土質(zhì)隧道施工技術(shù)

1、土質(zhì)隧道施工技術(shù) 一、一般規(guī)定：（一） 黃土隧道施工防排水應(yīng)符合下列規(guī)定：1 進(jìn)洞前按設(shè)計做好洞頂、洞門及洞口的防排水系統(tǒng)，排水溝應(yīng)進(jìn)行鋪砌，防止地表水下滲。2 雨季前應(yīng)做好隧道洞門。3 對地表沖溝、陷穴、裂縫等應(yīng)采取回填夯實、填土反壓、改變地表水徑流等措施，將水排至隧道范圍以外；洞口淺埋段地表沖溝、陷穴、裂縫等除采用上述方法處理外，還應(yīng)用砂漿抹面，以免下滲水影響結(jié)構(gòu)安全。4 地層含水量大時，上、下臺階開挖工作面附近宜開挖橫向水溝，將水引至隧道中部縱向排水溝（宜采用管、槽）排出洞外，以免浸泡拱腳。（二）黃土隧道的開挖應(yīng)符合下列規(guī)定：1 雙線級圍巖、單線級圍巖宜采用三臺階弧形導(dǎo)坑法；雙線級圍巖宜

2、采用交叉中隔壁法（CRD）；雙線級圍巖洞口淺埋或偏壓段宜采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法。2 墻腳、拱腳等隅角處應(yīng)預(yù)留6070cm人工開挖，嚴(yán)禁超挖。3 開挖循環(huán)進(jìn)尺根據(jù)不同圍巖級別采用0.51.5m。4 濕陷性黃土隧道基底可采用樹根樁、灰土擠密樁、注漿、換填等處理措施。5 施工中如發(fā)現(xiàn)突水、變形異常等不安全因素時，應(yīng)暫停開挖，加強(qiáng)臨時支護(hù)，調(diào)整施工方案。6 合理選擇工序步距。小型機(jī)械作業(yè)宜選擇上臺階長5m，下臺階15m。開挖工作面距仰拱和填充的距離20m30m；仰拱與拱墻襯砌之間距離20m30m，當(dāng)圍巖級別低、含水量大時應(yīng)適當(dāng)縮短距離。7 仰拱開挖前應(yīng)先拆除下部水平橫撐，拆除長度應(yīng)與仰拱長度一致，按先左后右

3、，先上后下順序進(jìn)行，不得超長度拆除。8 嚴(yán)格控制施工用水，采用濕噴工藝，拌合用水在拌合站控制，噴完后用高壓風(fēng)代替水吹洗濕噴機(jī)；噴射混凝土和仰拱、填充、二襯混凝土均采用噴霧器噴霧養(yǎng)護(hù)取代灑水養(yǎng)護(hù)；嚴(yán)格控制混凝土拌合用水，避免混凝土泌水浸泡黃土隧道基底。（三）黃土隧道初期支護(hù)施工應(yīng)符合下列規(guī)定：1 施工中應(yīng)參考設(shè)計文件采用適宜的預(yù)留變形量。2 施工中要特別注意觀察垂直節(jié)理，應(yīng)在拱腳設(shè)置測點(diǎn)，監(jiān)視拱腳下沉的狀態(tài)。必要時應(yīng)采取工程措施，防止拱部整體下沉和塌方事故的發(fā)生。3 特殊地段需要施作護(hù)拱的應(yīng)采用大拱腳。4 開挖后應(yīng)立即對隧道周邊及開挖工作面進(jìn)行噴混凝土封閉，并及時施作錨桿、鋼筋網(wǎng)及型鋼鋼架。5

4、當(dāng)洞身黃土含水量較大時，應(yīng)采用煤礦螺旋鉆成孔；錨桿宜采用藥包式或早強(qiáng)砂漿式錨桿，各種錨桿必須設(shè)置墊板。6 鋼架基腳或分部開挖基腳等處設(shè)置注漿鎖腳錨桿（管）或設(shè)置墊板，以控制鋼架沉降。鋼架每側(cè)應(yīng)施作鎖腳錨桿（管）不少于24根，鎖腳錨桿直徑不小于22mm，長度不少于3.5m，外插角3540°，必要時采用鎖腳錨管。二、工藝原理和要求原理：以“新奧法”基本原理為依據(jù)，在開挖導(dǎo)坑時盡量減少對圍巖的擾動；導(dǎo)坑的斷面近似橢圓，避免了應(yīng)力集中；初期支護(hù)采用柔性支護(hù)，并及時施工，使斷面及時封閉，充分利用了圍巖的自承能力，控制圍巖變形；堅持監(jiān)控量測，進(jìn)行信息化施工管理，隨時掌握施工過程的動態(tài)變化，合理安

