浅析隧道膨胀土施工技术
膨胀土处理施工工法
膨胀土处理施工工法本页仅作为文档页封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March膨胀土处理施工工法膨胀土是指粘粒成分主要由强条水性矿物质组成，并且具有显著胀缩性的粘性土，在广西地区分布较为广泛。
为了保证道路在较长时间内路基的稳定和路面的平整度，达到安全、舒适行车的目的，必须解决因膨胀土而造成的一系列工程问题。
本文根据高速公路膨胀土路基处理基本方法，并结合自己在多年来的施工管理经验提出一些施工处理方法。
一、问题的提出膨胀土一直是困扰岩土工程界的重大工程问题。
膨胀土遇水膨胀、失水收缩的变形特性及其边坡浸水强度衰减特性在膨胀土地区的工业民用建筑、水利、铁道、公路等工程建设和工程运营中起到极大的破坏作用。
近年来，我国岩土工程界在膨胀土微观结构特征及其工程性质的研究中取得了丰硕的成果，对膨胀土产生工程病害的原因给予科学的解释，并提出许多切实可行的处理办法。
随着我国高速公路建设日新月异，许多公路路线不可避免会通过膨胀土地区。
本文根据广西水(水任)南(南宁)高速公路的膨胀土的物理性质及力学性质，以及地质勘测的翔实报告及有关处理膨胀土的经验，谈谈如何利用合理施工方法去处理膨胀土的体会。
二、膨胀土的判别与分类在膨胀土地区进行工程建设，首先必须正确识别膨胀土与非膨胀土，并准确判断膨胀土膨胀势的强弱和工程性质的特点，然后才能在工程设计和施工中做到有的放矢，采取切实有效的方法进行处理。
以往的工程建设经验(包括水利、公路、铁路等)已经证明:膨胀土并不可怕，可怕的是对膨胀土判断失误，没有进行正确的处理而导致工程病害的发生。
对于膨胀土的判别与分类，近些年来国内外做了大量的研究工作，基于不同目的采用不同的判别和分类方法。
如:通过膨胀性矿物(蒙脱石及蒙脱石和伊利石、高岭石的混层矿物)的含量、膨胀土的液限和塑性指数、自由膨胀率等等。
虽然膨胀土的判别方法国内外尚未有统一标准，但比较广泛采用的是现场定性和室内简易定量指标相结合的方法，即根据工程地质特征及土的自由膨胀率指标综合判定:第一，裂隙发育，常有光滑面与擦痕，有的裂隙中充填灰白色、灰绿色粘土，在自然条件下呈硬塑状态;第二，多出露于二级或二级以上阶地、山前丘陵和盆地边缘，地形平缓，无明显自然陡坎;第三，常见浅层滑坡、地裂、新开挖坑槽壁易发生坍塌等;第四，建筑物裂隙随气候变化而张开或闭合;第五，自由膨胀率大于或等于40%.具备这些条件的土可判定为膨胀土，然后再对其进行粘土矿物、基本指标、力学强度等全面研究。
【浅谈膨胀土围岩隧道施工】膨胀土围岩的特性
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【浅谈膨胀土围岩隧道施工】膨胀土围岩的特性
膨胀土系指土中粘土矿物成分主要由亲水性矿物组成，同时具有吸水 显著膨胀软化和失水收缩硬裂两种特性，且具有湿胀干缩往复变形的高塑 性粘性土。确定膨胀性的亲水矿物主要是蒙脱石粘土矿物。
一．膨胀土围岩的特性 隧道穿过膨胀土地层，隧道开挖后不久，我们经常可以见到围岩因开 挖而产生变形，或者因浸水而膨胀，或因风化而开裂等现象使坑道的顶部 及两侧向内挤入，底部鼓起，随着时间的增长导致围岩失稳，支撑、衬砌 变形和破坏。这些现象充分说明了膨胀土围岩性质是极其冗杂的。它与一
二．膨胀土围岩对隧道施工的危害
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由于膨胀土围岩的特殊工程地质性质及其围岩压力物性，使膨胀土的
〔四〕底膨：隧道底部开挖后，洞底围岩的上部压力解除，又无支护
隧道围岩具有普遍开裂、内挤、坍塌和膨胀等变形现象。膨胀土隧道围岩 体约束的条件下，由于应力释放，洞底围岩产生卸荷膨胀；加之坑道积水，
程度，以便依据围岩动态实行相应的施工措施。如原设计难以适应围岩动 有地下水渗流的隧道，应实行切断水源并加强洞壁与坑道防、排水措施，
态状况，也可据此作适当修正。
防止施工积水对围岩的浸湿等。如局部渗流，可接受注浆堵水阻挡地下水
〔二〕合理选择施工方法
进入坑道或浸湿围岩。
膨胀土隧道围岩压力的施工效应，是导致隧道变形病害的主要缘由。
分析公路工程膨胀土路堑施工技术
分析公路工程膨胀土路堑施工技术摘要: 膨胀土路堑边坡的破坏经常发生且难以治理,目前缺乏既经济合理又安全可靠的处治技术手段.通过分析膨胀土路堑边坡土体的工程特点,提出支护处治措施,以供参考.关键词公路；膨胀土；路堑；施工技术0.膨胀土即裂隙粘土。
路堑边坡的破坏是难以治理的病害之一, 尤其近年来我国公路建设的快速发展, 公路部门对膨胀土地区设计与施工技术的专门研究难以满足工程发展的需要, 膨胀土的问题相当严峻。
由于膨胀土的特殊性, 其路堑边坡不同于一般的土质边坡。
其表层一定深度内容易受大气影响而发生变化, 其处理方法也应该考虑到膨胀土的特殊性。
1一般原则路堑施工应尽量选在旱季进行，并遵循先排水后主体、集中力量、连续快速开挖、及时防护、自上而下、分层逐级施工的原则。
为预防雨水冲蚀边坡，在路堑正式开挖前，应先开挖截水沟、天沟或吊沟，以截流路堑坡顶的表面径流，使坡顶汇积的雨水排离两边，并与涵管连通。
同时，对所有排水沟渠均应进行铺砌。
2 膨胀土地区路堑开挖方法⑴挖方边坡不要一次挖到设计线，沿山坡预留30~0cm 一层，待路堑挖完时，再削去边坡预留部分，并立即浆砌护坡封闭。
⑵膨胀土地区的路堑、高速公路、一级公路的路床应超挖30~50cm，并立即用粒料或非膨胀土分层回填或用改性膨胀土回填，按规定压实。
⑶膨胀土边坡宜采用台阶形，这样把高边坡降低为矮边坡的组合形式，不仅减轻了高边坡土体对坡脚的压力，而且，减弱了地面水对坡面的冲蚀，同时，平台对坡脚有一定支撑作用。
