黄土隧道地表控制措施研究新
浅谈黄土隧道常见的工程地质灾害及其防治措施
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浅谈黄土隧道常见的工程地质灾害及其防治措施摘要黄土是西安地区所特有的土体,其表现出的特殊工程特性,对工程结构物危害大,特别是在黄土隧道修建过程中,塌方和湿陷是两种最常见的地质灾害。
黄土地层中的水对隧道的影响举足轻重,围岩中水的作用是黄土隧道设计、施工时的重点研究内容和关注对象。
因此,加强防排水以及及时合理衬砌是黄土隧道施工过程中预防地质灾害的有效措施。
关键字黄土隧道;湿陷;塌方;灾害防治1 黄土的工程特性对隧道工程的影响1.1 黄土的湿陷性湿陷黄土【1】在自重压力或外力荷载压力不变时,受水浸湿后结构迅速破坏,产生急骤显著附加下沉,从而引起地面的变形和建筑物破坏;湿陷性由湿陷系数、自重湿陷量、总湿陷量等指标【2】表征,宏观表现为浸水后沉降量显著增大。
我国湿陷性黄土的分布面积约占全国黄土分布面积的60%左右,大部分分布在黄河中游地区的关中、陕北、宁夏、豫西、陇东及陇中的黄土高原地区,面积达27万km2。
黄土的疏松多孔结构,尤其是结构性孔隙是黄土湿陷性的必要条件;黄土中的不抗水粒间胶结是黄土湿陷性的充分条件;遇水浸泡后黄土胶结削弱强度降低,并且其削弱程度随水量的大小成比例变化,极易产生湿陷、呈饱和流塑状态,从而减弱甚至丧失承载和自稳能力。
这是黄土湿陷性的本质。
1.2 黄土的击实性黄土击实性是指黄土在一定外力冲击作用下密度、含水量、强度等物理力学性质随冲击强度而变化的特性。
一般冲击强度大时密度增大、含水量降低、强度提高。
改变击实功,最优含水量和最大干密度也发生变化,击实功大能客服更大的摩擦阻力,所以最大干容重增大而最优含水量降低。
黄土的孔隙率在50%左右,按照孔隙的大小、形状、数量以及连通性等方面,黄土中的孔隙被分为微孔隙、小孔隙、中孔隙和大孔隙【3】。
其中,微孔隙形成于胶结物中,杂乱分布,连通性差,透水性弱,主要是胶结物孔隙;小孔隙均为粒间孔隙,小孔隙由骨架颗粒相互穿插,紧密排列组成,又称为镶嵌孔隙,含少量胶结物孔隙;小孔隙和微孔隙在黄土沉积时形成,由骨架颗粒群形成的架空孔隙,数量较多,对骨架颗粒的稳定起着主要作用;中孔隙由骨架颗粒相互支架构成,数量多,为颗粒的变位提供了空间,连通性好,透水性强,是黄土产生震陷的主要原因,又称为支架孔隙;而大孔隙主要在黄土沉积后成岩过程中由生物作用形成,呈管状或不规则状,数量少,主要是黄土中次生的根洞、虫孔、鼠穴、节理【4】和裂隙以及溶蚀孔洞。
黄土隧道施工注意事项和应对措施
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挖、下锚关节,下锚段、安设通风机段,隧道内避车洞开挖等,必须引起设计、 监理、施工方的调度注意,衬期支护参数要发生相应调整。
4.9 超前地质预报和监控量测
必须按规定进行超前地质预报及监控量测,并将其纳入正常的施工工序,并指导 现场施工。及时将超前地质预报及监控量测的结果向设计进行传递与反馈,实现 优化设计和安全施工。
洞可以在二衬施工到达时割除钢架做好防护和防水,与二衬同时施 做。其他所有洞室均应在二衬完成后,单独另行开挖、支护和衬砌
。
附属洞室应在二衬之前设置锁口格栅钢架和超前小导管等,防止后 期洞室顶部出现裂纹。其中洞室顶部与洞身初期支护交界面的阴阳 面在铺设防水板时会存在焊接不牢的情况,以及深度较大的洞室混 凝土振捣不到位的情况,需要加强过程中的质量控制,防止混凝土 开裂和洞室渗漏水。
山西中南部铁路通道瓦塘至汤阴东段自2010年4 月9日开工以来,黄土隧道施工安全问题十分突出, 主要表现在隧道掌子面与马口开挖段塌方,山体 开裂等现象,先后出现了张家山1号、东川1号隧 道关门事故;青龙隧道、临县隧道、杨家掌隧道 山体开裂等现象,塌方后难于施救和处理。所以, 黄土隧道施工安全成为我们施工管理中需要进一 步研究和管控的重点。
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7.人员培训教育
采取多种形式加强人员培训教育是杜绝和减少施工安全问题和施工 质量隐患的一个重要手段,培训工作要从安全意识入手,加强管理 制度教育,从工艺、工序、工法控制上下功夫,提高管理人员和施 工作业人员的思想认识 。
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8.黄土质隧道施工注意事项
8.1 长时间停止施工的隧道,衬砌必须紧跟掌子面,停工 时要对掌子面进行喷砼封闭,留下监控量测资料,开工时 必须对隧道洞内外沉降变形情况进行监测对比,发现异常 时,必须采取相应措施进行处理。 8.2黄土的特性具有湿陷性,水对黄土影响很大,所以, 在施工之前必须做好排水系统,避免水软化黄土。 8.3黄土依据地质钻探发现,在地表有冲沟、新老黄土分 界、土石分界处含水量比其他部位要高,黄土强度明显变 低,施工中必须引起高度重视。 8.4黄土隧道施工必须遵行“重核对,先排水、短进尺、 少扰动、早成环、勤量测、快衬砌、工序紧”。
黄土隧道塌方原因分析及预控措施
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黄土隧道塌方原因分析及预控措施中交一航局铁路工程分公司周杰摘要:本文就黄土本身的特性及施工管理方面的因数分析,浅析黄土隧道塌方的预控措施。
关键词:黄土隧道塌方预控措施一、黄土自身的特性造成黄土隧道塌方的主要因素1.黄土节理黄土常具有各方向的构造节理,有的原生节理呈X型,成对出现,且有一定的连续性。
在隧道开挖时,土体容易顺着节理张松或剪断。
如果此种地层位于隧道顶部,则极易产生“塌顶”;如果位于侧壁,则易出现侧壁掉块,若施工中处理不当,可能会引起较大的塌方。
2.黄土冲沟在黄土冲沟或源边地段施工时,往往由于受冲沟构造和地表水侵蚀影响较严重,当隧道覆盖层较薄或存在较大偏压时,容易发生较大的坍塌或滑坡现象。
3.黄土洞穴与陷穴黄土洞穴与陷穴是黄土地区经常出现的不良地质现象。
当隧道位于其上方时,可能出现基础下沉的危害;当隧道位于其下方时,可能会出现冒顶的危险;当隧道位于其邻侧较近时,则可能因承受较大偏压而出现坍塌。
4.地下水的影响黄土在干燥时一般具有较高的强度和承载力,但当其受水浸湿后,则强度会急骤下降,出现不同程度的湿陷性,产生下沉,极易导致坍塌。
