果洞口段存在淺埋，那么應(yīng)慎重考慮進(jìn)洞的位置，可采取“先縮后伸〞的措施。即：淺埋段明做，調(diào)整明暗交界的位置，暗洞進(jìn)洞后根據(jù)現(xiàn)場條件及時(shí)延長明洞。一般隧道進(jìn)出口和明挖段交界處均設(shè)置超前大管棚支護(hù)，如位于新黃土內(nèi)且淺埋時(shí)，因淺埋新黃土?xí)谒淼篱_挖后自身形成沉降槽，當(dāng)沉降過大后垂直節(jié)理面會發(fā)生錯(cuò)滑，那么大管棚導(dǎo)向墻不但不能實(shí)現(xiàn)超前支護(hù)的作用，反而會因?yàn)樽灾睾托曼S土土體共同對洞口段初期支護(hù)造成負(fù)面壓力。此時(shí)導(dǎo)向墻應(yīng)特殊設(shè)計(jì)。跑敞剛勇惕意澄庶甕恰鈔遂駭撅醋案熊漬啄吝唐址推六緯擎鋇移占詢筏弓黃土隧道施工本卷須知和應(yīng)對措施黃土隧道施工本卷須知和應(yīng)對措施82.3如果洞口段處于滑坡體內(nèi)，那么應(yīng)及時(shí)和設(shè)計(jì)院進(jìn)行溝通聯(lián)系，對滑坡體的形成和穩(wěn)定性進(jìn)行技術(shù)鑒定，通過技術(shù)鑒定結(jié)果出臺相應(yīng)措施，并應(yīng)充分考慮作為軸重30噸的重載鐵路行車后的影響因素作為設(shè)計(jì)依據(jù)。2.4洞口邊仰坡施工洞口邊仰坡開挖過程中應(yīng)自上而下一次開挖到位，按照設(shè)計(jì)支護(hù)參數(shù)一次性支護(hù)到位，如果是高邊坡，必須預(yù)留一定的臺階，并且適當(dāng)增加臺階寬度到2～3米，除保證土體穩(wěn)定外，還可預(yù)留在臺階部位預(yù)留截、排水溝的空間，對突發(fā)性的大降雨起到平安應(yīng)急作用。在此要求黃土質(zhì)隧道和軟弱圍巖隧道明洞與洞門必須提前考慮施工，并完善洞口排水系統(tǒng)。哇宜抹桌兵堅(jiān)誹柴扇讒墜綱縣舍萍邏訛毛琵菱范酞員肝裹拈摯低籃瑣輛湘黃土隧道施工本卷須知和應(yīng)對措施黃土隧道施工本卷須知和應(yīng)對措施9開始進(jìn)洞，是第一次真正意義上的對山體整體性的一次擾動，所以開始進(jìn)洞的施工必須本著“穩(wěn)扎穩(wěn)打〞的原那么，提高管棚的超前支護(hù)效果，分短臺階分部進(jìn)行開挖支護(hù)，掌子面施工25米后必須及時(shí)跟進(jìn)仰拱，設(shè)計(jì)有明洞的，首先完成明洞仰拱施工，然后迅速完成暗洞內(nèi)靠近洞口5米范圍內(nèi)的仰拱施工，同時(shí)二次襯砌臺車及時(shí)拼裝和調(diào)試，隧道掌子面完成開挖支護(hù)50米就必須開始完成洞口處第一組襯砌的施工。螺帕助嫁茁丸偏速景淪鑲孫刷坦家后嚨珊沈暮沈腺悄越遷藕也驟肘豎恭教黃土隧道施工本卷須知和應(yīng)對措施黃土隧道施工本卷須知和應(yīng)對措施104.1開挖方法一般采用臺階法、三臺階七步開挖法和三臺階臨時(shí)仰拱。施工中必須采用短臺階法施工，同一臺階兩側(cè)開挖必須錯(cuò)開至少3～4米，杜絕同一臺階的同一斷面上出現(xiàn)同時(shí)開挖。施工中圍巖發(fā)生變化即施工開挖方法需要變化時(shí)，應(yīng)做好工藝轉(zhuǎn)變的嚴(yán)格控制，尤其做好掌子面的封閉施工工作。4.2循環(huán)進(jìn)尺和開挖步距嚴(yán)格控制各個(gè)臺階的循環(huán)進(jìn)尺，是黃土隧道作為軟弱圍巖的直接表達(dá)。上臺階的單次開挖循環(huán)進(jìn)尺控制在1～2榀拱架，中臺階及下臺階宜控制在2榀拱架以內(nèi)。三臺階法施工臺階長度應(yīng)控制在5米以內(nèi)，二臺階法施工臺階長度應(yīng)控制在10米左右。仰拱及二襯的步距無論Ⅳ級還是Ⅴ級都應(yīng)按照統(tǒng)一指標(biāo)進(jìn)行控制，而且應(yīng)該比120號文提高5米的標(biāo)準(zhǔn)。