⑷沿线弃土堆应设置在路堑顶部10m 以外，弃土堆可堆成梯形横断面。
3 边坡坡度的选择膨胀土边坡坡度并不均是越缓越好，坡越缓，水分越容易渗入边坡，越不利于防水防风化，而且坡越缓，边坡开挖与防护的工程量越大。
对于弱膨胀土挖方边坡，按设计坡比或以1∶1.5 的坡比修整即可。
对于中一强膨胀土边坡坡度，以工程地质比拟法为主，以1∶2 的自然坡度为主，坡度的变化范围在1∶1.5~1∶2.5 之间，视土质状况及坡体地质结构具体而定。
浅析隧道膨胀土施工技术
此 图为膨 胀 土 Ｄ Ｋ １ ３ ３ ＋ ０ ５ ０断 面从 初 期 支 护 完毕 到变 形 趋 于 稳 定 的过 程 。 从 图 中可 以看 出变形 速 率处 于 明显 下 降状态 ， 表 明围岩 处 于 逐步稳 定状 态 。 ２膨胀 土对初 支结 构影 响原 因分 析 膨胀土的显著特点和危害就体现在体积遇水膨胀， 失水干缩上 ， 由于 隧道 开挖 ， 破 坏 了 原有 地 下水 的平 衡状 态 ， 改 变 了径 流方 向 ， 隧 道 内成为 水压 力最 小方 向 ， 大量 地下 水 向洞 内方 向汇 集 ， 隧道 周 围高 塑 性 粘土 含水 量升 高 ， 体积 发生 膨胀 ， 向压 力 小 的方 向 （ 隧 道洞 内 ） 产 生 位移 ， 靠初 支结 构 的刚度难 以抵 御 ， 使 初支 结构 发生 变形破 坏 。 ３膨胀 土施 工措施 ３ ． １加强 膨胀 土预 报观察 ， 早发 现 ， 早 处理 在设 计 、 施 工 中对 高塑 性粘 土地 段要 高 度重 视 ， 根 据 现场 施工 情 况 结合 试验 ， 确定 是否 为膨胀 土 。 一 般 隋况在 地下水 小 的 区域施 工 中 由于土体含水量变化不大 ， 膨胀性表现的并不明显 ， 一旦地下水量发 生变化 ， 就要密切注意隧道收敛情况 ， 通过对现场情况综合分析 ， 并 结 合 试验 结果 ， 尽早 确 定粘 土是 否具 有膨 胀 性 ， 尽 早 制定 切实 可行 的 施 工 法案 。 ３ ． ２水是 引起 膨胀 土破 坏的根 本原 因 ， 施 工 时要 密切 注意 地 下水 的变 化 。施 工 中要根 据实 际情况 探寻 解决 地下水 的方 法 。 ３ ＿ ３采 取先 让 后顶 的 原则 ， 先 采 用柔 性支 撑 ， 待 发生 一 定 的变 形 后 再 增加初 支结 构 刚度 膨胀土含水量一旦发生变化 ， 其引起的强大内聚力 ， 单靠增加初 支结构的刚度不但很难限制围岩变形 ， 还会大大增加成本。从经济技 术 比较 ， 不 可能无 限制 的增 加初 支结 构 的刚度 。因此 出于思 想应 允许 变形 ， 给与 一定 的 变形 空 间 ， 膨 胀 土 体积 变 化 一定 程 度 后 ， 内力 就得 到 了一 定 的释 放 ， 变形 和 压力 也 会逐 渐 减 小 ， 此时 ， 再 对 初 支 结 构进 行加 强 处理 ， 采 用 对初 支结 构 补 喷混 凝 土 ， 加 设 临 时支 撑 等方 法 ， 增 加支 护 刚度 ， 初支 结构 承受 的压力 比开 始就 提 高刚 度要 小很 多 ， 确保 结构 稳定 。施工 时可 以采用 格栅 钢架 密支撑 喷砼 ， 再挂 钢筋 网补 喷砼 或加 工字 钢 支撑 的方 法进 行 。预 留变形 量 要视 膨胀 土膨 胀情 况 进行 调整 ， 一 方 面满足 围岩 膨胀 要 求 ， 另 一 方面 还要 为初 支变 形后 二 次处 理预 留空 间 ， 保证 二 衬厚 度 。 ３ ． ４ 由于 膨胀 土 遇水 后 ， 土体 处 于变 形 不稳 定 状态 ， 应 对 隧道 周 围土体进行注浆处理 ， 采用环向锚管 ， 纵横间距根据土体情况和实际 效果 调 整 ， 对 隧道 周 围土 体进 行 固结 ， 考虑 用 水 泥水 玻 璃 双液 浆 ， 加 快凝结时间， 加固隧道周围土体 ， 减弱变形发展。 ３ ． ５二 衬结 构要 适 当加 强 ， 并 及早 施作 对 二 衬结 构要 进 行加 强 ， 增 加 配筋 ， 在稳 定 后及 早 施 作 ， 并 注意 加 强对二 衬变 形进 行监 控量测 ， 分 析收敛 情况 和二 衬受 力情况 。 ３ ． ６加 强监 控量 测工作 ， 通 过变形 观测 ， 及 时反 馈 围岩 变化 信 息 ， 对 施工 情况 和 风险 进行 评价 ， 认 真分 析 ， 检 验 围岩 的稳 定情 况 和施 工 方 案的 实际效 果 ， 根 据 围岩变 化情 况确 定下 步施工 方案 。 膨 胀 土对 隧道施 工 危 害极 大 ， 水 是产 生变 形 的核 心 ， 要 在经 济技 术 分析 的基 础 上 ， 采用“ 先 让 后顶 ” 的原 则 ， 加强 在设 计施 工 各环 节 的 准确调查 ， 及早发现， 及早应对 ， 综合处理 。
隧道膨胀岩施工技术
隧道膨胀岩施工技术(总8页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--隧道膨胀岩施工技术第二工程有限公司摘要: 四角田隧道围岩遇水软化、泥化,具有膨胀性,开挖过程中出现数次塌方,已施作二衬段出现砼开裂、拱墙错台、钢筋折断、拱底鼓起等多种病害。
真对上述地质情况，本方着重介绍对该地质所采取的治理措施，为在以后该地质隧道施工提供了经验。
关键词：膨胀衬砌开裂拆换施工技术1、工程概况云南大（理）保（山）高速公路四角田隧道位于大理州永平县西南部。
该隧道是上下行分离的双车道隧道，上下行线间距最小处为20m，隧道断面为双曲半圆拱，设计净宽，净高，其中上行线长1533m，下行线长1500m。
四角田隧道岩性是以糜棱岩、泥岩、泥岩粉砂岩、石英砂岩为主的膨胀岩，膨胀岩具有很强的亲水性。