5、排、調(diào)整施工工藝和設(shè)計參數(shù)，確保施工安全。要求：1、必須將綜合超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報和系統(tǒng)監(jiān)控量測納入工序管理，較為全面的掌握隧道掘進(jìn)面前方地質(zhì)情況、支護(hù)系統(tǒng)的變形情況，定崗定責(zé)，建立信息反饋、溝通、處置機(jī)制，以進(jìn)行風(fēng)險預(yù)警，避免盲目施工，降低施工風(fēng)險。2、將信息化施工理念貫穿施工過程，堅持動態(tài)設(shè)計、動態(tài)施工原則，及時調(diào)整施工工藝、方法。3、有效的控制圍巖變形和地表下沉量。大斷面黃土隧道大都采取分部開挖、分部支護(hù)封閉，使支護(hù)體系能及時、充分發(fā)揮作用，減少對圍巖的擾動，使圍巖的變形和地表下沉得到有效控制。三、施工方法根據(jù)寶蘭客專隧道斷面結(jié)構(gòu)和地質(zhì)情況，隧道開挖施工方法主要選用：三臺階七步開挖法、中隔壁

6、法（CD）、交叉中隔壁法(CRD)和雙側(cè)壁導(dǎo)坑法。（一）三臺階七步開挖法三部臺階法可用在雙線、級圍巖、單線隧道級圍巖，對于穩(wěn)定性較好的雙線隧道級圍巖及單線隧道級圍巖也可不預(yù)留核心土。三臺階七步開挖法是以弧形導(dǎo)坑預(yù)留核心土法為基本模式，分上、中、下三個臺階七個開挖面，各部位的開挖與支護(hù)沿隧道縱向錯開，平行推進(jìn)的施工方法。1、三臺階七步開挖法施工工序圖示 2、三臺階七步開挖法要求：三臺階七步開挖法以機(jī)械開挖為主，必要時輔以弱爆破，各分步平行作業(yè)，平行施作初期支護(hù)，各分部初期支護(hù)應(yīng)銜接緊密，及時封閉成環(huán)。仰拱要緊跟下臺階施作，及時閉合構(gòu)成穩(wěn)固的支護(hù)體系。施工過程中通過監(jiān)控量測掌握圍巖和支護(hù)的變形情況

7、，及時調(diào)整支護(hù)參數(shù)和預(yù)留變形量，保證施工安全。要完善洞內(nèi)臨時防排水系統(tǒng)，防止地下水浸泡拱墻腳基礎(chǔ)。拱部超前支護(hù)完成后，環(huán)向開挖上臺階弧形導(dǎo)坑，預(yù)留核心土長度宜為35m，寬度為隧道開挖寬度的1/31/2。開挖循環(huán)進(jìn)尺根據(jù)初期支護(hù)鋼架間距確定，最大不得超過1.5m，上臺階開挖矢跨比應(yīng)大于0.3。中臺階及下臺階左、右側(cè)開挖進(jìn)尺根據(jù)初期支護(hù)鋼架間距確定，最大不得超過1.5m，開挖高度宜為33.5m，左、右側(cè)臺階錯開23m。上、中、下臺階預(yù)留核心土開挖進(jìn)尺與各臺階循環(huán)進(jìn)尺相一致。仰拱循環(huán)開挖長度宜為23m，開挖后及時施作仰拱初期支護(hù)，完成兩個隧底開挖、支護(hù)循環(huán)后，及時施作仰拱，仰拱分段長度宜為46m。（

