铁路黄土隧道施工要点及注意事项
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浅谈黄土隧道施工要点技术控制黄土地区众所周知是施工难度较高的地区之一。
由于黄土地貌独特,地质条件和地下水状况复杂,建设隧道时必须要有一定的技术掌握和控制。
如何在黄土地貌中顺利建设隧道,避免施工过程中的各种问题和风险,在这里,我们来简单谈一下黄土隧道施工的要点技术控制。
一、黄土的分类和性质黄土是指自然界中的一种土壤类型,它通常是由黏土或细砂粒子、石灰石等颗粒混合而成。
黄土的性质因地域而异,但是一般都具有较大的颗粒度、较高的含水量、相对稳定的结构等特点。
黄土的黏性较高,易与水发生作用,同时黏性较大的黄土还容易引起侵蚀和塌陷等问题。
二、黄土隧道施工的特点黄土隧道施工的特点主要有以下几点:1. 风险高:黄土地貌地区地下水位较高,长时间排水,会对隧道的建设带来许多不利的影响。
2. 透水性大:黄土地貌属于弱透水性地区,地下水位波动较大,要特别注意水分压力对隧道地质构造的影响。
3. 复杂地质情况:建设隧道时需要特别注意黄土地貌的地质构造,重点关注地层、缝隙、强度等问题。
4. 施工难度大:由于黄土的黏性和含水量较大,影响了施工的效率和速度,同时需要特别关注施工队伍的安全和健康问题。
三、黄土隧道施工的基本步骤黄土隧道的施工需要严格按照工艺流程进行,包括以下几个基本步骤:1. 前期准备:包括开展地质勘察、设计隧道方案、进行地质调查等。
同时还需要建立施工队伍,配备先进的施工设备和工具。
2. 隧道开挖:开挖时必须对适当的施工工艺和方法进行选择和掌握,同时要对隧道地质构造进行严格的监测和控制。
3. 衬砌施工:隧道衬砌施工是黄土隧道施工的重点,要注意衬砌的材料选择、施工工艺、施工方式等问题,同时对隧道地质结构进行严格的监测和控制。
4. 施工质量控制:在施工过程中,必须要严格执行施工质量监测和控制程序,以确保施工的效率和质量,减少施工过程中的风险和故障。
四、黄土隧道施工的技术控制方法黄土隧道施工的技术控制方法包括以下几个方面:1. Ground Treatment:通过地面处理技术,对路基地面进行强化加固,以提高隧道的安全性和稳定性。
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。
铁路黄土隧道施工要点与应注意事项探讨引言:随着社会经济发展的需要,黄土地区修建的黄土隧道越来越多,黄土是一种在特定地理环境条件下第四纪以来沉积和成壤的地质体,在第四纪干旱、半干旱气候条件下形成的一种特殊土,基本色调是棕黄或者浅黄色;颗粒成分以粉粒为主,约占整个颗粒的60%~70%,不含大于0.25 mm 的颗粒,具有孔隙,孔隙度达40%~50%;同时黄土层理不明显,垂直节理发育,直立性强;一般黄土天然含水量小,遇水易剥落侵蚀,容易产生潜在的剥蚀而形成坍穴。
TBJ 12-85 铁路工程地质技术规范将黄土划分为黄土和黄土质土两大类。
按形成时代和结合工程建设的特点,又将黄土分为老黄土和新黄土、非湿陷黄土和湿陷黄土等。
1. 铁路黄土隧道施工中存在的问题1.1 地基承载问题黄土具有遇水软化、强度低、纵向裂缝发育的特性,容易受雨水冲刷侵蚀。
在进行黄土隧道施工时,如果洞内水量较多或地下水位高,则会降低黄土隧道的地基承载能力,导致地表和隧道防护支架的大幅度沉降。
