浅析隧道膨胀土施工技术
膨胀土处理施工工法
膨胀土处理施工工法本页仅作为文档页封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March膨胀土处理施工工法膨胀土是指粘粒成分主要由强条水性矿物质组成，并且具有显著胀缩性的粘性土，在广西地区分布较为广泛。
为了保证道路在较长时间内路基的稳定和路面的平整度，达到安全、舒适行车的目的，必须解决因膨胀土而造成的一系列工程问题。
本文根据高速公路膨胀土路基处理基本方法，并结合自己在多年来的施工管理经验提出一些施工处理方法。
一、问题的提出膨胀土一直是困扰岩土工程界的重大工程问题。
膨胀土遇水膨胀、失水收缩的变形特性及其边坡浸水强度衰减特性在膨胀土地区的工业民用建筑、水利、铁道、公路等工程建设和工程运营中起到极大的破坏作用。
近年来，我国岩土工程界在膨胀土微观结构特征及其工程性质的研究中取得了丰硕的成果，对膨胀土产生工程病害的原因给予科学的解释，并提出许多切实可行的处理办法。
随着我国高速公路建设日新月异，许多公路路线不可避免会通过膨胀土地区。
本文根据广西水(水任)南(南宁)高速公路的膨胀土的物理性质及力学性质，以及地质勘测的翔实报告及有关处理膨胀土的经验，谈谈如何利用合理施工方法去处理膨胀土的体会。
二、膨胀土的判别与分类在膨胀土地区进行工程建设，首先必须正确识别膨胀土与非膨胀土，并准确判断膨胀土膨胀势的强弱和工程性质的特点，然后才能在工程设计和施工中做到有的放矢，采取切实有效的方法进行处理。
以往的工程建设经验(包括水利、公路、铁路等)已经证明:膨胀土并不可怕，可怕的是对膨胀土判断失误，没有进行正确的处理而导致工程病害的发生。
对于膨胀土的判别与分类，近些年来国内外做了大量的研究工作，基于不同目的采用不同的判别和分类方法。
如:通过膨胀性矿物(蒙脱石及蒙脱石和伊利石、高岭石的混层矿物)的含量、膨胀土的液限和塑性指数、自由膨胀率等等。
虽然膨胀土的判别方法国内外尚未有统一标准，但比较广泛采用的是现场定性和室内简易定量指标相结合的方法，即根据工程地质特征及土的自由膨胀率指标综合判定:第一，裂隙发育，常有光滑面与擦痕，有的裂隙中充填灰白色、灰绿色粘土，在自然条件下呈硬塑状态;第二，多出露于二级或二级以上阶地、山前丘陵和盆地边缘，地形平缓，无明显自然陡坎;第三，常见浅层滑坡、地裂、新开挖坑槽壁易发生坍塌等;第四，建筑物裂隙随气候变化而张开或闭合;第五，自由膨胀率大于或等于40%.具备这些条件的土可判定为膨胀土，然后再对其进行粘土矿物、基本指标、力学强度等全面研究。
【浅谈膨胀土围岩隧道施工】膨胀土围岩的特性
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【浅谈膨胀土围岩隧道施工】膨胀土围岩的特性
膨胀土系指土中粘土矿物成分主要由亲水性矿物组成，同时具有吸水 显著膨胀软化和失水收缩硬裂两种特性，且具有湿胀干缩往复变形的高塑 性粘性土。确定膨胀性的亲水矿物主要是蒙脱石粘土矿物。
一．膨胀土围岩的特性 隧道穿过膨胀土地层，隧道开挖后不久，我们经常可以见到围岩因开 挖而产生变形，或者因浸水而膨胀，或因风化而开裂等现象使坑道的顶部 及两侧向内挤入，底部鼓起，随着时间的增长导致围岩失稳，支撑、衬砌 变形和破坏。这些现象充分说明了膨胀土围岩性质是极其冗杂的。它与一
二．膨胀土围岩对隧道施工的危害
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由于膨胀土围岩的特殊工程地质性质及其围岩压力物性，使膨胀土的
