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1、高速公路隧道洞口段湿陷性黄土施工处理及探究【摘要】本文通过山西某高速公路隧道为例，擅述了在高速公路隧道施工中洞口段恰遇湿陷性黄土时采用的施工方法和坍方的处理措施，通过处理达到防止隧道坍塌变形及塌方处理的的有效措施，从而确保高速公路隧道进洞的施工安全。【关键词】隧道；湿陷黄土；施工；研究0.引言近年我国北方等地区建设的高速公路隧道大都要穿越黄土地区，因隧道进洞段大多为黄土覆盖区，隧道洞口段安全又是整体工程滋工中的重中之重，湿陷性黄土一般集中在隧道洞口段，其居有压缩性偏高，强度较低等特点，在土体自重应力或者自重应力和外部附加应力共同作用下，湿陷
2、性黄土受水浸缩后强度会快速降低，当土体中残余的结构强度不足以抵抗土体中的结构应力时，上体结构迅速被破坏，并且发生明显的附加下沉。在湿陷黄土段进行隧道开挖时由于隧道本身自稳性差、收敛沉降大造成了隧道侵限和塌方的事故较高。下面以山西某高速公路隧道洞口段在湿陷性黄土地层坍方处理施工为例来浅谈一下公路隧道洞口段遭遇湿陷性黄土的施工措施。1.工程概况该隧道位于山西省忻州市静乐县境内，施工起讫桩号为EK53+000,终点桩号为EZK56+800(EYK56+818),路线全长3.8km(以右线计)。其中隧道左线EZK53+822〜EZK56+818,隧
3、道右线EYK53+870〜EYK56+800。工程范围内包括：隧道右线2930m；隧道左线2996m。黄土V级加强围岩洞口段设计左右线各500米，经对洞口段35米、50米处岩土含水量进行试验，测得该段黄土含水率为17-19%,最高含水率达22%,局部开挖后拱脚即有水渗出。，洞口段100m范围内处于富水黄土段，此段隧道穿越黄土的物理指标基本一致，其含水率1&8,密度1.90g/era,液限W1-18.5,塑限WP-18.5,塑性指数J一7.3,液性指数J1一0.04,粘聚力一13kPa,内摩擦角一12.lo2•过程施工介绍及处理措施2.1施工
4、参数洞口黄土段V级加强围岩采用超前大管棚辅助进洞、超前注浆小导管、钢拱架、喷锚网支护及模筑钢筋殓及有仰拱衬砌。隧道衬砌结构设计为喷射26厚C25早强混凝土；内置工20工字钢，安装间距60；O42rnrn超前注浆导管支护,环向间距40；①25mm中空注浆锚杆，布设间距80*60；①8钢筋网，网格20*20o二次衬砌釆用50cm厚C25钢筋混凝土结构。2.2施工过程中的沉降及坍方情况2.2.1前期沉降侵限洞口段采用V级施工方法，施工过程中项目部来把安全质量关，三台阶施工至左、右线各进洞约30米时，监控量测数据分析显示围岩变形收敛严重，隧道左线E
5、ZK53+849处最大一天沉降量为7,—个月内累计沉降收敛12。2009年6月13日，隧道右线一天沉降16。地表监测无明显变化，仰拱碗距开挖面上台阶距离35m。两处沉降时项目经理部立即启动隧道抢险预案，立即停止掌子面上台阶开挖，使用机械向开挖上台阶进行回填土，采用24h施工测量人员洞内值班监测，使用工字钢对掌子面附近进行横竖向加固，量测频率不小于每小时一次，同时加快仰拱施工，监控量测稳定后采用双液浆对沉降段及附近有裂纹及空洞处注浆。由于沉降收敛严重，两个月导致左右线初支侵限5-8,项目部编制启动初支侵限处理方案，完成初支侵限处理共用时近两个
6、月。2.2.2左线坍方2009年7月5日上午10时，开挖面上台阶EZK54+103处拱顶开始有掉块现像，11时20作业人员进洞准备施工下台阶时发现上台阶拱顶已持续塌落掉块，拱顶已呈现2米的空洞，现场仍有土块掉落，项目经理部管理人员到现场后立即启动隧道防塌坍处理预案，指挥现场作业人员撤离开挖面，采用应急物资反压回填掌子面，12：05分拱顶及掌子面大量土方涌出，具体情况如下图：施工段的围岩为含水量大的黄色粘土，自坍方体上取样经试验室测试含水量结果为21.3%,中间夹有孤石，开挖支护后两侧有滴状渗水。地表坍塌出约35X28m的一个大坑，坑陷处下沉
7、5m,此处地表埋深距隧道拱顶为43m,坍方体整体下沉施压至隧道拱顶处，管理人员为防止雨季雨水倒灌和人蓄安全对地表坝方体进行了覆盖警戒处理。具体情况好下图：经测量隧道内坍方涌出及初支变形段共为33m,隧道内EZK54+069〜102段全部为坍方土体。2.2.3塌方处理措施①反压回填：在坍塌稍微稳定后，从洞外运土方及沙袋对塌方自下坡脚采用坡度为1：1的回填土进行反压，然后在坍体上部采用喷论封闭稳固，防止塌方继续扩大，反压里程EZK54+069〜+084,高度约为2m。②施做洞内大管棚经过监控量测数据分析确保坍方体稳定后开始施做套拱,C20套拱観
8、长2m,施做里程EZK54+069〜+071,预埋①127钢管，施作36根长36m的超前管棚。管棚注浆采用W：C=l：1水泥浆。①CRD工法施工：在EZK54+071〜105段采