1.2 黄土隧道洞口的仰坡、高边问题铁路黄土隧道的洞口出现仰坡、高边问题,有的仰坡高达几十米,受地理环境和气候环境的影响,黄土风化严重,所以仰坡的稳定性很差,对黄土隧道边坡的维护较为困难。
1.3 洞口段和浅埋段存在的问题铁路黄土隧道洞口段的地质情况较为复杂,存在偏压、浅埋的问题,洞口段和浅埋段存在较多安全隐患,施工技术难度大,常见的灾害包括塌方、地表开裂、整体沉降等。
2. 铁路黄土隧道施工要点2.1 隧道洞口处的施工在隧道洞口进行土石方挖掘时,需要使用挖掘机,在进行石方开采时,应当采用非控制爆破装置,对于形成的石渣应当装载并及对其进行装车,运用具有自卸功能的汽车对其进行运输。
对于隧道修筑中使用的钢筋应当在钢筋加工场就对其进行弯制,并绑扎。
对明洞拱墙的浇注采用整体浇注法进行修建。
运用泵送混凝土的方式进行混凝土浇筑,对于捣固我们需要采用插入式和附着式两种振动器联合进行震动处理。
黄土隧道施工防止坍塌措施1. 在黄土质砂粘土及新黄土浅埋地层,如洞口段、沟谷段、偏压段,应采用超短台阶开挖,随挖随支,衬砌紧跟,尽量缩短衬砌与开挖距离,减少围岩暴露时间,以安全通过为主要目的。
2.黄土隧道超前支护很重要、尤其是超前小导管一定要施作到位,对应力的变化有一定作用。
3 .黄土隧道施工时应当及时发现一些隐患,如地表对线路有影响的陷穴、陷坑应当及时回填; 对地形偏压、人工回填土层等时应谨慎施工,洞内施工时应当严格按照施工图进行施工。
4. 对位于软塑层上的隧道应当及时施做仰拱和封闭钢架,并在施工期间加设横撑,尤其是隧底部分,防止钢架内移失稳造成坍塌。
5. 在施做支护时,钢架基底应平整压实,设混凝土垫块或槽钢。
6 .黄土隧道施工中应当及时初喷,及早约束围岩早期变形,在变形未完成时进行初喷,将变形控制在允许范围以内。
7. 做好超前地质预报,并按要求进行各项监控量测工作。
如果发现异常应当及时通知设计单位,以对支护参数进行调整。
8. 当隧道含水量较大时,应当及时提请设计会勘,采取相应的工程措施。
9 .对已产生塌方的隧道,塌方段衬砌背后空洞必须回填密实,衬砌厚度必须按设计要求施做,以防止留有隐患。
10. 埋深较大及含水量较大的黄土隧道,不能拆模过早,并要定期检查衬砌拱架和模板台车的刚度,防止因其变形影响衬砌开裂。
11.要勤观察地表、地形、地貌的变化、经常核对地质情况、发现问题、及时修改施工方法。
12黄土隧道施工一定要严格程序,尤其是施工程序与管理程序。
综上所述,黄土隧道施工中,业主、监理、设计与施工必须密切配合,确实做到短开挖,强支护、衬砌紧跟,软弱地层应当及时成环,仰拱先行。
严格按照设计要求施工,努力做到在施工期间不塌方,竣工后衬砌不开裂,软弱地基不翻浆、验交后不返工。
黄土隧道施工技术要点隧道是一种人工开凿的地下通道,被广泛应用于交通、水利、矿山等领域。
黄土隧道是指在黄土地质条件下进行的隧道施工工程。
黄土作为一种常见的土壤类型,在隧道施工中常常遇到。
为了确保黄土隧道施工的顺利进行,需要掌握一些关键的技术要点。
本文将重点介绍黄土隧道施工的技术要点,以便工程师和施工人员能够更好地理解和应用。
1. 黄土隧道勘察黄土隧道的勘察是施工前必不可少的工作。
隧道勘察包括地质勘察和水文勘察两个方面。
地质勘察主要是了解黄土的性质、分布和变形特征,以及地下水位和地下水流情况。
水文勘察则是为了了解黄土中的水文参数,如渗透系数、饱和含水量等。
通过详细的勘察,可以为后续的施工工程提供准确的数据和参考。
2. 黄土开挖与支护在黄土隧道施工中,开挖和支护是至关重要的环节。
