大断面湿陷性黄土隧道开挖施工技术总结.doc

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1、大断面湿陷性黄土隧道开挖施工技术总结郑西铁路客运专线大断面湿陷性黄土隧道开挖施工技术编制：苏杰审核：李东红中铁二十三局集团第四工程有限公司郑西线四项目部2007-7-30第19页共19页大断面湿陷性黄土隧道开挖施工技术总结目录1引言32隧道区工程地质特征33施工方法的选择44弧形导坑法开挖54.1工法简介54.2实例分析54.3施工机具及劳力组织74.4施工要点85CRD法95.1工法简介95.2实例分析106监控量测136.1量测的项目及主要方法146.2量测的施做要点146.3实际量测结论157隧道地基

2、湿陷性的处理187.1地质情况187.2施工参数187.3施工方法及结论188主要结论18第19页共19页大断面湿陷性黄土隧道开挖施工技术总结大断面湿陷性黄土隧道开挖施工技术摘要：本文是在结合郑西客运专线凤凰岭隧道进口和高桥隧道出口1120m的施工基础上，对大断面湿陷性黄土隧道施工开挖技术进行总结。重点阐述了弧形导坑法和CRD法的适用条件、施工工艺及具体施工要点，同时通过监控量测分析了黄土隧道的部分变形规律，指出该法较好地解决了黄土隧道施工中的诸多技术难题，是目前大断面黄土隧道施工中行之有效的施工方法，值得

3、推广。1引言郑西铁路客运专线隧道工程有两个显著的特点：（1）是我国第一条穿越黄土地区的高速铁路隧道，（2）按照设计时速350km的要求隧道轨面以上有效内净空面积100m2，开挖面积高达164m2。黄土是我国北方地区常见的一种特殊土，是第四纪干旱、半干旱气候条件下形成的，其基本色调是黄色。颗粒成分以粉粒为主，一般无明显层理。具柱状节理，垂直节理发育，直立性强，新黄土多具湿陷性。由于受对黄土认识的局限及缺少大断面隧道施工的经验，研究大断面黄土隧道的施工方法，控制围岩变形是有其现实意义的。2隧道区工程地质特征凤凰

4、岭隧道进口段和高桥隧道出口段通过区范围地层岩性简单，为I级黄土台塬区，洞口及表层为第四系上更新统风积砂质黄土（Q3eol3），下伏第四系中更新统风积砂质黄土（Q2eol3），中间夹有数层古土壤层。具体描述如下： 第19页共19页大断面湿陷性黄土隧道开挖施工技术总结（1）砂质黄土（Q3eol3）属新黄土，:淡黄色，厚度30～40m，土质均一，粉土质，下部含有少量白色钙丝及蜗牛壳，其中0～3m结构疏松，具孔隙，垂直节理发育，坚硬，级普通土，为松软土，σ。=120kPa；3m以下，结构较紧密，局部含有少量针状孔隙

5、，坚硬，级普通土，σ。=150kPa。具湿陷性，湿陷土层厚30m。土体总体上属中压缩性土，局部（地表以下至5米范围内）属高压缩性土。 （2）砂质黄土（Q2eol3）：浅棕黄-浅黄色，厚度大于25m，中间夹有1～2层1.0～2.0m厚的棕红色古土壤层，该层厚薄不一，呈层状分布于砂质黄土中。砂质黄土，粉土质，土质均一，含零星蜗牛壳和白色钙质菌丝，结构较致密，古土壤层为砂质黄土，内含较多的白色钙质网膜和钙质结核，坚硬，级硬土，σ。=220kPa。属中压缩性土。1施工方法的选择除下穿等影响地表建筑物地段需考虑地表沉

6、降外，大断面黄土隧道的开挖施工控制重点主要是要有效地控制围岩变形，因此围岩的情况决定了隧道施工方法的选择。大断面隧道开挖控制变形保证围岩稳定的方法原则上就是化大为小，采用分步开挖。断面开挖时，如果掌子面稳定，无较大掉块、垮塌，无推移和挤出现象，初期支护刚度足够，则可以采用弧形导坑预留核心土开挖的方法。如果掌子面开挖后不稳定则应缩小断面，加设中隔壁即CD法，在CD法的基础上再加设横撑就变为CRD法。对于埋深较大的IV级老黄土围岩，第19页共19页大断面湿陷性黄土隧道开挖施工技术总结由于黄土具有直立性好、宜成型

7、的特点，在适用短进尺的条件下，有一定的围岩稳定时间，保证在围岩未有大的变形掉块的情况下有足够的立架和喷锚作业时间，从而保证施工安全，可采用弧形导坑法；洞口浅埋段及V级围岩主要是新黄土，竖向节理发育，土质松软，土颗粒间黏性差，围岩自稳能力差，土体受扰动后产生应力重分布，上部土体宜沿破裂面形成楔形漏斗，造成拱顶失稳，为了保证安全开挖断面应尽量缩小宜采用CRD法。1弧形导坑法开挖1.1工法简介洞身开挖采用弧形导坑预留核心土施工，是指在隧道开挖过程中分上中下和仰拱四部分，以前后六个不同的开挖面相互错开同时开挖，然后

8、分部同时支护，形成支护整体，缩短作业循环时间，逐步向纵深推进的作业方法。其实质为台阶法的一种，拱部采用环形导坑开挖，利用核心土施压掌子面，下部开挖也是先开挖两侧保持中部土体不动，其核心是保证掌子面稳定。1.2实例分析高桥隧道和凤凰岭隧道IV级围岩采用弧形导坑法开挖。上导坑核心土距拱顶1.5~2.0m，核心土两侧距开挖面约2m，上导坑开挖高度4.2m，开挖跨度13.86m，矢跨比为0.34，开挖面积为47.96m2