黃土公路隧道施工和防排水控制_工程管理

1、黃土公路隧道施工和防排水控制本文簡要介紹如何搞好黃土隧道施工中的初期支護、防排水掌握的幾點體會。1、概述黃土在我國分布較廣，黃土面積約占我國陸地面積的6.6%，華北、西北地區(qū)的黃土地層分布連續(xù)，厚度較大，發(fā)育較典型。在黃土地區(qū)開挖隧道成型好，易于施工。只要斷面形式及設(shè)計參數(shù)合理，施工方法得當(dāng)，支護準(zhǔn)時就能充分發(fā)揮黃土的自身承載力量的作用。某黃土高速大路隧道為分別式隧道，上行線隧道長1501m，其中類黃土段537m，縱坡0.521.45%;下行線隧道長1310m.類黃土段394m，縱坡1.132.54%，隧道中心間距113.4m，隧道中間設(shè)三處人行橫洞，一處行車橫洞。該隧道采納新奧法(NATM)

2、設(shè)計和施工，現(xiàn)已建成通車。說明新奧法適用于黃土介質(zhì)，且效果良好，值得推廣。2、水文、地形地貌及工程地質(zhì)條件隧道區(qū)域內(nèi)有一條主要河流和三個支流通過。支流分別從西側(cè)和南側(cè)匯入主河，向東流去。河流為季節(jié)性河流，流量受季節(jié)影響。隧道位于黃土梁峁區(qū)，黃土披覆在起伏不平的基巖頂面之上，并承襲了下伏基巖的古地形。在穩(wěn)定提升的新構(gòu)造運動下，黃土經(jīng)流水長期侵蝕，形成現(xiàn)今梁峁起伏，河谷深切的地勢?？偟牡匦问悄喜亢臀鞑康貏菹鄬^高，北部和東部相對較低，高差為305m.梁峁上自然植被很少，因梁峁至溝底的各種流水侵蝕活躍，谷坡的倒塌、滑坡、泄溜很普遍，水土流失嚴峻。在主河及支流河谷中，均可見河漫灘口及一、二級階地，此種

3、地形分布面積大而且連續(xù)。階地類型主要為積累階地，但沖蝕層厚度較薄，一般為10m左右。在較大的沖溝口處，多分布有沖洪積或坡洪積堆。黃土隧道頂部掩蓋著新第三系上新統(tǒng)三趾馬紅土層(N2)，為棕紅色粘土，夾鈣質(zhì)結(jié)核，底部常見砂礫石層。結(jié)構(gòu)致密，呈硬塑狀，屬低液性粘土。自然含水量較低，一般在10%左右，無脹縮性，垂直節(jié)理發(fā)育，積累厚度變化較大，2-40m不等。在三趾馬紅土之上為中更新統(tǒng)離石黃土(Q2eol)，屬淺黃色、褐黃色、粉質(zhì)粘土，夾有數(shù)層古土壤，含鈣質(zhì)結(jié)核，為硬塑狀，結(jié)構(gòu)較致密，自然含水量很低，垂直節(jié)理發(fā)育，厚度10m100m.隧道地區(qū)地層中主要發(fā)育兩級節(jié)理，一組近南北向，一組近東西向，節(jié)理密度大

4、多為23m一條，局部地段0.51.0m一條。在強風(fēng)化帶，節(jié)理裂縫的張開程度和密度明顯增加，沿節(jié)理裂隙四周，巖石風(fēng)化程度增加，強度明顯降低。3、黃土隧道工程施工3.1黃土隧道的施工方法黃土隧道施工前，應(yīng)做好黃土中構(gòu)造節(jié)理的產(chǎn)狀與分布狀況的調(diào)查。對因構(gòu)造節(jié)理切割而形成的不穩(wěn)定部位，在施工時要加強支護措施，防止坍塌，以保施工平安。施工中應(yīng)遵循“重地質(zhì)、超前報、管超前、弱爆破、少擾動、短進尺、架緊貼、強支護、早噴錨、勤量測、修設(shè)計、調(diào)自承、嚴治水、緊封閉”的施工原則，施工工序緊湊，細心組織施工。開挖方法宜采納短臺階法或分部開挖法(留核心法)，初期支護緊跟開挖面施作。黃土圍巖開挖后暴露時間過長，圍巖周壁