5.湿陷性黄土对隧道最不利的影响是其湿陷性,遇水后黄土的强度显著降低,并产生湿陷性,极易导致隧道基础沉降,引起衬砌开裂等病害。
二、施工管理造成黄土隧道塌方的主要因素1、未能按三台阶法施工目前黄土隧道施工采用的方法一般为三台阶七步流水法和三台阶临时仰拱法,对于湿陷性黄土及富水黄土隧道,需采取三台阶临时仰拱法施做,施工过程中要严格控制施工步距,如果不能严格施工工法,采用长台阶法施工,作业循环时间长,土体暴露时间过长,容易造成仰拱到掌子面之间出现塌陷。
2、未能按设计要求进行超前支护掌子面开挖前应按设计要求进行超前支护,超前小导管或大管棚必须施做,如果未能按照设计要求施做,容易造成掌子面开挖过程中掉块、坍陷现象。
3、仰拱一次开挖过长、未能及时封闭黄土隧道施工中要严格仰拱开挖进尺,一次开挖长度为2--3米,并及时做好初期支护,使仰拱开挖后尽早成环,如果一次开挖过长或开挖后未能及时成环,会造成已开挖仰拱部位不能承受土体压力而塌陷。
黄土隧道施工中的安全控制要点及处治措施
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黄土隧道施工中的安全控制要点及处治措施摘要:随着经济的不断增长,社会的不断进步,人们向往美好生活的需要变得更迫切。
这就对我们的管理提出了更高的要求,如何保证黄土隧道作业现场的每一位工人的安全是我们面临的最大难题。
黄土的地质因素,即黄土的工程特性(内因)和地质工程环境(诱因)对黄土隧道的稳定性起到主导作用。
对工程建设影响很大,隧道施工中的安全控制是施工管控中的重点。
本文介绍了黄土隧道施工中的洞口施工、洞体开挖、支护施工等工序中的安全控制要点,以期借鉴。
关键词:黄土;安全;隧道;开挖支护引言隧道本身施工过程就相对比较长,同时所处地质条件比较差,同时施工中安全工作和施工进度所遇到风险比较大,如果在不良地质条件中进行施工,会导致存在非常大得安全隐患,其中本文中探讨的就是黄土隧道工程,如果地质不良、气候水文条件差、工序失衡、监控量测不到位、施工技术及管理因素控制不当,很容易导致出现隧道坍塌事故。
1黄土隧道黄土是第四纪干旱、半干旱气候条件下形成的一种特殊的大陆松散沉(堆)积物,以粉粒为主,包含细砂、粉土、粘粒等。
黄土的特殊成因和物质组成,决定了黄土隧道围岩结构疏松,围岩差,通常被视为特殊类型的软弱围岩,故面隧道开挖后往往不能保持自稳,洞顶由于压力等作用下沉,并导致节理裂隙发展、拓展,密集分布于洞顶和拱脚。
黄土隧道围岩黄土体一般处于非饱和状态,这种天然条件下的三相状态,使黄土内部产生较强的基质吸引力,与黄土的胶结力一起构成了黄土结构强度,有利于黄土隧道的稳定,也正是黄土的这种结构强度使得黄土窑洞能自稳。
但结构强度随含水量的增加而迅速降低,土体很快由稳定状态转化为不稳定状态,造成塌方、跨塌等地质灾害。
在黄土隧道洞体施工中,必须严格按照“短台阶、强支护、早成环、紧二衬”的原则进行。
采取及时有效的支护措施是确保施工安全的关键。
在黄土隧道施工中,进行的洞体断面开挖,不可避免形成了黄土层的扰动,塌方在支护缺陷的影响下就会形成。
浅谈黄土隧道施工要点技术控制
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浅谈黄土隧道施工要点技术控制黄土地区众所周知是施工难度较高的地区之一。
由于黄土地貌独特,地质条件和地下水状况复杂,建设隧道时必须要有一定的技术掌握和控制。
如何在黄土地貌中顺利建设隧道,避免施工过程中的各种问题和风险,在这里,我们来简单谈一下黄土隧道施工的要点技术控制。
一、黄土的分类和性质黄土是指自然界中的一种土壤类型,它通常是由黏土或细砂粒子、石灰石等颗粒混合而成。
黄土的性质因地域而异,但是一般都具有较大的颗粒度、较高的含水量、相对稳定的结构等特点。
黄土的黏性较高,易与水发生作用,同时黏性较大的黄土还容易引起侵蚀和塌陷等问题。
二、黄土隧道施工的特点黄土隧道施工的特点主要有以下几点:1. 风险高:黄土地貌地区地下水位较高,长时间排水,会对隧道的建设带来许多不利的影响。
2. 透水性大:黄土地貌属于弱透水性地区,地下水位波动较大,要特别注意水分压力对隧道地质构造的影响。
3. 复杂地质情况:建设隧道时需要特别注意黄土地貌的地质构造,重点关注地层、缝隙、强度等问题。
4. 施工难度大:由于黄土的黏性和含水量较大,影响了施工的效率和速度,同时需要特别关注施工队伍的安全和健康问题。
三、黄土隧道施工的基本步骤黄土隧道的施工需要严格按照工艺流程进行,包括以下几个基本步骤:1. 前期准备:包括开展地质勘察、设计隧道方案、进行地质调查等。
同时还需要建立施工队伍,配备先进的施工设备和工具。
2. 隧道开挖:开挖时必须对适当的施工工艺和方法进行选择和掌握,同时要对隧道地质构造进行严格的监测和控制。
3. 衬砌施工:隧道衬砌施工是黄土隧道施工的重点,要注意衬砌的材料选择、施工工艺、施工方式等问题,同时对隧道地质结构进行严格的监测和控制。
4. 施工质量控制:在施工过程中,必须要严格执行施工质量监测和控制程序,以确保施工的效率和质量,减少施工过程中的风险和故障。
四、黄土隧道施工的技术控制方法黄土隧道施工的技术控制方法包括以下几个方面:1. Ground Treatment:通过地面处理技术,对路基地面进行强化加固,以提高隧道的安全性和稳定性。
黄土隧道施工防止坍塌措施
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黄土隧道施工防止坍塌措施1. 在黄土质砂粘土及新黄土浅埋地层,如洞口段、沟谷段、偏压段,应采用超短台阶开挖,随挖随支,衬砌紧跟,尽量缩短衬砌与开挖距离,减少围岩暴露时间,以安全通过为主要目的。
2.黄土隧道超前支护很重要、尤其是超前小导管一定要施作到位,对应力的变化有一定作用。
3 .黄土隧道施工时应当及时发现一些隐患,如地表对线路有影响的陷穴、陷坑应当及时回填; 对地形偏压、人工回填土层等时应谨慎施工,洞内施工时应当严格按照施工图进行施工。
4. 对位于软塑层上的隧道应当及时施做仰拱和封闭钢架,并在施工期间加设横撑,尤其是隧底部分,防止钢架内移失稳造成坍塌。
5. 在施做支护时,钢架基底应平整压实,设混凝土垫块或槽钢。
6 .黄土隧道施工中应当及时初喷,及早约束围岩早期变形,在变形未完成时进行初喷,将变形控制在允许范围以内。
7. 做好超前地质预报,并按要求进行各项监控量测工作。