黄土的开挖主要采用传统的爆破和机械开挖方法,但需要注意控制开挖的深度和速度,防止坍塌。
在支护方面,黄土隧道常采用的方法包括钢筋混凝土衬砌和喷射混凝土支护。
钢筋混凝土衬砌可有效地增加隧道的强度和稳定性,同时还可以防止水流进入隧道。
而喷射混凝土支护则可以加固黄土并增加其抗渗性。
根据具体的工程要求,选择合适的支护方法十分重要。
3. 地下水处理由于黄土地质条件的特殊性,地下水问题是黄土隧道施工中常见的难题。
地下水的渗入会对施工进度和施工质量造成很大的影响。
因此,在施工前需要进行合理的地下排水设计,并采取相应的措施来控制地下水位。
对于黄土隧道,通常采用的地下水处理方法有降水井、排水沟和地下水处理站等。
通过这些措施,可以在一定程度上控制地下水位,为施工提供良好的工作环境。
4. 地表沉降控制黄土隧道施工会对地表产生一定的沉降和变形。
为了保证隧道施工对周围环境的影响最小化,在设计和施工过程中需要注意地表沉降的控制。
通常,地表沉降的控制可以通过合理的支护设计和监测系统来实现。
在支护设计上,可以选择较为柔性的支护结构,以减小对周围土体的影响。
同时,还需要建立完善的监测系统,对地表沉降进行实时监测,及时采取相应的措施。
一、工程概况本项目位于我国某山区,隧道全长5000米,其中黄土段约3000米。
黄土隧道地质条件复杂,施工难度大,为确保隧道施工安全、质量及进度,特制定本专项施工方案。
二、施工原则1. 严格遵循国家相关法律法规和行业标准,确保施工质量、安全、环保。
2. 采用先进的施工技术和设备,提高施工效率。
3. 加强施工管理,确保工程进度。
4. 严格控制施工成本,提高经济效益。
三、施工工艺及方法1. 隧道开挖(1)采用台阶分布开挖法,即环形开挖留核心土法,减少对土体的扰动。
(2)上半断面人工用风镐及电铲掏槽,掏槽宽度约1m,纵向掏槽深度每次约0.8m。
(3)开挖后立即喷射4cm厚的20号砼封闭断面,防止孔隙水渗出。
2. 支护及衬砌(1)采用超前管棚支护、钢拱支撑、挂网、打锚杆等加强土体强度及限制围岩应力重新分布。
(2)钢拱规格为20a,按设计断面计算用量。
拱架之间间距依每次开挖长度约为0.8m,每榀钢拱纵向用20钢筋连接,钢筋间距1.2m。
(3)管棚尾端焊接于拱架腹部,增强共同支护作用。
(4)喷射砼填充钢拱间空隙,确保拱架与开挖轮廓之间的所有间隙用20号砼喷射充填密实。
3. 施工组织与控制(1)隧道根据施工现场场面状况,采用单向掘进,隧道进口布置一个隧道专业机械化施工队。
(2)洞内施工开挖、出渣初期支护与二次衬砌模筑砼平行作业。
(3)隧道路面待贯通后从洞口反向施工。
(4)根据地形地貌及工期要求,本隧道不设施工支洞。
四、施工进度安排1. 隧道开挖:计划工期为12个月。
2. 支护及衬砌:计划工期为6个月。
3. 隧道验收:计划工期为2个月。
五、施工安全及环保措施1. 施工安全:严格执行《隧道施工安全管理规定》,加强施工现场安全管理,确保施工人员安全。
2. 环保措施:严格控制施工现场扬尘、噪音、废水等污染,采取有效措施减少对周边环境的影响。
六、施工质量保证措施1. 严格执行国家及行业标准,加强施工过程质量控制。
2. 对关键工序进行严格检验,确保工程质量。
关于黄土隧道施工过程中需注意的问题分析黄土隧道施工是一项非常复杂的工程,需要考虑到许多问题,以确保隧道的安全施工和使用。
以下是黄土隧道施工中需要注意的一些问题:1.原始地质环境。
黄土隧道的施工必须考虑到隧道所处的地质环境,包括基岩性质、土壤层厚度、地下水位等因素,这都会对施工过程带来影响。