膨胀岩的特性是：当岩体中水分聚集时，岩体快速膨胀，对隧道已衬砌好的结构物产生强烈的膨胀压力而导致结构破坏；当岩体中水分失掉时，岩体立即收缩，甚至出现干裂，导致自身强度降低或消失，使开挖的洞室极易发生坍塌。
该隧道围岩节理裂隙极其发育，风化破碎严重、地下裂隙水极为丰富。
由于该隧道的破碎岩体在强烈的地质构造作用中聚集了潜在的应力，随着隧道的开挖，具有很强的膨胀性，膨胀系数一般在左右，自稳能力极差，极易造成初期支护大变形和结构的破坏。
2、选取施工方案的原则四角田隧道施工初期采用普通的复合式衬砌支护和台阶法施工，施工中曾出现数次坍方，初支严重开裂变形，甚至多段二衬出现拱部纵向开裂、仰拱开裂、底鼓、二次衬砌变形侵限定等病害。
针对以上原因，在充分总结施工方法和分析产生的原因的基础上，提出了以下施工原则：采取超前注浆等手段,加固隧道周边围岩,稳定隧道周边围岩内的水分,减少围岩压力及应力变化。
尽早封闭暴露围岩，保持围岩干燥，防止围岩吸水崩塌。
加强初期支护，减少围岩变形，防止坍塌。
设置柔性变形层，允许初期支护有一定的变形。
浅析膨胀土路基路面施工技术与改良措施
浅析膨胀土路基路面施工技术与改良措施摘要：在公路建设中，膨胀土路基路面的施工一直是个技术难题。
由于其具备一定的不良特性，因此造成的工程问题也时有发生。
虽然历经了50多年的技术研究，时至今日，世界各国依然无法杜绝公路建设中膨胀土所引起的工程质量问题，故障时有发生，经济损失十分巨大，因此如何降低膨胀土路基材料膨胀性也成为众多业界人士关注的问题。
关键词：膨胀土；路基路面；施工；改良措施一、膨胀土的物理性质及力学性质分析膨胀土按粘土矿物分类，可以归纳为两大类：一类以蒙脱石为主，另一类以伊力土和高岭土为主。
蒙脱石粘土在含水量增加时出现膨胀，而伊力土和高岭土则发生有限的膨胀，引起膨胀土发生变化的条件，分析概述如下：1.1含水量膨胀土具有很高的膨胀潜势，这与它含水量的大小及变化有关。
如果其含水量保持不变，则不会有体积变化。
在工程施工中，建造在含水量保持不变的粘土上的构造物不会遭受由膨胀而引起的破坏。
当粘土的含水量发生变化，立即就会产生垂直和水平两个方向的体积膨胀。
含水量的轻微变化，仅1%-2% 的量值，就足以引起有害的膨胀。
1.2干容重干容重是膨胀土的另一重要指标，粘土的干容重与其天然含水量是息息相关的。
γ=18.0KN/m3的粘土，通常显示很高的膨胀潜势。
1.3力学性质在工程地质中，这种粘土的膨胀现象很普遍，我们通过土工实验，得出粘土的力学指标，以供土质力学上的计算。
通常对膨胀土的力学分析，主要是对其膨胀潜势和膨胀压力的研究后得出的。
膨胀潜势：简单的讲，就是在室内按AASHO 标准压密实验，把试样在最佳含水量时压密到最大容重后，使有侧限的试样在一定的附加荷载下，浸水后测定的膨胀百分率。
膨胀率可以用来预测结构物的最大潜在的膨胀量。
膨胀量的大小主要取决于环境条件，如润湿程度。
润湿的持续时间和水分的转移方式等。
因此，在工程施工中，改造膨胀土周围的环境条件，是解决膨胀土工程问题的一个出发点。
膨胀力，也就是膨胀压力。
膨胀土地区隧道施工的几点经验
膨胀土地区隧道施工的几点经验作者：黄艳飞杨艳来源：《现代装饰·理论》2011年第08期摘要本文基于工作经验，分析了膨胀土地区隧道施工易出现的一些问题，着重介绍了加强对膨胀土地区隧道施工的监测预警、灵活应对，采取动态施工方案、注重工作人员的技能培训三种解决方案及其具体应用。
希望给相关工作人员一些启发和思考，在膨胀土地区施工时提高重视，加强对施工过程的动态监测与方案制定，降低隧道施工的难度，提高施工的安全性与工作效率。
关键词膨胀土地区；隧道施工；经验膨胀土是一种富含亲水性矿物的粘性土壤，由于受到蒙脱石、伊利石的影响，它膨胀结构较多，裂隙性很强，衰减强度较大，这种土壤在天然的情况下坚硬无比，但如果受气候和其他条件的影响，膨胀土的敏感性很强，会对建筑物工程造成严重的破坏，带给人类巨大的灾难。
这些膨胀土的分布很广泛，亚洲的中国，印度都有，还有美洲的美国，加拿大，包括大洋洲的澳大利亚等都存在这样的问题。
而且随着经济的发展，科技水平的提高，膨胀土的危害越来越大，引起了很多地区广泛关注。
由于整个工程是埋在土地之下的，因此在施工时对该地区的地质条件和水文条件要进行详细的勘察和研究，尽可能的掌握那个工程施工的范围，岩石的结构，地质稳定的情况，地下水的状态。
再利用现在的高技术水平采取声波探测，超前钻孔等保证工程的安全稳固。
而且国内现在采用的施工方法对在膨胀土遇水后使土壤膨胀坚硬度降低的情况下隧道的施工很不利，因此要加紧采取措施，改进隧道施工的方法，尽量降低危害的发生。
1.膨胀土地区隧道施工的一些现状及问题分析1.1膨胀土的特性对隧道施工不利膨胀土的强粘性会随着气候与水利的变化而发生胀缩性，当这种特性达到一定的程度的时候，就会膨胀或者是收缩，而这种遇水膨胀，失水收缩的特性使由其制成的砖石结构不能持稳定状态，就会使建筑物容易塌方或扭曲，特别是对隧道的施工也会非常的不利。
尤其是在粘土含水发生变化的时候，它就会向水平和垂直两个不同的方向膨胀发展，体积不断地增大，这样的建筑，道路对人们的危害特别的大。
膨胀土地区路基施工
膨胀土地区路基施工膨胀土一般指黏粒成分主要由亲水性的蒙脱石和伊利石矿物组成，同时吸水后具有显著的膨胀和失水后具有显著的收缩两种特性的高液限黏土。
一、膨胀土的工程特性膨胀土的工程特性主要包括以下六个方面：（1）胀缩性。
膨胀土吸水后体积膨胀，使其上的建筑物隆起，如果膨胀受阻即产生膨胀力；膨胀土失水体积收缩，造成土体开裂，并使其上的建筑物下沉。
土中蒙脱石含量越多，其膨胀量和膨胀力也越大；土的初始含水率越低，其膨胀量与膨胀力也越大；击实膨胀土的膨胀性比原状膨胀土大，密实度越高，膨胀性也越大。
膨胀土产生膨胀的强弱与黏土颗粒含量、黏粒的矿物成分以及晶体结构的差异有关。