5、風(fēng)化至內(nèi)部，圍巖體松弛加快，進而發(fā)生坍塌。因此，宜采納復(fù)合式襯砌，開挖后以噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)和鋼支撐作初期支護，以形成嚴密的支護體系。必要時可采納超前錨桿，管棚支撐加固圍巖。在初期支護基本穩(wěn)定后，進行永久支護襯砌。襯砌背后回填要密實，尤其要留意拱頂回填。做好洞頂、洞門及洞口的防排水系統(tǒng)工程，并妥當(dāng)處理好陷穴、裂縫，以免地面積水侵蝕洞體四周，造成土體坍塌。在有地下水的黃土層中施工時，洞內(nèi)應(yīng)施作良好的排水設(shè)施。水量較大時，應(yīng)采納井點降水法將地下水位降至隧道襯砌底部以下，以改善施工條件，加快施工進度。在干燥無水的黃土層中施工，應(yīng)管理好施工用水，不使廢水漫流。3.2黃土隧道施工留意事項首先做好洞

6、口、洞門及洞頂?shù)呐潘到y(tǒng)，并妥當(dāng)處理好陷穴、裂縫，以免地面積水浸蝕洞體四周，造成土體坍塌;施工中如發(fā)覺工作面有失穩(wěn)現(xiàn)象，應(yīng)準(zhǔn)時用噴射混凝土封閉，加設(shè)錨桿，架立鋼支撐等加強支護?；炷羾娚錂C壓力不宜大于0.2Mpa;施工時要特殊留意拱腳下墻腳處斷面，如超挖過大，可用墻體同標(biāo)號混凝土回填或用漿砌片石回填。如發(fā)覺該處土體承載力不夠，應(yīng)馬上加設(shè)錨桿或?qū)嵭衅渌胧┻M行加固。鉆錨桿孔時，宜采納干鉆;黃土隧道施工，宜先做仰拱，假如不能先作仰拱時 ，為防止邊墻向內(nèi)位移，應(yīng)在開挖與灌注仰拱之前，加設(shè)橫撐梁頂緊，以防墻體變形;錨桿宜采納早強砂漿式錨桿。若拱部位于砂層時，為防止噴射混凝土層塌落，可將8mm的密鋼筋網(wǎng)

7、，置于緊貼開挖面，作為初噴混凝土層固定支撐。4、黃土隧道管棚與支護黃土隧道施工時應(yīng)嚴格根據(jù)黃土隧道的施工方法組織施工，在進洞之前先做好洞頂排水天溝等排水系統(tǒng)。進洞時洞門先作超前支護，大管棚預(yù)注漿。大管棚采納89×4mm，自拱頂向兩邊按間距40cm環(huán)形布設(shè)，傾角=2°5°，每環(huán)30根，每根長10×2米。在管棚施作時應(yīng)著重檢查以下項目：檢查開挖的斷面中線高程和開挖輪廓線是否符合設(shè)計要求;鋼拱架安裝垂直度允許誤差(±20mm)、中線及高程允許誤差(±5cm)均應(yīng)在允許誤差之內(nèi);在鋼架上沿隧道開挖輪廓線縱向鉆設(shè)管棚孔，其外插角應(yīng)不侵入開挖輪廓

8、線，鉆孔由高孔位向低孔位進行，孔徑宜比管棚筋直徑大2030mm;檢查接頭管箍及注漿孔打設(shè)是否符合設(shè)計要求;管棚注入水泥漿時，封堵塞應(yīng)有進料孔和出氣孔。在出氣孔流漿后，方可停止壓漿。在大管棚的掩護下，人工與機械協(xié)作采納環(huán)形開挖，中心留核心土，環(huán)形開挖從兩側(cè)邊墻開頭，最終開挖拱頂處，一次進尺掌握在0.750.8m，堅決避開消失一次進尺太多。為使初期支護及早成環(huán)，開挖核心土?xí)r應(yīng)距拱部開挖面不大于5米。初期支護緊跟掌子面施做，斷面成型后馬上噴射不小于5cm厚的混凝土，封閉掌子面，安裝鋼拱架及錨桿后，再次噴射混凝土。黃土圍巖鉆孔易夾鉆，如等錨桿安裝好后再進行下道工序施工，施工進度將受影響，也不利于施工平