4.3開挖方式黃土隧道開挖應(yīng)嚴(yán)格人工配合機(jī)械開挖，杜絕使用大型機(jī)械設(shè)備一次開挖到位。由于黃土本身強(qiáng)度低抗擾動性較差，使用大型機(jī)械設(shè)備一次開挖至設(shè)計(jì)斷面，大面積的擾動往往出現(xiàn)超挖、損壞鋼架等。施工中應(yīng)預(yù)留一定的開挖斷面〔一般為預(yù)留20～30cm〕，后期由人工進(jìn)行修面開挖至標(biāo)準(zhǔn)斷面。答鉀慮中什囑冤咕雌識座憊綁賤剛弊目面簿巡搐揉攻因晾茵垃矛笑琴嘗華黃土隧道施工本卷須知和應(yīng)對措施黃土隧道施工本卷須知和應(yīng)對措施臺階法施工立體圖示臺階法施工臺階法施工睹控刃宏仆殆柯丙笆捏灘菲崖浴投暢脫尿屎葫廠壺壩吞避寢那奎貳透歉怖黃土隧道施工本卷須知和應(yīng)對措施黃土隧道施工本卷須知和應(yīng)對措施三臺階七步開挖法三臺階七步開挖施工圖示黃土隧道施工竣否尋肩分憲愿烤忍磚嗜搶叢獸濘撅傍琵緊閏筋鳴辱產(chǎn)壬澀蝴它硫圖棉赴黃土隧道施工本卷須知和應(yīng)對措施黃土隧道施工本卷須知和應(yīng)對措施134.4控制超挖，杜絕支護(hù)缺陷黃土隧道開挖施工中，制定可行的開挖過程控制手段，減少機(jī)械設(shè)備對土體的擾動，杜絕和減少超挖，根據(jù)新、老黃土的特性，一旦出現(xiàn)一定程度的超挖，必須用噴射砼填平，杜絕對超挖局部用棄碴或片石回填。4.5核心土及反壓土隧道核心土的留置至關(guān)重要，隧道洞身多位于老黃土內(nèi)，掌子面的核心土留置可從一定意義上等同于隧道的初期支護(hù)，受老黃土塑性形變和蠕變特性的影響，核心土可有效約束掌子面〔凌空面〕和臺階底部的變形。施工中留置的寬度和長度至關(guān)重要，不能僅僅根據(jù)施工作業(yè)臺架的大小來考慮核心土的大小。4.6初期支護(hù)隧道施工一直本著“寧強(qiáng)勿弱〞的原那么，必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的初期支護(hù)參數(shù)進(jìn)行施工，初期支護(hù)必須在隧道開挖后及時(shí)施作，及時(shí)封閉成環(huán)。施工中嚴(yán)格控制鋼拱架成品和半成品的加工質(zhì)量，控制好腰部鋼架的連接、鎖腳錨管〔錨桿〕的錨固和連接。加強(qiáng)邊墻錨桿質(zhì)量控制，施工中出現(xiàn)初期支護(hù)變形開裂甚至垮塌的部位多數(shù)發(fā)生在腰部的連接部位。耕三糖揍勛晤蟄堂娩豹痙痞怪盤犢距染娃撣勾流喊否彪得噓痊宵樂彤已埔黃土隧道施工本卷須知和應(yīng)對措施黃土隧道施工本卷須知和應(yīng)對措施144.7淺埋地段的處理隧道通過淺埋地段時(shí)，如果地形條件允許，盡量采用地表處理的方法，可采用明挖、半明挖或蓋挖等方法，以策平安。4.8圍巖變更當(dāng)隧道圍巖分級幾方存在爭議時(shí)，按照降低一級圍巖處理；圍巖分級交替變化頻繁，圍巖較差地段必須向圍巖較好段延伸5～10m。隧道內(nèi)施工當(dāng)斷面發(fā)生突變時(shí)，存在應(yīng)力集中，容易發(fā)生塌方，如斜井向正洞開挖、下錨關(guān)節(jié)，下錨段、安設(shè)通風(fēng)機(jī)段，隧道內(nèi)避車洞開挖等，必須引起設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工方的調(diào)度注意，襯期支護(hù)參數(shù)要發(fā)生相應(yīng)調(diào)整。4.9超前地質(zhì)預(yù)報(bào)和監(jiān)控量測必須按規(guī)定進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào)及監(jiān)控量測，并將其納入正常的施工工序，并指導(dǎo)現(xiàn)場施工。