如果发现异常应当及时通知设计单位,以对支护参数进行调整。
8. 当隧道含水量较大时,应当及时提请设计会勘,采取相应的工程措施。
9 .对已产生塌方的隧道,塌方段衬砌背后空洞必须回填密实,衬砌厚度必须按设计要求施做,以防止留有隐患。
10. 埋深较大及含水量较大的黄土隧道,不能拆模过早,并要定期检查衬砌拱架和模板台车的刚度,防止因其变形影响衬砌开裂。
11.要勤观察地表、地形、地貌的变化、经常核对地质情况、发现问题、及时修改施工方法。
12黄土隧道施工一定要严格程序,尤其是施工程序与管理程序。
综上所述,黄土隧道施工中,业主、监理、设计与施工必须密切配合,确实做到短开挖,强支护、衬砌紧跟,软弱地层应当及时成环,仰拱先行。
严格按照设计要求施工,努力做到在施工期间不塌方,竣工后衬砌不开裂,软弱地基不翻浆、验交后不返工。
黄土隧道施工中的安全控制重点及应对措施
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黄土隧道施工中的安全控制重点及应对措施摘要:在新时代高质量发展的推动下,为了确保现场施工安全。
首先需要认识到具体项目的操作特点、重点、难点,结合项目及现场实际情况做好施工的安全控制,控制好有关安全要点,采取合理、恰当的处理措施,从而提高工程安全质量的管控水平。
关键词:黄土隧道隧道施工施工安全安全管控重点预防措施引言我国疆域辽阔,国土资源丰富,在这样的环境下,会有很多不同的地质条件,需要充分认识到其中地质、水文、环境特点等各方面情况,做好各类基础性工作。
黄土自身具备着很多特点,较强湿陷性是其中之一,因此在该类土质建设过程中,要结合具体施工操作及项目自身的特点,进行有针对性的安全控制,从而做到安全第一的目标。
一、隧道概况蒙华铁路第七合同段杨台隧道位于陕西省延安市,隧道起止里程为DK367+178.19-DK368+245.19,长度为1067m。
杨台隧道位于陕北的黄土高原,为单洞双线隧道。
当地地形地貌属于典型黄土区,沟壑纵横。
进口段山体边坡坡率60°~70°,出口段边坡坡率30°~40°,植被覆盖较好。
隧道进口左侧为一滑坡体,滑坡体物质主要为新黄土,黄土陡坎处可见节理发育,并且可见裂缝沿节理发展。
DK367+185-DK367+300陷穴发育,分布在线路两侧,约15~72m,直径5~8m,最深3~6m。
该隧道最大埋深128m。
在施工过程中,仍然存在着一定难点和重点需要认真对待,结合现场实际情况,采取针对性的控制、预防措施,提高控制效果和质量,规避安全质量问题。
二、施工重难点分析(1)地质条件对施工安全的影响该隧道在典型黄土区,如果不提前采取有效措施加以控制,这样的情况会影响后续施工,甚至会对施工安全带来一定程度影响等问题,控制不好尤其容易出现洞内坍塌、地表沉陷等问题,根本原因在于其自身地质与土质特点相对特殊。
黄土自身土质相对较为松软,其承载能力和排水能力十分脆弱,具有突发性、容易失控,这样的情况直接影响着最终施工质量和施工安全,甚至会对施工过程带来不可估量的影响。
黄土隧道地表塌陷原因分析与施工对策研究
![黄土隧道地表塌陷原因分析与施工对策研究](https://img.taocdn.com/s3/m/b57383080740be1e650e9a78.png)
sr c ol s et na dn me cl i ua o sl .T e ae a e evda f e c r i i r rjc e uf ecl pesci n u r a s l i r ut h p r nb re s e rnef m l o t i t a a o i m tn e s p c s re o s a p e snh
摘要 : 基于兰渝铁路工程某大断面黄土隧道 的工程背景 , 分析在黄土地层不 良地 质段发生地表 塌陷 、 初期 支护严重变形 、 顶沉 降 拱 及洞 内收敛过大等现象的原 因; 同时根据地表塌陷段的地质情况 , 结合数值模 拟分析 , 提出地表旋 喷桩注浆 加固地层 、 内超前 注 洞 浆预支护 以及提高初 期支护强度 的综合处置方案 , 很好地实现了隧道安全施工的 目的。针对黄 土地层大 变形 及地表塌 陷区采取 的 施工控制技术可供今 后类似 隧道借鉴和参考。
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Tu n li e s a d S u y o n t u to u t r e s r s n e n Lo s n t d n Co s r c i n Co n e m a u e
Z HANG a Xu n,Z ANG n l ,L n fi H Di gi IPe ge
( unl n ier gR sac et n t d ct n B qn io nቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ nvrt, e'g 10 4 C i ) T n e E gne n e r Cne o Miir o E uai , ei J t g U i sy B o 0 04, hn i e h rf syf o g ao ei i n a
t te gh o rma e no c me tsr cu e,a e rc mme d d o a i ft e g o o ia o d t n n te go n he sr n t ft p i r r i fr e n tu t r he y r e o n e n b ss o h e lgc lc n ii si h r u d o
浅谈黄土隧道的施工控制措施
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2 设计 优化
原初步设计时隧道单洞共长 80m, 1 在施设阶段 , 根据 地形及
面作业的相互干扰问题 , 台阶基本 上是合为一个 工作面进行 同 微
步 掘 进 ; 台 阶基 本 上 拉 开 , 扰 较 小 ; 短 台 阶 干 扰 就 较 大 , 长 干 而 在 施 工 时 应 注 意 作 业 组 织 。3 下 部 开 挖 时 , 注 意 下 部 稳 定 。 围 岩 ) 应
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l 78 ・
第3 7卷 第 1期 I TECTURE
Vo . 7 No 1 13 .
