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膨胀岩土隧道施工方案1. 引言隧道工程是一项复杂而又具有挑战性的工程，而膨胀岩土隧道的施工则更加困难。
本文将介绍膨胀岩土隧道施工的方案和策略，目的是确保施工的安全、高效和可持续。
2. 隧道勘察与设计在膨胀岩土地质条件下，隧道的勘察和设计是非常关键的步骤。
在勘察阶段，需要对地层的岩土特性进行详细的调查和分析，包括岩石的强度、膨胀性以及地下水位等因素。
在设计阶段，应根据岩土的特性和预计的膨胀情况，选择合适的支护结构和施工方法。
3.1 预压法预压法是膨胀岩土隧道施工中常用的方法之一。
首先，在隧道掘进前，需进行一定厚度的预压施工，以抵抗岩土膨胀产生的压力。
通常采用的预压方法包括人工预压、地下水预压和机械预压等。
预压法能够有效地减少岩土膨胀引起的变形和破坏。
3.2 冻结法冻结法是另一种常用的膨胀岩土隧道施工方法。
该方法通过注入冷却液体或导热管道，将岩土冷却至低温以抑制膨胀。
冻结法不仅可减少岩土膨胀带来的变形，还能够提高隧道施工的稳定性和安全性。
钢支撑法是对膨胀岩土隧道进行支护的常用方法之一。
通过安装钢支撑结构，可以有效地提高隧道的抗压能力和刚度，减少岩土膨胀和滑动造成的损害。
在钢支撑的选择和设计过程中，需要考虑岩土的膨胀性质和支护结构的稳定性。
4. 施工控制4.1 岩土监测在膨胀岩土隧道施工过程中，岩土的变形和膨胀是主要的风险因素。
因此，必须对岩土进行监测。
常用的监测方法包括测量隧道的收敛变形、地表下沉、岩土位移等。
通过实时监测和分析，可以及时发现和解决问题，确保施工的安全性和可控性。
4.2 施工技术膨胀岩土隧道施工需要精确的施工技术和方法。
在掘进过程中，需要使用合适的机械设备和工具，确保隧道的准确掘进和支护。
此外，施工人员应具备丰富的经验和技术知识，能够应对突发状况并采取相应的措施。
5. 施工安全膨胀岩土隧道施工存在一定的风险，因此施工安全是至关重要的。
在施工过程中，应严格遵守相关的安全规定和操作规程，使用符合标准的安全设备和防护措施。
筑龙网W WW .Z HU LO NG .C OM膨胀性围岩隧道施工1.概述在膨胀性地层中开挖隧道、巷道或地下洞室，常常可以见到围岩因开掘而产生变形，或者因浸水而膨胀，或因风化而开裂等现象，使设置在膨胀性围岩中的隧道或地下洞室的洞壁发生位移，导致围岩失稳，衬砌破坏。
膨胀性围岩的基本特征，归纳起来表现在以下三个方面。
1.1 围岩的应力比高。
即P 0/Ra，P 0—地应力，Ra—围岩的抗压强度。
由于膨胀性围岩是有原始地层的超固结特性，使围岩中储存有较高的初始应力，当隧道或地下洞室开掘后，引起围岩应力释放，强度降低，产生卸载膨胀，因此围岩常常具有明显的塑性流变特征，开掘后将产生较大的塑性变形。
1.3胀缩效应的力学特性。
膨胀围岩因吸水而膨胀，失水而收缩，岩体干湿循环产生胀缩效应。
一是使围岩体结构破坏，由块间联结变为裂隙结合，甚至成为散结构，强度完全丧失，导致围岩压力增大；二是造成围岩应力变化，无论膨胀压力或收缩应力，都将破坏围岩的稳定性，特别是膨胀产生的膨胀压力将对增大围岩压力起叠加作用。
2．施工方法膨胀性围岩隧道施工，首先查明膨胀产生的原因，测定围岩贮存的应力大来确定相应的施工方法及支护参数。
膨胀性围岩的施工原则为“加固围岩，改善洞形，先柔后刚，先放后抗，变形留够，底部加强”24字方针。
2.1加固围岩。
加固围岩最有效的措施是支护的锚杆，锚杆长度应大于塑性半径。
