特殊地质地段隧道开挖—黄土27页PPT

特殊地质条件下隧道开挖技术五公司 姜子良 王宝臣 张志伟一、 工程概况经棚隧道是国道306线经棚陈家营子段的控制工程，隧道全长290m ，其中明挖段进出口各有60m ＋20m ，暗挖段210m 。

经棚隧道出口端120m 的洞身处于风积砂－强风化－弱风化岩层的交接面上，即隧道开挖面的左侧拱腰部至面侧拱脚为风积砂，向下分别为强风化花岗岩（Ⅱ－Ⅲ类），弱风化花岗岩（Ⅲ－Ⅳ类），风积砂主要为粉细砂，稍湿，厚度20m ～ 40m ，直至地表，砂中粘土含量小于50%，未胶结，自稳性极差，隧道下部5～7m 范围内为弱风化花岗岩，岩石硬度大，岩体完整，结理不发育，非爆破段难以开挖。

二、 施工方案比选针对经棚隧道出口端上软下硬的特殊地质情况，我们明确了采用拱部大管棚超前支护，人工开挖，风镐开挖与爆破相结合，全断面格栅喷射砼初期支护的基本方案。

但在开挖的顺序及施工工艺的确定上，我们提出了三种方案进行比选，具体如下：1、按原设计进行侧壁导坑法施工。

本方案是在原地勘隧道为风积砂地质条件下的开挖方式，其做法是先进行隧道拱脚以下两侧壁的开挖，然后拱部，然后核心土，完成开挖。

其优点是开挖安全能够保证，较为稳妥，缺点是侧壁导坑的成洞需靠爆破手段，工序繁多，人力物力投入大，施工速度慢，侧壁导坑法的施工流程如下：①侧壁导坑爆破→②侧壁导坑支护→③施作拱部大管棚超前支护→④拱部开挖→⑤拱部支护→⑥核心土开挖→⑦全断面衬砌。

2、全断面法开挖本开挖方法一般在石质隧道中使用，利用光爆技术一次成洞，整体衬砌，其优点是常规，快速，但此方案最大的缺点是震动力太大，对拱部砂层的扰动巨大，拱部容易坍塌，漏顶，其工艺流程如下：①拱部大管棚超前支护→②全断面爆破→③全断面支护→④衬砌3、先拱后墙上下导坑法开挖（正台阶法）此方案是先开挖拱部上导坑，随后自上而下逐步支护，直至成洞，其优点是拱部砂层开挖后可及时支护，防止坍塌，成功的把握较大，缺点是向下的逐次开挖爆破会对拱部砂层进行扰动，如初期支护强度不足或压力过大，亦容易引起坍方，其工艺流程如下：①拱部大管棚超前支护→②人工开挖拱部→③拱部支护→④下导坑开挖→⑤下导坑支护→⑥全断面衬砌。

关于黄土隧道施工过程中需注意的问题分析黄土隧道是指位于黄土地带中的地下隧道工程，由于黄土的特殊性质和地质条件，黄土隧道的施工过程中存在着许多需要注意的问题。

下面就对黄土隧道施工过程中需注意的问题进行分析。

黄土隧道施工中需要注意的问题是黄土地层的力学性质。

黄土属于非饱和土，其力学性质复杂，隧道开挖中黄土的稳定性是首要考虑的问题。

黄土中含有较高的含水量，且黄土颗粒较大，易发生沉陷和塌陷。

在隧道开挖过程中，需要根据实际情况采用合适的支护和加固措施，保证施工安全。

黄土隧道施工中需注意的问题是隧道围岩的稳定性。

黄土属于软弱土，围岩的稳定性容易受到影响，隧道的开挖和支护对围岩的稳定性有着直接影响。

在进行隧道开挖时，需要对黄土地层进行详细的地质勘察和力学性质试验，以确定合理的开挖方案和支护措施，保证隧道围岩的稳定性。

黄土隧道施工中需注意的问题是地下水的排水和防渗。

黄土地层中的地下水含量较高，对隧道的施工和运营都会带来一定的影响。

在隧道开挖过程中，需要采取有效的地下水排水措施，避免地下水对施工造成干扰。

隧道的防渗措施也需要得到重视，避免地下水对隧道的运行安全产生影响。

黄土隧道施工中还需要注意的问题是施工工艺和设备选择。

黄土地质条件复杂，施工过程中需要根据实际情况选择合适的施工工艺和设备。

尤其是在黄土隧道的盾构施工中，需要根据地质情况和隧道要求选择合适的盾构机，并严格控制施工参数，确保施工质量和安全。

黄土隧道施工中还需要注意的问题是环境保护和灾害防范。

黄土地区属于生态脆弱地区，隧道施工在一定程度上会对周边环境产生影响。

在施工过程中需要严格遵守环保法律法规，采取有效的环保措施，减少对周边环境的影响。

黄土地区易发生滑坡、泥石流等地质灾害，隧道施工需要进行灾害防范规划和措施，确保施工安全。

黄土隧道施工中需要注意的问题主要包括黄土地层的力学性质、围岩的稳定性、地下水排水和防渗、施工工艺和设备选择，以及环境保护和灾害防范等方面。

特殊地质概述在隧道施工过程中常遇到一些不利于施工的特殊地质地段，如膨胀土围岩、黄土、溶洞、断层、松散地层、流沙、瓦斯、煤与瓦斯突出、岩爆等。

隧道在开挖、支护和衬砌过程中，由于各种因素的影响可能发生土石坍塌、坑道支撑变形、衬砌结构断裂等情况，严重影响施工进度、安全和质量。

隧道穿越含有瓦斯的地层、具有煤与瓦斯突出危险性的煤系地层和具有岩爆危险性的地层时，可能发生瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出和岩爆等事故，更严重地威胁着施工安全。

隧道通过特殊地质地段施工时应注意以下几点：（1）施工前应对设计所提供的工程地质和水文地质资料进行详细分析了解，深入细致地作施工调查，制订相应的施工方案和措施，配备相应的技术管理人员，备足有关机具及材料，认真编制和实施施工组织设计，使工程达到安全、优质、高效的目的。

反之，即便地质并非不良，也会因准备不足、施工方法不当或措施不力导致施工事故，延误施工进度。

（2）特殊地质地段隧道施工，以“先治水（抽排瓦斯、消除煤与瓦斯突出危险性、消除岩爆危险性）、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌、勤检查、稳步前进”为指导原则。

在选择和确定施工方案时，应以安全为前提，综合考虑隧道工程地质及水文地质条件、断面形式、尺寸、埋置深度、施工机械装备、工期和经济的可行性等因素而定。

同时应考虑围岩变化时施工方法的适应性及其变更的可能性，以免造成工程失误和增加投资。

（3）施工前首先要做好隧道施工过程中的超前地质预测预报工作（物探、钻探及超前炮孔探测），探明有突水（瓦斯、煤与瓦斯突出、岩爆）可能的施工地段，应编制防治水（瓦斯、煤与瓦斯突出、岩爆）专项施工方案，实施超前排放水（超前排放瓦斯、超前防突措施消除突出危险、超前卸压措施消除岩爆危险），严防突水（瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出、岩爆）事故发生。

（4）采用新奥法施工。

为了掌握施工中围岩和支护的力学动态及稳定程度，以及确定施工工序，保证施工安全，应实施现场监控量测，充分利用监控量测指导施工。