黄土隧道施工专项方案

目录

黄土隧道施工专项施工方案

1.工程概况

工程概况

新建隧道延长米/5座，占管段长度的%，前岭隧道长1807m，是管段内控制性工程；

工程地质条件

1)地层岩

地表为厚度不等的Q1～3的黄土质土，硬塑，局部可见成层分布的姜石。本段下伏为E泥质粉砂岩及含砾砂岩，其下为Z细晶白云岩，细晶～中晶结构，薄～中厚层，夹有燧石条带，产状较为稳定。

2)地质构造

测区位于华北地台南缘，具有典型的地台双层结构：结晶基底和盖层。基底岩浆活动频繁，变质变形强烈复杂。由于盖层厚度差异较大，该段隧道仍有穿过基底地层及其构造带的可能。

3)地震动参数

地震动峰值加速度为，地震动反应谱周期。

4)不良地质及特殊岩土

黄土遇水易湿陷，该段表层饱和砂质黄土，可能会液化。

工程水文条件

1).地表水

本工区范围属黄河流域洛河水系，洛河为黄河一级支流，发源于陕西省洛南县，呈西东流向，经洛南、卢氏、洛宁、宜阳、偃师等在偃师槐庙村与伊河相会，形成伊洛河，后经巩义市神堤村汇入黄河，总流域面积18881km2，干流长，河道平均比降%。洛河卢氏县境内长113km，控制流域面积2425km2，主河床平均比降%，本工区跨越的主要河流有洛河、范里河、文峪河等。

区域内河谷的特点是落差大，水流急，弯曲度大，峡谷河段长，支流多，水量分布不均，且随季节性变化很大。经调查，旱季沟谷多水流小甚至断流，洪水季节水量大，甚至出现山洪，据当地老百姓讲，洪水期豫西大峡谷水面将高于地面2m以上。

2).地下水

地下水类型主要为第四系孔隙水及基岩裂隙水，按其赋存空间及区内地层岩性及构造可分为：可溶岩岩溶水、基岩裂隙水（含风化裂隙水和构造裂隙水）等类型，各地下水类型的主要特征详述如下：

（1）岩溶水

分布于隧道可溶岩段，赋存于裂隙、溶隙及溶洞中，由于地层主要为白云石大理岩，岩溶裂隙及溶洞弱发育，岩溶裂隙连通性稍差，岩溶水整体水量不大。

（2）风化裂隙水

主要赋存于强风化的基岩裂隙中，岩体受风化影响而破碎，透水性较强，含水较均一，水量总体较小，一般风化裂隙水在地表0～30m深较发育，出口附近花岗岩埋深较浅段地层内的裂隙水对隧道工程影响较大。（3）构造裂隙水

赋存于构造破碎带之中，主要分布于沿线的断层带附近及深部地区，随着深度的增加，裂隙的张开程度及连通性逐步减弱，其含水性随之逐步降低，其含水性具有随深度的增加而减弱的特点。深部主要为沿着部分张开构造裂隙或断层带脉状裂隙水。

编制依据

（1）《铁路隧道工程施工质量验收标准》TB 10417-2003；

（2）《铁路隧道工程施工技术指南》TZ 204-2008；

（3）《铁路黄土隧道技术规范》Q/CR9511-2004；

（4）《铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南》(TZ231-2007)；

（5）新建铁路蒙西至华中地区铁路煤运通道三门峡至荆门段施工图。

主要工程数量

本工区隧道延长米/5座，占管段长度的%，前岭隧道施工长1807m，是管段内控制性工程，各隧道起止里程、长度见下表。

隧道工程统计表

工程特点、施工难点、重点（1）隧道总长，其中Ⅴ级围岩，Ⅳ级围岩340m，Ⅳ、Ⅴ

级围岩占100%，多为黄土及砂岩地质，施工难度大，安全风险高。

（2）前岭隧道工期紧，不良地质有易发生坍方、冒顶、掌子面失稳、地表裂缝、掉块等。位于管段中段，为控制工期的关键。

（3）根据工程地质条件调查和施工图描述，沿线5座隧道穿越黄土地质，其中范里隧道、中岭隧道、前岭隧道穿越黄土地质较多，赵家庄隧道进、出口及文峪隧道出口表层局部为薄层黏质黄土

范里隧道、中岭隧道及前岭隧道进口洞身为黄土及砂岩地质，施工难度大，安全风险高，不良地质有易发生坍方、冒顶、掌子面失稳、地表裂缝、掉块等。前岭隧道位于管段中段，工期紧，为控制工期的关键。

