【正文】 備齊消防器材，并能防盜。復雜地質條件隧道優(yōu)質、高效、安全施工。 水發(fā)育與 否是關系到黃土質隧道能否安全施工的關鍵因素。土體結構緊密，干時堅硬，開挖一經暴露表層土體即變松軟，卸荷后有回彈松脹現象，加之水的不良 作用，松動圈逐漸變大，極易造成大的塌方事故。 對圍巖物理力學性質進行測試，掌握實際土體的真實狀態(tài)。 項目研究的目標是：掌握隧道土體變形破壞的基本規(guī)律，尋求適合富水土質隧道的合理開挖方式、開挖順序和支護形式，保證隧道施工安全，同時為富水土質隧道的修建積累經驗。由此所取得出的結論和認識大大豐富了國內同類圍巖隧道技術資料積累和一定的理論水平進步，同時拓寬了該類隧道設計和施工的思路。 到目前為止，我國已經在土體中建成了許多隧道，包括鐵路隧道、公路隧道、引水隧道等，在施工中遇到的問題很多，施工的難 易程度主要取決于土體的性質和地下水的分布。神延線北段的沙哈拉峁隧道也是在老黃土中開挖，由于進口段地處風積砂地段，地層自穩(wěn)能力較差，采用水平旋噴預支護直接進洞的方法，取得了成功。 第二節(jié) 特殊地質及不良地質現象分析 黃土地質屬于典型的特殊地質及不良地質，它對隧道施工的主要影響因素主要存在以下幾個方面： 地下水及黃土節(jié)理。 該隧穿過地層為砂粘土（ Q1～2），土層除上部薄層含水量較少，為半干硬狀態(tài)外，其下多為可塑狀，并富含裂隙水。另外，土體滲透性較好，逢雨季和春季解凍消融時期，工作面多出現塑性溜滑，技術預防措 施不及時，就有可能釀成大的安全事故。 土體內富含有機質和鹽堿成份，地表普遍有白色鹽堿霜，根據既有松松灣隧道滲漏水洞壁上留下白色鹽堿的痕跡，使砼變得松軟，可用手扳掉，可見其對普中鐵十四局集團公司 富含水黃土質隧道綜合施工技術 技術研究報告 20 通硅酸鹽水泥具有很強侵蝕性。新松樹灣隧道與既有隧相距 30～ 50m，進口端位于兩深沖溝相夾交匯地帶，兩溝邊坡密布泉眼，常年滲水，呈泥狀。 當地下水豐富，地質狀況較差時，施工宜采用短臺階法施工。超前支護采用管棚、雙液小導管、超前錨桿等不同形式。 施工時，采用仰拱鋪底超前、二次襯砌緊跟的施工作業(yè)順序。 開挖掘進施工技術要點為： 為確保隧道開挖輪廓符合設計，應做好預留量的考慮，對于 黃土 圍巖地質，其收斂變形量大，因此應 根據開挖后收斂變形 的監(jiān)測結論進行預留 ，拱部沉降不穩(wěn)定可考慮多預留，一般 25cm，邊墻每側 15cm。同時下臺階要緊接上臺階施工，盡量縮短其間隔時間。馬口開挖采取跳槽法進行，左右錯開，至少保證 3 榀剛架錯開距離 （不小于 2m） ，嚴禁對開馬口，以避免掉拱事故?；仡^馬口必須待相鄰邊墻初期支護穩(wěn)定后進行。大的涌水應采取預加固技術，進行有效的封堵和疏導。土體圍巖一般情況建議干法施工，可利用風錘干打Ф22 螺紋鋼筋，根據圍巖內部應變量測情況， 錨桿長度要保證深入松動圈不小于中鐵十四局集團公司 富含水黃土質隧道綜合施工技術 技術研究報告 23 。鎖腳錨桿也可如此采用，但應注意與剛架焊接要牢固，保證數量，傾角控制要準確。 