黄土隧道设计施工难点

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1、铁道第一勘察设计院大跨黄土隧道设计与施工技术一、黄土的分布及基本特征二、黄土隧道的变形特征三、黄土隧道的围岩压力四、以往黄土隧道的设计、施工、坍塌、病害情况五、大跨黄土隧道设计、施工方案意见六、大跨黄土安全施工对策随着我国国民经济的发展，目前铁路进入新一轮建设高潮，根据《中长期铁路网规划》，到2020年全国铁路运营里程达到10万公里，初步统计，客运专线隧道将超过1000Km。其中郑西、西兰、太中银、包西等线黄土隧道占很大比例，其最大开挖断面达160m2左右，为特大断面隧道，而我们仅有一些常规铁路单双线（或公路）隧道的设计和施工经验，设计、施工和

2、科研面临巨大的难题，需建管、设计、施工、科研单位共同努力，协同攻关。现结合以往铁路、公路黄土隧道经验谈谈自己对大跨黄土隧道设计施工的初步意见，达到抛砖引玉的目的。一、黄土的分布及基本特征我国黄土的分布面积63.5万km2，约占全国陆地面积的6.6％，主要分布在我国西北、华北等地。我国黄土以分布广、厚度大、地层层序完整、古土壤清楚而著称于世，黄土的地层一般可分为二大组。一、黄土的分布及基本特征1、老黄土(Q1、Q2)：其大孔结构多经压密，一般不具湿陷性，土的承载力较高。主要分布在陕甘黄土高原，覆盖在第三纪红土层或基岩上。2、新黄土（Q3、Q4)：

3、广泛覆盖在老黄土之上，质地均匀，具有多孔性，有肉眼能看到的大孔隙，呈松散结构状态，密度低，在北方各地分布很广，与工程建设关系密切，一般都具有湿陷性。一、黄土的分布及基本特征基本特征：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；颗粒成分以粉粒（颗粒直径为0.075～0.005mm）为主，约占50％～75％，几乎没有大于0.25mm的颗粒；一般无明显层理，有堆积间断的剥蚀面和埋藏的古土壤层；具柱状节理，垂直节理发育，直立性强(C、φ水平、垂直差异）；表层多具湿陷性，易产生潜蚀，形成陷穴。各地区黄土的总厚度不一。一般来说，高原

4、地区较厚，而以陕甘黄土高原最厚，达100～200m，而其他高原地区一般只有30～100m。河谷地区的黄土总厚度一般只有几米到30m。郑西客专黄土物理力学参数表二、黄土隧道的变形特征（一）新黄土隧道新黄土（Q3、Q4)大孔发育，具垂直节理，土质结构松散－稍密－中密，含水量较小，一般5－15％，易产生天生桥和陷穴，覆盖于地表,厚度一般30－50m。由于其垂直节理发育，在垂直节理面上因节理切割形成竖向软弱面，软弱面之间粘聚力(C)很小，多个软弱面互相切割,形成与周边围岩粘聚力很小的棱体，在下部开挖隧道时形成临空面，受开挖扰动和支护缺陷，在重力的作用下

5、棱体塌落形成塌方。根据对其变形分析,在新黄土（Q3、Q4)地层，正常情况下围岩变形小。在破坏时围岩变形释放快、具突然性，属脆性破坏，故要强调变形的控制。二、黄土隧道的变形特征二、黄土隧道的变形特征侯月线百家垣隧道地表、拱顶下沉位移图，反映了该隧道衬砌前的最大沉降值。二、黄土隧道的变形特征宝兰二线码头隧道双层复合式衬砌试验断面水平收敛位移图，反映了该隧道衬砌前水平收敛已趋稳定。（二）老黄土隧道一般覆于新黄土之下，埋深较大，含水量为15－40％。与隧道位置原始地应力相比，其围岩强度低，围岩容易发生屈服形成塑性区，这时的变形为塑性变形，可进行柔性支护

6、和适度释放变形，但若无支撑或支护强度不足围岩蠕变过大，会脱落形成塌方。因其为塑性变形，初期支护的变形有一个发展过程，故变形规律可采用监控量测手段监控。二、黄土隧道的变形特征二、黄土隧道的变形特征宝中线大寨岭隧道水平收敛位移图，反映了该隧道水平收敛呈继续发展趋势。二、黄土隧道的变形特征宝中线大寨岭隧道水平收敛位移图，它反映了该隧道在调整支护参数后水平收敛、拱顶下沉已趋稳定。深埋老黄土隧道其变形具蠕变特性，它有一个发展过程，若监控量测位移不收敛，应加强初期支护或调整施工方法或及时施做二次衬砌。对老黄土隧道而言含水量的大小对施工的影响很大，直接影响围

7、岩稳定、开挖安全、初期支护稳定、二次衬砌变形。三、黄土隧道的围岩压力三、黄土隧道的围岩压力（一）深浅埋隧道的划分《铁路隧道设计规范》(TB10003-2005)中关于深浅埋隧道的划分标准，其覆盖厚度按塌方高度的2.5倍确定的。三、黄土隧道的围岩压力围岩级别ⅢⅣⅤ单线隧道5～710～1418～25双线隧道8～1015～2030～35浅埋隧道覆盖厚度值（m）三、黄土隧道的围岩压力《铁路工程设计技术手册》依据调查和统计资料，对深埋和浅埋黄土隧道的分界深度,单线隧道为15-25m，双线隧道为20-50m。三、黄土隧道的围岩压力黄土隧道的深浅埋分界与黄土

8、的特性如粘粒的含量（局域性）、含水量等及与隧道的跨度有关，对新黄土而言，其覆盖厚度一般为30－50m，深浅埋分界目前可按40－50m为宜，若太大依据不