浅析隧道洞口浅埋段施工风险控制及应急措施

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1、浅析隧道洞口浅埋段施工风险控制及应急措施李苗中铁二十五局集团第五工程有限公司266061摘要：木文在简要介绍忻州隧道洞口浅埋段工程概况及施工风险的基础上,提出了隧道洞UI浅埋段施工风险控制措施及塌方应急预案。为类似大断面黄土隧道洞口浅埋段的工程施工提供参考。关键词：隧道；浅埋段；施工风险；控制措施1、工程概况1.1工程地质条件忻州隧道位于忻州市境内，进U里程DK204+580，出U里程DK207+663,全长3083m。忻州隧道全部为黄土V级围岩，隧道处于低山丘陵区，黄土沟壑较发育。隧道进出口均为浅埋地段，表覆

2、新黄土，黄褐色，坚硬〜硬塑，颗粒均匀，具大孔隙，含薄层细圆砾土和钙质结核层，夹多层浅棕红色古土壤层。下伏老黄土，浅棕红色，坚硬〜硬塑，土体紧密，含钙质结核层和洪积碎石类土和砂土，覆土较薄。1.2气候条件木区段所经地区属寒冷地区，表现为显著的大陆型气候。春季干燥多风，蒸发量大；夏季降雨主要集中在7-9三个月；秋季降水减少，气温骤减；冬季雨雪稀少。由于降水在时间和空间分布上的不均匀性，使得洪灾和旱灾成为山两省最主要的自然灾害，干旱缺水和局部性暴雨洪水频繁发生沿线受极地大陆性冷空气团控制时间长，冬季长，热天短，日照富

3、，温差大，降水少，风沙大。1.3施工风险木隧道穿越地层主要为湿陷性新黄土、新黄土、老黄土层，各类地层叠加，相互交错。全隧均为V级围岩，洞身浅埋。洞室易塌方、变形，局部可能引起地表塌陷；上层新黄土只湿陷性，部分新黄土地层地基承载力未达到设计要求，易塌方、变形。洞U塌方、大变形风险等级为极高。木隧道进出口均为浅埋地段，址区存有大量湿陷性新黄土，隧道浸水后会产牛.湿陷变形开裂，易引起隧道底板变形开裂进而影响运营安全。木隧道出U桥隧相连，施工中存在施工工艺风险。2、隧道洞UI段施工风险控制措施及塌方应急2.1地质风险控

4、制措施2.1.1.塌方风险控制措施(1)洞U浅埋段采用明洞结构、V级围岩采用双侧壁导坑法或三台阶临时仰拱法施工；加强初期支护和钢架锁脚锚杆等措施。(2)加强超前支护，洞UI段采用一环φ108的40m大管棚进行超前支护，洞身段采用超前小导管加固。(3)对隧道上方天燃气管线改移，规避风险。(4)严格控制开挖进尺。严格遵循“管超前、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测、及吋衬砌”的施工原则，确保不出现塌方。(5)施工中加强系统支护监控量测，并根据监控量测结果及时调整初期支护及施作二次衬砌。(6)桥隧相连的进UI洞门

5、施工，桥台开挖吋采用钻孔灌注桩围护，并合理的安排施工工序，精心编制施工组织设计。2.1.2.大变形风险控制措施(1)加强监控量测，适吋调整初期支护措施，仰拱紧跟，及吋衬砌。(2)洞口段主要采用人工或机械开挖，减少围岩扰动降低风险。(3)严格贯彻“短开挖、弱爆破、强支护、快封闭、勤测量、及早衬砌”原则进行施工。2.1.3.基底变形风险、湿陷性风险处理(1)对于洞门段及明洞湿陷性新黄土地层，基底采用三七灰土换填，底部采用φ400mm水泥土挤密桩，间排距lm×lm；桩底深至非湿陷性地层2m。(2)

6、湿陷性新黄土暗洞部分与地基承载力不足的黄土地段，采用φ51mm微型桩，间排距lm×lm,湿陷性地段桩深入非湿陷性地层2m,-•般地段桩长6mo(3)施工中进一步检测黄土的湿陷性与承载力，及吋反馈给设计单位，以便进一步的动态设计，安全施工。2.1.2.冒顶、地表塌陷风险处理通过严格控制塌方、大变形的风险控制措施，控制地表塌陷的引发因素，从源头上降低和控制塌陷的发生。2.2其它风险控制措施(1)隧道进、出口均接长明洞，防止浅理段隧道施工期间坍塌，以确保施工及运营安全。开挖线外5〜10m设截水天沟

7、，以免危及施工与运营安全。待洞门完成并按设计坡率冋填后对永久坡面进行骨架护坡防护。施工中应加强边仰坡的监控量测，确保边仰坡稳定及施工安全。(2)施工工艺风险控制措施隧道出UI为桥隧相接，为确保桥梁施工吋隧道洞U工程的安全，洞门位置采取混凝土钻孔灌注桩，施工吋保证至下而上的顺序施工，加强地表监测，避免出现废弃工程。2.3隧道坍方应急措施2.3.1.防止坍方范围继续扩大措施(1)在坍方范围的顶部与侧壁及大裂缝，应先行清除或锚固。(2)对坍方范围前后原有的支护进行加固，以防止坍方大。(3)在坍方范围内打设锚杆，并喷射

8、混凝土支护。(4)对坍方两端应尽快作好局部衬砌，以保证坍方扩大。2.3.2.处理坍方造成黄土隧道坍方的原因多数是地下水原因引起围岩含水量增大，强度降低，变形加速，进而支护失稳而坍方，防止坍方措施是按设计要求和工艺要求做好超前支护和开挖后的联合支护，必要吋加强支护，达到降低坍方机率。如果出现坍方我们将按下述方案进行处理。小型坍方处理：对于小坍方应该先清理坍方面，后对坍方面采用超长锚杆加固