2.隧道支护。
黄土隧道的土质松软,隧道支护的稳定性和安全性是至关重要的。
施工过程中需要选择合适的支护方式,例如钢混凝土梁、预制拱形、钢筋网格等。
3.排水处理。
在施工过程中,黄土隧道中可能会发生水灾,而水灾会对施工造成严重影响。
因此,需要适时排水防灾,以确保工程安全进行。
4.地震和地质灾害。
黄土隧道常常处于地震和地质灾害的风险地带,因此在施工过程中必须考虑到这些风险,并采取相应的安全措施,如强化支护,加强建设。
5.施工质量。
施工质量对隧道的使用寿命和安全使用具有重大影响。
因此,在施工过程中必须严格控制各项施工质量要求,注重材料的选用,工艺的完善和实施,以确保施工质量。
6.环境保护。
黄土隧道的施工会产生很多噪音、污染等环境问题,施工期间需要采取相应的环保措施,以减少环境污染和对当地居民的影响。
7.工期控制。
隧道施工的时间周期通常非常长,而黄土隧道施工中的环境变数也非常多。
因此,在施工过程中必须严格控制工期,并适时调整计划,以确保工程按时完工。
总的来说,黄土隧道施工是一项非常复杂的工程,需要考虑到许多因素。
施工前必须全面了解地质环境,进行科学规划和认真设计;在施工过程中必须严格控制各个环节的施工质量,采取各种安全措施和环保措施,以确保工程施工和使用的安全性和可靠性。
黄土隧道施工注意事项和应对措施汇报人:2023-11-16•施工前的注意事项•施工过程中的注意事项•特殊情况下的应对措施•安全管理与培训目录01施工前的注意事项在勘察阶段,应充分了解黄土的物理性质、化学成分和结构特征,为后续设计提供基础数据。
勘察设计了解黄土性质根据黄土分布和工程要求,合理选择隧道的位置和走向,确保施工安全。
确定隧道位置在设计阶段,应根据黄土的物理和力学性质,合理选择隧道的支护方式,确保隧道结构的稳定性和安全性。
考虑支护方式通过地质勘察,详细了解隧道所处地质条件的复杂性,为制定施工方案提供依据。
详细了解地质条件确定不良地质情况测试土壤力学性质在勘察过程中,应识别出可能存在的不良地质情况,如软土、滑坡等,制定相应的应对措施。
通过试验和测试,了解隧道范围内土壤的力学性质,如抗剪强度、压缩模量等,为设计提供依据。
03地质勘察0201根据地质勘察结果和隧道设计要求,选择合适的施工方法,如暗挖法、明挖法等。
确定施工方法根据所选施工方法,制定详细的施工流程,包括开挖、支护、排水等环节,确保施工顺利进行。
制定施工流程在设计阶段,应考虑施工的组织和管理,合理安排人员、设备和材料等资源,确保施工效率和质量。
考虑施工组织施工方案设计02施工过程中的注意事项挖掘机配合在掌子面采用挖掘机进行开挖,保证开挖面的平整度,有利于后续工序的进行。
控制爆破在黄土隧道开挖过程中,应采用控制爆破技术,减少对围岩的扰动,提高施工安全性。
测量监控定期进行隧道净空测量和围岩变形监控,以便及时调整施工方案。
隧道开挖支护与衬砌防水层施工在衬砌前应铺设防水层,防止隧道渗水,提高结构安全性。
衬砌厚度与材料选择根据设计要求,合理选择衬砌厚度与材料,确保隧道结构的耐久性与安全性。
初期支护在开挖后应及时进行初期支护,采用喷射混凝土、钢拱架、钢筋网等措施,确保围岩稳定。
在隧道内应设置通风设施,确保空气流通,降低有害气体浓度,保障作业人员健康。