加強超前地質預報工作，如鉆長超前地質探孔，及時進行圍巖內部應力、位移等施工監(jiān)測，提前分析總結指導施工意見 ，使技術措施緊跟或超前地質變化，確保施工安全。針對這種情況，系統錨桿要加長，應進入松動面不小于 ，超前錨桿加長的同時要加大傾斜角度，保證加固范圍，固結圍巖，避免小塌方引致的大塌方事故和片幫。地層內土體屬強崩解性和弱膨脹性。洞內兩側設普通高式水溝排水，拱墻設 EVA防水板，內襯土工布，拱墻設ф 50mm 環(huán)向和ф 100mm 縱向軟式透水管。其主要施工方法與適用范圍如表 1。 中鐵十四局集團公司 富含水黃土質隧道綜合施工技術 技術研究報告 26 第三節(jié) 地表處理技術措施 黃土地區(qū)沖溝、黃土溶洞、陷穴較多，施工前應首先做好地表的察勘和異常情況的處理，以減少地表水對隧道周圍土體的浸蝕，降低對隧道施工安全的影響。 對隧道施工影響范圍內的安全隱患建筑物進行拆移或重點監(jiān)控保護。 若洞口位于滑坡堆積體地質或泉眼密布，軟～流塑狀極軟弱泥狀坡體，應采用深孔圍幕注漿或設抗滑樁等加固措施，以確保進洞安全。 支護進尺 到一定距離（一般不超過 80cm） 后，立即立模灌注砼形成砼套拱，套拱伸出仰坡 30～ 50cm。支 立鋼架后及時在其節(jié)點處各施作 4 根Ф 22 鎖腳錨桿 ,長 5m,徑向或偏角 30～ 45176。 （二）洞身開挖及支護 新松樹灣隧道進口 334m 為Ⅰ類圍巖 ,其余為Ⅱ類。上臺階開挖宜采用環(huán)形開挖留核心土人工風鎬開挖，充分發(fā)揮掌子面的約束作用，增強開挖后的土體自穩(wěn)能力。 （ 4）、下臺階邊墻初期支護接續(xù)到底后，在墻腳處提前施作部分仰拱，俗稱“墻趾”，以限制其橫向位移和下沉，及早部分封閉，并為仰拱防干擾平臺 提供支撐，先行施作的部分仰拱可采用鋼支撐，以節(jié)省工序時間和免除干擾。 自進式 D30 系統錨桿施工工藝如圖 5。 4 0176。系 統錨桿垂直巖面，鎖腳30176。應采取一切可利用手段保證掘進安全。每臺階剛架落基點基底要密實，承載力不夠 時要 及 時錨桿加固，若懸空脫離，要塞填木板擠實擠緊。 （ 7）、 做好噴前壁面檢查，清除欠挖部位及松動部位，特別是邊幫脹松部位。 （ 9）、 超前支護嚴格設計參數和工藝技術法則，注意桿件數量，仰角準確，搭接長度，注漿質量等問題。入洞時，邊緣應先彎制支中鐵十四局集團公司 富含水黃土質隧道綜合施工技術 技術研究報告 34 立 2～ 3榀剛架，間距宜小，不大于 30CM，與正洞環(huán)向剛架焊聯牢固后再向內開挖，可分兩臺階或全斷面一次挖夠進行，進尺仍堅持 “ 短 ” 的原則，錨桿支護或超前支護同于正洞。 為 避免底部擠壓隆起， 仰拱緊跟、及時填充的同時，開挖后要及時實施臨時仰拱，可采用便于拆卸的鋼木支撐結構，以減少水平收斂擠壓，當基底較為軟弱，可采用向下注漿、打設錨桿等措施。若地質流塑軟化嚴重，應進行向下注漿和錨桿加固或噴砼進行 基底加固 ，分段開挖，進尺宜短， 2～ 3榀剛架范圍短循環(huán)段施工。 仰拱內型鋼或格柵鋼架要及早與邊墻鋼架焊連或發(fā)蘭連接，可采用挖槽逐根連接，避免大面積擾動地基，待一個循環(huán)段鋼架連接完畢后，再進行開挖，從而確保良好受力狀態(tài)。