J n 2 l a. 01
文章 编 号 :0 9 62 2 1 ) l0 7 —2 10 —85(0 1 O 一 180
VoI3 .1 ‘ 7 No
Jn a. 2 01 I
・l 9 ・ 7
文 章编 号 :0 96 2 (0 ) lO 7 —2 10 —8 5 2 1 O — I90 1
名 甲 山特 大桥 岩 溶 土洞 塌 陷危 险性 评 价 研 究
武 涛
摘 要 : 据 名 甲 山特 大桥 的 水 文地 质 、 程 地 质 条 件 , 合该 地 区 岩 溶 土 洞 形 成 及 发 育 机 理 , 根 工 结 对该 桥 岩 溶 段 进 行 土 洞 塌 陷 现 状 的 危 险 性评 价及 预 测 , 出 了相 应 的建 议 及工 程措 施 。 提
地质条件 , 路线 J : D 移位 2 . 进行 了平 、 16 m, 纵线 形 的联 合优化 ,
使得西化坡隧道长度变为 5 5m( 9 单洞共长) 比初设短 2 5m, , 1 并 将隧道 向地质条件有 利 的一侧偏 移 ; 计时采 用小 径距 、 设 分离 式 单洞双车道断面 , 以便在兼顾路线线性 、 土地 占用等原则 上 , 量 尽 降低 断面对土质 自稳 能力 的扰动 , 因上部全为黄土覆盖。
湿陷性黄土隧道地质灾害处治技术研究
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湿陷性黄土隧道地质灾害处治技术研究黄土在中国分布广泛,面积约60万平方公里,占中国土地面积的6.3%。
研究表明黄土具有遇水易塌陷性,因此其预注浆困难且锚固应用不易成功。
受各种因素影响,黄土易发生突水突泥,塌陷,初期支护变形以及衬砌结构破裂等地质灾害,以上问题的产生严重影响了施工进度及施工质量安全。
本文结合西梁隧道黄土地段施工,详细介绍了施工中地质灾害的治理方案,总结了黄土隧道施工的关键技术,为类似工程提供参考。
标签:黄土隧道;地质灾害;施工1 工程背景1.1工程概况肖家洼煤矿铁路专用线西梁隧道位于吕梁山西坡的黄土横梁地区。
隧道起讫里程为DK12+895~DK13+620,全长725 m。
隧道最大埋深约54 m。
整个隧道位于半径R-300的曲线上,隧道位于1.0‰的下坡。
1.2工程地质及水文地质地层岩性为第四纪上更新统风积(Q3eol)新黄土,土质不均,局部半胶结,夹姜石及钙质结核层,粘土。
水文地质特征:调查期间在勘探深度內未发现地下水。
由于雨的水量增加,洞穴体内的土壤变软,施工中有地下水。
2 黄土隧道施工常见地质灾害2.1地表变形的物理危害表面裂缝的形成为大气降水(地表水)的渗透提供了便利渠道。
如果不及时进行工程处理,当降雨或地表水沿裂缝渗入时,裂缝将不断加深,膨胀和渗透,形成集中的裂缝发展区,这将引起地面沉降。
水继续渗入,在深黄土中发生深陷,土壤软化,强度降低,导致裂缝渗透到地面并塌陷。
在隧道衬砌与黄土之间形成饱和土层,影响隧道的安全运行[1]。
2.2地表变形的化学危害黄土的含盐量很高,其主要是碳酸盐,其次是硫酸盐和氯化物。
第三纪基岩含盐量高。
一方面,贯通裂缝为大量的水渗透提供了一条通道,另一方面,为水和土壤化学反应提供了空间,因此在孔隙裂缝潜水期间,硫酸根离子会积聚在水中。
2.3黄土节理在红棕色或深棕色的古土黄土层中,经常有不同方向的结构性节理,一些主要节理呈X形,成对出现,并具有一定的连续性。
黄土隧道施工防止坍塌措施正式版
![黄土隧道施工防止坍塌措施正式版](https://img.taocdn.com/s3/m/d8bffba4b9f67c1cfad6195f312b3169a451eaf0.png)
黄土隧道施工防止坍塌措施正式版隧道工程施工中,黄土隧道的坍塌是一项非常常见且严重的问题。
为了确保施工过程中的安全性,需要采取一系列的措施来防止黄土隧道的坍塌。
以下为黄土隧道施工防止坍塌的正式版措施,总计1200字以上。
一、黄土隧道施工前期准备阶段措施1.地质勘探:通过地质勘探,了解黄土的分布、性质和稳定性,并根据勘探结果进行施工方案的制定。
2.地下水处理:对于高涨的地下水位,采取抽水处理措施以减少地下水对黄土的影响。
3.坍塌区划定和排除:根据勘探结果,确定坍塌区域,并及时进行排除,避免黄土坍塌对施工过程的影响。
二、黄土隧道施工过程中的控制措施1.地表支护措施:在施工区域的地表,采取合适的支护措施,如搭建临时支护结构、增加表土厚度等,来减少地下黄土的变形和坍塌。
2.导流排水措施:对于地下水位较高的施工区域,采取导流排水的方式,降低地下水位,减少黄土活动性。
3.节拍控制措施:合理安排施工节拍,避免过快或过慢的施工速度,控制黄土活动性和变形的机会。
4.开挖斜坡措施:根据隧道设计要求,合理设置斜坡,防止黄土坡体的塌陷和崩塌。
5.填筑与加固措施:为了增加黄土的稳定性,采取填筑和加固措施,如加固桩、注浆加固、土工格栅等。
6.监测措施:对施工过程中的黄土进行实时监测,包括地表沉降、地下水位变化、土体活动性等,及时发现问题并做出相应调整。
三、黄土隧道施工后期管控措施1.覆盖层保护:对于开挖的黄土区域,进行覆盖层保护,以减少外界因素对黄土的影响。
2.泄水排水措施:在施工结束后,根据黄土的性质,采取适当的措施对黄土进行排水处理,减少地下水对黄土的影响。
3.稳定措施的修复和加固:对于在施工过程中可能受到破坏的稳定措施,进行修复和加固,确保施工后的黄土稳定性。
4.监测和检测:对黄土隧道的施工后期进行定期监测和检测,以及时发现和解决隧道变形和稳定性问题。
总结:黄土隧道施工过程中的坍塌措施非常重要,涉及到施工人员的生命安全和隧道的工程质量。
黄土隧道施工中的安全控制要点及处置措施
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黄土隧道施工中的安全控制要点及处置措施摘要:在进行工程建设时黄土的湿陷性对其来说影响是十分重要的。
特别是在进行隧道施工建设,首先应该将安全放到整个施工中的重点。
本文通过介绍黄土隧道建设介绍以及隧道施工安全控制要点的分析和研究,提出隧道施工重点注意事项,希望能对黄土隧道施工提供帮助。
关键词:黄土隧道施工安全控制措施引言:随着我们国家的经济水平的不断提高,在针对高速公路的建设过程也进入到高潮阶段,尤其是我国中西部地区在建设高速道路的发展势头较猛。