锚杆长度越长，支护效果愈好，但锚杆太长时，工程造价加大，施工难度高，且局部锚杆强度难以充分发挥；而锚杆太短则加固围岩效果不好。
当锚杆长度大于塑性区厚度时，可抑制塑性区围岩的承载力，并把塑性区围岩同弹性区稳定围岩连接起来。
此时锚杆两端相对位移较大，使锚杆充分受拉，从而提高锚杆对围岩径向支护的作用；反之当锚杆长度小于塑性区时，即全位于塑性区内，锚杆将随着围岩整体移动，围岩仍有剪切滑移破坏的可能，锚杆两端相对位移较小，削减锚杆对围岩的支护作用。
锚杆长度应大于塑性区厚度。
膨胀性软岩隧道大变形控制施工工法膨胀性软岩隧道大变形控制施工工法一、前言膨胀性软岩隧道是指在施工过程中，由于软岩地层存在膨胀性及较大的变形特点而导致隧道开挖中出现较大的变形和不稳定的情况。
传统的软岩隧道施工工法难以应对这种情况，因此需要采用一种适用于膨胀性软岩隧道的大变形控制施工工法，以保证隧道施工的稳定性和安全性。
二、工法特点膨胀性软岩隧道大变形控制施工工法具有以下特点：1. 适用范围广：该工法适用于各类膨胀性软岩地层的隧道施工，如泥质岩、泥岩、黏土岩等。
2. 强化围岩措施：通过采取加固措施，如预应力锚杆、锚网、注浆等，对围岩进行加固，以提高围岩的稳定性和抗变形能力。
3. 分段开挖法：采用分段开挖法，即将隧道的施工区域分成若干个小段进行开挖，以减小每个开挖段的变形量，提高施工的稳定性。
4. 支护结构优化：根据实际情况进行支护结构的优化设计，选择合适的支护形式，如钢筋混凝土衬砌、预制片支护等。
三、适应范围膨胀性软岩隧道大变形控制施工工法适用于需要对隧道进行大变形控制的情况，特别适合膨胀性软岩地层。
适用范围包括但不限于：地铁隧道、铁路隧道、公路隧道等。
四、工艺原理膨胀性软岩隧道大变形控制施工工法的工艺原理是通过对施工工法与实际工程的联系进行分析和解释，采取相应的技术措施来控制施工中的变形和不稳定情况。
具体包括以下几点：1. 加固措施：采取预应力锚杆、锚网和注浆等加固措施，提高围岩的稳定性和抗变形能力。
2. 分段开挖法：将隧道的施工区域分成若干个小段进行开挖，减小每个开挖段的变形量，提高施工的稳定性。
3. 优化支护结构：根据实际情况进行支护结构的优化设计，选择合适的支护形式，提高支护结构的稳定性和抗变形能力。
五、施工工艺膨胀性软岩隧道大变形控制施工工法的施工工艺包括以下几个阶段：1. 前期准备：进行地质勘探和设计工作，确定施工方案和支护措施。
2. 加固围岩：采取预应力锚杆、锚网和注浆等措施对围岩进行加固，提高围岩的稳定性。
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。
膨胀岩隧道施工技术什么是膨胀岩隧道？膨胀岩是指在土工、岩石力学领域中，因含有有机物、铁等成分和一些过程所致，其体积在吸水或冻融过程中能够显著变化的粘土、泥盆岩、砂泥岩、泥岩等岩石。
膨胀岩隧道简单来说，就是开挖隧道时遇到膨胀岩情况的隧道。
膨胀岩隧道施工的挑战膨胀岩隧道施工相较于普通隧道施工并不简单，主要有以下几个挑战：1.岩体不稳定：由于膨胀岩的体积变化，岩体的稳定性并不强，稍有不慎就可能引发岩体滑坡、坍塌等不安全情况。
2.锚固力度不足：膨胀岩锚固力度不足，可能出现锚杆松动等情况。
3.掘进进度缓慢：由于膨胀岩的存在，掘进进度往往会缓慢，需要采取相应措施以保障工程的进展。
膨胀岩隧道施工技术针对膨胀岩隧道的施工挑战，目前已经有比较成熟的解决方案和相应的施工技术。
预处理技术在开始施工前，首先要对膨胀岩进行预处理，主要有以下几种方法：1.治理膨胀岩体：对膨胀岩体进行治理，如水泥灌浆、钢筋网加固等手段，以加强其稳定性。