隧道。對于土質隧道而言，水的危害作用非常顯著，因此做好防排水是保證圍巖整體穩(wěn)定、施工作業(yè)安全的關鍵。 開挖完畢后立即進行混凝土的灌注，仰拱砼應摻早強劑，以便及早形成受力環(huán)。 在開挖與灌注前，為防止邊墻向內位移，宜 加設臨時型鋼橫梁頂緊。 （四） 仰拱 施工 仰拱施工是軟弱圍巖地質隧道施工的一項重要工序，其開挖順序、施工時機、支護形式等都要適應工程實際，以確 保隧道施工安全。 （ 10）、 充分認識初期支護質量保證對安全的重要性，要 建立 嚴密 的 檢驗制度，確保支護設計參數和施作質量，要經常檢查，及時修補空鼓、剝落部分，應急技術措施要及時跟上，徹底消除安全隱患。噴射機壓力以不大于 為宜，應分層噴設，以保證足夠密實度，每層厚度控制在 8cm 以內，分層間隔時間不宜過短，與水泥 品種、速凝劑摻量、施工溫度、水灰比大小等有關，一般摻速凝劑情況下 15min 左右。 （ 6）、 鋼筋網掛設應在剛架臨空側，以保證與壁面足夠空隙。 （ 5）、 支護與開挖同步施工，分臺階支立和下落初期支護。 ； ⑤注漿 ； ⑥注漿 材料：水泥水 玻璃1： —1：， 水灰比1：1。圖4 小導管雙液注漿施工工藝a )超 前小導管布置鉆孔（ 拱部0 . 4 m ，邊墻0 . 5 m )φ 4 2 m m 有縫鋼管15176。, 以保證加固范圍，避免零星小塌方； 注漿材料采用水泥水 玻璃漿液。 初期支護 （ 1）、Ⅰ類圍巖初期支護形式為噴、錨、網施工支護和超前支護，全斷面含仰拱噴層厚 20CM，拱墻掛網并設超前小導管雙液預注漿（ l4m,α拱部 ,邊墻 ，φ 42mm 鋼管），拱墻采用自進式 D30 系統錨桿 l3m，全斷面采用 3 榀 /2m型鋼鋼架。 中鐵十四局集團公司 富含水黃土質隧道綜合施工技術 技術研究報告 29 中鐵十四局集團公司 富含水黃土質隧道綜合施工技術 技術研究報告 30 （ 3）、一般中、下臺階先采用機械開挖中部拉槽 ，再兩側交錯開挖的順序進行，根據對該類圍巖地質的開挖量測研究結論，進尺應控制在 3～ 5m，邊墻兩側臺階采用人工風鎬雙側交錯開挖，不得使上部結構同時懸空，每次開挖進尺為一榀型鋼間距，即不大于 100cm，然后立即將拱部型鋼接長，局部打錨桿，掛鋼筋網，及時進行噴身砼支護。 洞身開挖（施工順序見圖 3） （ 1）、 嚴格遵照“管超前、少擾動、嚴注漿、短進尺、嚴治水、強支護、緊封閉、勤量測 的原則進行施工，根據新奧法原理制定技術方案和組織施工。每側開挖完成后迅速掛設鋼筋網噴射砼，開挖進尺控制在 80cm 內。 中鐵十四局集團公司 富含水黃土質隧道綜合施工技術 技術研究報告 28 上弧導開挖進尺 4米，最大進尺不大于 6M便停止掘進。拱部先進洞， 進洞前 先進行拱部注漿雙排（或 多排） φ 100mm 小管棚超前支護， 布置形式與密度設置根據洞口仰坡土質軟弱情況確定，管棚長視進口坡 體土質穩(wěn)定情況采用 4～ 8m，該隧采用 6m。 第四節(jié) 開挖掘進施工技術 （一）洞口仰坡支護與進洞 主要施工技術與施工順序見圖 2示意。 