〔四〕底膨：隧道底部开挖后，洞底围岩的上部压力解除，又无支护
隧道围岩具有普遍开裂、内挤、坍塌和膨胀等变形现象。膨胀土隧道围岩 体约束的条件下，由于应力释放，洞底围岩产生卸荷膨胀；加之坑道积水，
程度，以便依据围岩动态实行相应的施工措施。如原设计难以适应围岩动 有地下水渗流的隧道，应实行切断水源并加强洞壁与坑道防、排水措施，
态状况，也可据此作适当修正。
防止施工积水对围岩的浸湿等。如局部渗流，可接受注浆堵水阻挡地下水
〔二〕合理选择施工方法
进入坑道或浸湿围岩。
膨胀土隧道围岩压力的施工效应，是导致隧道变形病害的主要缘由。
分析公路工程膨胀土路堑施工技术
分析公路工程膨胀土路堑施工技术摘要: 膨胀土路堑边坡的破坏经常发生且难以治理,目前缺乏既经济合理又安全可靠的处治技术手段.通过分析膨胀土路堑边坡土体的工程特点,提出支护处治措施,以供参考.关键词公路；膨胀土；路堑；施工技术0.膨胀土即裂隙粘土。
路堑边坡的破坏是难以治理的病害之一, 尤其近年来我国公路建设的快速发展, 公路部门对膨胀土地区设计与施工技术的专门研究难以满足工程发展的需要, 膨胀土的问题相当严峻。
由于膨胀土的特殊性, 其路堑边坡不同于一般的土质边坡。
其表层一定深度内容易受大气影响而发生变化, 其处理方法也应该考虑到膨胀土的特殊性。
1一般原则路堑施工应尽量选在旱季进行，并遵循先排水后主体、集中力量、连续快速开挖、及时防护、自上而下、分层逐级施工的原则。
为预防雨水冲蚀边坡，在路堑正式开挖前，应先开挖截水沟、天沟或吊沟，以截流路堑坡顶的表面径流，使坡顶汇积的雨水排离两边，并与涵管连通。
同时，对所有排水沟渠均应进行铺砌。
2 膨胀土地区路堑开挖方法⑴挖方边坡不要一次挖到设计线，沿山坡预留30~0cm 一层，待路堑挖完时，再削去边坡预留部分，并立即浆砌护坡封闭。
⑵膨胀土地区的路堑、高速公路、一级公路的路床应超挖30~50cm，并立即用粒料或非膨胀土分层回填或用改性膨胀土回填，按规定压实。
⑶膨胀土边坡宜采用台阶形，这样把高边坡降低为矮边坡的组合形式，不仅减轻了高边坡土体对坡脚的压力，而且，减弱了地面水对坡面的冲蚀，同时，平台对坡脚有一定支撑作用。
⑷沿线弃土堆应设置在路堑顶部10m 以外，弃土堆可堆成梯形横断面。
3 边坡坡度的选择膨胀土边坡坡度并不均是越缓越好，坡越缓，水分越容易渗入边坡，越不利于防水防风化，而且坡越缓，边坡开挖与防护的工程量越大。
对于弱膨胀土挖方边坡，按设计坡比或以1∶1.5 的坡比修整即可。
对于中一强膨胀土边坡坡度，以工程地质比拟法为主，以1∶2 的自然坡度为主，坡度的变化范围在1∶1.5~1∶2.5 之间，视土质状况及坡体地质结构具体而定。
浅析隧道膨胀土施工技术
此 图为膨 胀 土 Ｄ Ｋ １ ３ ３ ＋ ０ ５ ０断 面从 初 期 支 护 完毕 到变 形 趋 于 稳 定 的过 程 。 从 图 中可 以看 出变形 速 率处 于 明显 下 降状态 ， 表 明围岩 处 于 逐步稳 定状 态 。 ２膨胀 土对初 支结 构影 响原 因分 析 膨胀土的显著特点和危害就体现在体积遇水膨胀， 失水干缩上 ， 由于 隧道 开挖 ， 破 坏 了 原有 地 下水 的平 衡状 态 ， 改 变 了径 流方 向 ， 隧 道 内成为 水压 力最 小方 向 ， 大量 地下 水 向洞 内方 向汇 集 ， 隧道 周 围高 塑 性 粘土 含水 量升 高 ， 体积 发生 膨胀 ， 向压 力 小 的方 向 （ 隧 道洞 内 ） 产 生 位移 ， 靠初 支结 构 的刚度难 以抵 御 ， 使 初支 结构 发生 变形破 坏 。 ３膨胀 土施 工措施 ３ ． １加强 膨胀 土预 报观察 ， 早发 现 ， 早 处理 在设 计 、 施 工 中对 高塑 性粘 土地 段要 高 度重 视 ， 根 据 现场 施工 情 况 结合 试验 ， 确定 是否 为膨胀 土 。 一 般 隋况在 地下水 小 的 区域施 工 中 由于土体含水量变化不大 ， 膨胀性表现的并不明显 ， 一旦地下水量发 生变化 ， 就要密切注意隧道收敛情况 ， 通过对现场情况综合分析 ， 并 结 合 试验 结果 ， 尽早 确 定粘 土是 否具 有膨 胀 性 ， 尽 早 制定 切实 可行 的 施 工 法案 。 ３ ． ２水是 引起 膨胀 土破 坏的根 本原 因 ， 施 工 时要 密切 注意 地 下水 的变 化 。施 工 中要根 据实 际情况 探寻 解决 地下水 的方 法 。 ３ ＿ ３采 取先 让 后顶 的 原则 ， 先 采 用柔 性支 撑 ， 待 发生 一 定 的变 形 后 再 增加初 支结 构 刚度 膨胀土含水量一旦发生变化 ， 其引起的强大内聚力 ， 单靠增加初 支结构的刚度不但很难限制围岩变形 ， 还会大大增加成本。从经济技 术 比较 ， 不 可能无 限制 的增 加初 支结 构 的刚度 。因此 出于思 想应 允许 变形 ， 给与 一定 的 变形 空 间 ， 膨 胀 土 体积 变 化 一定 程 度 后 ， 内力 就得 到 了一 定 的释 放 ， 变形 和 压力 也 会逐 渐 减 小 ， 此时 ， 再 对 初 支 结 构进 行加 强 处理 ， 采 用 对初 支结 构 补 喷混 凝 土 ， 加 设 临 时支 撑 等方 法 ， 增 加支 护 刚度 ， 初支 结构 承受 的压力 比开 始就 提 高刚 度要 小很 多 ， 确保 结构 稳定 。施工 时可 以采用 格栅 钢架 密支撑 喷砼 ， 再挂 钢筋 网补 喷砼 或加 工字 钢 支撑 的方 法进 行 。预 留变形 量 要视 膨胀 土膨 胀情 况 进行 调整 ， 一 方 面满足 围岩 膨胀 要 求 ， 另 一 方面 还要 为初 支变 形后 二 次处 理预 留空 间 ， 保证 二 衬厚 度 。 ３ ． ４ 由于 膨胀 土 遇水 后 ， 土体 处 于变 形 不稳 定 状态 ， 应 对 隧道 周 围土体进行注浆处理 ， 采用环向锚管 ， 纵横间距根据土体情况和实际 效果 调 整 ， 对 隧道 周 围土 体进 行 固结 ， 考虑 用 水 泥水 玻 璃 双液 浆 ， 加 快凝结时间， 加固隧道周围土体 ， 减弱变形发展。 ３ ． ５二 衬结 构要 适 当加 强 ， 并 及早 施作 对 二 衬结 构要 进 行加 强 ， 增 加 配筋 ， 在稳 定 后及 早 施 作 ， 并 注意 加 强对二 衬变 形进 行监 控量测 ， 分 析收敛 情况 和二 衬受 力情况 。 ３ ． ６加 强监 控量 测工作 ， 通 过变形 观测 ， 及 时反 馈 围岩 变化 信 息 ， 对 施工 情况 和 风险 进行 评价 ， 认 真分 析 ， 检 验 围岩 的稳 定情 况 和施 工 方 案的 实际效 果 ， 根 据 围岩变 化情 况确 定下 步施工 方案 。 膨 胀 土对 隧道施 工 危 害极 大 ， 水 是产 生变 形 的核 心 ， 要 在经 济技 术 分析 的基 础 上 ， 采用“ 先 让 后顶 ” 的原 则 ， 加强 在设 计施 工 各环 节 的 准确调查 ， 及早发现， 及早应对 ， 综合处理 。
隧道膨胀岩施工技术
隧道膨胀岩施工技术(总8页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--隧道膨胀岩施工技术第二工程有限公司摘要: 四角田隧道围岩遇水软化、泥化,具有膨胀性,开挖过程中出现数次塌方,已施作二衬段出现砼开裂、拱墙错台、钢筋折断、拱底鼓起等多种病害。
