QCR 9511-2014 鐵路黃土隧道技術(shù)規(guī)范

RRP鐵路黃土隧道技術(shù)規(guī)范中國鐵路總公司發(fā)布鐵路黃土隧道技術(shù)規(guī)范主編單位：中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司批準(zhǔn)部門：中國鐵路總公司施行日期：2014年10月1日2014年·北京12014年6月26日3本規(guī)范是根據(jù)原鐵道部《關(guān)于印發(fā)2011年鐵路工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)1.總則明確了標(biāo)準(zhǔn)適用范圍以及鐵路黃土隧道設(shè)計施工應(yīng)出了不同跨度等級的襯砌支護(hù)參數(shù)、施工方法及監(jiān)控量測的3.明確了鐵路黃土隧道地基濕陷性評價方法和大、特大跨度4.規(guī)定了鐵路濕陷性黃土隧道洞口及淺埋段地表封閉隔水、45 1 2 2 4 53.1一般規(guī)定 5 5 6 7 83.6圍巖級別劃分 3.7洞口位置的選擇 4.1一般規(guī)定 4.3洞口段及明洞 5.1一般規(guī)定 5.2超前支護(hù) 5.3初期支護(hù) 5.4二次襯砌 6.1一般規(guī)定 6.2洞口防排水 6.3地表防排水 6.4結(jié)構(gòu)防排水 7.1一般規(guī)定 7.2洞口工程 7.3洞身工程 8監(jiān)控量測 8.1一般規(guī)定 8.4量測頻率 8.5變形控制基準(zhǔn) 9地基處理 9.1一般規(guī)定 9.2地基處理 6小跨度5.0m至8.5m;2術(shù)語和符號2.1.1黃土loess2.1.3老黃土(Q?、Q?)oldloess2.1.4濕陷性黃土collapsibleloess2.1.5非濕陷性黃土noncollapsibleloess在上覆土的自重壓力下受水浸濕，發(fā)生顯著附加下沉的濕陷2.1.7非自重濕陷性黃土loessnoncollapsibleunderoverbur-在上覆土的自重壓力下受水浸濕，不發(fā)生顯著附加下沉的濕2.1.8新近堆積黃土recentlydepositedloess150kPa壓力下變形較大的全新世(Q2)黃土。2.1.9濕陷變形collapsedeformation2.1.10濕陷系數(shù)coefficientofcollapsibility2.1.11自重濕陷系數(shù)coefficientofcollapsibilityunderover-2.1.12濕陷性黃土場地等級collapsibleloesssitegrade依據(jù)黃土的自重濕陷量和淺基礎(chǔ)(埋深1.5m)濕陷量劃分的2.1.13隧道地基濕陷量的計算值calculatedcollapseof對隧道地基下不同埋深黃土采樣，通過室內(nèi)壓縮試驗測取其2.1.14大拱腳largearchfoot2.1.15非接觸量測non-contactmeasurement指在不接觸被測目標(biāo)點(diǎn)的情況下，獲取被測點(diǎn)的空間位移信2.1.16變形控制基準(zhǔn)deformationcontrolbenchmark為保證安全，對隧道施工過程中位移等監(jiān)控量測項目設(shè)