2.降低岩体含水量：采用降低地下水位、排水井等措施，降低岩体含水量。
这些预处理措施主要是为了增强膨胀岩的抵抗力和稳定性，从而为后续的掘进提供充足的基础。
钻掘爆破技术在预处理完毕后，可以采用钻掘爆破技术，快速开挖膨胀岩隧道，主要步骤如下：1.钻孔：在膨胀岩体内进行钻孔，在控制好爆破半径的前提下，提高爆破效率。
2.放炮：根据实际情况合理放置炸药，保证爆破效果最大化。
3.清炮：清理爆炸后形成的碎石，及时排出隧道。
钻掘爆破技术相比于传统的掘进技术有着明显的优势，在施工时可以快速完成预定工程进度。
涂层防护技术在采用钻掘爆破技术时，隧道衬砌表面会受到一定的磨损。
涂层防护技术能有效减轻隧道衬砌表面的磨损，延长其使用寿命，主要步骤如下：1.表面清理：清理隧道衬砌表面的灰尘和杂物。
2.喷涂底漆：喷涂油底漆或防护底漆在隧道表面。
3.喷涂面漆：最后喷涂表面漆，使表面达到防护、美化的效果。
涂层防护技术可以有效保护隧道衬砌表面不受损坏，从而提高了隧道的整体使用寿命。
隧道右线膨胀岩地段施工技术摘要：本文介绍了隧道右线膨胀性围岩的开挖方法、支护措施、工序衔接、循环进尺及施工注意事项等，为类似隧道施工积累了经验。
关键词：隧道；膨胀岩；施工；技术Right line of Lot swelling rock tunnel construction technologyZhang ZaixiAbstract: This paper describes the expansion of the right line of rock tunnel excavation method, support measures, processes of convergence, loop footage and construction precautions for similar tunnel construction accumulated experience.Keywords: tunnel;Swelling rock;Construction;Technology一、工程概况1、线路简介隧道设计为两座单线隧道，长20050m，线间距40m，线路坡度主要为11‰的单面下坡，隧道洞身最大埋深1100m左右。
2、气象特征施工现场海拔高（2900～3600m），气温寒冷，日温差大，阴雨风雪冰雹天气多变，冰冻时间长。
年平均气温-0.1～5.1℃，属中温带干旱气候区，春季多风，少雨干旱；夏无酷热，降水增多；秋季凉爽，降温较快；冬季寒冷，干旱少雪。
绝对最高气温28.1～34.7℃，最低气温-29.0～-30.6℃；冻结深度138～200cm。
3、水文地质隧道右线进口段为中等富水区第三系膨胀性泥岩段。
泥岩，浅红色，主要由亲水性矿物蒙脱石组成，其蒙脱石含量17.53～22.54%，阳离子交换量CEC140.7～212.2mmol/kg，泥质胶结，岩质软弱，自由膨胀率约42.98%，中厚层状，裂隙发育，自稳能力差，开挖后拱墙易掉块，易软化、风化和崩解。
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10.9m，净高7.2m，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1.5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：
2.1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。
