浅析隧道膨胀土施工技术

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。

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。

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。

膨胀岩隧道施工技术1 前言1.1 膨胀机理膨胀岩问题是当今工程地质学和岩石力学领域中较复杂的世界性研究课题之一.膨胀岩的膨胀取决于两方面因素，一是内因:主要包括岩石成分（矿物成分、化学成分和粒度）、天然含水量和湿度状况、胶结程度等三种,这些决定了膨胀岩膨胀能力和膨胀潜势的大小;二是外因：工程活动造成膨胀岩的水分得失和内应力、强度变化等,它决定了膨胀岩的实际膨胀程度。

很明显，工程活动过程中，膨胀岩产生膨胀的外部条件都不可避免地得到了不同程度的满足。

岩土膨胀的实质是由所含粘土矿物的亲水性造成的.研究表明：蒙脱石具有巨大的膨胀能力;其次是伊利石；而高岭石的膨胀能力最弱,几乎不具膨胀性.另外,软岩的膨胀还与这些粘土矿物的含量有直接而密切的关系.以往研究成果表明：当蒙脱石含量达7％以上或伊利石含量达20%以上时，软岩即具有明显的胀缩特性，且其含量愈高，胀缩率愈大。

天然状态泥质膨胀性软岩的含水情况是决定其膨胀潜势的重要因素之一。

对膨胀性软岩而言，其天然含水量愈大，膨胀势愈头小；而天然含水量愈小，则膨胀势头愈大。

泥质岩胶结情况是决定其膨胀潜势大小和膨胀性发挥程度的关键因素之一。

胶结性越差的岩石其膨胀性越强。

国内膨胀岩岩性主要有：灰白、灰绿、灰黄、灰红和灰色的泥岩、泥质粉砂岩、页岩、风化的泥灰岩、风化的基性岩浆岩、蒙脱石化的凝灰岩以及含硬石膏、芒硝的岩石等，岩石由细颗粒组成,遇水时有滑腻感。

1.2 膨胀岩的特性⑴超固结性未经卸荷作用而处于原始状态的膨胀岩是稳定的，同时在水的作用下，膨胀岩大多具有原始地层的超固结特性，在岩体中储存较高的初始应力.膨胀性岩层在开挖前，岩体没有受到扰动并处于三向受力状态，保持着空间平衡。

由于隧道开挖对膨胀岩体产生扰动，破坏了原有平衡，引起围岩应力释放，强度降低，产生卸荷膨胀.同时，施工中不可避免地产生水与膨胀岩的接触,引起了膨胀岩化学状态的改变，使得内部应力变化、强度降低现象进一步加剧,使围岩产生变形破坏。