定的2.1.17防護(hù)距離protectiondistance防止隧道及地下結(jié)構(gòu)黃土圍巖受管道、水池等滲漏影響的最w——含水量wp——塑限S,——飽和度y——土的重度△s——自重濕陷量的實測值△s——隧道地基濕陷量的計算值β——考慮地基受水浸濕的可能性和基底下土的側(cè)向擠出等因素的修正系數(shù)β——因地區(qū)土質(zhì)而異的修正系數(shù)β——隧道地基濕陷變形計算修正系數(shù)H——隧道開挖高度B——隧道開挖寬度3.1.1鐵路黃土隧道工程勘察應(yīng)根據(jù)勘察設(shè)計階段的任務(wù)和目巖層的接觸面形態(tài)及接觸面附近的賦水情況，下伏基巖的地層及評價其對隧道的影響，并對隧道及輔助坑道洞口斜坡的穩(wěn)定性進(jìn)6查明隧道洞口及淺埋地段黃土陷穴、人為坑洞的分布及7查明大氣降水的匯集、徑流對黃土地貌的剝蝕作用及其對山坡穩(wěn)定的影響；查明溝床變遷和地表水對谷坡的侵蝕情況。3勘探孔應(yīng)布置在隧道結(jié)構(gòu)外側(cè)3m～5m,孔深應(yīng)至基底以下不小于5m。用于評價黃土濕陷性的勘探孔深度除應(yīng)大于隧4原狀土樣宜采用挖探或原位靜壓的方法采取。鉆探取樣5用于濕陷性評價的原狀土樣，應(yīng)符合I級土樣質(zhì)量的要3.4.2鐵路黃土隧道必要時應(yīng)采用現(xiàn)場浸水試驗實測自重濕陷3.4.3鐵路黃土隧道勘探孔應(yīng)根據(jù)工程需要和評價要求取原狀1隧道洞身及基底以下黃土層除進(jìn)行常規(guī)壓縮和剪切試驗2對地下水位埋深較淺的隧道應(yīng)根據(jù)設(shè)計需要進(jìn)行滲透和3隧道地基黃土濕陷系數(shù)的試驗壓力，基底以下5m以內(nèi)的際壓力。明洞地基黃土濕陷系數(shù)的試驗壓力應(yīng)符合現(xiàn)行《濕陷性1按地貌單元查明濕陷性黃土的分布。除按要求開展場地評價指標(biāo)濕陷系數(shù)δs濕陷性非濕陷性黃土濕陷性黃土濕陷程度濕陷性輕微濕陷性中等濕陷性強(qiáng)烈3.5.3濕陷性黃土場地的濕陷類型，應(yīng)按自重濕陷量的實測值△s或計算值△s進(jìn)行判定，并應(yīng)符合表3.5.3的規(guī)定。自重濕陷量濕陷性場地類型評價指標(biāo)自重濕陷量(△或△s)非自重濕陷性黃土場地△2或△≤70mm自重濕陷性黃土場地△或△s>70mm3.5.4鐵路黃土隧道地基濕陷量的計算和濕陷等級劃分應(yīng)符合下列要求：1鐵路黃土隧道地基濕陷量的計算值△s,應(yīng)按下式計算：式中δ——隧道基底下第i層土的濕陷系數(shù)；h;——隧道基底下第i層土的厚度(mm);β——隧道地基濕陷變形計算修正系數(shù)。鐵路黃土隧道地基濕陷量的計算值△s,應(yīng)從隧道基底算起，隧道地基濕陷等級劃分標(biāo)準(zhǔn)△s(mm)隧道地基濕陷程度二三3.6.2鐵路黃土隧道的深淺埋分界應(yīng)根據(jù)黃土形成的年代及隧道斷面尺寸確定，老黃土(Q?、Q?)隧道可取1.4(H+B)~3.6.3鐵路黃土隧道基本圍巖分級應(yīng)按表3.6.3的要求劃分。況降低1個亞級。2淺埋地段圍巖級別可視情況降低1級或1個亞級。