黄土地质隧道施工安全

黄土地质隧道施工安全:

一、黄土隧道的施工应采用机械、人工开挖,不宜采用钻爆法施工。

二、黄土隧道的施工应根据隧道断面大小、埋深采用环形开挖预留核心土法、双侧壁导坑法、中隔壁法等分部开挖法。

三、黄土隧道施工防排水中应注意以下事项:

1严格按设计做好洞顶、洞门及洞口的防排水系统,排水沟应进行铺砌,防止地表水下渗。

2对地表冲沟、陷穴应予以回填夯实、填土反压、改变地表水径流等措施,将水排至隧道范围以外,以免下渗影响结构安全。

3雨季施工应采取切实可行的措施保证施工安全。

4做好施工用水管理,洞内排水沟应进行铺砌,砂浆抹面。

5地层含水量大时,上台阶掌子面附近宜开挖横向水沟,将水引至隧道中部纵向排水沟排出洞外,以免浸泡拱脚。

6必要时应配合井点降水等法将地下水位降至隧道衬砌底部以下,确保施工顺利进行。

四、黄土隧道的开挖应符合下列规定:

1施工中严格遵循“管超前、预注浆、短进尺,强支护、早封闭、勤量测”的原则。

2双线Ⅴ、Ⅵ级围岩宜采用中隔壁(CD)分部开挖法;单线Ⅴ、Ⅵ级围岩宜采用环形开挖预留核心土开挖法;双线Ⅳ级围岩宜采用双侧壁导坑法开挖法;单线Ⅳ级围岩宜采用台阶开挖法。

3墙脚、拱脚应预留30cm人工开挖,严禁超挖。

墙脚、拱脚严禁超挖是为了防止因墙、拱脚原状土被破坏造成支护后下沉。

4开挖循环进尺根据不同围岩级别采用0.5~1.5m。

5若隧道基底位于软土地层或承载力不足时,基底应进行处理;基底处理可采用树根桩、灰土挤密桩、注浆、换填等处理措施。

黄土隧道软弱地基处理的方法比较多,但技术成熟、质量保证的并不多,施工中应根据实际情况选择树根桩、灰土挤密桩、注浆、换填等处理措施。

⑴换填具有施工简单、容易实施,施工质量便于控制的特点,施工中应根据隧道应力状态,对换填深度、宽度进行计算,图1是某黄土隧道工程换填处理软弱地基处理方案。

图1黄土隧道工程换填处理软弱地基实例

⑵灰土挤密桩可以提高基底土的密实性,技术成熟完整,质量容易保证,但对施工的其他工序干扰大。图2是某黄土隧道工程灰土挤密桩处理软弱地基处理方案。

图2黄土隧道工程灰土挤密桩处理软弱地基实例

⑶树根桩针对性强,操作简单,但缺乏成熟的经验,图3是某黄土隧道工程树根桩处理软弱地基处理实例。

图3黄土隧道工程树根桩处理软弱地基实例

⑷注浆及其他措施

根据基底情况和需要处理的范围,采用小导管等进行注浆处理。

6施工中如发现不安全因素时,应暂停开挖,加强临时支护,调整施工方案。

五、黄土隧道的初期支护施工应符合下列要求:

1在施工中要特别注意观察垂直节理,必要时应采取工程措施,防止坍方事故的发生。

黄土隧道围岩垂直节理的存在是导致隧道拱顶坍塌的关键因素,节理在坑道顶部时,极易产生“塌顶”;如果位于侧壁,则极易出现侧壁掉土、片帮,施工中若处理不当,常会引起较大的坍塌。

2开挖后应立即对隧道周边及掌子面进行喷射混凝土封闭,并及时施做锚杆、钢筋网及钢支撑。

3喷射混凝土时喷射机的压力一般不宜超过0.2MPa。

当喷射混凝土压力大时,混凝土喷射料会粘附土块一起掉下来。

4锚杆施工宜采用煤矿螺旋钻干钻成孔;锚杆宜采用药包式或早强砂浆式锚杆。

当洞身黄土含水量较大时,锚杆钻机施钻困难,煤电钻电机易烧坏,施工中一般采用煤矿螺旋钻,而很少采用凿岩机。

5钢支撑施做后每侧应施做锁脚锚杆不少于3根,锁脚锚杆直径不小于22mm,长度不少于3.5m。

六、黄土隧道二次衬砌施工应符合下列要求:

1仰拱应超前,并应一次灌注成型,仰拱距离边墙马口宜控制在30m~50m。

黄土隧道开挖后总的变形量和迅速变形阶段结束的时间,完全受控于仰拱封闭的时间,仰拱早封闭则总变形量小,仰拱晚封闭则总变形量大。

因此要控制初期支护的变形量就必须尽早封闭仰拱,而且仰拱要有足够的刚度来承担拱墙传递下来的应力,因此也必须强调仰拱的整体性。

2拱墙二次衬砌应整体灌注,并及早施做。

黄土隧道初期支护的变形量与黄土性质、洞室跨度,尤其是土体的含水量有着密切的关系,新黄土变形量大,老黄土变形量小;大跨洞室变形量大,小跨洞室变形量小;土体含水量大时变形量大,土体含水量小时变形量小,变形的主要表现形式为初期支护的整体下沉。

当黄土受水浸湿后,呈不同程度的湿陷性,会发生突然下沉现象,根据国内部分黄土隧道的调研结果认为:黄土隧道二次衬砌宜及早施做。

黄土地质隧道施工安全插图1

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