淺埋段地表采取防滲透封閉措施，集中地表水，統一排放。出碴運輸選用的是無軌方 式，應用“仰拱施工防干擾平臺”技術，防水板施工采用懸吊法無釘孔鋪設技術，二次襯砌采取的是全斷面整體鋼模臺車方案，自動計量拌合站拌合，砼運輸車運輸，泵送灌注方法進行施工。施工始終未發(fā)生一次塌方事故，創(chuàng)最高月進度 140 多米，做到了安全無事故，經最終檢測、評定，隧道質量優(yōu)良，運營后至今未出現任何滲漏現象，取得了很好社會效益和經濟效益。該隧為典型的富含水純土質隧道，土體的穩(wěn)定性極差，開挖后自穩(wěn)能力極弱，對開挖控制極為不利，屬于鐵路隧道中最軟弱、穩(wěn)定性最差的不良地層，施工難度很大。 中鐵十四局集團公司 富含水黃土質隧道綜合施工技術 技術研究報告 24 第三章 富含水黃土質隧道綜合施工技術工程實踐 第一節(jié) 工程概況 新松樹灣隧道是為增建寶（雞）蘭（州）二線的右繞單線電氣化鐵路隧道，全長 1726m。這些措施主要依賴新奧法施工的認真監(jiān)控量測來實現，切實為隧道施工提供科學、準確、可靠的指導意見。 做好施工用水和圍巖滲漏水的處理。實踐證明該法較為實用，抗拔力在土體圍巖地質較好的情況下滿足安全要求，施工快速，無污染。 錨桿一般采用干打 錨 桿 、砂漿錨桿、自進式錨桿、長錨桿等形式，根據具體情況選擇使用，長度根據量測的圍巖松動圈范圍確定。如發(fā)現該處承載力不夠，應立即加設錨桿或其他措施進行加固。若片幫嚴重，可由上及下 小步距分部開挖，隨挖隨護，及時打錨桿和噴壁面砼，封閉保護。 同時為確保邊墻支護穩(wěn)定，中槽應放坡開挖。 小進尺的原則要牢固堅持，不能圖一時之快，以防釀成大的事故，要穩(wěn)扎穩(wěn)打，工序銜接緊湊，有條不紊，一步一步的施工。防水板的鋪設自行加工防水板作業(yè)臺架，采用無釘孔鋪設施工工藝。 隧道出碴運輸通常采用無軌運輸方式，當屬于長大隧道或特長大隧道時可選用有軌運輸方式，但都應做好防排水。根據圍巖狀況，洞身掘進可采用兩臺階或三臺階施工方法。 洞內排水不良，運輸道路泥濘，人為水浸或透涌水不能得到妥善處理，將給施工效率和隧底施工帶來很大困難，底腳泡軟，極易發(fā)生較大收斂，甚至形成事故。 黃土溶洞與陷穴、直切沖溝等地質病害在黃土地區(qū)較為常見，極大程度影響隧道安全掘進，可能造成基礎下沉、塌方冒頂、承受偏壓等危險。土體結構緊密，干時堅硬，開挖一經暴露表層土體即變松軟，卸荷后有回彈松脹現象，加之水的不良作用，松動圈逐漸變大，極易造成大的塌方事故。在水的作用下，土體開挖后會迅速崩解，強度驟然降低，圍巖自穩(wěn)能力極大消減。與巖石相比，土體強度低，變形大，自撐能力小，含水量或水的侵蝕對其力學性質的影響非常顯著。因此，在土體中修建隧道經常會發(fā)生塌方事故。寶中線有 8座隧道位于第三系砂粘土中，多采用上導坑先拱后墻法施工，下部斷面采用拉中槽施工，施工中均發(fā)現有裂隙水存在，有水部位在導坑開挖，尤其是拱部擴大時，均發(fā)生了大小不等的塌方，已成拱地段，有的拱腰出現裂縫，部分裂縫出現錯臺，嚴重處有斜裂，裂縫并有延伸和發(fā)展的趨勢。 在富