3當(dāng)有2個以上符合上述款項規(guī)定的因素時，不應(yīng)簡單疊表3.6.3鐵路黃土隧道基本圍巖分級表圍巖分級黃土類型圍巖主要工程地質(zhì)特征圍巖開挖后的穩(wěn)定狀態(tài)圍巖剪切波波速老黃土緊密；節(jié)理不發(fā)育~較發(fā)育拱部無支護(hù)時掉塊、坍塌；側(cè)壁有時失穩(wěn)硬塑為主；鈣質(zhì)結(jié)核零星分布，土質(zhì)較緊密；節(jié)理不發(fā)育~較發(fā)育V老黃土軟塑為主；鈣質(zhì)含量少，土質(zhì)較疏松；節(jié)理較發(fā)育～發(fā)育拱部和側(cè)壁易坍塌，處理不當(dāng)會出現(xiàn)大坍塌；淺埋時易出現(xiàn)地表下地表新黃土堅硬～硬塑；土質(zhì)較疏松；陷穴及節(jié)理不發(fā)育新黃土硬塑～軟塑；土質(zhì)疏松；陷穴及節(jié)理較發(fā)育～發(fā)育V飽和黃土、新近堆積黃土軟塑～流塑或松軟結(jié)構(gòu)的土層(陷)或塌至地表4.3.3明洞的結(jié)構(gòu)類型應(yīng)根據(jù)地形地質(zhì)及施工條件等因素綜合考慮，原則上坡率可采用1:0.75～1:1.25。4.5.2黃土陷穴、豎向坑洞的處理范圍為地表至陷穴底部。明5.2.2小導(dǎo)管宜采用φ42mm的無縫鋼管，長度宜為3.5m~跨度二襯厚度噴混凝土厚度預(yù)留變形量錨桿鋼筋網(wǎng)鋼拱架位置直徑長度環(huán)縱間距直徑間距型號間距(m)小跨邊墻格柵或V格柵或中跨邊墻格柵或V格柵或··跨度圍巖級別二襯厚度噴混凝土厚度預(yù)留變形量錨桿鋼筋網(wǎng)鋼拱架位置直徑長度環(huán)縱間距直徑間距型號間距大跨邊墻φ6~φ8格柵或φ6~φ8格柵或I20a或續(xù)表5.3.3—2跨度圍巖級別初期支護(hù)二襯厚度噴混凝土厚度預(yù)留變形量錨桿鋼筋網(wǎng)鋼拱架位置直徑長度環(huán)縱間距直徑間距型號間距特大跨邊墻φ6~φ8格柵或φ6~φ8格柵或I22a或I25a或注：1*為鋼筋混凝土；面尺寸可根據(jù)匯水區(qū)流量確定。截、排水溝坡度不應(yīng)小于3%,當(dāng)施與洞外排水系統(tǒng)順接，洞內(nèi)匯水應(yīng)盡早引離線路。排水系統(tǒng)施和處理；對低洼處應(yīng)采用黏土或灰土夯填密實，并對場地進(jìn)行平6.3.4地表需要夯填整平時，表層可換(夯)填30cm～50cm厚的灰土封閉隔水，壓實系數(shù)不小于0.95,并設(shè)不小于0.02的順7.2.8洞口段施工過程中應(yīng)適當(dāng)增加監(jiān)控量測頻率，加強(qiáng)對邊、3m～5m,面積不宜小于整個上臺階開挖面的50%。7.3.3洞身施工應(yīng)選擇合理的工序步距，銜接緊湊。臺階高度、1上臺階長3m～5m,中臺為1.0m～1.2m,大跨度間距為0.8m～1.0m,特大跨度間距為段不大于上臺階一次進(jìn)尺的2倍。8.1.3監(jiān)控量測應(yīng)滿足現(xiàn)行《鐵路隧道監(jiān)控量測技術(shù)規(guī)程》表8.2.2各種工法位移量測項目選擇工法監(jiān)測項目雙側(cè)壁導(dǎo)坑法臺階法拱部下沉拱頂拱腳X××水平收斂拱腳墻腰墻腳OOOO地表沉降8.3.1地表沉降測點(diǎn)應(yīng)在隧道開挖前布設(shè)。地表沉降測點(diǎn)和隧向間距可按表8.3.1的要求布置。