9、安。如實行錨桿后行，且距離掌握在23個循環(huán)之內(nèi)，在噴射混凝土?xí)r先噴一半，錨桿檢查符合設(shè)計及規(guī)范要求后，再將剩余混凝土部分噴平的方法，即平安又解決了施工進度問題。核心土挖除后，應(yīng)及早施做仰拱混凝土，澆筑仰拱混凝土前，要清理浮渣和淤泥，保證仰拱坐落在新奇巖面或原狀土上，仰拱一次澆筑長度為6m，及早使襯砌成環(huán)，確保圍巖穩(wěn)定不變形。黃土隧道施工過程中，圍巖監(jiān)控量測系“新奧法”施工的重要組成部分，施工中必需嚴格根據(jù)有關(guān)圖紙和規(guī)范執(zhí)行，只有通過對圍巖進行監(jiān)控量測，才能正確地把握圍巖與支護之間的收斂動態(tài)，把握圍巖與支護的動態(tài)規(guī)律，并結(jié)合地質(zhì)超前預(yù)報，客觀評價圍巖穩(wěn)定性，進一步了解圍巖的彈塑性區(qū)域，裂隙發(fā)育程

10、度等，從而達到合理調(diào)整初期支護參數(shù)及調(diào)整預(yù)設(shè)計。5、黃土隧道防排水施工掌握黃土隧道最怕水，因此，黃土隧道必需做好防、排水工作，使建成的隧道不滲、不漏，也是隧道施工成敗的關(guān)鍵。在黃土隧道的施工中，要嚴格根據(jù)設(shè)計施工，因地制宜的實行“以排為主、防、排、堵、截相結(jié)合”綜合治理原則，達到排水暢通，防水牢靠，不留隱患的目的。詳細方法是：初期支護期間，表面無水區(qū)的5m內(nèi)，滲漏水區(qū)3m內(nèi)，從拱腰至墻腳，每側(cè)打不少于3個引水孔，孔深50cm，然后環(huán)形設(shè)Yas排水半管，外用1cm厚砂漿封閉半管表面。如遇局部有滲水、涌水，應(yīng)調(diào)整半管安放位置，或視狀況增加半管使用數(shù)量。排水半管布設(shè)好后，應(yīng)認真檢查初期支護表面有無滲

11、、漏水現(xiàn)象，檢查合格后再進行下道工序施工。在鋪設(shè)土工布(400g/m2)前，應(yīng)檢查初期支護表面是否平整，如有鋼筋或錨桿頭外露，應(yīng)割除并用砂漿抹平，使噴混凝土表面凹凸高差不超過土±5cm;噴混凝土表面符合要求后再鋪設(shè)工工布，既能愛護防水板免遭破壞，又能起到滲水作用。土工布用襯墊貼上，再用射釘槍釘上水泥釘錨固，水泥釘長不得小于50mm.拱頂平均3-4點/m2，邊墻2-3點/m2.土工布鋪設(shè)20m后，再鋪設(shè)改性LDPE防水板，鋪設(shè)的防水板必需符合國標(biāo)(GB1295391)中各項指標(biāo)的要求，為削減接縫，采納幅寬57m的防水板。采納專用熔接器熱熔粘接防水板接縫，搭接部分不得小于80mm，粘接剝

12、離強度不得小于母體拉伸強度的80%.采納真空加壓法檢測防水板接縫粘接強度。在0.2Mpa壓力作用下5分鐘，粘接強度不得小于0.16Mpa.防水板鋪設(shè)固定工藝見圖2隧道縱向排水采納中心排水管溝和行車道邊緣兩側(cè)設(shè)縱向排水溝的方法，將襯砌外圍的水排出洞外?？v向排水管溝在隧道設(shè)計中是常見的主要方法，但要留意在施工中雜物、地下水夾帶的礦物質(zhì)、泥砂在排水管溝內(nèi)積蓄，將排水系統(tǒng)堵塞，使排水系統(tǒng)失去作用，影響建成的隧道正常運營。為防止排水管溝堵塞，在初期支護與二次襯 砌之間沿隧道縱向全長與隧道同坡設(shè)置160×5mmPVC半花管，在1/2斷面內(nèi)梅花狀每隔5cm鉆一個6mm的圓孔，再在半圓管上部用1-2cm碎石充填。為了便于對縱向排水管溝的定期疏通，施工中常常采納管道疏通機進行疏通。為使積水準(zhǔn)時排出洞外，在兩側(cè)墻腳每隔50m對稱布設(shè)檢查修理孔。管溝內(nèi)積蓄的水經(jīng)檢查孔由橫向排水管溝(PVC160×5mm)通過行車道邊緣排水溝或中心排水管溝排出洞外。為便于修