浅谈黄土隧道的施工控制措施

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短 台 阶 L= ~ 0I, 台 阶 L= 5m。2 解 决 好 上 、 断 5m 3 微 n 3i n~ ) 下
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

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。
关键 词 : 溶 土 洞 , 陷 , 展 模 式 , 定 性 岩 塌 发 想 中 图 分类 号 : 4 6 2 U 4 . 文献标识码 : A
1 工 程 概 况
名甲I特大桥化 于辽 : l J j 竹海城 市境 内。桥 址 局部 溶洲 、 十
涧 发育 , 孔 洞 率达 2 % ~3 % , 深 盖 型 岩 溶 f 原 汁 划 采 钻 0 0 属 ,
但 岸黄土峁梁 , 隧道单洞总长 5 5l, 9 l桩号里程为 : r 右线 K 3+ 6 增 多 , 是 台 阶 有 利 于 开 挖 面 的稳 定 。尤 其 是 上 部 开 挖 支 护 后 , 6 6 0~ 下 部 作 业 就 较 为 安 全 , 是 注 意 下 部 作 业 时 对 上 部 稳 定 性 的 影 但 K 3+95 左 线 K 3+6 5一K 3+95 进 出 口明 洞 左 右 线 各 6 4, 6 3 6 4,
力 的增 大 , 而 充 分 发 挥 构 件 支 撑 作 刚 , 护 中 央 岩 体 的 承 载 力 格 控 制 水 开 挖 后 立 即进 行 支 护 , 宁 强 勿 弱 。5 左 右 洲 错 开 开 从 保 切 ) 及围岩稳定 , 量早 封 『 环 。紧跟开挖 面之 后 , 格 做好 现场 挖 , 尽 州成 严 其各 自开 挖 断 面 相 距 应 不 小 于 3 0m。综 上 所 述 , 土 隧道 , 黄 特 监 控量 测 , 据 鼍 测 反 馈 的 信 息 , 时 调 整 初 期 支 护 和 二 次 衬 砌 别 是 小 径 距 的: 质 隧 道 , 然 有 』 爆 破 的 有 利 条 件 , 也 存 在 根 及 L 虽 1 j 但
种地下水的存在状况对塌陷的产生 有重要影响 。根 据经验 显示 , 4 岩 溶 土洞 ( 陷 ) 险性 现 状评估 及预 测评 价 塌 危
地 下水 位 的 波 动 对 岩 溶 塌 陷 发 育 的影 响 很 大 。 日前 该 桥 址 区存 在 为了更好的评 价名 甲山岩溶土洞 ( 陷 ) 险性 , 黄 县 电 、 塌 危 在
F水 长期 浸 泡 _ 发 生 垮 塌 , 于地 下 水 作 用 相 对 较 弱 , 法 将 垮 卜 由 无 因此 , 个 土 洞 会 被 填 满 , 洞 进 入 相 对 稳 定 阶 段 , 整 土 水文地质特征。该桥址 区存 在双层 地 下水 : 四系孑 隙含 水层 、 塌土体带走 , 第 L 一 岩溶含水层 , 二者 之 间 局 部 缺 乏 隔 水 层 , 有 相 同 的 地 下 水 位 , 这 种 情 况 下 , 般 不 会 在 地 面 产 生 塌 陷 坑 。 具 此
为前提, 制定施工开挖 及支护 的基本 指导原则 : 先治 水 、 开挖 、 分析断层情况 , “ 短 选用合 理的开挖 方法 以及循 环进尺 。在 隧道 开挖 不爆破 、 强支护 、 早衬 砌 、 勤监测 ” 并严格 控制左 右洞开挖 的时问 中延续 向隧道前进 方 向超 前钻孔 , 次不得 少于 2个钻孔 , , 每 每个 和长度 , 其同断面开挖时间必须错开 , 不得同时开挖 , 以免发生塌方。 孑 的长度不小于 4m, 时各 个循环断 面的距离必须缩短 , 且在 L 此 并 开挖完成后立 即进行 初喷混凝土 , 减少围岩的暴露 、 松动和地层压