黄土隧道施工工艺工法为了预防在黄土中开挖隧道的大变形和坍塌问题,采用台阶分布开挖法(又称环形开挖留核心土法),结合喷射砼及时封闭开挖面,用超前管棚支护、钢拱支撑、挂网、打锚杆等来加强土体强度及限制围岩应力重新分布,实施短开挖,快循环来减少对土体的扰动,是目前黄土隧道施工的较完整的方法。
1.施工方法及工艺要点1.1根据工地实际情况,设计并施打超前管棚。
钢管真径一般为ф60 mm,长4.5m,间距30cm,外插角20,首尾相接长度不少于1.5m。
钢管内充填20号砼或者水泥砂浆。
1.2上半断面人工用风镐及电铲掏槽。
掏槽宽度约1m,纵向掏槽深度每次约0.8m。
1.3开挖后立即射砼封闭断面。
喷射4cm厚的20号砼,封闭开挖断面,以免孔隙水从断面处渗出,而使土体失稳。
1.4架钢拱及挂网。
钢拱规格为Ⅰ20a,按设计断面计算用量。
拱架之间的间距依每次开挖长度约为0.8m,每榀钢拱纵向用ф20钢筋连接,钢筋间距1.2m。
管棚尾端焊接于拱架腹部,以增强共同支护作用。
ф8钢筋网格间距为20cm×20cm。
1.5喷射砼填充钢拱间空隙。
拱架与开挖轮廓之间的所有间隙用20号砼喷射充填密实,先喷拱架与轮廓之间空隙,再喷拱架,然后再喷拱架之间,直至喷到规定的厚度。
1.6按上述1-5的方式开挖5m左右后,开挖支撑掌子面的核心土支持部分。
1.7在上半断面初期支护稳定的条件下,开始开挖下半断面:首先通过在上半断面的钢拱的拱脚打注浆锚杆,以防止拱架及围岩变形与下沉。
钻进后进行注浆,两侧以等间距各打5根锚杆。
经过做试验,这样的锚杆与黄土结合后,抗拨力可达8t以上。
1.8开挖出碴完成后立即喷射砼封闭围岩,然后架钢拱支撑和挂网,经分层喷射砼直到设计厚度。
再铺设土工布防水板,做二次衬砌。
2.施工工艺流程图3.劳动力组织及进度指标管棚及锚杆安装 3-5人开挖工 8-12人喷砼 13人架钢拱及挂网 8人出碴 10人砼衬砌 16人管棚、锚杆、钢拱制作 4人在砂粘土层无渗水时,采用每循环1.0m 进尺,月进度可达成洞36m 以上。
文章编号:1009-6825(2012)35-0200-02铁路黄土隧道施工要点及注意事项收稿日期:2012-09-26作者简介:赵志国(1977-),男,工程师赵志国(中铁三局集团有限公司,山西太原030013)摘要:通过对黄土的特性及对隧道施工的影响进行分析,从施工准备、洞口施工、开挖、初期支护、防排水、二次衬砌、附属洞室施工等方面对铁路黄土隧道施工要点进行了叙述,提出了施工中的注意事项。
关键词:铁路,黄土隧道,施工要点,注意事项中图分类号:U455.4文献标识码:A1黄土的特性1.1概述我国华北和西北地区黄土广泛分布,是世界上黄土分布最广、厚度最大、类型最复杂的一个地区。
其面积大约60万km2,厚度一般为20m 30m,最厚可达200m左右,形成典型的黄土地貌。
基于黄土普遍具有遇水后易崩解,并发生大量沉陷(湿陷)的特性,因此黄土地区隧道施工一直是困扰工程安全的一个重要课题。
1.2黄土的特征及分类黄土是一种在特定地理环境条件下第四纪以来沉积和成壤的地质体,在第四纪干旱、半干旱气候条件下形成的一种特殊土,基本色调是棕黄或者浅黄色;颗粒成分以粉粒为主,约占整个颗粒的60% 70%,不含大于0.25mm的颗粒,具有孔隙,孔隙度达40% 50%;同时黄土层理不明显,垂直节理发育,直立性强;一般黄土天然含水量小,遇水易剥落侵蚀,容易产生潜在的剥蚀而形成坍穴。
TBJ12-85铁路工程地质技术规范将黄土划分为黄土和黄土质土两大类。
按形成时代和结合工程建设的特点,又将黄土分为老黄土和新黄土、非湿陷黄土和湿陷黄土等。
