黄土隧道施工注意事项和应对措施

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3.洞口段安全

开始进洞，是第一次真正意义上的对山体整体性的一次扰动，所以开
始进洞的施工必须本着“稳扎稳打”的原则，提高管棚的超前支护效
果，分短台阶分部进行开挖支护，掌子面施工25米后必须及时跟进 仰拱，设计有明洞的，首先完成明洞仰拱施工，然后迅速完成暗洞内
靠近洞口5米范围内的仰拱施工，同时二次衬砌台车及时拼装和调试
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二、黄土隧道施工
1.施工前准备

隧道施工前的准备工作中，施工图核对和地质条件、地形地貌复核
是施工准备中的一个重要环节。原则上隧道进洞遵循“早进晚出”
也是对地形、地质核对重要性的一个体现，故应该在施工前，组织 相关人员对现场地形进行详细地勘察记录工作和对施工图进行细致
核对工作，以达到提前发现问题，提前提出解决方案。
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5.隧道二衬

控制隧道塌方的最有效措施就是二衬及时跟进，在浅埋、偏压、沟
谷地段，应尽量缩短开挖和二衬之间的距离，以减少暴露时间。特
殊段落，可考虑单工序作业。

围岩较差地段的衬砌应向围岩较好地段延伸，延伸长度宜为5～ 10m。偏压衬砌段应延伸至一般衬砌段内5m。
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6.附属洞室施工

隧道施工时，附属洞室位置处初期支护应与其他部位相同。小避车
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要解决黄土质隧道施工安全问题，首先要解决一个思想问 题，思想掌握一切，思想改变一切，思想通了，一通百通 ，今天讨论通过的黄土隧道施工方法或者说强制性要求首 先在坐的各位要从思想上要通，回去后不折不扣的抓好贯 彻落实。 2011年3月24日于太原

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因为老黄土的变形存在蠕变这个特性，且有一个较长的发展过程，所以即使隧 道内初期支护即使短期内无收敛和变形，也应该及时施工二次衬砌。不过对于
老黄土而言，土体含水量的大小对施工的影响很大，会直接影响围岩的稳定、
施工开挖和初期支护的安全，尤其是影响初期变形量的一个重要指标。

新黄土特性：新黄土一般覆盖在老黄土之上，厚度一般为30～50米，质地均匀 ，含水率较小，一般为5～10%，具有多孔性和垂直节理，有肉眼能看到的大 孔隙，呈松散结构状态，密度较低，垂直节理面上因节理切割形成竖向的软弱 层，软弱层之间粘聚力很小，多个软弱面互相切割，形成与周边围岩粘聚力很 小的面状体，在下部隧道开挖过程中面状体容易塌落形成临空面，受开挖扰动
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主要内容

一 二
黄土的特性 黄土隧道施工
1.施工前准备 2.洞口施工 3.洞口段安全 4.隧道开挖
5.隧道二衬
6.附属洞室施工 7.人员培训教育
8.应急演练
9. 隧道施工现场管理
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一 黄土的特性

黄土是第四纪干旱、半干旱气候条件下形成的一种特殊土，基本色调是 黄色，分新黄土、老黄土、粉质粘土。 颗粒成分以粉粒为主，颗粒直径小于0.005mm，约占整个颗粒的50～ 75%,大于0.25mm的颗粒几乎没有，同时黄土层理不明显，具柱状节 理，垂直节理发育，直立性强，有堆积间断的剥蚀面，黄土表层多具有 湿陷性，容易产生潜在的剥蚀而形成坍穴。

严格控制各个台阶的循环进尺，是黄土隧道作为软弱围岩的直接体现。上台阶的单次 开挖循环进尺控制在1～2榀拱架，中台阶及下台阶宜控制在2榀拱架以内。
三台阶法施工台阶长度应控制在5米以内，二台阶法施工台阶长度应控制在10米左右。 仰拱及二衬的步距无论Ⅳ级还是Ⅴ级都应按照统一指标进行控制，而且应该比120号文 提高5米的标准。 4.3 开挖方式 黄土隧道开挖应严格人工配合机械开挖，杜绝使用大型机械设备一次开挖到位。由于 黄土本身强度低抗扰动性较差，使用大型机械设备一次开挖至设计断面，大面积的扰 动往往出现超挖、损坏钢架等。施工中应预留一定的开挖断面（一般为预留20～ 30cm），后期由人工进行修面开挖至标准断面。


，初期支护必须在隧道开挖后及时施作，及时封闭成环。

施工中严格控制钢拱架成品和半成品的加工质量，控制好腰部钢架的连接、锁脚锚管 （锚杆）的锚固和连接。加强边墙锚杆质量控制，施工中出现初期支护变形开裂甚至 垮塌的部位多数发生在腰部的连接部位。
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4.隧道开挖
4.7 浅埋地段的处理

隧道通过浅埋地段时，如果地形条件允许，尽量采用地表处理的办法，可采用明 挖、半明挖或盖挖等方法，以策安全。 4.8 围岩变更 当隧道围岩分级几方存在争议时，按照降低一级围岩处理；围岩分级交替变化频 繁，围岩较差地段必须向围岩较好段延伸5～10m。 隧道内施工当断面发生突变时，存在应力集中，容易发生塌方，如斜井向正洞开
和支护缺陷的影响，在自身重力的作用下形成塌方。同时由于新黄土地区的围
岩应力释放快，即变形速度快，具有突然性，属于脆性破坏，所以现场施工中 变形监测和控制尤为重要。

