隧道特殊地质处理施工技术PPT课件

庆兴隧道黄土地层主要以Q2、Q3、砂质土为主。
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3、水文地质特征
隧道地下水不发育，主要为黄土空隙及裂隙潜水，对于浅埋地 段，应关注农灌的影响。地下水主要接受大气降水及地表水补给， 无浸蚀性。
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（二）三台阶七步开挖法介绍
1、工序介绍 三台阶七步开挖法开挖步骤见图1，施工工序见图2，开挖透视见图3： （1）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
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2、黄土隧道工程特性
（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5－15％，覆盖于地表,厚度一般30～50m，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。
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
开挖长度宜控制在4～6m。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。
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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
二、大断面黄土隧道施工技术
庆兴隧道主要以老黄土为主，部分地段为新黄土、砂质黄土。在双线 铁路黄土隧道施工中，由于围岩软、开挖断面大，导致施工进度慢、难度 大、安全风险突出。针对此种情况，结合庆兴隧道施工经验，就“三台阶 七步开挖法”在大断面黄土隧道中的如何做到安全、快速施工做以下简要 介绍： （一）工程地质 1、黄土基本特征
形导坑，预留核心土，核心土长度宜为3～5m，宽度宜为隧道开挖宽度的1/3～ 1/2。开挖循环进尺为每次一榀钢架长度，开挖后立即初喷3～5cm混凝土，随后 及时进行喷、锚、网系统支护。
（2）第2、3步，左、右侧中台阶开挖：开挖循环进尺为每次一榀钢架长度 ，开挖高度一般为3～3.5m，左、右侧台阶错开2～3m，开挖后立即初喷3～5cm混 凝土，及时进行喷、锚、网系统支护。
（2）老黄土隧道 一般覆于新黄土之下，埋深较大，含水量为10～40％，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14～28％之间。
本隧道穿过大部分黄土地层段和部分岩层段，不良地质及特殊岩土 等难点地段有湿陷性黄土、膨胀土、煤层瓦斯、采空区、正断层与逆断 层、细砂软弱层、174m2超大断面黄土段、斜井三叉口段及两处下穿县级 柏油公路等。以上均为该隧道施工的重难点，工期紧，安全风险高，施 工难度大。
根据业主工期要求，2007年11月25日开始施工准备， 2008年1月1日 正式开工，计划2010年2月28日结束施工。
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，从开挖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10m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。
技术交流
庆兴隧道特殊地质处理技术
彭刚
中铁十一局五公司包西项目部 二○○九年十一月
一、工程概况
庆兴隧道位于陕西省蒲城县境内，紧邻洛滨镇庆兴村及蒙新庄，起迄 里程DK691＋253～DK701＋493，全长10240m，其中Ⅳ级围岩8900m，Ⅴ级 围岩1340m。隧道洞身最大埋深110m，最小埋深2.5m。线路位于洛河河谷 右岸、黄土台塬中，洛河切割黄土台地，进口段地形起伏较大，洞身主 要位于黄土台塬中，塬顶有居民分布；出口地形平坦开阔。地面高程一 般为460～650m，相对高差190m。该隧道为双线隧道，除出口524.4m位于 半径为2800m的曲线上，其余地段均位于直线上；隧道洞身位于3.0‰、 5.1‰、4.8‰单面上坡上。隧道除进、出口相向掘进外，设计有5座斜井 辅助施工。
黄土是第四纪干旱、半干旱气候条件下，陆相沉积的一种特殊土，其 特征主要有：基本色调是黄色，具多孔性，具柱状节理、垂直节理发育、 直立性强；遇水易崩解、剥蚀；表层多具湿陷性，易产生潜蚀，形成陷穴 。黄土按其形成年代一般分为Q1、Q2老黄土、Q3新黄土和Q4新近堆积黄土 ，其中Q3、Q4新黄土多具湿陷性，与工程建设关系密切。
（5）第7步，隧底开挖：每循环开挖长度宜为2～3m，开挖后及时施作仰拱 初期支护，完成两个隧底开挖、支护循环后，及时施作仰拱，仰拱分段长度宜为 4～6m。
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2、初期支护 施工作业清理岩面初喷混凝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 挖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。初期支护应在开挖后立即 施作，以保护围岩的自然承载力。
通过我们长期观测，刚开挖后的一个星期内，拱顶下沉10cm左右， 拱脚收敛有5~9cm，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10cm。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，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。
（3）第4、5步，左、右侧下台阶开挖：开挖循环进尺为每次一榀钢架长度 ，最大不得超过1.5m，开挖高度一般为3～3.5m，左、右侧台阶错开2～3m，开挖 后立即初喷3～5混凝土，及时进行喷、锚、网系统支护。
（4）第6步，上、中、下台阶开挖核心土：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。