真对上述地质情况，本方着重介绍对该地质所采取的治理措施，为在以后该地质隧道施工提供了经验。
关键词：膨胀衬砌开裂拆换施工技术1、工程概况云南大（理）保（山）高速公路四角田隧道位于大理州永平县西南部。
该隧道是上下行分离的双车道隧道，上下行线间距最小处为20m，隧道断面为双曲半圆拱，设计净宽，净高，其中上行线长1533m，下行线长1500m。
四角田隧道岩性是以糜棱岩、泥岩、泥岩粉砂岩、石英砂岩为主的膨胀岩，膨胀岩具有很强的亲水性。
膨胀岩的特性是：当岩体中水分聚集时，岩体快速膨胀，对隧道已衬砌好的结构物产生强烈的膨胀压力而导致结构破坏；当岩体中水分失掉时，岩体立即收缩，甚至出现干裂，导致自身强度降低或消失，使开挖的洞室极易发生坍塌。
该隧道围岩节理裂隙极其发育，风化破碎严重、地下裂隙水极为丰富。
由于该隧道的破碎岩体在强烈的地质构造作用中聚集了潜在的应力，随着隧道的开挖，具有很强的膨胀性，膨胀系数一般在左右，自稳能力极差，极易造成初期支护大变形和结构的破坏。
2、选取施工方案的原则四角田隧道施工初期采用普通的复合式衬砌支护和台阶法施工，施工中曾出现数次坍方，初支严重开裂变形，甚至多段二衬出现拱部纵向开裂、仰拱开裂、底鼓、二次衬砌变形侵限定等病害。
针对以上原因，在充分总结施工方法和分析产生的原因的基础上，提出了以下施工原则：采取超前注浆等手段,加固隧道周边围岩,稳定隧道周边围岩内的水分,减少围岩压力及应力变化。
尽早封闭暴露围岩，保持围岩干燥，防止围岩吸水崩塌。
加强初期支护，减少围岩变形，防止坍塌。
设置柔性变形层，允许初期支护有一定的变形。
浅析膨胀土路基路面施工技术与改良措施
浅析膨胀土路基路面施工技术与改良措施摘要：在公路建设中，膨胀土路基路面的施工一直是个技术难题。
由于其具备一定的不良特性，因此造成的工程问题也时有发生。
虽然历经了50多年的技术研究，时至今日，世界各国依然无法杜绝公路建设中膨胀土所引起的工程质量问题，故障时有发生，经济损失十分巨大，因此如何降低膨胀土路基材料膨胀性也成为众多业界人士关注的问题。
关键词：膨胀土；路基路面；施工；改良措施一、膨胀土的物理性质及力学性质分析膨胀土按粘土矿物分类，可以归纳为两大类：一类以蒙脱石为主，另一类以伊力土和高岭土为主。
蒙脱石粘土在含水量增加时出现膨胀，而伊力土和高岭土则发生有限的膨胀，引起膨胀土发生变化的条件，分析概述如下：1.1含水量膨胀土具有很高的膨胀潜势，这与它含水量的大小及变化有关。
如果其含水量保持不变，则不会有体积变化。
在工程施工中，建造在含水量保持不变的粘土上的构造物不会遭受由膨胀而引起的破坏。
当粘土的含水量发生变化，立即就会产生垂直和水平两个方向的体积膨胀。
含水量的轻微变化，仅1%-2% 的量值，就足以引起有害的膨胀。
1.2干容重干容重是膨胀土的另一重要指标，粘土的干容重与其天然含水量是息息相关的。
γ=18.0KN/m3的粘土，通常显示很高的膨胀潜势。
1.3力学性质在工程地质中，这种粘土的膨胀现象很普遍，我们通过土工实验，得出粘土的力学指标，以供土质力学上的计算。
通常对膨胀土的力学分析，主要是对其膨胀潜势和膨胀压力的研究后得出的。
膨胀潜势：简单的讲，就是在室内按AASHO 标准压密实验，把试样在最佳含水量时压密到最大容重后，使有侧限的试样在一定的附加荷载下，浸水后测定的膨胀百分率。
膨胀率可以用来预测结构物的最大潜在的膨胀量。
膨胀量的大小主要取决于环境条件，如润湿程度。
润湿的持续时间和水分的转移方式等。