膨胀土黏性成分含量很高，其中粒径小于0.002 mm的胶体颗粒一般超过20%，黏粒成分主要由亲水矿物组成。
我国膨胀土的主要成分为蒙脱石、伊利石和高岭石等。
蒙脱石是一种鳞状矿物，具有强烈的结构膨胀性；伊利石的晶格结构和蒙脱石类似，但是活动能力较低，仅有中等膨胀性；高岭石晶体结构比较稳定，属于低膨胀性土。
（2）多裂隙性。
普遍发育各种形态的裂隙是膨胀土的另一个显著特征。
膨胀土的形成与其成土过程、胀缩效应、风化作用等相关。
裂隙分为两类，即原生裂隙和次生裂隙。
地表以下3 m的土体很少受气候变化的影响，称为原生裂隙；分布在3 m以内，用肉眼就能很容易观察到的，称为次生裂隙。
（3）超固结性。
由于膨胀土大都是在更新世以前沉积的土层，在历史上曾经受过超压密作用，因此膨胀土大多具有超固结性，其天然孔隙率小，密实度大，初始强度高。
膨胀土随着土体开挖，将产生明显的卸载膨胀，使土体内聚集的能量逐渐释放。
（4）崩解性。
膨胀土浸水后体积膨胀，发生崩解。
强膨胀土浸水后几分钟即完全崩解。
（5）风化特性。
膨胀土受气候的影响很敏感，极易产生风化破坏。
路基开挖后，在风化作用下，土体很快会产生破裂、剥落，从而造成土体结构破坏，强度降低。
（6）强度衰减快。
膨胀土的抗剪强度为典型的变动强度，具有峰值强度极高而残余强度极低的特性。
膨胀土隧道施工技术关键探讨
及结 构稳 定 。
２ ． ３围岩 的压 力、 流 变调查 和 量测应 该加 强 ３ ． ２超前 支护 辅助 施 工措施
定性差等特性 ， 同时 ， 还很容易出现坍方冒顶的现象 ， 为使超前小导管注浆质 三个 台阶七 个 开挖 面 是根 据 上 、 中、 下 三个 方 向 分开 的 ， 沿 隧道 的纵 向上 ， 各 量 得 以保 证 ， 应 该 按 照监 测结 果 留 足预 留变形 量 ； 为 了尽 可 能 减少 围岩 暴露 部位 的开挖 与支 护是 相互 错 开 的 ， 但 又是 同时平 行推 进 的隧 道施 工 。 时间， 注意网喷封闭围岩开挖 面及各工序的衔接， 安排好衬砌时间 ， 同时使得 环 向开 挖上 部弧 形 导坑是 在 在拱 部超 前支 护 完成 后 进行 ， 预 留 的核 心土 截水、 排水措施得 以顺利进行 ， 从而使得隧道施工安全得以保证。 的长度 宜为 ５ ｍ左 右 ， 高 为２ ｍ 左右， 宽 度宜 为 隧道 开挖 宽 度 的 １ ／ ３ １ ／ ２ ； 初期 支 ２ ． ２地 质勘 查及 试验 工作 护 钢架 间 距宜 为 ５ ０ ｅ ｍ， 由此 确 定 出上 台 阶开挖 循 环 进尺 的 大小 ， 一 般 开 挖高 — ３ ． ５ ｍ， 上、 中、 下各 台阶 预 留核心 土 ， 左、 右 侧 台阶 错 开２～３ ｍ。保 证开 正 确 地识 别膨 胀 土与非 膨胀 土 ， 这 是 在工 程地 质 勘察 及 现场 取 样试 验 中 度 为 ３ 对 于 隧 底开 挖 来 说 ， 开 挖 后 及时 施 作 仰拱 必 须 要 重视 的环 节 ， 同时 ， 还应 该 对 膨胀 土 围 岩 隧道 中 的膨 胀 土 的胀 缩 性 等 挖 进 尺与 各 台阶 循环 进 尺相 一 致 ；
膨胀岩隧道施工技术
膨胀岩隧道施工技术1 前言1.1 膨胀机理膨胀岩问题是当今工程地质学和岩石力学领域中较复杂的世界性研究课题之一.膨胀岩的膨胀取决于两方面因素，一是内因:主要包括岩石成分（矿物成分、化学成分和粒度）、天然含水量和湿度状况、胶结程度等三种,这些决定了膨胀岩膨胀能力和膨胀潜势的大小;二是外因：工程活动造成膨胀岩的水分得失和内应力、强度变化等,它决定了膨胀岩的实际膨胀程度。
很明显，工程活动过程中，膨胀岩产生膨胀的外部条件都不可避免地得到了不同程度的满足。
岩土膨胀的实质是由所含粘土矿物的亲水性造成的.研究表明：蒙脱石具有巨大的膨胀能力;其次是伊利石；而高岭石的膨胀能力最弱,几乎不具膨胀性.另外,软岩的膨胀还与这些粘土矿物的含量有直接而密切的关系.以往研究成果表明：当蒙脱石含量达7％以上或伊利石含量达20%以上时，软岩即具有明显的胀缩特性，且其含量愈高，胀缩率愈大。
天然状态泥质膨胀性软岩的含水情况是决定其膨胀潜势的重要因素之一。
对膨胀性软岩而言，其天然含水量愈大，膨胀势愈头小；而天然含水量愈小，则膨胀势头愈大。
泥质岩胶结情况是决定其膨胀潜势大小和膨胀性发挥程度的关键因素之一。
胶结性越差的岩石其膨胀性越强。
国内膨胀岩岩性主要有：灰白、灰绿、灰黄、灰红和灰色的泥岩、泥质粉砂岩、页岩、风化的泥灰岩、风化的基性岩浆岩、蒙脱石化的凝灰岩以及含硬石膏、芒硝的岩石等，岩石由细颗粒组成,遇水时有滑腻感。
1.2 膨胀岩的特性⑴超固结性未经卸荷作用而处于原始状态的膨胀岩是稳定的，同时在水的作用下，膨胀岩大多具有原始地层的超固结特性，在岩体中储存较高的初始应力.膨胀性岩层在开挖前，岩体没有受到扰动并处于三向受力状态，保持着空间平衡。
由于隧道开挖对膨胀岩体产生扰动，破坏了原有平衡，引起围岩应力释放，强度降低，产生卸荷膨胀.同时，施工中不可避免地产生水与膨胀岩的接触,引起了膨胀岩化学状态的改变，使得内部应力变化、强度降低现象进一步加剧,使围岩产生变形破坏。
膨胀性围岩隧道施工技术分析
总438期2017年第24期（8月下)膨胀性围岩隧道施工技术分析孙伟(平泉市交通运输局，河北平泉067500 )摘要：结合河北省张家口至承德高速公路承德段膨账性围岩隧道施工基本情况，分析了膨账性围岩的特点，介绍了施工工艺 流程及技术要点，然后提出有效的施工技术措施，主要包括超前支护、隧道开挖、支护施工、仰拱施工、衬砌施工、监控量 测、施工管理等内容。
采取上述措施不仅顺利完成施工任务，还确保工程质量，类似膨账性围岩隧道施工可以从中得到启示 与借鉴。