表8.3.1地表沉降測點(diǎn)縱向間距隧道埋深與開挖寬度、高度縱向測點(diǎn)間距(m)8.3.2拱頂下沉測點(diǎn)和凈空變化測點(diǎn)應(yīng)布置在同一斷面上。量測斷面間距可按表8.3.2的要求布置。圍巖級別斷面間距(m)V58.3.3拱頂下沉測點(diǎn)原則上設(shè)置在拱頂軸線附近，當(dāng)跨度較大照表8.3.3布置，非接觸位移測點(diǎn)可按照圖8.3.3布置。施工方法特殊地段臺階法每臺階一條水平測線每臺階一條水平測線，兩條斜測線分部開挖法每分部一條水平測線CD或CRD法上部、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法左右側(cè)部一條水平測線8.4.1必測項目的量測頻率應(yīng)根據(jù)測點(diǎn)距開挖面的距離及位移8.4.2選測項目量測頻率應(yīng)根據(jù)設(shè)計和施工要求以及必測項目8.5.2大、特大跨度鐵路黃土隧道凈空位移控制基準(zhǔn)，可按表8.5.2選用。其他跨度的鐵路黃土隧道凈空位移控制基準(zhǔn)8.5.3控制基準(zhǔn)值可根據(jù)工程施工及監(jiān)測反饋的信息情況進(jìn)一2隧道位移相對值已達(dá)到總相對位移量的90%以上。8.5.5鐵路黃土隧道監(jiān)控量測應(yīng)按現(xiàn)行《鐵路隧道監(jiān)控量測技術(shù)規(guī)程》(TB10121)的規(guī)定建立圍巖分級拱頂下沉(%) 墻腰水平收斂拱部下沉η倍拱部下沉不作為監(jiān)控要求注：1本表按斷面相對值給出，其中拱部下沉(%)為相對于隧底的拱部下沉值與6拱腳和拱頂下沉以及拱腳收斂要求在距上臺階掌子面1.5m以內(nèi)開始初9.1.4符合下列條件之一時，鐵路黃土隧9.1.6鐵路黃土隧道施工過程中應(yīng)采取防止施工用水和雨水集9.2.1明洞工程濕陷性黃土地基可結(jié)合地基的濕陷性等級、類9.2.4濕陷性黃土地基處理，可按表9.2.4選擇其中一種或多種表9.2.4濕陷性黃土地基處理方法處理厚度(m)換填法洞門端、擋、翼墻地基，明洞地基、隧道地基擠密樁法明洞地基、隧道地基混凝土灌注樁洞門端、擋、翼墻及明洞地基15以上估。地基處理施工結(jié)束后，應(yīng)按設(shè)計要求及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢查和本規(guī)范用詞說明1.0.1本規(guī)范系統(tǒng)總結(jié)和吸收了我國近年來鐵路黃土隧道合區(qū)域黃土的特點(diǎn)，因地制宜進(jìn)行勘察設(shè)計，保障施工和運(yùn)營跨度分級小跨度中等跨度大跨度特大跨度開挖寬度(m)適用范圍200km/h單線250km/h單線350km/h單線200km/h雙線250km/h雙線350km/h雙線級與V級黃土隧道塑性區(qū)厚度隨坑道跨度變化如說明圖1.0.4開挖跨度小于12m的隧道按3.5m寬度分級劃分為兩級。