2.2尽早封闭暴露围岩，保持围岩干燥，防止围岩吸水崩塌。
2.3加强初期支护，减少围岩变形，防止坍塌。
2.4设置柔性变形层，允许初期支护有一定的变形。
2.5采用加强性钢筋砼二次衬砌，提高二次衬砌的承载力；根据初支变形确定二次施作时机。
2.6注意排水。
3、施工方法
3.1理论依据
（1）．新奥法施工理论
（2）．膨胀性围岩特性
3.2施工技术控制措施
（1）．打设超前支护锚杆并注浆，强化前方岩体力学性质，抑制岩体的应力释放，保证开挖顺利进行。
（2）．采用钢拱架、喷射钢纤维砼、系统锚杆组成联合支护系统，加强初期支护刚度，打设12m长自钻式中空锚杆控制围岩变形松动。
（3）．进行径向中深孔注浆改善围岩力学性质，发挥围岩自稳能力。
（4）．及时施作仰拱，使支护封闭成环，整体受力。
并在仰拱下及墙脚下打设12m长自钻式中空锚杆，拉结仰拱，加强软基承载能力。
（5）．严格控制施工用水，完善隧道内排水设施，避免人为造成围岩膨胀软化。
（6）．采用挖应力释放槽、仰拱下设柔性变形层等措施释放膨胀压力、围岩应力。
（7）．加强监控量测，合理安排施工工序。
3.3工序组织
在施工过程中组织劳动力，抓好工序衔接工作。
开挖完成后，及时清除欠挖、危岩，同时立即组织支立钢拱架、挂钢筋网、喷钢纤维砼、打设系统锚杆和锁脚锚杆，进行注浆加固围岩，避免因膨胀岩暴露时间过长而产生变形过大，增加施工及治理的难度及费用。
适时进行仰拱开挖施作。
膨胀性围岩膨胀压力是导致隧道施工困难和引起隧道变形病害的主要原因，因此施工中应尽量减少对围岩产生扰动，开挖宜选用无爆破机械开挖，如采用挖掘机、风镐、液压镐等开挖。
开挖方法宜采用正台阶法、留核心土环向开挖法、全断面开挖法。
尽量减少分部次数，保证支护尽快合成环，整体受力。
3.4加强围岩量测及超前调查工作
在穿越膨胀性围岩时，应制订详细的量测计划，观测频率应比正常围岩情况下高，以确保及时掌握围岩变形状态，制订相应的支护参数。
同时应加强围岩预报工作，根据打超前锚杆判别前方围岩状况，勤作试验，查
明膨胀岩体的性质，以便指导施工。
3.5严格控制施工用水
膨胀性围岩湿度的变化会引起围岩体积变化，产生胀缩效应，造成对初支和结构物的破坏。
因此必须完善洞内排水系统，勤检修施工用水管道有无滴漏现象，炮眼及锚杆孔打眼时严禁用水钻孔，严格控制注浆浆液水灰比，保证洞内湿度保持在一定范围内。
3.6超前支护
3.6.1由于岩体破碎，易坍孔，四角田隧道拱部沿设计开挖线采用12m长的R51自进式中空锚杆做超前支护，锚杆间距比正常隧道小，正洞环向间距为50cm，加宽带布设间距为40cm。
锚杆利用普通气腿式风钻进行钻设，高压压风排碴。
一般超前注水泥浆，有水地段注C.S浆液。
3.6.2为保证开挖过程围岩稳定，在每排超前导管附近环向打设一排6m 长的φ42钢管，进行补充超前注浆，钢花管间距50cm。
注浆同超前锚杆，一般注水泥浆液，浆液水灰比采用0.5，注浆压力根据围岩情况不小于1.0Mpa，保证达到劈裂注浆效果，使在开挖线外侧进一步形成厚约0.5~1m 的保护壳体。
3.7隧道开挖
四角田隧道膨胀性围岩为泥岩、泥质粉砂岩，岩体风化破碎，炭化严重，挖出的碴体基本呈黑色炭质粉末状，遇水泥化膨胀，根据这一围岩特征，采取留核心土环向开挖法。
除特殊情况均挖至墙脚，严格控制进尺，每循环进尺不超过100cm，开挖方法采用挖掘机成洞，人工修整。
开挖完成后立即对掌子面和洞壁喷2cm厚C20钢纤维砼进行封闭。
掘进不超过
30m，开始进行仰拱开挖，仰拱按全幅开挖，每次长度不超过300cm。