1.3黄土对于隧道施工的影响1)老黄土地层中常具有各方向的构造节理,在隧道开挖时,土体容易顺着节理张松或剪断。
如果这种地层位于隧道顶部,则易出现“坍顶”;如果位于侧壁,则易出现在侧掉土、坍塌。
2)新黄土一般具有多孔性和垂直节理,有肉眼能看到的大孔隙,呈松散结构状态,密度较低,垂直节理面上因节理切割形成竖向的软弱层,软弱层之间粘聚力很小,在下部隧道开挖过程中面状体容易塌落形成临空面,受开挖扰动和支护缺陷的影响,在自身重力的作用下形成塌方。
同时由于新黄土地区的围岩应力释放快,即变形速度快,具有突然性,属于脆性破坏,所以现场施工中变形监测和控制尤为重要。
3)当隧道修建在黄土溶洞上方时,有基础下沉的危险。
而由于黄土强度较低,浅埋隧道上部土体在隧道开挖过程中受到扰动而整体下沉。
地表下沉造成围岩松动压力而变。
4)在含地下水的黄土地层中修建隧道,由于黄土受水浸湿,呈不同程度的湿陷性,会突然发生下沉现象,使开挖后的围岩迅速丧失自稳能力,如果支护措施满足不了变化的情况,极易造成坍塌。
2铁路黄土隧道施工要点2.1施工准备隧道施工前要对施工图和地质条件、地形地貌进行核对,并做好黄土中构造节理的产状与分布状况的调查,根据调查、核对情况做好施工方案及应对措施,并做好施工材料、机械、设备的准备工作。
2.2洞口施工1)洞口工程施工前,应先清除悬石或土体、处理危石。
采用人工或机械,严格按设计坡度自上而下开挖,应尽可能保护土体原状结构。
边仰坡开挖与设计的坡面防护应紧密衔接,开挖后的坡面应达到稳定、平整的要求。
施工期间实施不间断监测和防护。
2)隧道进洞前应核对隧道洞口是否处于偏压、浅埋或者滑坡体范围内。
如果存在较大偏压,应考虑减载和反压或支挡的措施,避免开挖后洞内初期支护受偏压影响而发生开裂和变形;如果洞口段存在浅埋,则应慎重考虑进洞的位置,可采取浅埋段明做,调整明暗交界的位置,暗洞进洞后根据现场条件及时延长明洞。
3)为了保证进洞安全,黄土隧道进出口和明挖段交界处一般设有大管棚超前支护,大管棚长度根据土体的稳定性设计一般在18m 30m为宜。
2.3隧道开挖1)开挖方法。
黄土隧道开挖应根据隧道断面大小、围岩级别采用台阶法、三台阶弧形导坑法、双侧壁导坑法、CRD法等开挖方法。
单线Ⅳ级围岩宜采用台阶法开挖;双线Ⅳ级围岩单线Ⅴ级围岩宜采用三台阶弧形导坑法开挖;双线Ⅴ级围岩宜采用交叉中隔壁法(CRD法)分部开挖;双线V级围岩洞口浅埋或偏压段宜采用双侧壁导坑法开挖。
开挖方法除考虑围岩级别外,还应结合土层含水量、施工中变形监测结果综合考虑。
施工中围岩发生变化即施工开挖方法需要变化时,应做好工艺转变的严格控制,尤其做好掌子面的封闭施工工作。
2)开挖步距。
小型机械作业宜选择上台阶长5m,下台阶长15m。
开挖工作面距仰拱和填充的距离20m 30m。
开挖循环进尺根据不同围岩级别采用0.5m 1.5m。
Ⅴ级围岩地段及洞口浅埋段、斜井交叉口段上弧导每循环进尺限制为1榀钢架,边墙落底不得超过2榀,仰拱全幅开挖不得超过4m;Ⅳ级围岩地段每循环进尺限制为2榀钢架,边墙落底不得超过4榀,仰拱全幅开挖不得超过6m。
3)黄土隧道开挖,应严格人工配合机械开挖,杜绝使用大型机械设备一次开挖到位。
由于黄土本身的抗扰动性较差,使用大型机械设备一次开挖至设计断面,大面积的扰动往往出现超挖、损坏钢架等。
施工中应预留一定的开挖断面(一般为预留20cm 30cm),后期由人工进行修面开挖至标准断面。