因此，在工程施工中，改造膨胀土周围的环境条件，是解决膨胀土工程问题的一个出发点。
膨胀力，也就是膨胀压力。
膨胀土地区隧道施工的几点经验
膨胀土地区隧道施工的几点经验作者：黄艳飞杨艳来源：《现代装饰·理论》2011年第08期摘要本文基于工作经验，分析了膨胀土地区隧道施工易出现的一些问题，着重介绍了加强对膨胀土地区隧道施工的监测预警、灵活应对，采取动态施工方案、注重工作人员的技能培训三种解决方案及其具体应用。
希望给相关工作人员一些启发和思考，在膨胀土地区施工时提高重视，加强对施工过程的动态监测与方案制定，降低隧道施工的难度，提高施工的安全性与工作效率。
关键词膨胀土地区；隧道施工；经验膨胀土是一种富含亲水性矿物的粘性土壤，由于受到蒙脱石、伊利石的影响，它膨胀结构较多，裂隙性很强，衰减强度较大，这种土壤在天然的情况下坚硬无比，但如果受气候和其他条件的影响，膨胀土的敏感性很强，会对建筑物工程造成严重的破坏，带给人类巨大的灾难。
这些膨胀土的分布很广泛，亚洲的中国，印度都有，还有美洲的美国，加拿大，包括大洋洲的澳大利亚等都存在这样的问题。
而且随着经济的发展，科技水平的提高，膨胀土的危害越来越大，引起了很多地区广泛关注。
由于整个工程是埋在土地之下的，因此在施工时对该地区的地质条件和水文条件要进行详细的勘察和研究，尽可能的掌握那个工程施工的范围，岩石的结构，地质稳定的情况，地下水的状态。
再利用现在的高技术水平采取声波探测，超前钻孔等保证工程的安全稳固。
而且国内现在采用的施工方法对在膨胀土遇水后使土壤膨胀坚硬度降低的情况下隧道的施工很不利，因此要加紧采取措施，改进隧道施工的方法，尽量降低危害的发生。
1.膨胀土地区隧道施工的一些现状及问题分析1.1膨胀土的特性对隧道施工不利膨胀土的强粘性会随着气候与水利的变化而发生胀缩性，当这种特性达到一定的程度的时候，就会膨胀或者是收缩，而这种遇水膨胀，失水收缩的特性使由其制成的砖石结构不能持稳定状态，就会使建筑物容易塌方或扭曲，特别是对隧道的施工也会非常的不利。
尤其是在粘土含水发生变化的时候，它就会向水平和垂直两个不同的方向膨胀发展，体积不断地增大，这样的建筑，道路对人们的危害特别的大。
膨胀土地区路基施工
膨胀土地区路基施工膨胀土一般指黏粒成分主要由亲水性的蒙脱石和伊利石矿物组成，同时吸水后具有显著的膨胀和失水后具有显著的收缩两种特性的高液限黏土。
一、膨胀土的工程特性膨胀土的工程特性主要包括以下六个方面：（1）胀缩性。
膨胀土吸水后体积膨胀，使其上的建筑物隆起，如果膨胀受阻即产生膨胀力；膨胀土失水体积收缩，造成土体开裂，并使其上的建筑物下沉。
土中蒙脱石含量越多，其膨胀量和膨胀力也越大；土的初始含水率越低，其膨胀量与膨胀力也越大；击实膨胀土的膨胀性比原状膨胀土大，密实度越高，膨胀性也越大。
膨胀土产生膨胀的强弱与黏土颗粒含量、黏粒的矿物成分以及晶体结构的差异有关。
膨胀土黏性成分含量很高，其中粒径小于0.002 mm的胶体颗粒一般超过20%，黏粒成分主要由亲水矿物组成。
我国膨胀土的主要成分为蒙脱石、伊利石和高岭石等。
蒙脱石是一种鳞状矿物，具有强烈的结构膨胀性；伊利石的晶格结构和蒙脱石类似，但是活动能力较低，仅有中等膨胀性；高岭石晶体结构比较稳定，属于低膨胀性土。
（2）多裂隙性。
普遍发育各种形态的裂隙是膨胀土的另一个显著特征。
膨胀土的形成与其成土过程、胀缩效应、风化作用等相关。
裂隙分为两类，即原生裂隙和次生裂隙。
地表以下3 m的土体很少受气候变化的影响，称为原生裂隙；分布在3 m以内，用肉眼就能很容易观察到的，称为次生裂隙。
（3）超固结性。