根据以上简述的新、老黄土的特性，黄土隧道施工中最重要的就是严格把握“ 时空效应”。简单说就是，开挖空间不能大、二衬时间不能长、工序衔接要紧 凑。


老黄土基本特性：老黄土由于其颗粒间的大孔隙多数经过地质的严密积
压过程而不具有湿陷性，土体承载力较高，一般老黄土埋深较大，含水 率比新黄土高，一般为15～16%，与隧道位置原始地应力相比强度较
低，容易发生屈服形成塑性区，即易发生塑性变形，可进行柔性支护和
适度释放塑性变形，但是如果无支撑或者支护强度不足会导致土体蠕变 过大而形成塌方。
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2.洞口施工

隧道进洞前应首先核对隧道洞口是否处于偏压、浅埋或者滑坡体范围内。 由于该地区大部分洞口位于黄土峁梁，线位高、坡面陡、桥隧相连，桥台与 洞口相套，实施明洞和桥台比较困难，应增加相应的防护措施。 2.1 如果存在较大偏压，应考虑减载和反压或支挡的措施，避免开挖后洞内 初期支护受偏压影响而发生开裂和变形； 2.2 如果洞口段存在浅埋，则应慎重考虑进洞的位置，可采取“先缩后伸” 的措施。即：浅埋段明做，调整明暗交界的位置，暗洞进洞后根据现场条件 及时延长明洞。一般隧道进出口和明挖段交界处均设置超前大管棚支护，如 位于新黄土内且浅埋时，因浅埋新黄土会在隧道开挖后自身形成沉降槽，当 沉降过大后垂直节理面会发生错滑，则大管棚导向墙不但不能实现超前支护 的作用，反而会因为自重和新黄土土体共同对洞口段初期支护造成负面压力
，隧道掌子面完成开挖支护50米就必须开始完成洞口处第一组衬砌 的施工。
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4.隧道开挖
4.1 开挖方法

一般采用台阶法、三台阶七步开挖法和三台阶临时仰拱。施工中必须采用短台阶法施 工，同一台阶两侧开挖必须错开至少3～4米，杜绝同一台阶的同一断面上出现同时开 挖。施工中围岩发生变化即施工开挖方法需要变化时，应做好工艺转变的严格控制， 尤其做好掌子面的封闭施工工作。 4.2 循环进尺和开挖步距


。此时导向墙应特殊设计。
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2.洞口施工

2.3 如果洞口段处于滑坡体内，则应及时和设计院进行沟通联系，对滑坡体 的形成和稳定性进行技术鉴定，通过技术鉴定结果出台相应措施，并应充分 考虑作为轴重30吨的重载铁路行车后的影响因素作为设计依据。 2.4 洞口边仰坡施工 洞口边仰坡开挖过程中应自上而下一次开挖到位，按照设计支护参数一次性 支护到位，如果是高边坡，必须预留一定的台阶，并且适当增加台阶宽度到2 ～3米，除保证土体稳定外，还可预留在台阶部位预留截、排水沟的空间，对 突发性的大降雨起到安全应急Βιβλιοθήκη Baidu用。在此要求黄土质隧道和软弱围岩隧道明 洞与洞门必须提前考虑施工，并完善洞口排水系统。
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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”。
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台阶法施工
5m 3~
台阶法施工立体图示
台阶法施工
三台阶七步开挖法
三台阶七步开挖施工图示
黄土隧道施工
4.隧道开挖
4.4 控制超挖，杜绝支护缺陷

黄土隧道开挖施工中，制定可行的开挖过程控制手段，减少机械设备对土体的扰动， 杜绝和减少超挖，根据新、老黄土的特性，一旦出现一定程度的超挖，必须用喷射砼 填平，杜绝对超挖部分用弃碴或片石回填。 4.5 核心土及反压土 隧道核心土的留置至关重要，隧道洞身多位于老黄土内，掌子面的核心土留置可从一 定意义上等同于隧道的初期支护，受老黄土塑性形变和蠕变特性的影响，核心土可有 效约束掌子面（凌空面）和台阶底部的变形。施工中留置的宽度和长度至关重要，不 能仅仅根据施工作业台架的大小来考虑核心土的大小。 4.6 初期支护 隧道施工一直本着“宁强勿弱”的原则，必须严格按照设计的初期支护参数进行施工
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
黄土隧道安全施工注意 事项和应对措施
晋豫鲁铁路通道股份有限公司 二0一一年三月
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山西中南部铁路通道黄土隧道概况

山西中南部铁路通道全线隧道共计188座，总长 度367.261km，穿越黄土隧道总长45.544km， 占隧道总长的 12.4%。Ⅳ、Ⅴ级围岩占了全线隧道
总长的75%。
、材料员、领工员；二是进洞施工人员，进场施工劳务工必须填写《
劳务工花名册》，并对其身份进行认可。施工现场封闭制，主要是防 止外来人员进入施工现场，防止破坏，造成安全事故。施工方法挂牌
制，隧道施工方法要求经现场总监批准后，认真做好技术交底工作，
挂牌在现场，并在施工中贯彻执行，隧道施工必须遵行“石变我变” 的原则，动态调整施工方法。

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。
9.紧急救援

黄土隧道施工要时刻做好应对各种险情和突发事件的思想准备，除 了加强组织管理和人员培训外，应建立符合各自实际的应急救援体 系并加强演练，真正做到及时反应和有效救援，降低施工风险。
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10. 隧道施工现场管理

全线所有隧道工程施工必须落实进洞人员实名制，实名制分两部份， 一是管理人员，全面推行架子队管理，认真落实架子队九大员制度， 即：队长、副队长、技术负责人、技术员、质量员、安全员、试验员


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。