西北地区是我们国家黄土分布最集中的地区,在实际的高速公路建设中,其对隧道的建设主要是贯穿于黄土层面,存在很大的安全隐患,尤其是坍塌事件时有发生,这对我们国家高速建设带来很大的影响。
一、黄土隧道建设介绍黄土隧道中黄土是属于一种十分特殊的土质。
其主要是以粉粒状为主,遇到水容易软化和湿陷,在进行高速公路建设的过程中,出现大断面和超大断面的情况是常有发生的,对于现场施工的影响是十分大的。
在进行黄土隧道的洞体建设时,修建在黄土体内的隧道称为黄土隧道。
在进行黄土隧道施工的过程中,进行洞体断面的开挖时,很难避免对黄土层的动摇,在塌方地进行支持保护性的工作仅仅是一时之计。
在建设新的高速公路时,对黄土隧道施工容易造成洞内塌方等问题,新黄土在老黄土的覆盖之下,会出现松散的情况。
垂直的节理面出现软弱层面,老的黄土在颗粒渗透和挤压之下,就不具有湿陷性,土层相应的承载力和地应力的耐抗力低下。
塑性的变性情况发生,就会导致塌方问题。
由于黄土土质松软,并且黄土的具有变形和不可逆性。
在进行黄土建设和施工的过程所存在的风险是十分大的,特别是遇到了洞体不支时,出现施工的安全问题尤为突出,所以做好相应的黄土隧道施工的安全控制工作是十分有必要的,可以有效保证隧道施工的安全问题[1]。
二、隧道施工安全控制要点在进行黄土隧道施工的过程,这是一项十分繁重的施工工艺。
对于黄土隧道中隧道开挖是具有弧形导坑的方法、CRD导坑的方法等,其中CRD导坑(交叉中隔壁法)是在黄土软弱围岩大跨隧道中,先开挖隧道一侧的或二部分,施作部分中隔壁和横隔板,再开挖隧道另一侧的一或者二部分,完成横隔板施工;然后再开挖最先施工一侧的最后部分,并延长中隔壁,最后开挖剩余部分的施工方法。
黄土隧道施工中的主控工艺及措施
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黄土隧道施工中的主控工艺及措施摘要:黄土隧道在北方地区的交通工程建设中较为普遍,采用新奥法施工黄土隧道的施工安全一直的工程建设中力求突破的课题,本文以包满铁路某隧道为例,通过工程实例探讨了黄土隧道的施工技术,包含隧道初期支护作业、二次衬砌施工及质量安全控制要点等,阐述并总结了在黄土隧道施工中应着重控制的方面。
关键词:黄土隧道施工;主控工艺abstract: the loess tunnel in the northern area of traffic engineering construction is relatively common, using natm loess tunnel construction safety has been engineering construction in the subject, this paper tries to break through in bag mantie address tunnel as an example, and through the engineering examples, discusses the loess tunnel construction technology, including tunnel primary support operation, secondary lining construction and quality safety control points, etc., and summarizes the paper in loess tunnel construction should focus on the control aspect.keywords: loess tunnel construction; master process中图分类号:u455文献标识码:a 文章编号:2095-2104(2013)一、工程概况包头至满都拉口岸(达茂旗境内)铁路是国家“五横五纵”铁路网的重要组成部分,是内蒙古自治区“十一五”铁路建设规划的重点项目,是自治区重要的口岸通道。
研究富水黄土隧道施工控制方法
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研究富水黄土隧道施工控制方法宝兰客运专线南山堡隧道位于甘肃通渭县县城西南,隧道长3471m,双线隧道,洞身最大埋深约145m,为黄土隧道,地下水主要为第四系孔隙潜水和基岩裂隙水,洞身附近基岩风化节理较发育,富水条件相对较好,隧道平均涌水量1743m2/d,最大涌水量为5349.0m3/d。
因为黄土隧道在干燥时很坚硬,承压力较高,当其受到浸湿后,呈一定水准的湿陷性,会突然发生下沉现象,使开挖后的围岩迅速丧失自稳水平,给施工带来极大安全隐患,也为施工增加了难度。
1.2预防隧道变形坍塌采取的措施1)做好隧道地质超前预报工作,严格按设计施作超前支护。
南山堡隧道属于高富水隧道,为保证隧道的顺利施工,避免地下水发育地段突水、突泥的发生,防止地表水、地下水流失,破坏当地生态环境,确保施工安全,需要采取有效措施对隧道掌子面地质情况实行较为准确的预测预报,严格按照《隧道超前地质预报设计方案》实行施作。
本隧道主要采用地质素描、水平钻孔和物探相结合的办法实行超前地质预报,物探采用TSP、地质雷达实行,其中TSP有效预报距离应达到软弱、较破碎的地段100m,两次预报重复长度不小于10m。
地质雷达的有效探测距离30m,两次预报的重复长度在5m左右。
超前水平钻孔采用GL-600S水平钻机实行,探水兼超前排水。
地质素描由专业地质人员承担。
2)增强试验检测工作,根据检测结果,即时调整隧道安全步距、增强地基处理措施。
做好隧道围岩含水率的测定和地基承载力的测试,根据含水率、地基承载力的测试结果,明确仰拱距掌子面的安全步距和地基处理等相关要求。
含水率小于18%,地基承载力大于200kPa时,仰拱距掌子面距离不得大于25m;含水率在18%~22%之间,地基承载力大于200kPa时,仰拱距掌子面距离不得大于15m;含水率大于22%,地基承载力大于200kPa时,仰拱距掌子面距离不得大于10m,按照单工序作业;地基承载力小于200kPa时,采取换填加固等处理方法,保证地基承载力。
黄土隧道施工控制要点
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黄土隧道施工控制要点0 引言黄土是一种黄色粉性土,强度低,且遇到水之后会出现软化、沉陷等现象。
黄土隧道的开挖施工,会对黄土层产生扰动,增大了地表沉陷等问题的出现几率。
