黄土隧道不良地质危害分析与技术对策.doc

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1、黄土隧道不良地质危害分析与技术对策摘要结合宝兰二线天兰段分析了富水黄土质隧道特殊地质现象、危害诱因，通过工程实践有针对性的提出技术对策，为同类地下工程施工提供技术参考。关键词不良地质，危害诱因，技术对策1隧道地质概况宝兰二线天兰段新松树湾隧道位于甘肃省陇西地区，全长为1726m，所穿大营梁为渭河水系和祖历河水系的分水岭。其主要地形地貌、地质、水文情况为：1.1地形地貌隧道新穿大营梁划属黄土梁峁区，地形起伏，切割严重。隧道附近较大的冲沟：南坡（进口端）主要有碱沟、北坡（出口端）主要为华家湾沟，由于下蚀

2、深切，沟深均在10～40m左右，沟床纵坡一般为160～200，“V”型沟槽。沟底塬顶相对高差≥200m,冲沟两侧较平缓处均已辟为耕地,余为荒地。1.2地层岩性隧道范围出露地层为上更新统风积粘质黄土和中、下更新统滨湖相杂色砂粘上与冲积粘质黄土，岩性分述如下：⑴粘质黄土（Q3eol3）淡黄色，棕黄色，厚0～20m，土质较均，具孔隙及虫孔，局部含白色钙丝及钙质斑点，半干硬~硬塑状，Ⅱ级普通土,Ⅱ类围岩，б0=150kPa,具Ⅱ级自重湿陷性。⑵杂色砂粘土（Q1-2l2）：灰色、灰黑色为主，土质不均，具有层理

3、，结构紧密，以粉粒为主，夹砂层及砂、砾石透镜体，含有机质及盐碱，局部见有贝壳碎屑。土体工程性质差，主要表现为强崩解性，一定的膨胀性和渗透性，较强的腐蚀性等；自稳能力差，开挖暴露不久便开始风化剥落，在含水量较大的河岸边坡处往往产生塑性蠕滑变形，自然稳定边坡一般在1：2以上；土体中渗出之水苦涩，蒸发后表土泛白，盐碱析出。主要物理力学指标：W=19.6%～23.5%，p=1.99～2.118/cm3，e=0.583～0.682,Sr=93.4%～100%,WL=28%～30.4%,WP=16.6%～19.

4、2%。半干硬--硬塑者，Ⅱ级普通土,Ⅱ类围岩,б0=200～250KPa；软塑～流塑者,Ⅰ级松土,Ⅰ类围岩,б0=100～120KPa。⑶粘质黄土（Q1-2al3老黄土）：黄色，褐黄色，土质均匀，结构紧密，层理不显，垂直节理及裂隙发育，土体半干硬状态为主，局部呈硬塑状，渗水的节理裂隙面附近呈软塑状，Ⅱ级普通土,Ⅱ类围岩,б0=150～200KPa。1.3水文地质本隧所在大营梁地区属中温带亚干旱山地气候区，年平均降水513.3mm，隧道进、出口及两端引线走行于碱沟和华家湾沟与松树湾垭口，构成了三面汇水

5、态势，对地表水的汇集和地下水的发育极为有利，故隧道进，出口及沿沟岸坡多股泉水出露，隧道施工中地下水发育。工点范围地下水主要有两种类型：一为上层滞水，二为裂隙囊状水。前者多以下降泉形式于风积粘质黄土与杂色砂粘土的接触带出露，埋深一般15～30m，其含水层及含水量大小主要受接触面形态控制，为附近老百姓主要生活用水；后者无稳定的含水层和水位，囊状水含水层稳定，水量相对稳定并量大，受气候的影响相对较小。经定测勘察，临近既有隧道内渗水量为16～18.8m3/d，地下水对砼具侵蚀性。2不良地质因素分析3.1湿陷

6、性黄土隧道进出口及洞身地表分布的第四系上更新统风积粘质黄土具Ⅱ级自重湿陷性，湿陷土层厚约8m。3.2杂色砂粘土的强崩解、弱膨胀性、腐蚀性与塑性蠕变性杂色砂粘土的滨湖相成因类型，决定了其色杂，粒度混杂夹粗粒含水层，富含有机质和盐碱等特性。该土构成的山梁、边坡浅表含水量较少，为半干硬状态之外，余多为可塑状，并含有裂隙囊状水；扰动前土体结构紧密，开挖扰动后往往有回弹松胀现象，一经暴露易变松软和风化剥落，每逢雨季和春暖消融时节，易出现塑性蠕滑变形并引起上覆黄土滑坡。土体所含盐碱使通过的地下水水质变差，对砼具

7、较强侵蚀性，使砼变得酥松，易于风化剥落。土体干时坚硬，遇水软化崩解，虽未达到膨胀土标准，但确具有比一般土较大的膨胀性，土的工程性质极差。3.3滑坡鉴于隧道所在地形地貌，地层岩性，水文地质条件，决定了工程所在山坡稳定性差，滑坡发育，工程措施不当，易引发新的工程滑坡。3.4地下水及黄土节理水发育与否是关系到黄土质隧道能否安全施工的关键因素。与岩石相比，土体强度低，变形大，自撑能力小，含水量或水的侵蚀对其力学性质的影响非常显著。干的老黄土十分坚硬，整体承载能力较高，但被水浸泡，达到饱和状态后，呈软塑、流塑

8、状，强度大大降低。该隧穿过地层为砂粘土（Q1～2），土层除上部薄层含水量较少，为半干硬状态外，其下多为可塑状，并富含裂隙水。局部含砂层或裂隙发育，地下含水量丰富，开挖面常带“汗露”现象，土体内节理发达，呈X型，不规则分布，成对出现，并有一定的延续性。在水的作用下，土体开挖后会迅速崩解，强度骤然降低，围岩自稳能力极大消减。由于黄土的崩解性、湿陷性和弱膨胀性，隧道开挖后土体容易顺着节理胀松或剪断，出现片帮和顶部小塌方，施工处理不当甚至引起较大的坍塌。另外，土体渗透性较好，