3.3.3黃土區(qū)的地貌類型是黃土在漫長的地質(zhì)年代堆積和侵蝕地貌類型地形地貌的基本特征堆積地貌黃土高原黃土塬黃土高原受現(xiàn)代溝谷切割后保存下來的大型平坦地面，周邊為溝谷環(huán)繞黃土梁黃土峁孤立的黃土丘陵，饅頭狀山丘頂面平坦或微有起伏，大多數(shù)是由黃土梁進(jìn)一步切割而成黃土平原由黃土堆積形成的平原，分布于山前或山間等新構(gòu)造運(yùn)動下降區(qū)黃土階地河谷及大型溝谷兩岸，表層全部由風(fēng)積、沖洪積黃土堆積的階地侵蝕地貌黃土河谷黃土分布區(qū)的侵蝕河谷，其形成和發(fā)展過程中伴隨有新的黃土堆積黃土沖溝因黃土土質(zhì)疏松，水流下切速度快，常伴有重力崩塌、潛蝕作用，其特征是溝深、壁陡、向源侵蝕作用顯著潛蝕地貌黃土碟形洼地地面下沉后形成直徑數(shù)米至數(shù)十米的淺平凹地，它是陷穴和黃土陷穴陡坡邊緣附近的地表水沿黃土孔隙和裂隙，垂直下滲潛蝕后形成的坑洞。下陷坑洞沿溝成串分布時稱之為串珠狀陷穴地貌類型地形地貌的基本特征潛蝕地貌黃土井黃土陷穴垂直向下發(fā)展，形成深度大于寬度若干倍的井狀坑洞黃土橋兩個黃土陷穴的底部被水流串通，崩塌剝蝕之后殘存的拱橋狀洞穴土體黃土柱黃土陡崖、坎邊沿垂直節(jié)理崩塌后殘存的土柱重力地貌黃土堆積體坡腳下堆積形成的裙?fàn)畹孛残螒B(tài)黃土滑坡黃土斜坡土體，在重力或地下水作用下產(chǎn)生下滑變形后的簸箕狀地貌形態(tài)道基底下5m深度范圍內(nèi)取300kPa;5m～10m范圍內(nèi)取400kPa;埋深20m,隧道基底下5m深度范圍內(nèi)取400kPa。明黃土濕陷系數(shù)的試驗壓力，基底以下5m以內(nèi)的土層可采用3.5.2、3.5.3鐵路黃土隧道濕陷性評價主要集中在洞口及淺埋1)濕陷系數(shù)計算。根據(jù)《鐵路工程土工試驗規(guī)程》(TB10102—2010)的規(guī)定測定。(說明3.5.2—1)式中hp——保持天然的濕度和結(jié)構(gòu)的土樣，加壓至一定壓力時下沉穩(wěn)定后的高度(cm);hp—述加壓穩(wěn)定后的土樣，在浸水作用下，下沉穩(wěn)定后的高度(cm);h?——土樣的原始高度(cm)。2)測定濕陷系數(shù)試驗壓力從隧道基底算起，壓力值按本規(guī)范第3.4.3條的相關(guān)規(guī)定取值。(2)濕陷性黃土場地的自重濕陷量計算。1)自重濕陷量的計算值△s,按下式計算：(說明3.5.2—2)β——因地區(qū)土質(zhì)而異的修正系數(shù)，在缺乏實測資料時，隴西地區(qū)取1.50,隴東一陜北一晉西地區(qū)取1.20,關(guān)中地區(qū)取0.90,其他地區(qū)取0.50。2)自重濕陷量的計算值△s,自天然地面算起，至其下非濕陷性黃土層的頂面止，其中自重濕陷系數(shù)δzs值小于0.015的土層不50025—2004)測定。1)場地濕陷量的計算值△,按下式計算：hi——第i層土的厚度(mm);(說明3.5.2—3)β—考慮基底下地基土的受水浸濕的可能性和側(cè)向擠出0m～5m深度內(nèi)，取β=1.5;基底下5m～10m深度內(nèi)，取β=1.0;基底下10m以下至非濕陷性黃土在非自重濕陷性黃土場地，累計至基底下10m(或地基壓縮層)深度止；在自重濕陷性黃土場地，累計至非濕陷性黃土層的頂面為止。其中濕陷系數(shù)δs(10m以下為δzs)小于0.015的土層不累計。3.5.4鐵路黃土隧道地基的濕陷變形會引起襯砌結(jié)構(gòu)破壞。隧道地基的濕陷變形一般根據(jù)地基土的自重濕陷系數(shù)，采用分層總2004)規(guī)定的地區(qū)取值修正。