黄土可以分为新黄土和老黄土两种。
新黄土主要分布在隧道洞口区域,由于结构相对松散,所以湿陷性较强。
老黄土不具有较强的承载能力,且存在着较大的塑性变形,所以一旦在施工过程中出现土体蠕变过大的问题,将会增大塌方事故出现的几率。
鉴于此,要想保证黄土隧道施工的顺利进行,降低黄土隧道施工过程中各类安全事故的发生几率,必须要准确把握黄土隧道施工要点,并采取针对性的控制措施。
1 黄土隧道施工控制要点1.1 准备工作要点在正式开始黄土隧道施工之前,需要做好充分的准备工作。
首先,测量人员需要对隧道施工区域及其附近的地形地貌条件进行勘察,并做好详细的勘察结果统计。
其次,施工人员需要对施工图纸进行严格的审查与核对,及时发现施工图纸中存在的问题,并采取针对性的解决措施。
最后,施工单位要根据施工现场的实际情况,进行黄土隧道施工方案的编制,并向施工人员做好施工技术交底工作,确保施工人员彻底掌握黄土隧道施工控制要点。
1.2 隧道洞口施工控制要点针对隧道洞口的施工,需要在正式开始施工之前确定隧道洞口区域是否存在偏压、浅埋以及滑坡等问题,并根据实际情况选择有针对性的施工技术方案。
首先,针对隧道洞口区域的偏压问题,可以采用支挡、减载以及反压的方式进行施工,避免在开挖施工中出现开裂或者变形等问题[1]。
其次,针对隧道洞口区域的浅埋问题,可以在施工过程中根据实际情况延长明洞的长度。
最后,针对隧道洞口区域的滑坡体问题,不仅要提前判断出滑坡体的成因和稳定性,还要对施工现场的实际情况进行分析,并制定出有针对性的施工方案,选择好合适的施工技术工艺。
另外,在黄土隧道施工中,洞口施工必然会影响整个山体的稳定性与整体性。
为了保证黄土隧道施工的顺利进行,需要严格遵循“稳扎稳打”的施工原则。
高速公路黄土隧道施工技术及控制要点探讨
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高速公路黄土隧道施工技术及控制要点探讨摘要:经济的发展,城镇化进程的加快,促进交通建设项目的增多。
近年来,随着国家在高速公路项目中的建设投入日渐增加,我国的高速公路总里程数呈现出逐年递增的趋势,且位于世界前列。
但高速公路工程的线路长,跨越多个施工地区,部分地区受到地质地形条件的限制,只能建设隧道,因此,隧道施工是高速公路的施工重点和难点,任何的高速公路工程项目中,如果遇到了隧道施工的情况,都要积极加强隧道施工的技术管理。
众所周知,在干旱条件下形成的黄土结构比较松散,通常呈垂直节理发育状态,具有结构层次不明显、透水性强、沉陷性的特点。
在这种地质条件环境下进行隧道项目的建设施工,对施工技术和组织实施就提出了更高的标准和要求,必须要有针对性地规划和设计好我国黄土区域的高速公路隧道建设施工的技术创新和工艺提升工作。
我就高速公路黄土隧道施工技术及控制要点展开探讨。
关键词:高速公路;隧道;施工技术;控制要点引言交通运输也的和谐发展离不开公路的高效运营,合理的建设公路有助于带动公路沿线经济的快速发展。
在公路建设施工中,常常涉及隧道施工,而公路隧道工程施工环境复杂,施工难度较大,为此必须加强对公路隧道施工的质量管控。
1高速公路黄土隧道施工建设特征黄土地区的地理环境及地质条件非常复杂而脆弱,给高速公路隧道建设施工带来了很大难度。
从施工过程来看,黄土地区的高速公路隧道建设具有以下特征:一是隧道施工环境的复杂性。
该特征与黄土自身结构松散、透水性强、容易沉陷的特点有较大关系,在建设施工中如果控制不当很容易引发局部地质塌陷,会严重影响到工程建设安全;二是施工工序的紧密性。
在黄土隧道建设中,隧道的开挖、支护和排水施工均应采取连续作业形式开展,确保施工工序的紧密性和连续性,最大程度降低施工风险;三是施工方案的差异性。
黄土区域地质结构条件较为复杂,在考虑地质环境差异性的同时,更应科学设计更符合本地条件的隧道建设施工方案,确保项目建设施工的安全和质量。
高速公路黄土隧道施工技术及控制要点探讨
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高速公路黄土隧道施工技术及控制要点探讨摘要:我国地域辽阔不同地区的地质条件存在较大差异,黄土分布较多的地区其湿陷性比较明显,一旦遇到水的冲击就会出现明显的下沉。
高速公路工过程施工时会遇到浅埋黄土隧道工程的施工,施工时影响其施工质量的因素比较多,施工单位必须对浅埋黄土隧道施工技术进行优化与创新,切实提高该技术的应用优势。
关键词:高速公路;浅埋黄土隧道;施工技术1黄土隧道施工的施工特点就面前隧道工程施工的实际情况分析,其施工的系统性比较高,并且隧道工程施工时要求各部门之间保持紧密的联系,管理人员需要协调各部门之间的工作,确保工作有序进行。
通常情况下黄土隧道施工时需要保持施工的连续性,避免长时间停滞施工质量被影响。
黄土隧道施工对与施工技术的要求比较高,施工人员必须规范使用各种不同的施工技术,并提高施工技术使用的准确性,为黄土隧道的顺利施工提供技术支持。
黄土隧道施工前管理人员需要全面审核施工设计方案,并明确施工技术使用的重点以及难点,结合工程所处自然环境的特点,对施工技术进行调整。
此外,隧道施工体系的建立对工程质量的提升至关重要,施工单位必须做好黄土隧道工程施工的规划。
相比于一般的土壤黄土具有特殊的性质,黄土的承载能力比较低,并且其强度达不到高速公路使用的等级。
当黄土遇到水时容易出现土质软化的问题,并且结构出现湿陷的可能性会变大。
黄土容易变形一旦受到外力的冲击很容易出现较大的形变或者出现不可逆转的形变。
这给隧道施工增加了很大的难度。
黄土隧道开挖时施工人员需要对施工环境进行全面的分析,尤其是地质情况,降低隧道开挖中潜在的风险。
此外,由于隧道开挖比较浅显,施工时施工人员需要对局部形变进行分析,有效提高黄土的承载能力,降低湿陷问题出现的可能性。
2高速公路浅埋黄土隧道施工技术2.1洞口施工安全技术控制高速公路浅埋黄土隧道施工技术中洞口施工安全技术尤为重要,施工前,施工人员需要对洞口段的具体情况进行分析,尤其是洞口段的偏压情况、浅埋情况以及洞口可能出现的滑坡情况,全面分析施工中可能出现的问题,保证施工能够安全稳定的进行。
论黄土隧道施工的质量控制
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论黄土隧道施工的质量控制摘要:随着近几年隧道工程逐渐增多,对于黄土隧道施工的质量控制日益受到关注。
