湿陷性黄土地质特长隧道施工技术研究

黄土地质隧道施工安全：

一、黄土隧道的施工应采用机械、人工开挖，不宜采用钻爆法施工。

二、黄土隧道的施工应根据隧道断面大小、埋深采用环形开挖预留核心土法、双侧壁导坑法、中隔壁法等分部开挖法。

三、黄土隧道施工防排水中应注意以下事项：

1严格按设计做好洞顶、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。

2对地表冲沟、陷穴应予以回填夯实、填土反压、改变地表水径流等措施，将水排至隧道范围以外，以免下渗影响结构安全。

3雨季施工应采取切实可行的措施保证施工安全。

4做好施工用水管理，洞内排水沟应进行铺砌，砂浆抹面。

5地层含水量大时，上台阶掌子面附近宜开挖横向水沟，将水引至隧道中部纵向排水沟排出洞外，以免浸泡拱脚。

6必要时应配合井点降水等法将地下水位降至隧道衬砌底部以下，确保施工顺利进行。

四、黄土隧道的开挖应符合下列规定：

1施工中严格遵循“管超前、预注浆、短进尺，强支护、早封闭、勤量测”的原则。

2双线Ⅴ、Ⅵ级围岩宜采用中隔壁（CD）分部开挖法；单线Ⅴ、Ⅵ级围岩宜采用环形开挖预留核心土开挖法；双线Ⅳ级围岩宜采用双侧壁导坑法开挖法；单线Ⅳ级围岩宜采用台阶开挖法。

3墙脚、拱脚应预留30cm人工开挖，严禁超挖。

墙脚、拱脚严禁超挖是为了防止因墙、拱脚原状土被破坏造成支护后下沉。

4开挖循环进尺根据不同围岩级别采用0.5～1.5m。

5若隧道基底位于软土地层或承载力不足时，基底应进行处理；基底处理可采用树根桩、灰土挤密桩、注浆、换填等处理措施。

黄土隧道软弱地基处理的方法比较多，但技术成熟、质量保证的并不多，施工中应根据实际情况选择树根桩、灰土挤密桩、注浆、换填等处理措施。

⑴换填具有施工简单、容易实施，施工质量便于控制的特点，施工中应根据隧道应力状态，对换填深度、宽度进行计算，图1是某黄土隧道工程换填处理软弱地基处理方案。

图1黄土隧道工程换填处理软弱地基实例

⑵灰土挤密桩可以提高基底土的密实性，技术成熟完整，质量容易保证，但对施工的其他工序干扰大。图2是某黄土隧道工程灰土挤密桩处理软弱地基处理方案。

图2黄土隧道工程灰土挤密桩处理软弱地基实例

⑶树根桩针对性强，操作简单，但缺乏成熟的经验，图3是某黄土隧道工程树根桩处理软弱地基处理实例。

图3黄土隧道工程树根桩处理软弱地基实例

⑷注浆及其他措施

根据基底情况和需要处理的范围，采用小导管等进行注浆处理。

6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。

五、黄土隧道的初期支护施工应符合下列要求：

1在施工中要特别注意观察垂直节理，必要时应采取工程措施，防止坍方事故的发生。

黄土隧道围岩垂直节理的存在是导致隧道拱顶坍塌的关键因素，节理在坑道顶部时，极易产生“塌顶”；如果位于侧壁，则极易出现侧壁掉土、片帮，施工中若处理不当，常会引起较大的坍塌。

2开挖后应立即对隧道周边及掌子面进行喷射混凝土封闭，并及时施做锚杆、钢筋网及钢支撑。

3喷射混凝土时喷射机的压力一般不宜超过0.2MPa。

当喷射混凝土压力大时，混凝土喷射料会粘附土块一起掉下来。

4锚杆施工宜采用煤矿螺旋钻干钻成孔；锚杆宜采用药包式或早强砂浆式锚杆。

当洞身黄土含水量较大时，锚杆钻机施钻困难，煤电钻电机易烧坏，施工中一般采用煤矿螺旋钻，而很少采用凿岩机。

5钢支撑施做后每侧应施做锁脚锚杆不少于3根，锁脚锚杆直径不小于22mm，长度不少于3.5m。

六、黄土隧道二次衬砌施工应符合下列要求：

1仰拱应超前，并应一次灌注成型，仰拱距离边墙马口宜控制在30m～50m。

黄土隧道开挖后总的变形量和迅速变形阶段结束的时间，完全受控于仰拱封闭的时间，仰拱早封闭则总变形量小，仰拱晚封闭则总变形量大。

因此要控制初期支护的变形量就必须尽早封闭仰拱，而且仰拱要有足够的刚度来承担拱墙传递下来的应力，因此也必须强调仰拱的整体性。

2拱墙二次衬砌应整体灌注，并及早施做。

黄土隧道初期支护的变形量与黄土性质、洞室跨度，尤其是土体的含水量有着密切的关系，新黄土变形量大，老黄土变形量小；大跨洞室变形量大，小跨洞室变形量小；土体含水量大时变形量大，土体含水量小时变形量小，变形的主要表现形式为初期支护的整体下沉。

当黄土受水浸湿后，呈不同程度的湿陷性，会发生突然下沉现象，根据国内部分黄土隧道的调研结果认为：黄土隧道二次衬砌宜及早施做。