目前對隧道地基濕陷變形計算修正系數(shù)的研究尚不充分，由于隧道地基埋深一般在10m經(jīng)驗計算時修正系數(shù)可按不大于1.0考慮。在缺乏實測資料時，隴西、隴東、陜北、晉西地區(qū)取1.0,關(guān)中地區(qū)取0.90,其他地區(qū)取0.50。對于隧道地基濕陷變形等級劃分，本規(guī)范參照了不同鐵路路基沉降變形控制標(biāo)準(zhǔn)，由建筑地基濕陷變形引起結(jié)構(gòu)破壞的調(diào)查結(jié)果，以及隧道地基濕陷變形引起襯砌結(jié)構(gòu)力學(xué)性狀的變化分析確定。3.6.2隧道深淺埋分界是確定設(shè)計荷載的前提和基礎(chǔ)。鐵路黃專線大斷面黃土隧道支護(hù)參數(shù)及地表沉降控制技術(shù)研究》側(cè)土體對它施加有摩阻力T?。而當(dāng)破裂面間的土體ABDC下沉BDF的自重W?;兩三棱柱施加與土柱的摩阻力T?;兩破裂面ψ=W?+2W?-2Fy(說明3.6.2—1)當(dāng)ψ=0,即：W?+2W?=2Fy(說明3.6.2—2)計算結(jié)果見說明表3.6.2—2,計算圖如說明圖3.6.2—2所示。說明表3.6.2—1計算參數(shù)表土樣位置圍巖性質(zhì)密度黏聚力內(nèi)摩擦角計算摩擦角破裂角圍巖級別賀家莊呂家崖潼洛川臺村V閱鄉(xiāng)Q3砂質(zhì)V函谷關(guān)V說明表3.6.2—2按規(guī)范計算臨界深度情況隧道名稱圍巖級別圍巖性質(zhì)開挖高跨(m)計算臨界深度h?(m)賀家莊呂家崖潼洛川臺村V閱鄉(xiāng)V函谷關(guān)V說明圖3.6.2—2淺埋計算模式計算圖(閱淺埋臨界深度取1.36(H+B)～1.62(H+B),式中H和B分別深度為1.4(H+B)～2.1(H+B)。綜合以上分析，鐵路黃土隧道的深淺埋分界深度取為表4.1.3。邊坡形式適用條件直線型(一坡到頂)(1)均質(zhì)土層，Q?、Q?黃土邊仰坡高度H≤12m;Q?、Q?黃土邊仰坡高度H≤15m;(2)非均質(zhì)土層，邊仰坡高度H≤10m邊坡形式適用條件折線型(上緩下陡)階梯型(小平臺)(1)均質(zhì)土層，Q4、Q?黃土邊仰坡高度12m<H≤20m;Q?、Q?黃土邊仰坡高度15m<H≤20m;(2)非均質(zhì)土層，邊仰坡高度15m<H≤25m階梯型(大平臺)確保隧道的覆蓋層無潛在的空洞和裂縫，否則在雨水的長期侵蝕工程實踐表明，復(fù)合式襯砌對于保證施工安全及運(yùn)營期結(jié)構(gòu).根據(jù)鐵路黃土隧道襯砌現(xiàn)場試驗研究和量測資料，隧道垂直數(shù)約為0.5,故本規(guī)范規(guī)定黃土隧道采用曲墻帶仰拱復(fù)合式襯砌；進(jìn)行超前預(yù)支護(hù)或預(yù)加固處理。管棚工法、超前小導(dǎo)管及錨桿作為淺埋暗挖法隧道施工的幾種重要的輔助工法，在避免因圍巖過等方面發(fā)揮著重要作用，特別是在下穿既有結(jié)構(gòu)物及地下工程施5.2.2超前小導(dǎo)管是黃土隧道施工中采用較多的一種超前支護(hù)方法。沿初期支護(hù)外輪廓線，以一定的外插角向開挖工作面前方襯砌結(jié)構(gòu)是否開裂和滲漏水。合理確定二次襯砌的施作時機(jī)是保證隧道工程施工階段和長期運(yùn)營階段安全性的關(guān)鍵。