关键词：膨账性围岩；隧道；支护；仰拱中图分类号：U455.4 文献标识码：B0引言膨胀性围岩不仅具有吸水膨胀，失水干缩的特征，而 且变形量大，容易受外界因素扰动。
在隧道工程施工中，如果忽视加强质量控制，容易导致质量问题发生，甚至引 发安全事故，降低工程效益。
因此施工单位应该根据膨胀 性围岩隧道工程的特点，制定有效的施工方案，把握技术 要点，顺利完成施工任务，保证工程质量。
本文结合具体 工程实例，就如何落实膨胀性围岩隧道施工技术，加强质 量控制提出相应对策，希望能为类似工程施工提供参考。
1工程概述为确保膨胀性围岩隧道工程质量，施工单位首先注重 把握技术要点，加强现场勘察设计，根据膨胀性围岩隧道 工程特点，制定完善的施工技术方案。
1.1工程基本情况河北省张家口 -承德高速公路承德段起点位于承德双溧 区，终点位于丰宁县张营子村东，路线全长130.233km。
全线特长隧道3座12961m，长隧道2座4091m，中隧道1座 767.5m。
全线采用双向四车道高速公路标准建设，设计速 度100km/h，整体式路基宽26.0m，分离式路基宽13m，桥 涵设计汽车荷载采用公路I级，抗震设防裂度为奶度。
整 个工程施工中，隧道施工是非常关键的内容。
施工现场调 查发现，隧道主要为膨胀性围岩隧道，是施工质量控制的 重点与难点。
为此，施工单位注重完善方案设计，把握技 术要点，确保膨胀性围岩隧道工程质量。
隧道工程施工：膨胀土围岩的基本特性
隧道工程施工：膨胀土围岩的基本特性（1）膨胀土围岩大多具有原始地层的超固结特性，使土体中储存有较高的初始应力。
当隧道开挖后，引起围岩应力释放，强度降低，产生卸荷膨胀。
因此，膨胀土围岩常常具有明显的塑性流变特性，开挖后将产生较大的塑性变形。
（2）膨胀土中发育有各种形态的裂隙，形成土体的多裂隙性。
膨胀土围岩实际上是土块与各种裂隙和结构面相互组合形成的膨胀土体。
由于膨胀土体在天然原始状态下具有高强度特性，隧道开挖后洞壁土体失去边界支撑而产生胀缩，同时因风干脱水使原生隐裂隙张弛，使围岩强度急剧衰减。
因此，隧道施工开挖过程中，常有初期围岩变形大，发展速度快等现象。
（3）膨胀土围岩因吸水而膨胀，失水而收缩，土体中干湿循环产生胀缩效应。
一是使土体结构破坏，强度衰减或丧失，围岩压力增大。
二是造成围岩应力变化，无论膨胀压力或收缩压力，都将破坏围岩的稳定性，特别是膨胀压力将对增大围岩压力起叠加作用。
膨胀土隧道施工质量控制
刍议膨胀土隧道施工质量控制摘要：在隧道施工中，找到膨胀土的应对方案对整个工程具有十分重要的意义。
通过对膨胀土在隧道施工中的研究，找到其应对措施，不仅施工方便，进度大大加快，更重要的是工程质量也会得到有效的保证。
关键词：膨胀土；隧道施工；注意事项中图分类号：tu74 文献标识码：a 文章编号：在隧道施工中，找到膨胀土的应对方案对整个工程具有十分重要的意义。
通过对膨胀土在隧道施工中的研究，找到其应对措施，不仅施工方便，进度大大加快，更重要的是工程质量也会得到有效的保证。
一膨胀土隧道变形机理膨胀土产生膨胀与收缩的原因是很复杂的，一般由下述因素引起。
1.1超固结应力特征膨胀土的超固结特性，使土体中储存有较高的初始应力，当隧道或地下洞室开挖后，引起围岩应力释放，强度降低，产生卸载膨胀，产生较大的塑性变形。
1.2多裂隙土体的结构——力学特征膨胀土体的结构一力学特征，主要表现为具有明显的非均质性与不连续性，以及围岩强度与变形的各项异性和随时间的衰减性。
由于膨胀土体在天然原是结构状态下具有高强度特性，隧道开挖后洞壁土体失去边界支撑，一方面产生胀裂，同时因风干脱水使原生裂隙张弛，形成若干应力集中区，使围岩强度急剧衰减。
因此，隧道开挖过程中，常有初期围岩变形大，发展速度快，设防不及时等现象。
1.3物理化学效应膨胀土中孔隙水和其中膨胀性物质的物理化学反应也是膨胀土膨胀的主要原因，现场表现为吸水而膨胀，失水而收缩，使土体结构破坏，强度完全丧失，导致围岩压力增大。
以上各种因素在膨胀土变形破坏过程中并不是独立存在的，而是互为因果的，共同形成膨胀土变形不断发展的过程。
二膨胀土施工注意事项2.1膨胀土透水性差，在施工发现晾晒后，外表坚硬而内核由于含水量大呈软塑状，几乎没有强度，危害极大。
2.2对于表层土暴露时间长，造成龟裂的情况。
在施工时应尽量防止暴露，及时进行支护施工。
2.3 膨胀土围岩隧道在开挖过程中或过程后，周边土体容易向洞内膨胀突出，导致初期支护变形开裂及局部失稳，所以必须加大初期支护刚度以抵抗膨胀土开挖初期所产生的膨胀力，控制初期支护变形，将隧道围岩监控量测纳入工序管理，注意设计是否合理。
探究膨胀土隧道施工技术要点
素都会使土 中的原生 隐裂隙发生 张开 扩大的 现象 ，进 而沿 着围岩 的周边产 生新裂缝 。而拱部 的 围岩 特别容 易 出现张 拉 裂缝贯通 的现象 ，从而形成局部的变形区。
２ ． ２ 隧 道 下 沉 的现 象
因为风干脱 水 ，会发生 收缩裂 缝 的现象。同时 ，这 两种 因
１ 膨 胀 土 围岩 的相 关特性
在膨胀土所在 的地层 中 ，隧道开 挖一段 时 间后 ，经 常 能够发现其 中的 围岩因为 开挖而 产生 了一定 的变形 ，或 者 是因为浸水而导致 了膨胀 ，再 或者是 因为 风化而 导致开 裂
道 施 工 的过 程 中其 稳 定 性 与 安 全 性 会 受到 一 定 程 度 的 影 响 ，
从 而造成膨胀 土隧道 工程 的结 构失稳 、成本增加 等 问题 的
出现 。膨胀 土隧道 的相 关 开挖 和 支护施 工各 自都具有 着不
同的特 点。膨胀土 隧道 因为受其地 质原 因与 气候 因素以及
因为膨胀土 围岩 具有特殊 的工程 地质性 质和 围岩压 力 相关特性 ，所 以会使 隧道 中存在 非常 普遍 的开裂 和 内挤 以 及局部坍塌等一些 变形现象 。而膨胀 土隧道 中 围岩的变 形