2.黄土隧道专项施工方案概况

黄土隧道专项施工方案总体概况

隧道进出口段需优先施工预加固桩，待预加固桩达到设计强度后，可进行洞口段开挖，加强洞身及地表监控量测，以保证安全。

黄土隧道开挖应采用机械开挖或人工开挖，开挖时应尽量保护围岩，避免扰动或破坏围岩完整性和稳定性。管段内隧道V级围岩黄土地层及软质岩段采用三台阶大拱脚法，不良地质地段采用中隔壁法，洞门浅埋偏压段采用交叉中隔壁法，出碴采用无轨运输方式运输，即采用装载机配合自卸汽车装运施工。

隧道初期支护按新奥法组织施工。开挖后，以锚杆湿喷混凝土，钢筋网等为初期支护，并辅以钢架、超前

大管棚（中管棚）、注浆小导管等支护措施，对于软弱围岩地段，施工中采用“短进尺、强支护、及

时密贴、实回填、严止水、勤量测”等施工技术措施，并根据现场监控量测结果及时修正设计参数、调整施工方案和指导隧道施工，确保隧道施工安全、按期生产。

全隧均采用复合式衬砌，采用模板衬砌台车进行衬砌施工，每环衬砌长度12m，仰拱与填充超前拱墙衬砌施工，超前长度保持在2个衬砌循环长度以上，混凝土在5#、6#拌合站集中拌制，砼输送车运输，输送泵送混凝土入模，振捣浇筑，衬砌施作的合理时间根据施工监测数据确定。洞内铺设重型轨道无砟道床。施工方案的安全性能

为了预防在黄土中开挖隧道的大变形和坍塌问题，采用三台阶大拱脚法，结合喷射砼及时封闭开挖面，用超前小导管支护、钢拱支撑、挂网、打锚杆等来加强土体强度及限制围岩应力重新分布，实施短开挖，快循环来减少对土体的扰动，是目前黄土隧道施工的较完整的方法。

3.专项施工工艺及主要施工方法

主要施工方法及施工工艺标准

隧道正式施工前，根据贯通精度要求进行隧道洞外洞内平面控制测量设计。

（1）洞外平面和高程控制测量

洞外平面控制测量，集团公司测量队采用GPS测量复核设计院交桩，公司测量队会同项目经理部测量组利用GPS控制点和实地地形情况进行布设精密控制网，并保证每个进洞口附近测设不少于3个稳固的导线点，复核无误后方可进行引线进洞的测量工作。

洞外高程控制测量采用全站仪光电三角高程测量方法或用精密水准仪测量，将各进洞口水准基点联测，并在每个洞口设置2个水淮点。

（2）洞内平面和高程控制测量

洞内平面控制测量采取布设主、副导线的双导线形式，按三等导线布设，主副导线每隔一定距离形成闭合环，以利于检查测量精度，测量仪器采用莱卡402全站仪。

洞内高程控制测量可在导线测量的同时，用S1精密水准仪在洞内进行高程传递。

（3）洞内施工测量

根据洞内导线测量成果，采用J2经纬仪与S3水准仪进行，中线测量以线路中线为准，水平测量以内轨顶面为准，应注意区分隧道中线与线路中线的关系，施工中能够随时提供线路中线与水平，以指导洞内断面开挖和衬砌施工。因隧道基本处于曲线上，因此洞内中线点每10m一个，使用的测量桩点必须稳固。

隧道中线和高程在使用中定期进行复测检查，检查中线点时，其点位横向较差不得大于5mm，检查高程点时，往返测高程闭合差要符合水准测量的规定。全部衬砌完成时进行竣工测量，检查隧道限界，形成记录和正式资料。

（4）测量工作要求

隧道洞外、洞内控制测量工作由公司和工区测量队完成，日常施工放样测量由工程队技术室负责，并妥善保存测量资料。隧道进洞测量由项目部测量队完成，每开挖进尺50m，由工区测量队进行一次复核测量。测量工作坚持复核制，各项计算，均应由两人独立进行，相互核对。测量记录要正规化，所有测量必须有正式记录本，不准乱涂乱写，每次测量均应有主测人员签字。测量仪器经纬仪、水准仪、标尺、光电测距仪、全站仪都应按规定周期进行检定和校正。