由于膨胀土大都是在更新世以前沉积的土层，在历史上曾经受过超压密作用，因此膨胀土大多具有超固结性，其天然孔隙率小，密实度大，初始强度高。
膨胀土随着土体开挖，将产生明显的卸载膨胀，使土体内聚集的能量逐渐释放。
（4）崩解性。
膨胀土浸水后体积膨胀，发生崩解。
强膨胀土浸水后几分钟即完全崩解。
（5）风化特性。
膨胀土受气候的影响很敏感，极易产生风化破坏。
路基开挖后，在风化作用下，土体很快会产生破裂、剥落，从而造成土体结构破坏，强度降低。
（6）强度衰减快。
膨胀土的抗剪强度为典型的变动强度，具有峰值强度极高而残余强度极低的特性。
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浅析隧道膨胀土施工技术
膨胀土是一种特殊性质的高塑性粘土，随含水量变化具有吸水膨胀、脱水收缩的特征，膨胀土的力学特性随含水量变化发生巨大改变。
文章根据哈布特盖隧道施工情况，对隧道施工中如何应对膨胀土问题进行简要分析。
通过实践总结，从技术经济角度分析，隧道膨胀土问题不能单纯靠加大初期支护的刚性来限制变形，应改限制变形为允许变形，采用“先让后顶”刚柔结合的方法综合治理，并在施工中注意早发现，早处理，对二衬进行必要的加强及早施作。
文章以新建伊敏至伊尔施铁路哈布特盖隧道为例，对膨胀土隧道施工技术进行探讨。
标签：隧道；膨胀土；施工技术
1 哈布特盖隧道膨胀土施工情况
哈布特盖隧道是新建伊敏至伊尔施铁路中长度最大的隧道，位于内蒙古呼伦贝尔市境内，铁路穿越呼伦贝尔草原，全长185公里，隧道全长3.4公里，大部分围岩较好，部分地段围岩破损，节理较发育，地下水丰富，施工难度较大。
施工可分为未确认膨胀土隧道初期支护变形处理阶段和确认为膨胀土后施工阶段。
1.1 未确认膨胀土前隧道初期支护变形处理阶段
由于没有想到变形是由膨胀土引起，所以，处理原则采用的是强支护，限制围岩变形的思想，通过加强初期支护的刚度，达到限制围岩变形的目的。
隧道出口掌子面施工至DK133+072时，监控量测数据反映DK133+110-DK133+095段拱部下沉处于稳定状态，周边收敛值较大，累计最大处达到61毫米。
为防止变形进一步扩大，确保初支结构安全，对变形地段采用了横向架设Ⅰ18工字钢进行支撑，限制收敛变形。
现场检查隧道内情况，围岩级别为五类，地质为黄褐色粉质粘土，地下水比前一地段明显加大，未变形地段初期支护混凝土处于干燥状态，而变形段为湿润状态，局部出现渗流，线滴现象。
加设横向支撑后隧道周边收敛并未减弱，变形继续加大，且有加速的趋势，监控量测数据显示，此阶段收敛速率达到每天10多毫米。
铁路隧道施工规范第9.0.11第2条规定，净空变化速率小于0.2mm/d时围岩达到稳定状态。
当围岩位移速率不断上升时，围岩处于危险状态。
直到12天后DK133+095位置收敛已达185毫米。
渗水量进一步加大，初支结构收敛变形明显，出现大量纵、横向裂缝，拱架出现严重变形，局部初支砼呈破碎状态，且有进一步发展趋势。
为防止变形进一步加大，施工中陆续采取了加设I18工字钢支撑，并进行环
向小导管注浆等方法。
压注水泥水玻璃双液浆，使围岩土体迅速固结，强制土体稳定，同时可以尽量减弱地下水渗出。
通过加固处理，收敛变形逐渐趋于稳定，才逐渐对侵限地段拆除了横撑，进行了换拱处理。
掌子面继续开挖施工时，由格栅钢架改为I18工字钢型钢拱架，但实际效果并不理想，无法抵御围岩变形，初支结构也出现了较大收敛并出现裂纹，局部型钢拱架出现变形，继续采取了加固，换拱措施。
1.2 确定膨胀土后的处理措施