有着速度快和破坏 性大 以及 延续 时间 长等特点 。在施工 的
０ 前
言
膨胀 土指的是土 中的粘土矿 物成分 大多 由亲水 性矿 物
组成 的 ，在吸水 后具有 显著膨 化 、软化 以及失 水收 缩硬裂 等特 点的高塑性 的粘 土 ，同时这 种粘 土还具有 湿胀 干缩往
复变形的特点。决 定其膨胀 性 的亲水矿 物大 多 以蒙 脱石 的 粘土矿物为主。我国 目前 是世界 上膨胀 土分 布面积 最为广 阔的国家之一。现在 已经发现存在膨胀 土的区域有 ２ ０多个
膨胀性泥岩隧道钻爆法快速施工工法
膨胀性泥岩隧道钻爆法快速施工工法膨胀性泥岩隧道钻爆法快速施工工法一、前言随着城市化进程的不断推进和交通建设的加快，隧道施工作为一项重要的基础设施建设工作，具有巨大的发展潜力和市场需求。
而膨胀性泥岩是一种常见的复杂地质条件，对于传统的钻爆法施工来说，施工周期长，成本高，效率低。
因此，膨胀性泥岩隧道钻爆法快速施工工法的出现，填补了这一领域的空白，为工程的快速施工提供了可行的解决方案。
二、工法特点膨胀性泥岩隧道钻爆法快速施工工法的特点主要体现在以下几个方面：1. 施工周期短：相比传统的钻爆法施工，膨胀性泥岩隧道钻爆法快速施工工法采取了先遣队和爆破队同时施工的方式，大大减少了施工时间，提高了施工效率。
2. 成本低：膨胀性泥岩隧道钻爆法快速施工工法采用了以水泥糊化泥浆作为填充材料的方法，减少了对辅助材料的依赖，降低了施工成本。
3. 安全可靠：膨胀性泥岩隧道钻爆法快速施工工法采用了多级爆破的方式，能够有效控制施工中的爆破能量，降低事故的发生概率，提高施工的安全性和可靠性。
三、适应范围膨胀性泥岩隧道钻爆法快速施工工法适用于膨胀性泥岩地层的隧道施工，特别适用于中型和大型隧道的施工。
该工法能够适应地质条件复杂、水文条件高、悬浮泥浆泵送距离长的隧道工程。
四、工艺原理膨胀性泥岩隧道钻爆法快速施工工法主要依靠可控爆破技术和膨胀性泥岩的特性来实现施工目标。
首先，通过钻探和勘探，获得隧道的地质信息和泥岩的物理力学性质等重要参数。
然后，根据地质情况和隧道设计要求，制定合理的爆破设计方案，并根据实际情况进行调整和优化。
在施工过程中，采用分级爆破技术，控制爆破能量，减少地下水的灌入，稳定泥岩，保障施工的安全和快速进行。
五、施工工艺膨胀性泥岩隧道钻爆法快速施工工法主要分为以下几个施工阶段：1. 前期准备：包括钻探勘探、地质调查和爆破设计等工作，为后续的施工打下基础。
2. 钻眼布置：根据设计要求，在隧道的掌子和空洞段等位置布置钻眼，为后续的爆破作准备。
探讨隧道工程中膨胀性围岩施工
探讨隧道工程中膨胀性围岩施工摘要：在不同的地貌环境下进行良好的施工建设，就需要采用隧道工程，这样能够有效降低施工难度，减少公路建设路程。
但是在同时，在隧道工程的施工过程中，可能遇到各种各样的地质、水文条件，被冠名为“公路癌症”的膨胀性围岩是其中较为常见的地质条件，膨胀土施工技术是现行需要人们攻克研究的题目，本文将对隧道工程中膨胀土施工展开讨论与分析。
关键词：隧道工程；膨胀性围岩；隧道施工技术引言：随着国家的大力发展，国家对于城市、乡镇、山区的建设也不遗余力，在基础交通设施方面的投入逐年增加，公路、铁路、隧道建设突飞猛进，施工放线延伸到了偏远的山区中，在山区中地理环境复杂，在多种水文地质因素的影响下，给隧道施工技术提出了更高的要求，如何处理施工过程中的膨胀性围岩是建设安全隧道和提高隧道质量中迫切需要解决的问题。
1、膨胀性围岩特性与危害膨胀土是主要由亲水性矿物蒙脱石、高岭石和伊利石组成，具有显著吸水膨胀和失水收缩两种特性的粘性土。
膨胀性围岩特性：①膨胀土围岩大多具有原始地层的超固结特征，使其土体中存有较高的初始应力。
当隧道开挖后，引起围岩应力释放，强度降低，产生卸荷膨胀。
膨胀性围岩常常产生塑性变形。
②膨胀土发育有各种形态的裂隙，形成土体的多裂隙性。
由于膨胀土在天然条件下具有高强度特性，隧道开挖后洞壁土体市区边界支撑而产生胀缩，由因风干，是围岩强度急剧降低。
③膨胀土围岩因吸水而膨胀，因失水而收缩，土体中的干湿循环产生胀缩效应。
使围岩土体破坏，并破坏围岩稳定性。
膨胀土的变形具有速度快、破坏性打、延续时间长和整治困难的特性。
膨胀性围岩在隧道工程施工中常见的危害为：围岩裂缝、坑道下沉、围岩膨胀突出和坍塌、底鼓、衬砌变形和破坏等。
2、隧道工程中的膨胀性围岩施工膨胀性围岩为隧道施工的正常进行带来的巨大的困难，但是对于隧道施工的建设者们，这是一个不得攻克的难题，从膨胀土的特性中，我们可以分析在隧道施工中，解决膨胀土问题应该着重从影响其物理性质变化的内在因素和外在因素上考虑，从而通过改变土的力学性质达到处理的目的。
浅析市政道路膨胀土路基施工技术
浅析市政道路膨胀土路基施工技术在市政道路路基施工中，常在膨胀土中掺入适量的石灰，膨胀土的物理指标和力学特征指标就会得到有效的改变，这样就可以将其作为填料进行回填作业，这种方法能够有效地降低施工成本，并且能够取得良好的效果。
由于膨胀土有一定的破坏性存在，因此在一定程度上導致路基有变形和位移，引发路基不稳定现象，对行车的安全稳定造成影响。
因此，施工人员应结合施工实际情况，针对市政道路膨胀土路基施工中所存在的问题，采取相应的措施进行解决，以此提高市政道路施工的质量，延长道路的使用寿命。
一、膨胀土形成的概念膨胀土是在自然地质过程中产生的一种多裂缝且存在显著膨胀特性的土体，主要是由强亲水性矿物构成。
膨胀土具有吸水膨胀及失水收缩的特点，存在反复变形的性质，裂缝并杂乱分布于土体内，严重影响到工程结构物的破坏。
特别是对于高等级公路路基工程和大型结构物而言，会有变形破坏作用产生，通常存在潜在和长期的危险。