本文结合陕西省咸旬高速公路雷家坡隧道工程的施工,在介绍其施工环境及地质特点后,就施工方法,管棚、开挖、拱腰及拱脚、初期支护、初衬混凝土施工的质量控制以及监控量测的管理等进行论述。
从而得出适合黄土隧道采用的施工方法与质量控制策略。
关键词:黄土隧道施工质量控制近几年随着高速公路的大发展,经济相对发达的地区公路修建工作已趋于饱和,平原丘陵地段形成错综复杂的高速公路网,大幅度的带动了区域性经济的发展,公路的发展趋势逐渐平原转向山区,从而在设计及施工上有了较大的转变,山区公路主要以桥梁、隧道为主,尤其是近几年隧道工程逐渐增多,而很多施工单位对这一施工项目还很陌生,笔者就结合目前本项目正在施工的陕西省咸旬高速公路雷家坡隧道工程的施工谈谈施工过程中的质量控制要点。
雷家坡隧道单洞长度2100米,双向四车道,设计时速80公里,本隧道进口段主要以黄土浅埋段为主,出口主要是五级石质围岩,下面就黄土隧道的施工结合现场施工谈一下质量控制。
一、黄土隧道施工的特点:本项目隧道位于关中盆地北部的低山貌区,地层为中三叠统石河子组砂岩加泥岩组成,洞口浅埋段覆盖层为第四系上更新统风积黄土,层厚 4.6-40m,浅黄色,土质较松散,大孔隙、垂直节理发育,结构稳定性较差。
为了预防在黄土中开挖隧道的大变形和坍塌问题,采用台阶分布开挖法(又称环形开挖留核心土法),结合喷射砼及时封闭开挖面,用超前管棚支护、钢拱支撑、打锚杆、及时进行仰拱及二衬混凝土的施工等来加强土体强度及限制围岩应力重新分布,实施短开挖,快循环来减少对土体的扰动,是目前黄土隧道施工的较完整的方法。
二、管棚的施工质量控制黄土隧道土质比较松散,且层厚一般为20-60cm,开挖后易形成分层坍塌,故需较强的初期支护,采用管棚方案较适宜。
钢管直径大,与土体接触面积大,接触密贴,没有空隙,有利于力的传递,本项目设计管棚采用热轧无缝钢管φ108mm,壁厚6mm,环向间距40cm,仰角2°,节长3米,采用丝扣连接,丝扣长度15cm,在打管棚前先用测量仪器准确放线定位,钻机立轴方向必须准确控制,以保证孔口方向正确,每钻完一孔便顶进一根钢管,在钻进过程中应用测斜仪量测钢管钻进的偏斜度,发现偏斜超过设计要求时,应及时进行调整。
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郑西客运专线大断面黄土隧道地表裂缝控制措施研究(朱华平赵天成)黄土广泛分布于我国北方形成了广阔的黄土高原,随着人类社会的进步和发展,黄土地区兴建了大量工程,其中以黄土隧道为主,累积了丰富的工程技术经验。
但以往的黄土隧道工程多为单线和少量双线,加之受认识的限制和设计理论的影响,施工中洞内塌方事故频发,地表沉降与裂缝严重,隧道衬砌开裂与病害众多,在重视环境保护,对工程质量和工程耐久性日益强调的今天,隧道工程地面裂缝问题已引起工程界的充分重视。
本文将根据郑西客运专线黄土隧道施工为实例,研究探讨地表裂缝发展破坏机理及裂缝宽度的关系、地表裂缝与隧道变形的关系、地表裂缝的产生对隧道长期稳定的影响以及隧道施工地表裂缝预防控制与处理方法等黄土隧道施工地表裂缝控制技术问题。
1、工程概况:由中铁二十三局负责施工的郑西线ZXQ05、ZXQ07标段共三座隧道,潼洛川隧道全长3817m(中部社设一座长287 m的斜井)、高桥隧道全长1458m、凤凰岭隧道全长839 m,三座隧道的洞口均为浅埋、偏压、无水、湿陷性黄土段,设计为Ⅴ级围岩,采用CRD法开挖,喷锚初期支护,复合式防水钢筋混凝土衬砌。
黄土隧道施工严格按照“短开挖、留核心、严控水、强支护、早封闭、快成环、紧仰拱、勤测量、速反馈”的原则组织施工。
隧道Ⅴ级围岩段采用CRD法开挖,Ⅳ级围岩段采用弧形导坑法开挖。
黄土隧道采用人工配合挖掘机开挖,Ⅴ级围岩段装载机洞内运输出碴,在洞口装入自卸车的无轨运输,Ⅳ级围岩段为挖掘机配合自卸车出碴。
2、黄土围岩工程地质特征2.1黄土的组成特性:郑西客专各隧道土体均为第四系上更新统风积砂质黄土及黏质黄土,下伏第四系中更新统风积砂质黄土及黏质黄土,中间夹有数层古土壤层。
黄土是第四纪沉积物中一种主要的特殊土,呈黄色、灰黄、棕黄色。
黄土中的颗粒,粒径d=0.05~0.005mm,石粉粒约占(50~80)%以上,其中又以粒径d=0.01~0.05mm的粗粉粒为主,黄土土粒之间的联结关系有两个特点:一是空隙大,二是联结力很弱。
黄土粒之间是一种蜂窝状结构或链环状结构,具有一定的强度和刚度,一旦链环状结构被打断(如压力和水),其强度、刚度则大为降低,约降低为原来的几十分之一甚至几百分之一。
2.2黄土的强度及变形特点。
黄土的强度和变形特征和它的水理性质密切有关。
黄土在干燥时,强度很高、稳定性好。
黄土是一种结构性很强的土,结构强度在土中很高。
由于黄土竖向节理极为发育,所以水在黄土渗流时,竖向渗透系数远大于水平渗透系数,在黄土浸水后产生了一系列的重大变化,如崩解、结构强度破坏、抗冲刷性低、有微弱膨胀性、承载力大大降低并随之产生很大的塌陷、黄土浸水后很快发生显著塌陷变形称为黄土的湿陷性,湿陷变形不同于压缩变形,黄土属于特殊土,其突出的特殊性就是浸水后的湿陷性。
3、地表裂缝的形成机理3.1地表表面裂缝出现和发展规律根据对郑西线ZXQ05、ZXQ07标段三座隧道:潼洛川隧道、高桥隧道、凤凰岭隧道的洞内外变形观测,得出黄土隧道浅埋段洞口段变形规律:隧道开挖半个月左右,洞口仰坡洞周范围外两侧喷砼面出现纵向裂缝;洞顶平坦没有偏压的,30~45天后地表中线两侧(从隧道开外界墙脚以15°~30°角交于地表处)各出现一条平行与隧道中心线的纵向裂缝,而且随着开挖向前推进裂缝跟着向前发展,如果开挖暂停3天以上,则对应掌子面的地表出会出现一条横向裂缝,与纵向裂缝联通形成怀抱式;若为偏压段(或一侧有冲沟),只在埋深大的一侧出现一条平行与隧道中心线的纵向裂缝,裂缝并有错台现象;大断面黄土隧道在埋深45~60m的Ⅳ级围岩段开挖后地表也出现纵向裂缝。
高桥隧道进口施工25m后,在6月初和6月下旬洞顶地表发现两条横向裂缝,距离洞口分别为25m和40m,6月中旬洞顶地表发现两条纵向裂缝,距中线15m至30m之间,最大缝宽4cm;高桥隧道出口地表裂缝达到2~5m,并伴有1~4 m的错台;凤凰岭隧道进口在埋深56 m(Ⅳ级围岩,弧形导坑法开挖)处,裂缝宽度最大处为9 cm,错台高度最大为6 cm3.2地表深层裂缝发展规律高桥隧道进口地表裂缝6米深探坑中的裂缝情况:地表以下1米出裂缝宽0.4~1 cm,地表以下2米处裂缝宽1~2 cm,地表以下3米处裂缝宽0.5~1 cm,地表以下4米出裂缝宽0.4~0.8 cm,地表下5米处裂缝宽0.3~0.6 cm,地表以下6米处裂缝宽0.5~0.5 cm,裂缝宽度随着深度逐渐变小。