发生变形6个月，为找出变形真正原因，制定可行的施工方案，确保安全，掌子面始终处于停工状态。
期间，请有资质的单位对临时加设的横向工字钢支撑进行了应力测定，结果显示支撑型钢承受的应力达80Mpa多。
通过对围岩取样试验，确定围岩土体为膨胀土，土样自由膨胀率达60%多。
隧道初支变形的真正原因才终于找到。
经过分析，论证，调整了思路，改刚性支护为柔性支护，“先让后顶”，改限制围岩变形为允许围岩产生较大变形，在施工初期支护时预留围岩变形空间，释放土内的压力，并采取对周围土体进行注浆加固，加强二衬等措施，加强围岩变形观测，待变形达到基本稳定后，再进行加强支护。
本阶段，由于所剩余膨胀土地段长度较小，并且膨胀土地层逐步上移，初支结构收敛变形并不是十分剧烈，基本上未采取第二次加固措施，收敛变形就处于稳定状态。
此图为膨胀土DK133+050断面从初期支护完毕到变形趋于稳定的过程。
从图中可以看出变形速率处于明显下降状态，表明围岩处于逐步稳定状态。
2 膨胀土对初支结构影响原因分析
膨胀土的显著特点和危害就体现在体积遇水膨胀，失水干缩上，由于隧道开挖，破坏了原有地下水的平衡状态，改变了径流方向，隧道内成为水压力最小方向，大量地下水向洞内方向汇集，隧道周围高塑性粘土含水量升高，体积发生膨胀，向压力小的方向（隧道洞内）产生位移，靠初支结构的刚度难以抵御，使初支结构发生变形破坏。
3 膨胀土施工措施
3.1 加强膨胀土预报观察，早发现，早处理
在设计、施工中对高塑性粘土地段要高度重视，根据现场施工情况结合试验，确定是否为膨胀土。
一般情况在地下水小的区域施工中由于土体含水量变化不大，膨胀性表现的并不明显，一旦地下水量发生变化，就要密切注意隧道收敛情况，通过对现场情况综合分析，并结合试验结果，尽早确定粘土是否具有膨胀性，尽早制定切实可行的施工法案。
3.2 水是引起膨胀土破坏的根本原因，施工时要密切注意地下水的变化。
施工中要根据实际情况探寻解决地下水的方法。
3.3 采取先让后顶的原则，先采用柔性支撑，待发生一定的变形后再增加初支结构刚度
膨胀土含水量一旦发生变化，其引起的强大内聚力，单靠增加初支结构的刚度不但很难限制围岩变形，还会大大增加成本。
从经济技术比较，不可能无限制的增加初支结构的刚度。
因此出于思想应允许变形，给与一定的变形空间，膨胀土体积变化一定程度后，内力就得到了一定的释放，变形和压力也会逐渐减小，此时，再对初支结构进行加强处理，采用对初支结构补喷混凝土，加设临时支撑等方法，增加支护刚度，初支结构承受的压力比开始就提高刚度要小很多，确保结构稳定。
施工时可以采用格栅钢架密支撑喷砼，再挂钢筋网补喷砼或加工字钢支撑的方法进行。
预留变形量要视膨胀土膨胀情况进行调整，一方面满足围岩膨胀要求，另一方面还要为初支变形后二次处理预留空间，保证二衬厚度。
3.4 由于膨胀土遇水后，土体处于变形不稳定状态，应对隧道周围土体进行注浆处理，采用环向锚管，纵横间距根据土体情况和实际效果调整，对隧道周围土体进行固结，考虑用水泥水玻璃双液浆，加快凝结时间，加固隧道周围土体，减弱变形发展。
3.5 二衬结构要适当加强，并及早施作
对二衬结构要进行加强，增加配筋，在稳定后及早施作，并注意加强对二衬变形进行监控量测，分析收敛情况和二衬受力情况。
3.6 加强监控量测工作，通过变形观测，及时反馈围岩变化信息，对施工情况和风险进行评价，认真分析，检验围岩的稳定情况和施工方案的实际效果，根据围岩变化情况确定下步施工方案。
膨胀土对隧道施工危害极大，水是产生变形的核心，要在经济技术分析的基础上，采用“先让后顶”的原则，加强在设计施工各环节的准确调查，及早发现，及早应对，综合处理。