8、二）中隔壁法(CD法)中隔壁法一般用于雙線、級圍巖的隧道，也可用于淺埋地段隧道。中隔壁法（CD法）是將隧道分為左右兩部分進(jìn)行開挖，先在隧道一側(cè)采用二部或三部分層開挖，施作初期支護(hù)和中隔墻臨時支護(hù)，再分臺階開挖隧道另一側(cè)，并進(jìn)行相應(yīng)的初期支護(hù)的施工方法。1、中隔壁法施工工序圖示 2、中隔壁法施工要求中隔壁法左右部的臺階高度根據(jù)地質(zhì)情況、隧道斷面大小和施工設(shè)備確定。每側(cè)按兩部或三部分臺階開挖，開挖后及時施作初期支護(hù)、中隔壁；兩側(cè)先后距離宜保持1020m，上下斷面的距離宜保持35m。各部開挖時，相鄰部位的噴混凝土強(qiáng)度達(dá)設(shè)計強(qiáng)度的70以上。先行側(cè)的中隔壁設(shè)置為向外鼓的弧形。 中隔壁在澆筑仰拱前逐段拆除

9、。中隔壁一次拆除長度根據(jù)量測結(jié)果確定，不宜大于15m。臨時支護(hù)拆除后要及時施作仰拱和二次襯砌。特殊情況下可將中隔壁澆筑在仰拱中，待鋪設(shè)防水板時再割斷。（三）交叉中隔壁法(CRD)交叉中隔壁法適用于雙線、級圍巖及圍巖較差的淺埋地段隧道。交叉中隔壁法（CRD法）是分部開挖、支護(hù)，分部閉合成小環(huán)，最后全斷面閉合成大環(huán)。每開挖一部均及時施作初期支護(hù)、中隔壁及臨時仰拱。1、交叉中隔壁法施工工序圖示2、交叉中隔壁法施工要求根據(jù)地質(zhì)條件，隧道斷面的分部，應(yīng)以初期支護(hù)受力均勻，便于發(fā)揮人力、機(jī)械效率為原則，一般水平方向分兩部、上下分二至三層開挖。先行施工部位的臨時支撐（中隔壁、臨時仰拱），均應(yīng)有向外（下）鼓的

10、弧度。各部開挖及支護(hù)應(yīng)自上而下，開挖后及時施作初期支護(hù)、中隔壁、臨時仰拱，步步成環(huán)。同一層左右兩部開挖工作面相距不宜大于15m，上下層開挖工作面相距宜保持34m，且待噴混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的70后開挖相鄰部位。縮短各部開挖工作面的間距，使初期支護(hù)盡早封閉成環(huán)。根據(jù)監(jiān)控量測結(jié)果，中隔壁及臨時仰拱在仰拱澆筑前逐段拆除，每段拆除長度宜不大于15m。（四）雙側(cè)壁導(dǎo)坑法雙側(cè)壁導(dǎo)坑法一般用于雙線隧道、級圍巖及淺埋地段。雙側(cè)壁導(dǎo)坑法是先開挖隧道兩側(cè)導(dǎo)坑，及時施作導(dǎo)坑四周初期支護(hù)及臨時支護(hù)，然后再根據(jù)地質(zhì)條件、斷面大小，對剩余部分采用二部或三部開挖的方法。1、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工工序圖示 2、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工要

11、求側(cè)壁導(dǎo)坑形狀宜近于橢圓形斷面，導(dǎo)坑斷面寬度宜為整個斷面寬度的1/3。側(cè)壁導(dǎo)坑、中槽部位采用短臺階法開挖，各部距離應(yīng)根據(jù)隧道埋深、斷面大小、結(jié)構(gòu)類型等選取。各部開挖后要及時進(jìn)行初期支護(hù)及臨時支護(hù)，并盡早封閉成環(huán)。兩側(cè)壁導(dǎo)坑超前中槽部位1015m，可獨(dú)立同步開挖和支護(hù)；中槽部位采用臺階法開挖，并保持平行作業(yè)。中槽開挖后，拱部鋼架與兩側(cè)壁鋼架的連接是難點(diǎn)，在兩側(cè)壁導(dǎo)坑施工中，鋼架的位置應(yīng)準(zhǔn)確定位，確保各部架設(shè)鋼架聯(lián)接后在同一個垂直面內(nèi)，避免鋼架發(fā)生扭曲。根據(jù)監(jiān)控量測信息，初期支護(hù)穩(wěn)定后拆除臨時支護(hù)，一次拆除長度不得大于15m，并加強(qiáng)監(jiān)控量測。臨時支護(hù)拆除完成后，要及時施作仰拱及二次襯砌。四、 易出現(xiàn)的質(zhì)量問題隧道施工處在偏壓