湿陷性黄土浅埋段隧道施工技术

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1、湿陷性黄土浅埋段隧道施工技术　　【摘要】柳条山隧道是神华准池铁路重点控制性工程之一，隧道地质条件复杂，尤其是隧道进口段穿越第四系上更新统黄土，黄土具有湿陷性，再加上隧道进口处于浅埋、偏压地段，给隧道施工增加了一定的难度，如何保证隧道的施工安全、质量和进度，以及不给后期运营留下隐患，是隧道施工技术中要解决的关键，本文主要阐述隧道进口湿陷性黄土段的施工技术。【关键词】湿陷性黄土浅埋隧道综合工法中图分类号：U455.49文献标识码：A1前言神华准池铁路项目是目前国内重载标准最高的一条铁路专用线，设计标准为25T轴重的I级双线电气化

2、铁路，牵引质量为20000T。铁路线路大致走向是东西走向，是连接大准线与朔黄线的联络线，全长179.8km，沿线所经主要有中低山区、山前坡风积黄土高原区、山间沟谷区，冲沟极发育，沟壑纵横，多成“V”型沟和“U”型沟，地质情况十分复杂。2工程概况8柳条山隧道的起迄里程为：DK95+190～DK97+505，全长2315m，为山岭浅埋黄土隧道，最大埋深约72m，其中：Ⅲ级围岩575m，Ⅳ级围岩1115m，Ⅴ级围岩625m。按120km/h设计，洞内采用重型轨道碎石道床，轨道结构高度77cm，洞身左线除进口至DK95+330.63

3、段位于直径800m的右偏曲线上，其余均位于直线段上，洞内纵坡为3.0‰和3.6‰的单面上坡。隧道进口310m洞身位于湿陷性黄土内，线路左侧干沟发育，隧道处于偏压状态，隧道进口段埋深较浅，5~23m，属于典型的浅埋偏压隧道。由于工期紧，地质条件复杂，于DK96+200处设置斜井一座，安排四个工作面同时施工，工期340天。3气象及水文地质线路区域属大陆季风气候，冬季漫长，春秋相连，雨热同期，太阳辐射强，光照时间长，温差较大，无霜期短，干燥多风。降雨量季节性差异较大，每年5～8月气候潮湿多雨，其它月份干燥少雨。年平均降水量409.

4、1mm。年平均气温7.2℃，极端最高气温37.9℃，极端最低气温－32℃。冬季盛行西风，大风出现在11月至来年5月，年平均风速2.4m/s，最大风速（瞬时）23m/s。最大积雪厚度18cm。土壤的最大冻结深度125cm，受冻日期为11月初至来年4月上旬，受地形地势的影响，气候垂直分带明显，随海拔高程的升高，气温递减，地形复杂，气温、降水、日照等差异较大。主要灾害性天气有寒潮、冰冻、冰雹及大风、雷电。按铁路工程气候分区属寒冷地区。8特殊岩土黄土主要分布在隧道的进出口和洞身地表的黄土梁及山坡上，浅黄~灰黄色，土质均匀，大孔隙发育

5、，具有垂直节理，发育虫孔及植物根孔，易产生陷穴，含少量零星分布的小型钙质结核砾，具有湿陷性，属于自重湿陷性土，湿陷等级为II级（中等）自重湿陷性场地。4施工方案隧道按照锚喷构筑法施工，暗洞采用复合式衬砌，初期支护采用喷锚支护，喷射混凝土采用潮喷工艺。洞口段DK95+190~DK95+227隧道拱部采用φ108超前大管棚进行预支护，长度为37m；洞内DK95+227~DK95++305段隧道拱部采用φ89超前中管棚预支护，局部配合φ42小导管进行超前支护，长度78米，其他地段采用φ42小导管做超前支护。管棚施工利用管棚钻机预钻

6、成孔，机械设备顶压安装或管棚钻机顶进。开挖采用三台阶临时仰拱、预留核心土加扩大拱脚的综合施工方法。4.1开挖方法8柳条山隧道开挖方法上采用了三台阶临时仰拱、预留核心土加扩大拱脚的综合施工方法，利用扩大拱脚和φ42锁脚锚管控制围岩和初支变形；利用预留核心土来抑制掌子面土体垮塌；利用临时仰拱抑制围岩收敛。在开挖施工时，合理地确定了三台阶长度，每个台阶长度不超过1倍洞径，其中上台阶预留核心土长度为3~5m，高度1.3~1.5m；根据地质情况、隧道断面大小和施工机械设备情况确定了台阶高度，其中上台阶高度控制在2.8～3m范围。后步工

7、序仰拱衬砌施工与下台阶开挖施工实现无缝搭接，确保隧道施工及时闭合成环。详见隧道施工工序横断面图1、纵断面图2。图1横断面图图2纵断面图上台阶环形核心土开挖因工作面狭窄，采用以人工开挖为主，PC200挖掘机辅助开挖为辅，中台阶及下台阶主要采用PC200挖掘机开挖，局部采用人工修整，开挖完成后及时施做I20钢架、锚杆和钢筋网片。开挖时，钢架底部不得有超挖现象，若有超挖，在立钢架前，需要对钢架底部进行处理，采用预制混凝土垫块和木楔找平，然后再在钢架底部用槽钢做纵梁，使钢架落在刚性基础上，钢架不得直接作用在黄土上，并在钢架底部大拱脚

8、处，每侧打6根φ42的锁脚锚管，下倾角为30°，长度为5m，锚管与钢架连接牢固。立架完成后，利用两台喷浆机采用潮喷工艺迅速将围岩封闭。8中台阶施工时，上台阶喷射混凝土达到设计强度70%以上开始开挖中台阶，开挖时左、右错开施工，错开间距为3榀钢架。台阶开挖高度3.5m左右，台阶长度7~8m。