在特殊或復(fù)度、施工方法和支護(hù)(一般指初期支護(hù))剛度等影響而不同。黃土國秀.Q2黃土大面積浸水試驗研究.巖土工程學(xué)報，1993年，60m,上部6m為馬蘭黃土(Q?),下部為離石黃土(Q?),浸水試坑度35m,自重濕陷變形49.8cm。浸水試坑試驗測得濕陷變形截至2005年鄭西客運(yùn)專線修建前，國內(nèi)已成功應(yīng)用雙側(cè)壁導(dǎo)坑說明表7.3.1國內(nèi)典型大斷面黃土隧道施工例(1980年～2005年)隧道名稱黃土類型建成年份面積(m2)最大開挖寬度(m)施工方法大秦鐵路西坪隧道(出口段)上新黃土下老黃土約140雙側(cè)壁導(dǎo)坑法隧道名稱黃土類型建成年份面積(m2)最大開挖寬度(m)施工方法大秦鐵路軍都山隧道(進(jìn)口段)老黃土約120三臺階法(上臺階預(yù)留核心土)侯月鐵路百家垣隧道老黃土弧形導(dǎo)坑法神朔鐵路蛇口峁隧道(洞口段)老黃土弧形導(dǎo)坑十管棚神朔鐵路霍家梁隧道(進(jìn)口段)部分新黃土臺階法(預(yù)留核心土)隴海鐵路寶蘭二線新曲兒岔隧道(下穿段)新黃土交叉中隔壁法隴海鐵路寶蘭二線碼頭隧道新黃土超短臺階十雙層襯砌黃延高速公路道南隧道(緊急停車帶)富水老黃土短臺階七步流水十管棚31980年～2005年公路三車道(含雙車道緊急停車帶斷面)黃土隧道施工案例度使仰拱盡量靠近掌子面封閉以及加強(qiáng)拱腳支護(hù)等手段，可以不同程度地控制淺埋黃土，尤其是新黃土中的拱部整體下沉變形。而鄭西客運(yùn)專線實踐表明，預(yù)留核心土臺階法不僅適用于不同埋深條件下砂質(zhì)及黏質(zhì)老黃土，而且可用于淺埋非飽和砂質(zhì)新黃土的大斷面施工(如鄭西客運(yùn)專線高橋隧道)以及富水老黃土的大斷造成直通地表的坍方。由于淺埋新黃土具有拱部土體整體迅速道的支護(hù)結(jié)構(gòu)需有足夠的剛度來及時控制拱部土體的整體大拱腳和在拱腳處設(shè)置斜向下鎖腳錨桿(管),對解決黃土隧直角形式(說明圖7.3.5—1(a))。顯然這是一種承壓結(jié)構(gòu)，相對說明圖7.3.5—1大拱腳結(jié)構(gòu)形式平夾角越大越好，鎖腳錨桿(管)打入工況見說明表7.3.5。計算表明(說明圖7.3.5—2),該角度大于等于45°才會起到較好效果(拱部下沉約減小30%以上)。當(dāng)打入角度減小至30°時作用已不明顯(約5%)。而打入角度減小至15°以內(nèi)時，鎖腳錨桿(管)對拱部下沉基本不起控制作用。這與一般巖石隧道垂直于巖面打入鎖腳錨桿(管)有很大不同。而且從拱腳斜向下打入，既可穩(wěn)定拱腳道，拱腳處鎖腳錨桿(管)盡量貼著拱部輪廓大角度斜向下打入。工況1基準(zhǔn)工況：無鎖腳錨桿(管)工況2α=15°(與水平夾角，下同)工況3工況4工況50—拱部下沉—O—水平收斂說明圖7.3.5—2鎖腳錨桿(管)打入角度影響計算圖(3)在黃土中采用鎖腳錨管直接打入方式(國外稱之為Ram7.3.6支護(hù)是否封閉以及封閉時距掌子面的距離對黃土隧道凈鄭西客運(yùn)專線現(xiàn)場測試顯示，大跨度黃土隧道凈空位移主要發(fā)生在支護(hù)封閉前，而凈空位移的大小與封閉距離掌子面的遠(yuǎn)近有關(guān)。