装载机 自卸式汽车
6 7
电焊机 钢筋网片
30 2 . 80 l 402q 7. 5 7 1 5 p 0 o , 3 6 , 4

风镐

混凝土搅拌机
图 1 隧道横断面示意图
3 2. . 2
施 工 工 艺
采 用 正 台 阶法 施 工 , 半 断 面 预 留核 心 土 , 定 掌 子 面 , 一 上 稳 每
圈 l 土层 结 构 类 型 图
土洞 塌 陷发展 模式 的松 散 堆 积 物 , 度 由南 东 向北 两逐 渐 增 大 , 层 厚 度 大 下 4 。 3 岩溶 、 厚 土 0i n 1“ ) 洞顶垮塌一堆积 一潜蚀搬 运” 环发 展模式 。在地 F水 循 钻 孔 资 料 显 示 , Ⅸ 土 层 结 构 主 要 为 一元 结 构 与多 元 结 构 , 者 该 后
浅 谈 黄 土 隧 道 的 施 工 控 制 措 施
王 成 祥
摘 要: 以翼城一侯马 高速公路 西化坡隧道工程为例 , 探讨 了黄土隧道 的施工控制措施 , 结合小净 距黄土隧道施工特 点.
对 台 阶 开挖 法进 行 了分 析 , 阐述 了台 阶 法f m . 艺及 施 工 要 点 , 期指 导黄 土 隧 道 施 工 实 践 。 并 g : r _ 以 关 键 词 : 土 隧道 , 阶法 , 工 控 制 黄 台 施
3 2 台阶法施 工 .
3 2 1 主要 开 挖 的机 具 及 材 料 . . 主 要 开挖 的机 具 见 表 l 。
表 1 主 要 开挖 机 具
序 号 1 机 具 名 称 挖掘机 序 号 5 机 具 名 称 混 凝 土 湿 喷机
2 3
3 0 I0 x 5 2 0 2
3 1 台阶开挖 法分析 .
收 稿 日期 :0 0 0 1 2 1 .9 1
作者简介 : 王成祥( 9 6 , , 17 .) 男 助理工程师 , 中港翼侯高速公路公司 , 山西 翼城
0 30 4 50
第3 7卷 第 1 期
201 1年 1月
山 西 建 筑
S HANXI ARCHI TECTURE
中图分类号 :4 5 4 U 5 .
文献标识码 : A
1 概况
台阶法可以有 足够 的工作空 问和相当的速度 , 但是上 下部有
并选 择适 当的 台阶长度 , 根据初 期 应 翼城一侯 马高速公路是 山西省 总体规划 “ 十一横 ” 中的第 十 干扰 。先行开挖上部 台 阶, 支护形成 的闭合断 面时 间的时间要求 , 以及上 断面开挖支护 出渣 横 , 山 西 南 部 地 区 通 往 中 原 、 北 、 北 及 东 南 沿 海 地 区 的 主 要 是 西 华 通 道 之一 。其 中西 化 坡 隧 道 位 于 翼 城 县 东 约 2 m 的 杨 家 河 西 等机械设 备所需 的空 间大小 。台阶法 开挖会对 围岩 的扰动 次数 6k
3 施 工控 制
循 环进 尺 05m~I0m, . . 开挖采用机械 ( 挖掘机 ) 开挖结合人工开 小净距隧道施工控制的重点是工序控 制 , 正确安排 双洞开 挖 , 要 严禁 出现爆 破 以及 大进 尺 的开挖 , 自卸汽 车 出渣 , 随挖 随 出 挖、 支护的间隔和顺序 , 有效 地控 制两隧 道之 间由于净 距较 小引 渣 , 以便保证洞 内的施 工工 作面 。在整 个开 挖过 程 中, 每个 循环
用摩擦桩 。
铁 等多 个水源地 , f 黄 - 坪 I ‘ 段穿越铁 水源地 地下 水降落
漏 J 响 区 I 影
≯ 参
2 地 质条 件
1 岩 溶 、 洞 发 育特 征 。 名 甲 1 特 大 桥 下 伏 寒 武 系 灰 岩 , ) 土 1 I 岩 溶 发育 较 差 , 6 在 8个 岩溶 钻孔 中 , 8个孔 遇 溶 洞 , . 有 1个 有 I 而H
起 的 围岩 变 形 , 保 隧 道结 构 的 安全 。 确 都必须进行超前 地质情 况探测 以及超 前支 护 , 用先拱 后墙 法 , 采 根据黄土围岩地段及现场 条件 , 以保 护 中夹 岩体 的稳 定完整 若遇到断层 开挖 面时则 必须进 行 马 口开挖 , 根据 超前钻 探资料 ,
) 短 3 0m。地貌单元为黄土丘陵 区, 地层 以中更新统 ( , 坡洪 积物及 响。1 台阶 的长 度要 适 当。按 台阶 的长短 可分 为长 台 阶、 台 Q) 阶 、 台阶三种。台阶的长度如图 2所示 中的 £ 长台阶 L> 0n, 微 , 5 l 第 四系上更新统 ( 黄土为主 , Q) 大部分 不湿陷或具 I 级非 自重湿 陷, 局部 Ⅱ级 非 自重湿 陷 , 未有地下水 , 围岩级别定为 Ⅱ类为主。
地下水的作用会使土洞逐渐垮塌 , 垮 土 较前者更易产生塌陷( 见图 1 。研 究 表 叫 , 层 不 均 匀 系 数 ( 渗流作刚 比较 强的地 区, ) 土 C)
越大 , 土体越容 易发 生渗透 变 形破 坏 , 而 肜 成土 洞 , 进 通常 将 J 体被地下水带止 , 0 洞顶 向 j扩展 , : 当其影响 区波及地 表, 或在外倚作 kl d )洞 作 为渗 透 变 形 敏 感 性 界 限 , 当不 均 匀 系 数 大 于 l 0时 , 类 土 层 用下:  ̄ 失稳下 陷肜成地 面塌 陷。2 “ 顶垮塌一 空腔填 寒一 相 该 埘稳定 ” 发展 模式 。 在 地 下 水 渗 流 作 用 比 较 弱 的 地 区 : 涮 在 地 士 属 于 易 发 生 渗 透 变 形 ( 蚀 ) 土 层 。 该 桥 址 16组 颗 分 实 验 数 潜 的 5 据分析结果表明 : 区土层存侄 发生潜蚀 的可能性 ( 本 见 2 。3 ) )

I— A l— JB
有 流塑状粉质粘 土充填 。此 外 , 名 山特大 桥土 洞 比较发 育 , 共 有 6个钻孔揭示 土 洞。2) 川系 盖 特 性 及不 均 匀性 分析 。 第
名 甲 山特 大 桥 处 于畅 柳 河 冲 积 扇 范 围 内 , 四 系 为 冲 、 积 成 因 第 洪
稳定性较好则可 以进 行分段 顺序 开挖 ; 围岩稳定性 较差 , 应 若 则 缩短下部掘进的进尺 ; 围岩更差则要左右错开 。 若
隧道横断面设计见 图 1 净宽:. 51, : 9 7 i 净高 5m, " ' 1 右侧 设检修 道 , 衬砌断面 内轮廓采用单心圆 。
图 2 台 阶 示 意 图
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