黄土地区公路隧道富水层段施工技术研究.pdf

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1、第5期矿山测量NO．52013年10月MINESURVEYINGOct．2Ol3doi：10．3969／j．issn．1001—358X．2013．05．26黄土地区公路隧道富水层段施工技术研究张世海(甘肃交通职业技术学院，甘肃兰州730070)摘要：文中对双侧壁导坑法和环形开挖留核心土法两种施工方案进行比选。因双侧壁导坑法具有施工中变形小，在隧道跨度较大条件下，地表下沉小的优点，结合静宁隧道的工程特点，采用了双侧壁导坑法，并对施工方案进行改进。对类似工程地质条件下的公路隧道施工有一定借鉴意义。关键词：黄土地区；公路隧道；富水层；

2、环形开挖留核心土法；双侧壁导坑法中图分类号：TD325文献标识码：B文章编号：1001—358X(2013)05—0078—04饱和后会突然发生下沉、掉块现象，使开挖后的围岩1工程概况迅速丧失自稳能力，特别是拱脚处围岩呈流塑状，承静宁隧道位于甘肃省平凉市静宁县平山、峡口、载力明显不足，以致拱脚下沉。头岔和赵家沟之间，分上下行线。上行线起止桩号2．3洞身开挖后自稳能力较差为SK207+400～SK210+000，全长2600m，纵坡为由于砂质黄土结构相对松散，其自身强度低，抵一2．15％，进出口均位于半径R=1000m的平曲线抗外力

3、破坏的性能差，洞顶为厚层黄土时，开挖后应内；下行线起讫桩号为XK207+381一XK210+060．力重新组合，自稳能力差，遇水土颗粒间的胶结作用全长2679m，纵坡度为一2％，进口位于半径R=遭到破坏，凝聚强度大大降低，再加上开挖过程的施1000m平曲线内，出口位于R=1075m平曲线内。工扰动，有可能出现隧道整体失稳现象。加之地层主要围岩类别为Ⅵ、V、Ⅳ类围岩，一般新黄土、内土体具有强崩解性和弱膨胀性土体结构紧密，干局部老黄土、湿陷性黄土。富含第四季孔隙水，多呈时坚硬，开挖一经暴露表层土体即变松软，卸荷后有回弹松胀现象，裂缝水

4、从岩体裂缝楔入使岩体凝聚饱和状、易蠕动的松散结构，围岩极易坍塌变形，岩力降低，内摩擦角减小，力学强度降低，易引起塌方。体V：351～970m／s；受大气降水和黄土层孑L隙水2．4施工难度明显增大影响，有渗水和滴水现象。而局部围岩属于V～Ⅵ富水段黄土土体中修建隧道常会发生塌方、漏级，洞室浅埋，土体垂直节理发育，多大孔隙，随着大水等事故，施工难度远大于岩石隧道。与岩体相比，气降水的渗入，围岩含少量地下水，洞室以渗水、滴土体不仅强度低，变形大，自承能力小，工程性质差，水为主，局部会有线状滴水。且受水的影响特别强烈，干的老黄土特别坚硬，一

5、旦2工程特性被水浸泡，达到饱和状态后就呈软塑、流塑状，其强度也大大降低。因黄土的崩解性、湿陷性和弱膨胀2．1水的发育非常明显性，在富水作用下，土体开挖后会迅速崩解，强度骤静宁隧道中，其地下水较丰富。从正洞开挖情然降低，围岩自稳能力极大消减。隧道开挖后土体况知，黄土经测试含水率达2O％以上，开挖20min容易顺着节理胀松或剪断，出现片帮和顶部塌方。左右，发现土体中不断有水渗出，土体逐渐发生软3施工方案比选化，剥落、掉块现象，拱脚处黄土软弱，支护下沉现象严重，施工中地基易软化，围岩白稳性差。由于黄土静宁隧道位于富水段黄土土体中，围岩稳

6、定性遇水成泥，大断面隧道开挖时极易变形塌方⋯。差，根据施工经验及现场围岩情况，对环形开挖留核2．2断面开挖对隧道结构影响大心土法和双侧壁导坑法两种施工方法进行对比，选黄土在干燥时很坚硬，承载力也较高。随着隧择最佳施工方案。道开挖的深入，当其受到浸湿后，已开挖断面的含水3．1环形开挖留核心土法量不断增加，致使土层也逐渐破坏，呈泥塑状，接近环形开挖留核心土法，一般将断面分成环形拱78第5期张世海：黄土地区公路隧道富水层段施工技术研究部、上核心土和下部台阶等三部分，如图1所示。都是在开挖后立即各自闭合的，所以在施工中间变形几乎不发展，当

7、隧道跨度很大，地表下沉要求严格，围岩条件特别差时，一般采用双侧壁导坑法。静宁隧道洞顶由于有农田和村庄，因此在施工过程中，要求地表沉降要尽可能小。而现场实测表明，双侧壁导坑法所引起的地表沉陷仅为环形开挖留核心土法的1／2。通过对静宁隧道富水层段的各种条件的比较分析，综合考虑，认为双侧壁导坑法更图1环形开挖留核心土法示意适用于静宁隧道富水层段施工。据断面大小，环形拱部又可分成几块交替开挖。环形开挖进尺为0．5～1．0m，不宜过长。台阶长度4施工方法及工艺改进一般控制在1D内(D为隧道跨度)为宜。需注意的4．1施工方法是，虽然核心土增强

8、了开挖面的稳定性，但开挖中围静宁隧道为双车道公路隧道，紧急停车带路段岩要经受多次扰动，且断面分块多，支护结构形式全三车道，最大开挖段面积达157m，最大开挖宽度为断面封闭时间长，这都有可能使围岩变形增大。16m。对于如此大断面的隧道，传统的黄土隧道