（5）监控量测

隧道施工中把地表下沉量测、周边位移及拱顶下沉，量测项目贯穿全过程施工。

1）测点布置图及量测断面

其,、洞内净空变化测点和拱顶下沉测点量测仪器、测试精度、量测断面、间距测点数量按表2进行A。在隧道中线附近测点应适当加密，隧道中线两侧2～5m测点布置如图1所示；地表沉降测点横向间距为，地表有控制性建（构）筑物时，量测范围应适当加宽。其测点布置如图2所示。量测范围不应小于H0+B、净空变化测点和拱顶下沉测点应布置在同一断面上，测点布置时应避开钢架和脱空回填处，将测B 点布置在两榀钢架之间。净空变化、拱顶下沉和地表下沉，量测项目的测点埋设必须设置在同一断面上。量测仪器、测试精度、断面间距、测点数量

注：洞口及浅埋地段断面间距取小值；台阶法施工特殊地段要求布设两条斜测线；

地表下沉量测测点纵向间距

，属于浅埋地段。注：隧道埋深小于2BB——隧道开挖宽度。

拱顶下沉量测和净空变化量测的测线布置示例(b)(a)

量测范围

5m5m

基准点

45°地表沉降横向测点布置示意图 B量测方法2)A、时间要求.净空变化和拱顶下沉量测布点应在

0H

开挖后至初喷前进行，若围岩出现变化异常应尽早布设;初始读数在每次开挖后12小时内取得，最晚不得

迟于24小时。监控量测的频率应根据测点距开挖面的距离及位移速度按表3确定。由位移速度决定的监控量测频率和由距开挖面的距离决定的监控量测频率之中，原则上采用较高的频率值。当出现异常情况或不

良地质时，应增大监控量测频率。在塑性流变岩体中，位移长期（开挖后两个月以上）不能变化时，量测

要继续到每月为1mm为止。

量测频率表

位移速度（mm/d）量测断面距开挖工作面的距离量测频率

对于隧道浅埋段地表下沉和洞内监控量测要开始三天时，每天两次，后面位移速度基本稳定后，一天一次，并对量测数据进行分析，得出结论。量测时间持续到隧道二衬施工完成后为止。工作方法是通过人工肉眼

观察，对洞内观察的内容有开挖工作面观察和初支完成区段观察两方面，B、围岩的变化、稳定及初支的工作状态做一定的初步判定，其目的地了解和记录掘进过程中掌子面围岩的变化情况和初支的稳定变化情况。开挖面观察应在每次开挖放炮后进行一次，当地质情况无变化时，可每天进行一次，观察后应绘制开挖面

地质素描图、数码成像，填写开挖工作面地质状况记录表，并与勘察资料进行对比。在观察中，发现地质条件恶化，应立即通知施工人员采取应急措施。已施工地段观察，应记录喷射混凝土、锚杆、钢架变形和

二次衬砌等工作状态。洞外观察重点应在洞口段和洞身浅埋段，记录地表开裂、地表变形、边坡及仰坡稳

定状态、地表水渗漏情况等，同时还应对地面建（构）筑物进行观察。水平净空收敛3)、根据围岩条件确定量测间距在隧道边墙上设置一对测点，并按规定量测频率进行量测。主要原理：A每次测出两点间净长，求出两次量测的增量（或减量），即为此处净空变化值。读数时读三次，然后取其平均值，并按附表

记录。、测点埋设应稳固、安全（施工机械难以碰撞到），及时（开挖完成初喷后即进行），量测点应凹入B 的螺初支喷砼面，测点元件由钢筋加工而成，采用冲击电锤或风钻钻孔，埋入钢筋采用直径不小于20mm°弯钩或三角形钩。测点用快凝水泥，加工成180纹钢，前端外露钢筋与埋入钢筋焊接，直径不小于6mm，

若围岩破碎松软，应适当增加测点埋入深度。外露或锚固剂与围岩锚固稳定，埋入围岩深度不小于20cm端头应低于喷层表面，点位埋设好后，用纸壳或切割矿泉水瓶包裹测点元件端部，复喷完毕后在测点处形成凹地。、量测方法C检查预埋测点有无损坏、松动，并将测点灰尘擦净。①

用尺将尺孔销插入，把净空收敛仪的尺头及尺架挂钩分别固定在预埋测点孔内，选择合适的尺孔，②

卡将尺与联尺架固定。每条基线应重复记下钢尺在联尺架端时的基线长度与数显读数。为提高量测精度，③调整调节螺母，内取得初读数。0.05mm时，应重新测试。每次开挖后12h测三次取平均值。当三次读数极差大于，则应将钢尺收拢（换尺孔）重新测试，两组平均值相减，测试过程中，若数显读数已超过25mm