图:探坑内裂缝情况高桥隧道出口地表裂缝10米深探坑的裂缝情况:地表处裂缝宽度3~3.5 cm,地表以下1米处裂缝宽度4~6 cm,地表以下1.5米的位置存在一块长度约20 cm的菱形坍塌体,地表以下2米处裂缝宽度约3~6 cm,地表以下3米处裂缝宽度约2~3.5cm,地表以下4米处裂缝宽度约2~3cm,地表以下5米处裂缝宽度约2~3.5cm,地表以下6米处裂缝宽度约1.5~2.5 cm,地表以下7米初裂缝宽度约1.5~2.5 cm,地表以下8米处裂缝宽度约1.5~2 cm,地表以下9米处裂缝宽度1~1.5 cm,地表以下10米处裂缝消失.根据以上探坑内裂缝的变化规律,可以肯定地表裂缝在地表处最宽,往深去逐渐变小。
3.3地表沉降规律一与开挖工序、雨水关系大断面黄土隧道浅埋段地表覆盖层较薄,隧道开挖后在地表均出现纵向和横向的地表裂缝,且裂缝随着开挖面向前发展。
因此隧道开挖后不能形成自然拱,覆盖层土体重直接作用在初期支护上,对隧道安全产生较大的隐患。
根据变形观测资料显示,隧道地表沉降在上导坑掌子面施工后1~3天变化较大,约4~8mm/d,之后变化减少,但仍以1~2 mm/ d,的速度下沉,下导坑开挖最大沉降速率8 mm/d,平均沉降速率2 mm/d;最大沉降量14 mm,平均下沉量10 mm,仰拱开挖最大沉降速率4 mm/d,平均沉降速率2 mm/d;最大沉降量9 mm,平均下沉量6 mm,仰拱完成后基本趋于稳定。
地表下沉在下雨期间较为明显,个别点平均下沉达到10 mm/d。
即使当隧道处于稳定时,一遇下雨,地表下沉仍在1~3 mm/d。
可见雨水对隧道地表沉降有直接的关系,雨水会造成地表覆盖层重量加大,加速隧道下沉。
因此需对浅埋段地表进行全覆盖防水处理。
3.4拱顶覆盖层位移变化规律根据洞内拱顶下沉观测资料、以及地表沉降观测资料的数据分析。
可以发现这样的规律:拱顶覆盖层的竖向位移在拱顶处最大,越向上越小,且在隧道开挖宽度内竖向位移基本相同。
拱顶覆盖层水平位移每平面层在从隧道开挖界墙脚以30°角交于地表的交线处最大,向两边递减。
水平位移在地表处最大,往深递减。
4、地表裂缝对隧道长期稳定性的影响4.1地表裂缝对隧道长期稳定性的影响机理顺着黄土的竖向节理,地表裂缝深度很大。
黄土的渗水性较差,但在地表裂缝处地表水可随裂缝渗入拱顶覆盖层深处,地表水渗入后将软化地层,破坏结构强度,承载力大大降低并随之产生很大的塌陷。
4.2地表裂缝的影响规模根据现场调查,地表裂缝宽度越大沉陷越大,这跟裂缝的深度有直接的关系,地表裂缝大则深度大,地表水渗入深则覆盖层的软化范围大,隧道结构实际压力增加越大。
隧道覆盖层裂缝越大、深度越深,则地表渗水将长期存在,对隧道稳定性的影响也将长期存在。
5、地表裂缝对隧道安全影响的防治5.1地表裂缝控制的关键地表裂缝的的形成是隧道覆盖层的沉降引起的,所以控制隧道的沉降是控制隧道地表裂缝的关键。
5.2地表裂缝的控制措施5.2.1偏压、浅埋Ⅴ级围岩的加强支护、及洞顶卸载措施潼洛川隧道出口190米范围内为Ⅴ级围岩,偏压、浅埋,埋深5~40m,同一断面高差达30米左右,第四系上更新统风积砂质黄土。
潼洛川出口2006年5月份开工,采用CRD法开挖支护,平均每日施工2个循环,日进尺1.2米,施工到8月份进洞55米时,洞顶地表在偏压一侧出现错台裂缝,错台3~5㎝,裂缝宽度3~6㎝,洞内拱顶沉降持续在8~15㎜/d,水平收敛在偏压一侧(左上导坑)达到5~14㎜/d,地表最大5~15㎜/d。
潼洛川出口施工到8月中旬(洞口里程:DK345+093,掌子面里程:DK345+031)时,洞内变形突变,钢架变形,洞内拱顶裂缝急剧发展,存在塌方可能。
立即采用加强支护,采用φ300㎜钢管立柱进行支撑拱顶,横撑与中隔壁及边墙钢架采用增加斜撑加强支护,下部开挖增加边墙斜撑及横撑加强支护。
如下图:图:潼洛川隧道出口洞内加强支护图潼洛川出口地表严重偏压,因 CRD法施工中横撑紧跟掌子面与机械开挖施工矛盾较大,横撑与掌子面距离一般在8~12m,这就造成应偏压水平收敛较大,水平变形明显,水平收敛5~10㎜/d。
因此采用洞顶左侧减载、右侧反压的卸载方式来减少变形,控制裂缝发展。
如下图:图:潼洛川隧道出口洞顶卸载图潼洛川出口经过洞内CRD法钢架加强支护、洞顶卸载反压,有效的控制了施工变形量,经过施工监控量测,洞内拱顶沉降最大5㎜/d,累计最大110㎜,收敛最大累计62㎜,地表最大累计85㎜。
采用洞内CRD法钢架加强支护、洞顶卸载反压的控制沉降、减小裂缝发展措施的优点:控制变形效果明显、直接。
缺点:施工进度十分缓慢,施工成本高。
5.2.2浅埋Ⅴ级围岩CRD开挖法改弧形导坑开挖法高桥隧道进口段440米为Ⅴ级围岩,第四系上更新统砂质黄土,隧道埋深10~40米,属于浅埋隧道,设计采用CRD法开挖支护。
高桥隧道进口2006年4月份进洞开挖,2007年3月施工至DK348+300,共进洞131米。
如本文3.1条及3.2条所述,隧道在开挖过程中变形较大,洞顶裂缝随开挖一直往前发展,施工危害较大。
施工12个月共施工131米,施工进度极其缓慢,这也充分反映出CRD法施工的弊端。
高桥隧道进口2007年4月开始开挖支护由设计的CRD开挖法改变为弧形导坑法施工,施工过程中仰拱与掌子面的距离控制在20米以内,衬砌与掌子面的距离控制在50米以内,经过近半年的施工观测,围岩变形稳定,洞内拱顶沉降最大累计91㎜,收敛最大累计53㎜,洞顶地表沉降最大累计86㎜。
有效的控制了沉降变形,洞顶裂缝得到了有效的控制,隧道施工危害大大降低。
隧道开挖支护施工进度大大提高,平均每月可达45~55米。
浅埋Ⅴ级围岩CRD开挖法改弧形导坑开挖法施工的优点:施工进度加快、施工成本降低。
缺点:必须随时根据监控量测变化情况及时调整围岩支护施工参数。
5.3已有地表裂缝的合理处理在施工中对各隧道地表裂缝部分进行了回填、夯实,根据雨后对处理了的裂缝和没有处理的裂缝进行挖探坑查看,处理后的裂缝渗水深度大大降低,沉降也相应降低。
所以对潜埋段黄土隧道洞顶地表进行开挖时洞顶覆盖,开挖后保证地表流水通畅,出现裂缝后及时回填、夯实,均是对已有地表裂缝病害的合理处理措施。