其中，臺階法拱部下沉在仰拱封閉前可達(dá)到總下沉的80%~沉大小與仰拱封閉距離具有顯著的相關(guān)性，如說明圖7.3.6所示，該圖給出鄭西客運(yùn)專線秦東、潼洛川和高橋三座隧道臺階法試驗段設(shè)大拱腳情況下，拱部下沉最大值分別與仰拱封閉距離和封閉時間等因素之間相關(guān)性的統(tǒng)計結(jié)果?？梢钥闯?，臺階法拱部下沉大斷面黃土隧道支護(hù)封閉的空間效應(yīng)較時間效應(yīng)更為顯著。因0回歸線注：均有大拱腳秦東90說明圖7.3.6鄭西客運(yùn)專線三座隧道臺階法試驗段拱部下沉與仰拱封閉因素相關(guān)性統(tǒng)計圖下沉與仰拱封閉距離的關(guān)系。據(jù)此，可從控制拱部下沉量來確該表可作為控制仰拱封閉距離的參考。表中拱部下沉按下式y(tǒng)=41.1e0.03x±3s?(說明7.3.6)式中y——拱部下沉(mm),置信概率99%;黃土類型埋深支護(hù)形式封閉距離拱部下沉(mm)計算值實測最大值老黃土深埋單層支護(hù)，大拱腳老黃土淺埋單層支護(hù)，大拱腳新黃土淺埋(H≥1.0B)單層支護(hù)，大拱腳根據(jù)鄭西客運(yùn)專線大跨度黃土隧道經(jīng)驗，在滿足上述封閉距(3)由于黃土的垂直節(jié)理以及裸露開挖面的失水風(fēng)化(通風(fēng)條件下尤為顯著),大斷面開挖時掌子面和拱部開挖面容易失穩(wěn)，尤其是在新黃土中裸露開挖面的自穩(wěn)時間短。因此，開挖后即刻對(4)超前支護(hù)強(qiáng)調(diào)開挖前對掌子面前方土體進(jìn)行主動加固來7.3.10根據(jù)鄭西客運(yùn)專線大跨度黃土隧道的試驗研究，對于側(cè)但只錯開不封閉并不會帶來好的結(jié)果。強(qiáng)調(diào)先行導(dǎo)坑支護(hù)封閉后再開挖后行導(dǎo)坑的施工順序，而不僅僅是錯開開挖。兩側(cè)導(dǎo)坑錯情況下，采取底撐先行封閉可較好解決挖掘機(jī)施工時上撐滯后架加施工空間。但一次拆撐過長將產(chǎn)生較大拱部下沉，有可能引起0.5倍開挖寬度內(nèi)，拱部下沉增量比例小于10%(說明表說明表7.3.10一次拆撐(中壁)長度對拱部下沉影響的統(tǒng)計隧道工法一次拆撐長度拱部下沉增量比例秦東隧道雙側(cè)壁導(dǎo)坑法CRD法8.1.6目前隧道凈空變化量測采用接觸量測和非接觸量測兩種用收斂計進(jìn)行隧道凈空變化量測方法相對比較簡單，即通過用全站儀進(jìn)行隧道凈空變化量測方法包括自由設(shè)站和固定設(shè)站兩種。與傳統(tǒng)的接觸量測的主要區(qū)別在于，非接觸量測的測點(diǎn)采用一種膜片式回復(fù)反射器作為測點(diǎn)靶標(biāo)，以取代價格昂貴的圓棱鏡反射器。具有回復(fù)反射性能的膜片形如塑料膠片，其正面由它可以牢固地粘附在構(gòu)件表面上。這種反射膜片，大小可以任意射膜片表面被覆蓋或污染，保證預(yù)埋件不被碰歪和碰掉。通過對比不同時刻測點(diǎn)的三維坐標(biāo)[x(t),y(t),z(t)],可獲得該測點(diǎn)在該時段的三維位移變化量(相對于某一初始狀態(tài))。在三維位移矢以保證測量精度。與傳統(tǒng)接觸式監(jiān)控量測方法獲取測點(diǎn)更全面的三維位移數(shù)據(jù)，有利于結(jié)合現(xiàn)行的數(shù)值