黄土隧道施工注意事项和应对措施.ppt

* 山西 中南部铁路通道 黄土隧道安全施工注意事项和应对措施 晋豫鲁铁路通道股份有限公司 二0一一年三月 * 山西中南部铁路通道黄土隧道概况 山西中南部铁路通道全线隧道共计188座，总长度367.261km，穿越黄土隧道总长45.544km，占隧道总长的 12.4%。Ⅳ、Ⅴ级围岩占了全线隧道总长的75%。 山西中南部铁路通道瓦塘至汤阴东段自2010年4月9日开工以来，黄土隧道施工安全问题十分突出，主要表现在隧道掌子面与马口开挖段塌方，山体开裂等现象，先后出现了张家山1号、东川1号隧道关门事故；青龙隧道、临县隧道、杨家掌隧道山体开裂等现象，塌方后难于施救和处理。所以，黄土隧道施工安全成为我们施工管理中需要进一步研究和管控的重点。 * 主要内容 一 黄土的特性 二 黄土隧道施工 1.施工前准备 2.洞口施工 3.洞口段安全 4.隧道开挖 5.隧道二衬 6.附属洞室施工 7.人员培训教育 8.应急演练 9. 隧道施工现场管理 * 一 黄土的特性 黄土是第四纪干旱、半干旱气候条件下形成的一种特殊土，基本色调是黄色，分新黄土、老黄土、粉质粘土。 颗粒成分以粉粒为主，颗粒直径小于0.005mm，约占整个颗粒的50～75%,大于0.25mm的颗粒几乎没有，同时黄土层理不明显，具柱状节理，垂直节理发育，直立性强，有堆积间断的剥蚀面，黄土表层多具有湿陷性，容易产生潜在的剥蚀而形成坍穴。 老黄土基本特性：老黄土由于其颗粒间的大孔隙多数经过地质的严密积压过程而不具有湿陷性，土体承载力较高，一般老黄土埋深较大，含水率比新黄土高，一般为15～16%，与隧道位置原始地应力相比强度较低，容易发生屈服形成塑性区，即易发生塑性变形，可进行柔性支护和适度释放塑性变形，但是如果无支撑或者支护强度不足会导致土体蠕变过大而形成塌方。 * 因为老黄土的变形存在蠕变这个特性，且有一个较长的发展过程，所以即使隧道内初期支护即使短期内无收敛和变形，也应该及时施工二次衬砌。不过对于老黄土而言，土体含水量的大小对施工的影响很大，会直接影响围岩的稳定、施工开挖和初期支护的安全，尤其是影响初期变形量的一个重要指标。 新黄土特性：新黄土一般覆盖在老黄土之上，厚度一般为30～50米，质地均匀，含水率较小，一般为5～10%，具有多孔性和垂直节理，有肉眼能看到的大孔隙，呈松散结构状态，密度较低，垂直节理面上因节理切割形成竖向的软弱层，软弱层之间粘聚力很小，多个软弱面互相切割，形成与周边围岩粘聚力很小的面状体，在下部隧道开挖过程中面状体容易塌落形成临空面，受开挖扰动和支护缺陷的影响，在自身重力的作用下形成塌方。同时由于新黄土地区的围岩应力释放快，即变形速度快，具有突然性，属于脆性破坏，所以现场施工中变形监测和控制尤为重要。 根据以上简述的新、老黄土的特性，黄土隧道施工中最重要的就是严格把握“时空效应”。简单说就是，开挖空间不能大、二衬时间不能长、工序衔接要紧凑。 * 二、黄土隧道施工 隧道施工前的准备工作中，施工图核对和地质条件、地形地貌复核是施工准备中的一个重要环节。原则上隧道进洞遵循“早进晚出”也是对地形、地质核对重要性的一个体现，故应该在施工前，组织相关人员对现场地形进行详细地勘察记录工作和对施工图进行细致核对工作，以达到提前发现问题，提前提出解决方案。 1.施工前准备 * 隧道进洞前应首先核对隧道洞口是否处于偏压、浅埋或者滑坡体范围内。 由于该地区大部分洞口位于黄土峁梁，线位高、坡面陡、桥隧相连，桥台与洞口相套，实施明洞和桥台比较困难，应增加相应的防护措施。 2.1 如果存在较大偏压，应考虑减载和反压或支挡的措施，避免开挖后洞内初期支护受偏压影响而发生开裂和变形； 2.2 如果洞口段存在浅埋，则应慎重考虑进洞的位置，可采取“先缩后伸”的措施。即：浅埋段明做，调整明暗交界的位置，暗洞进洞后根据现场条件及时延长明洞。一般隧道进出口和明挖段交界处均设置超前大管棚支护，如位于新黄土内且浅埋时，因浅埋新黄土会在隧道开挖后自身形成沉降槽，当沉降过大后垂直节理面会发生错滑，则大管棚导向墙不但不能实现超前支护的作用，反而会因为自重和新黄土土体共同对洞口段初期支护造成负面压力。此时导向墙应特殊设计。 2.洞口施工 * 2.3 如果洞口段处于滑坡体内，则应及时和设计院进行沟通联系，对滑坡体的形成和稳定性进行技术鉴定，通过技术鉴定结果出台相应措施，并应充分考虑作为轴重30吨的重载铁路行车后的影响因素作为设计依据。 2.4 洞口边仰坡施工 洞口边仰坡开挖过程中应自上