4)黄土隧道开挖施工中,制定可行的开挖过程控制手段,减少机械设备对土体的扰动,开挖面及未衬砌地段应随时检查,险情应及时处理,不得危及衬砌、初期支护及施工设备的安全。
减少上、下台阶施工的相互干扰,并及时封闭成环。
杜绝和减少超·002·第38卷第35期2012年12月山西建筑SHANXI ARCHITECTUREVol.38No.35Dec.2012挖,一旦出现一定程度的超挖,必须用喷射混凝土填平,杜绝用弃碴回填。
5)隧道核心土的留置至关重要,隧道洞身多位于老黄土内,掌子面的核心土留置可从一定意义上等同于隧道的初期支护,受老黄土塑性形变和蠕变特性的影响,核心土可有效约束掌子面(凌空面)和台阶底部的变形。
施工中留置的宽度和长度至关重要,不能仅仅根据施工作业台架的大小来考虑核心土的大小。
6)仰拱开挖不得扰动、掏空边墙底脚基础;尽量单侧落底或双侧交错落底,避免上半断面两侧拱脚同时悬空。
7)当开挖工作面不能自稳时,应根据具体地质条件进行超前支护和预加固处理。
8)施工期间应做好量测、地质核对和描述,并根据实际情况修改开挖方法和参数。
2.4初期支护1)黄土隧道施工要本着“宁强勿弱”的原则,必须严格按照设计的初期支护参数进行施工,初期支护必须在隧道开挖后及时施作,及时封闭成环。
2)要坚持开挖后立即初喷的原则。
黄土隧道在开挖后由于受地下裂隙渗水影响,极易坍塌或出现大面积掉块,开挖合格后对轮廓面及掌子面立即初喷C25级早强混凝土3cm 4cm 封闭围岩,充分发挥围岩的自稳能力,有效地解决掉块问题。
3)黄土隧道施工,宜先做仰拱,如不能先做仰拱,为防止边墙向内位移应在开挖与灌注仰拱之前在拱脚处加设横撑梁顶紧,以防墙体变形。
仰拱施工前,必须将隧底虚碴、杂物、积水等清除干净,超挖采用同级混凝土回填,施作一次成型,严禁分幅施工。
4)黄土隧道锚杆宜采用早强砂浆锚杆,若拱部位围岩含砂率较高时,为防止喷射混凝土层塌落,可先铺设直径为8mm 的密钢筋网,紧贴开挖面,作为初喷混凝土固定支撑。
5)施工中严格控制钢拱架成品和半成品的加工质量,控制好腰部钢架的连接、锁脚锚管(锚杆)的锚固和连接。
施工中出现初期支护变形开裂甚至垮塌的部位多数发生在腰部的连接部位。
6)当洞身黄土含水量较大时,锚杆钻机施钻困难,施工中一般采用煤矿螺旋钻;锚杆宜采用药包式或早强砂浆式锚杆,各种锚杆必须设置垫板,钢架基脚或分布开挖基脚等处设置注浆锁脚锚管,以控制基脚变形。
2.5隧道防排水控制要点1)隧道防排水按照“防、堵、截、排,因地制宜,综合治理”的原则组织施工。
2)进洞前做好洞顶、洞门及洞口的防排水系统,排水沟应进行铺砌,防止地表水下渗。
3)地层含水量大时,上、下台阶开挖工作面附近应开挖横向水沟,并采用管、槽将水引至隧道中部纵向排水沟排水洞外,避免浸泡拱脚。
必要时应配合井点降水等措施将地下水位降至隧道仰拱底部以下1.5m ,确保施工顺利进行。
4)控制施工用水,初期支护喷混凝土和二次衬砌混凝土均应采用喷雾器喷雾养护取代洒水养护,避免混凝土泌水浸泡黄土隧道基底。
5)衬砌背后的环向、纵向排水盲管的安装、预埋配合衬砌一次施工,其接头连接要密封牢固,确保盲沟、两侧水沟、中心排水沟排水通畅。
施工中防止衬砌混凝土或压浆浆液侵入盲沟内堵塞水路。
2.6隧道二次衬砌1)控制黄土隧道塌方的最有效措施就是二次衬砌及时跟进,在浅埋、偏压、沟谷地段,应尽量缩短开挖和二次衬砌之间的距离,以减少暴露时间。
2)围岩较差地段的衬砌应向围岩较好地段延伸,延伸长度宜为5m 10m 。
偏压衬砌段应延伸至一般衬砌段内5m 。