3.8 初期支护
3.8.1 钢拱架
为保证初期支护刚度，初期支护采用I20b（加宽带用I22b）工字钢加工的钢拱架。
纵向间距50cm，并用环向间距50cmΦ22螺纹钢进行纵焊接，在工字钢架后铺设一层φ8钢筋网，网格间距20cm。
在钢拱架墙脚部设置50×50×18cm的C20钢筋砼垫块，对于台阶开挖段在钢拱架拱脚设临时50×50×18cm的C20钢筋砼垫块，避免拱架下沉，在边墙上钢拱架每侧设两排锁脚锚杆，锁脚锚杆采用Φ32的药卷锚杆，长350cm，锁脚锚杆用短钢筋焊接在钢拱架上。
3.8.2 C20钢纤维砼
钢拱架支立好后即进行喷射砼，为提高砼喷层的抗拉和抗剪强度，在喷射砼内按60kg/m3的掺量加入钢纤维，喷层厚24cm（紧急停车带厚30cm）。
喷射砼用干式喷射机按潮喷工艺施作。
3.8.3 系统锚杆
四角田隧道系统径向锚杆采用R51、R32自进式中空锚杆混合布设，并布设φ42径向注浆管进行补充劈裂注浆。
在初支喷射砼完成，即施作L=600cm的R32自进式中空锚杆，采用气腿式凿岩机打设，并打设长L=450cm的φ42注浆花管进行注浆，改善围岩力学性质，加固围岩，减少围岩变形量。
在仰拱开挖前后施作L=1200cm的R51中空锚杆，采用CLG-100露天凿岩钻车打设。
R51中空锚杆主要在墙脚、拱腰集中布置，在拱顶及仰拱
下亦对称布置。
系统锚杆纵向两根一组用槽钢跨过钢拱架进行联锚，实现对钢拱架强行拉锚。
3.9仰拱
3.9.1一般施作方法：仰拱开挖仍采用挖掘机直接开挖、人工修整。
挖好后，立即安设钢拱架，紧抵住初支钢拱架，然后喷射C20钢纤维砼封闭。
再进行锚杆打设、仰拱钢筋绑扎、仰拱及充填砼的施作。
3.9.2对于膨胀系数大于1.3的围岩地段在仰拱底下铺设50cm厚的碎石垫层作为柔性变形层。
并在仰拱充填上部加设双层钢筋网，加强仰拱刚度。
3.10二次衬砌
按照新奥法原理，隧道二次衬砌只是做为受力的安全储备，但因膨胀地段围岩内应力高，围岩膨胀变形具有长期性，所以二次衬砌应比正常围岩段厚，含筋量高，二次衬砌施作时间应严格按照初支量测结果来确定，若初支变形无减弱趋势，应采取措施加强初支，决不能立即施作二次衬砌，这极易造成二衬开裂，更加难以治理。
3.11监控量测
在膨胀地段施工，监控量测工作变得极其重要，应严格制订量测计划，一般应5m长就设置测点，测设工作应从隧道开挖好后一直持续到二衬完工围岩变形稳定下来。
监控量测间隔时间见下表，若变形较大时应缩短量测时间间隔。
隧道现场量测项目及时间间隔
4．体会
膨胀性围岩因其遇水膨胀、泥化，失水干缩的特性造成围岩失稳，高地内应力、开挖后变形长期性造成加在支护上的荷载为围岩松驰荷载和围岩膨胀应力的合力，荷载计算较为复杂，对支护参数的确定造成不便，引起施工困难，所以稍有不慎极易发生已建好的初支、二衬开裂变形，仰拱底鼓。
在四角田隧道施工中，我们深切地体会到：
4.1加强膨胀岩前期预报至关重要，它是指导安全施工的首要条件；
4.2采取中深孔自钻式中空锚杆、中深孔注浆等新材料新技术加强对膨胀岩的超前支护，使洞室形成一个封闭的圆，控制围岩发生应力改变；
4.3隧道开挖后要加强初期支护，对膨胀岩体要勤测量，发现围岩有变形趋势及早采取措施；
4.4加强安全防护措施，每个工班都设一名安全检查员，保证施工安全和人身安全。
通过不断地总结施工经验和教训，按照以上施工方法进行施工处理，不但加快了工程进度，保证了工程质量，而且也取得了良好的社会效益和
经济效益，目前四角田隧道下行线已通车。
得到了上级领导及甲方的肯定。