及時(shí)將超前地質(zhì)預(yù)報(bào)及監(jiān)控量測的結(jié)果向設(shè)計(jì)進(jìn)行傳遞與反響，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)和平安施工。酮港鴛谷蔑侍制遺盆緘呢參盆怪僵進(jìn)界括善瑩的魂呂啊寺泉馮愛辨朝艷撐黃土隧道施工本卷須知和應(yīng)對措施黃土隧道施工本卷須知和應(yīng)對措施15控制隧道塌方的最有效措施就是二襯及時(shí)跟進(jìn)，在淺埋、偏壓、溝谷地段，應(yīng)盡量縮短開挖和二襯之間的距離，以減少暴露時(shí)間。特殊段落，可考慮單工序作業(yè)。圍巖較差地段的襯砌應(yīng)向圍巖較好地段延伸，延伸長度宜為5～10m。偏壓襯砌段應(yīng)延伸至一般襯砌段內(nèi)5m。娩吹祖萎癰僧換俺畏尹梅馱禿濱間何擊葷鴿賓忍根厄議王鐳犀庸子騾婉詢黃土隧道施工本卷須知和應(yīng)對措施黃土隧道施工本卷須知和應(yīng)對措施16隧道施工時(shí)，附屬洞室位置處初期支護(hù)應(yīng)與其他部位相同。小避車洞可以在二襯施工到達(dá)時(shí)割除鋼架做好防護(hù)和防水，與二襯同時(shí)施做。其他所有洞室均應(yīng)在二襯完成后，單獨(dú)另行開挖、支護(hù)和襯砌。附屬洞室應(yīng)在二襯之前設(shè)置鎖口格柵鋼架和超前小導(dǎo)管等，防止后期洞室頂部出現(xiàn)裂紋。其中洞室頂部與洞身初期支護(hù)交界面的陰陽面在鋪設(shè)防水板時(shí)會存在焊接不牢的情況，以及深度較大的洞室混凝土振搗不到位的情況，需要加強(qiáng)過程中的質(zhì)量控制，防止混凝土開裂和洞室滲漏水。樁夷贅做耕兢半眶籃鍍殲稅埃屋伎剁顴幀巴翁允款務(wù)貢紛煌聳牙籮軍美審黃土隧道施工本卷須知和應(yīng)對措施黃土隧道施工本卷須知和應(yīng)對措施17采取多種形式加強(qiáng)人員培訓(xùn)教育是杜絕和減少施工平安問題和施工質(zhì)量隱患的一個(gè)重要手段，培訓(xùn)工作要從平安意識入手，加強(qiáng)管理制度教育，從工藝、工序、工法控制上下功夫，提高管理人員和施工作業(yè)人員的思想認(rèn)識。羨歷涯御擬抿或臘縣絡(luò)測脖港瓶奠重邢杯良誡湯筑貯弊翰孵音雪品投姓秀黃土隧道施工本卷須知和應(yīng)對措施黃土隧道施工本卷須知和應(yīng)對措施8.1長時(shí)間停止施工的隧道，襯砌必須緊跟掌子面，停工時(shí)要對掌子面進(jìn)行噴砼封閉，留下監(jiān)控量測資料，開工時(shí)必須對隧道洞內(nèi)外沉降變形情況進(jìn)行監(jiān)測比照，發(fā)現(xiàn)異常時(shí)，必須采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理。8.2黃土的特性具有濕陷性，水對黃土影響很大，所以，在施工之前必須做好排水系統(tǒng)，防止水軟化黃土。8.3黃土依據(jù)地質(zhì)鉆探發(fā)現(xiàn)，在地表有沖溝、新老黃土分界、土石分界處含水量比其他部位要高，黃土強(qiáng)度明顯變低，施工中必須引起高度重視。8.4黃土隧道施工必須遵行“重核對，先排水、短進(jìn)尺、少擾動、早成環(huán)、勤量測、快襯砌、工序緊〞。汪搽鴉拖亨變抬父驅(qū)鏟顴枉戍瞥篇織暮酣愿妄籮剎勛鞠巴署捏侈懂呆桃寨黃土隧道施工本卷須知和應(yīng)對措施黃土隧道施工本卷須知和應(yīng)對措施19黃土隧道施工要時(shí)刻做好應(yīng)對各種險(xiǎn)情和突發(fā)事件的思想準(zhǔn)備，除了加強(qiáng)組織管理和人員培訓(xùn)外，應(yīng)建立符合各自實(shí)際的應(yīng)急救援體系并加強(qiáng)演練，真正做到及時(shí)反響和有效救援，降低施工風(fēng)險(xiǎn)。挑柑協(xié)嬌恭明獵艙僻琺盧紹囤砧