3)二次衬砌混凝土应连续灌注,振捣密实,防止收缩开裂,振捣时不应破坏防水层。
4)黄土隧道衬砌完成的地段,应继续观察和监测隧道的稳定状态,注意衬砌的变形、开裂、侵入净空等现象,并作出稳定性评价。
2.7附属洞室施工隧道施工时,附属洞室位置处拱架应与其他部位相同,一次安装并落到底部,喷射混凝土时可以预留洞口位置。
小避车洞可以在二次衬砌施工到达时割除钢架做好防护和防水,与二次衬砌同时施作。
其他所有洞室均应在二次衬砌完成后,单独另行开挖、支护和衬砌。
附属洞室衬砌混凝土作业采用钢制整体式模板,与正洞衬砌同时施作,灌注成整体结构。
附属洞室防水层,在洞外按洞室三维模型加工防水层,直接镶入洞室内与正洞防水板焊接成一体。
施工中应注意衬砌施工缝不得设于附属洞室处。
3黄土隧道施工注意事项1)黄土隧道施工应采用机械或人工开挖,不宜采用钻爆法施工。
黄土隧道施工中要严格遵循“超前探、管超前、短进尺、强支护、勤量测、紧衬砌”的原则组织施工,施工工序紧凑、初期支护紧跟开挖工作面,并及时施工二次衬砌。
2)施工中如发现工作面有失稳现象,应及时喷射混凝土封闭、加设锚杆、架立钢支架等加强支护。
3)施工时特别注意拱脚与墙脚处断面,如挖过大,应用混凝土或浆砌片石回填。
如发现该处土体承载力不够,应立即采取相应措施进行加固。
4)施工中如发现不安全因素时,应暂停开挖,加强临时支护,调整施工方案。
5)湿陷性黄土隧道基底,要本着保护后加固的原则进行处理,基底可采用树根桩、灰土挤密桩、注浆、换填等处理措施。
6)必须按规定进行超前地质预报及监控量测,并将其纳入正常的施工工序,并指导现场施工。
通过对超前地质预报及监控量测的结果分析,实现施工方案和安全施工。
参考文献:[1]TZ 204-2008,铁路隧道工程施工技术指南[S ].[2]TB 10304-2009,铁路隧道工程施工安全技术规程[S ].[3]楚华栋.黄土地区铁路工程研究与实践[Z ].中铁西北科学研究院,2005(3):5-8.On construction points of railway loess tunnels and precautionsZHAO Zhi-guo(China Railway No.3Bureau Group Co.,Ltd ,Taiyuan 030013,China )Abstract :The paper analyzes the features of loess and its influence on the tunnel construction ,and indicates the construction points for the rail-way loess tunnels from the construction preparation ,the construction at entrance ,the excavation ,the primary support ,the waterproof and drain-age ,and the construction at the auxiliary caves ,and points out the precautions during the construction.Key words :railway ,loess tunnel ,construction point ,precautions·102·第38卷第35期2012年12月赵志国:铁路黄土隧道施工要点及注意事项。