所以，公路工程学科专家和工程技术人员已经对膨胀土问题进行了普遍关注，从不同的角度、途径及目的开展试验研究。
二、市政道路膨胀土路基的施工技术通常情况下，在高等级道路路基施工中，膨胀土不能作为填筑材料进行使用。
然而若由于道路所通过膨胀土地区会有较长路线存在，膨胀土的分布范围广，在非膨胀土填料选择难度较大时，需要对膨胀土的特性进行改善，使路基施工的基本要求得到满足。
国内外工程实践中表明，膨胀土中水分的迁移变化会造成湿胀干缩变形问题产生，导致土的工程性质出现恶化。
对工程稳定得到保障的关键问题则是如何开展防水保湿，使土中水分的均匀分布和相对稳定得到保障。
运用石灰将膨胀土进行改良具有极为有效且经济可行的特点。
1.路基填料膨胀土不能作为路基填料，特别是强膨胀，更不能用于路基填筑，必须运用膨胀土作为填料进行施工时，应对以下方案进行考虑：最好运用较弱膨胀性的土，也可运用外仓路堤施工方案，内填膨胀土，外仓非膨胀土或经过处理的膨胀土。
膨胀土对浅埋隧道施工影响及技术措施
浅谈膨胀土对浅埋隧道施工影响及技术措施摘要：本文通过对山西中南部铁路通道上庄1#浅埋隧道膨胀土的特性、变形规律进行研究和分析，针对膨胀土对浅埋隧道工程施工常见的危害及影响，详细阐述了膨胀土浅埋隧道工程的施工技术措施，为同类地质情况隧道施工提供借鉴及参考。
关键词：膨胀土浅埋隧道工程影响技术措施中图分类号： tu528.55 文献标识码： a 文章编号：1 引言膨胀土系指土中含有较多的粘粒及其亲水性较强的蒙脱石或伊利石等粘土矿物成分，它具有遇水膨胀，失水收缩，是一种特殊膨胀结构的粘性土。
膨胀土在世界范围内分布极广，遍及六大洲，我国是世界膨胀土分布面积最广的国家之一，现已发现有膨胀土发育的地区达20余个省、市和自治区，遍及西南、西北、东北、长江与黄河中下游沿海地区。
膨胀土隧道在开挖后由于应力重分布与水的作用等原因，反复遇水膨胀、失水收缩，使隧道产生了向隧道内的挤压和位移，一般达几厘米，甚至百余厘米，造成围岩开裂、坑道下沉、围岩失稳、坍塌、冒顶、底板隆起、衬砌变形破坏及运营后的病害等现象，会对工程施工及运营造成了极为严重的后果，直接影响着结构物的安全性。
例如：西岭雪山隧道的二次衬砌混凝土局部塌落、断面开裂和隆起、洞内渗漏水现象；襄渝线上董家沟隧道和七里沟隧道，围岩为灰白色强膨胀土，两座隧道都出现了隧道坍塌冒顶的严重破坏。
因此，在工程地质勘察中及现场取样试验中必须正确地识别膨胀土与非膨胀土，准确地判定膨胀土的胀缩性等级，这有助于合理进行隧道设计及采取合理的施工技术措施，对保隧道施工安全及结构稳定具有重要的意义。
2 工程概况新建山西中南部铁路通道瓦塘至汤阴东（含）段站前工程zntj-13标上庄1#隧道隧道位于河南省安阳市安阳县境内，设计为双线电气化ⅰ级重载铁路，隧道起讫里程dk641+413~dk642+800，隧道全长1387米，全隧均为ⅴ级膨胀性围岩、浅埋。
隧道穿越山前丘陵区，地处青洋口大断裂、太行山东簏深断裂之间，整体地质构造简单。
浅析膨胀土地区土钉墙施工技术
浅析膨胀土地区土钉墙施工技术摘要：成都市区东部膨胀土分部广泛，作为基坑开挖的支护形式时，除了要保持土体的原始应力状态和物理性质，注意观察地表和地下水的活动情况，还要缩短土体曝露时间，保证边坡有效封闭，以免水土作用造成危害。
1 前言随着经济发展，超高、超深建筑不断涌现，基坑深度也在不断增加，促成了深基坑工程施工技术的不断进步，土钉墙支护便是其中之一，其依靠土钉体与土体之间的摩擦力将边坡土体内不稳定区土体的侧压力，通过土钉的水平推力作用传递到稳固区。
因材料用量少，施工快，安全可靠，经济优等特点在深基坑围护中得到广泛应用。
以下就成都地铁某停车场基坑施工为例，简析膨胀土地质区域土钉墙施工中应注意的问题。
2 项目概况某停车场基坑咽喉区长度115米，宽度26m～175米，深度18.5米，支护形式为三级放坡结合土钉墙支护。
场地土层自上而下依次穿越人工填土层、软土层、膨胀岩土层、泥岩层，其中软土层埋深3.0～3.5米，膨胀岩土层埋深4.0～10.0米，膨胀率41%～91%。
3 施工原则开挖后膨胀土如长期暴露在空气中，易发生失水收缩，开裂，降低边坡的稳定，减少开挖作业时间、及时封闭边坡，合理引导排水是施工的重要环节。
拟定主要施工原则如下：（1）分层、分段、限时开挖土方；（2）合理利用预留被动土，加强工序流转；（3）边坡开挖后，立即进行初喷封闭土体；（4）土钉成孔施工时按要求布设泄水孔，保证土体多余水分顺利排出；（5）合理布设截、排水沟，对水沟进行防水卷材铺设处理，保证排水效果，减少渗漏造成的土体失稳。
4 施工工艺及操作要点4.1 土钉墙操作要点（1）开挖边坡①、需土钉支护的土方应分层分段开挖，每层开挖深度不宜超过2m，每段长度取20m；②、按作业顺序施工，上层土钉注浆及喷射混凝土面层达到设计强度的70%后方可开挖下层土方；③、支护分层开挖深度和施工的作业顺序应保证修整后的裸露边坡能在规定时间内保持自立并在48小时的时间内完成支护，及时设置土钉及喷射混凝土。
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浅析隧道膨胀土施工技术
膨胀土是一种特殊性质的高塑性粘土，随含水量变化具有吸水膨胀、脱水收缩的特征，膨胀土的力学特性随含水量变化发生巨大改变。
文章根据哈布特盖隧道施工情况，对隧道施工中如何应对膨胀土问题进行简要分析。
通过实践总结，从技术经济角度分析，隧道膨胀土问题不能单纯靠加大初期支护的刚性来限制变形，应改限制变形为允许变形，采用“先让后顶”刚柔结合的方法综合治理，并在施工中注意早发现，早处理，对二衬进行必要的加强及早施作。
文章以新建伊敏至伊尔施铁路哈布特盖隧道为例，对膨胀土隧道施工技术进行探讨。
标签：隧道；膨胀土；施工技术
1 哈布特盖隧道膨胀土施工情况
哈布特盖隧道是新建伊敏至伊尔施铁路中长度最大的隧道，位于内蒙古呼伦贝尔市境内，铁路穿越呼伦贝尔草原，全长185公里，隧道全长3.4公里，大部分围岩较好，部分地段围岩破损，节理较发育，地下水丰富，施工难度较大。
施工可分为未确认膨胀土隧道初期支护变形处理阶段和确认为膨胀土后施工阶段。
1.1 未确认膨胀土前隧道初期支护变形处理阶段
由于没有想到变形是由膨胀土引起，所以，处理原则采用的是强支护，限制围岩变形的思想，通过加强初期支护的刚度，达到限制围岩变形的目的。
隧道出口掌子面施工至DK133+072时，监控量测数据反映DK133+110-DK133+095段拱部下沉处于稳定状态，周边收敛值较大，累计最大处达到61毫米。
为防止变形进一步扩大，确保初支结构安全，对变形地段采用了横向架设Ⅰ18工字钢进行支撑，限制收敛变形。
现场检查隧道内情况，围岩级别为五类，地质为黄褐色粉质粘土，地下水比前一地段明显加大，未变形地段初期支护混凝土处于干燥状态，而变形段为湿润状态，局部出现渗流，线滴现象。
加设横向支撑后隧道周边收敛并未减弱，变形继续加大，且有加速的趋势，监控量测数据显示，此阶段收敛速率达到每天10多毫米。
铁路隧道施工规范第9.0.11第2条规定，净空变化速率小于0.2mm/d时围岩达到稳定状态。
当围岩位移速率不断上升时，围岩处于危险状态。
直到12天后DK133+095位置收敛已达185毫米。
渗水量进一步加大，初支结构收敛变形明显，出现大量纵、横向裂缝，拱架出现严重变形，局部初支砼呈破碎状态，且有进一步发展趋势。
为防止变形进一步加大，施工中陆续采取了加设I18工字钢支撑，并进行环
向小导管注浆等方法。
压注水泥水玻璃双液浆，使围岩土体迅速固结，强制土体稳定，同时可以尽量减弱地下水渗出。
通过加固处理，收敛变形逐渐趋于稳定，才逐渐对侵限地段拆除了横撑，进行了换拱处理。
掌子面继续开挖施工时，由格栅钢架改为I18工字钢型钢拱架，但实际效果并不理想，无法抵御围岩变形，初支结构也出现了较大收敛并出现裂纹，局部型钢拱架出现变形，继续采取了加固，换拱措施。
1.2 确定膨胀土后的处理措施
发生变形6个月，为找出变形真正原因，制定可行的施工方案，确保安全，掌子面始终处于停工状态。
期间，请有资质的单位对临时加设的横向工字钢支撑进行了应力测定，结果显示支撑型钢承受的应力达80Mpa多。
通过对围岩取样试验，确定围岩土体为膨胀土，土样自由膨胀率达60%多。
隧道初支变形的真正原因才终于找到。
经过分析，论证，调整了思路，改刚性支护为柔性支护，“先让后顶”，改限制围岩变形为允许围岩产生较大变形，在施工初期支护时预留围岩变形空间，释放土内的压力，并采取对周围土体进行注浆加固，加强二衬等措施，加强围岩变形观测，待变形达到基本稳定后，再进行加强支护。
本阶段，由于所剩余膨胀土地段长度较小，并且膨胀土地层逐步上移，初支结构收敛变形并不是十分剧烈，基本上未采取第二次加固措施，收敛变形就处于稳定状态。
此图为膨胀土DK133+050断面从初期支护完毕到变形趋于稳定的过程。
从图中可以看出变形速率处于明显下降状态，表明围岩处于逐步稳定状态。
2 膨胀土对初支结构影响原因分析
膨胀土的显著特点和危害就体现在体积遇水膨胀，失水干缩上，由于隧道开挖，破坏了原有地下水的平衡状态，改变了径流方向，隧道内成为水压力最小方向，大量地下水向洞内方向汇集，隧道周围高塑性粘土含水量升高，体积发生膨胀，向压力小的方向（隧道洞内）产生位移，靠初支结构的刚度难以抵御，使初支结构发生变形破坏。
3 膨胀土施工措施
3.1 加强膨胀土预报观察，早发现，早处理
在设计、施工中对高塑性粘土地段要高度重视，根据现场施工情况结合试验，确定是否为膨胀土。
一般情况在地下水小的区域施工中由于土体含水量变化不大，膨胀性表现的并不明显，一旦地下水量发生变化，就要密切注意隧道收敛情况，通过对现场情况综合分析，并结合试验结果，尽早确定粘土是否具有膨胀性，尽早制定切实可行的施工法案。
3.2 水是引起膨胀土破坏的根本原因，施工时要密切注意地下水的变化。
施工中要根据实际情况探寻解决地下水的方法。
3.3 采取先让后顶的原则，先采用柔性支撑，待发生一定的变形后再增加初支结构刚度
膨胀土含水量一旦发生变化，其引起的强大内聚力，单靠增加初支结构的刚度不但很难限制围岩变形，还会大大增加成本。
从经济技术比较，不可能无限制的增加初支结构的刚度。
因此出于思想应允许变形，给与一定的变形空间，膨胀土体积变化一定程度后，内力就得到了一定的释放，变形和压力也会逐渐减小，此时，再对初支结构进行加强处理，采用对初支结构补喷混凝土，加设临时支撑等方法，增加支护刚度，初支结构承受的压力比开始就提高刚度要小很多，确保结构稳定。
施工时可以采用格栅钢架密支撑喷砼，再挂钢筋网补喷砼或加工字钢支撑的方法进行。
预留变形量要视膨胀土膨胀情况进行调整，一方面满足围岩膨胀要求，另一方面还要为初支变形后二次处理预留空间，保证二衬厚度。
3.4 由于膨胀土遇水后，土体处于变形不稳定状态，应对隧道周围土体进行注浆处理，采用环向锚管，纵横间距根据土体情况和实际效果调整，对隧道周围土体进行固结，考虑用水泥水玻璃双液浆，加快凝结时间，加固隧道周围土体，减弱变形发展。
3.5 二衬结构要适当加强，并及早施作
对二衬结构要进行加强，增加配筋，在稳定后及早施作，并注意加强对二衬变形进行监控量测，分析收敛情况和二衬受力情况。
3.6 加强监控量测工作，通过变形观测，及时反馈围岩变化信息，对施工情况和风险进行评价，认真分析，检验围岩的稳定情况和施工方案的实际效果，根据围岩变化情况确定下步施工方案。
膨胀土对隧道施工危害极大，水是产生变形的核心，要在经济技术分析的基础上，采用“先让后顶”的原则，加强在设计施工各环节的准确调查，及早发现，及早应对，综合处理。