浅谈富水黄土隧道施工技术
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地 下水抽 排 至洞外 。
上 台 阶施 ｌ Ｔ至 Ｄ Ｋ １ ２ ２ ＋ ３ ５ ０ ． ４时 ， 在 Ｄ Ｋ １ ２ ２ ＋ ３ ８ ４ 处 初支 混凝 土 出现 环 向裂 纹 ， 最 宽达 ５ ａ ｒ ｍ， 根 据监 控 量测 数据 反 映结果
发现 Ｄ Ｋ １ ２ ２ ＋ ３ ７ ０ 一 Ｄ Ｋ １ ２ ２ ＋ ３ ９ ４ 段 量测 速率
摘 要： 富 水砂 质黄 土 隧道 ， 裂 隙水发 育 ， 地 质条 件极 差 ， 围岩呈 流～ 软 塑状 ， 施 工 难度 大 ， 风险 等级 高 ， 为 了预 防 富 水黄 土 隧 道 施 工发 生大 变形和 坍塌 问题 ， 在 高压旋 喷桩 加 固地层 的基 础上 ， 采用 Ｃ Ｒ Ｄ法开挖 ， 做 好 防排 水 和 井点 降水措 施 ， 开挖 中采 用侧壁 大 管棚加 固预 防垮 帮。 同 时做 好监 控 量测 工作 ， 及 时反 馈 数据 ， 验证 支护结 构效 果 ， 确 认 支护参 数 和施 工 方 法的 准确 性， 为调 整 支护 参数和 施 工方 法提 供 有 力依据 。
２ Ｑ １ 盟 Ｑ ： Ｑ （ ）
工 程 技 术
Ｃｈ ｉ ｎａ Ｎｅ ｗ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ｐ ｒ ｏ ｄ ｕｃ ｔ ｓ
浅谈富 水黄土 隧道施工 技术
曹 利
（ 神华 包神铁路公 司塔韩铁路项 目部 ， 内蒙古 鄂 尔多斯 ０ １ ７ ０ ０ ０ ）
关 键词 ： 隧道 ； 富水黄 土 ； Ｃ Ｒ Ｄ法 ； 井点 降水 ； 高压旋 喷桩
中图分 类号 ： Ｕ ４ ５
文献 标识 码 ： Ａ
１工程概 况 面立 即封 闭 ， 并 对 洞 内初 期 支护 设 置 临时 施 工 中遵 循 “ 管超 前 、 少扰动 、 短 进 某 隧道起讫 里程 改为 Ｄ Ｋ１ ２ １ ＋ ８ ２ ５ ～ 竖 向支 撑 进行 加 固 ， 同时 仰拱 跟 进 至掌 子 尺 、 强支 护 、 早 封闭 、 勤量测、 严治 水 、 紧衬 Ｄ Ｋ １ ２ ２ ＋ ４ ２ ２ ， Ｄ Ｋ１ ２ １ ＋ ８ ２ ５ 一 Ｄ Ｋ １ ２ １ ＋ ８ ８ ２由 Ｖ 面附 近 ， 随后 进 入 冬 歇 期 ， 对 洞 内渗 水 继 砌 ” 的施 工 原则 ， 紧凑施 工 工 序 ， 精 心组 织
２ ． １施工 过程
隧 道从 出 口端 开 始进 洞 ， 按 原设 计 方 案 采 用 三 台 阶法 施 工 ， 支 护参 数 为 ： 拱 部 超前支护采用 ‘ ｐ ４ ２ 超 前 小 导 管 ，每 根 长 ４ ． ５ ｍ， 环 向 间距 ４ ０ ｃ ｍ， 纵 向每 四榀 钢架 施 作 一环 ，钢支 撑采 用 Ｉ １ ８型钢钢 架 ，间距 ０ ． ８ ｍ， 结合喷射混凝土及钢筋网片 、 径 向 锚 杆进 行联合 支 护 。 在施 工 至 Ｄ Ｋ １ ２ ２ ＋ ３ ８ ４ 时， 发 现 中 台阶 左 侧拱 腰 部位 渗水 严 重 ，地质 条 件 恶化 ， 监 控量 测速 度达 到一 ２ ． ４ ３ ～６ ． ４ ６ ｍ ｍ ／ ｄ ， 累 计 变化量达到一 ７ ． ８ ７ ～１ ３ ． ４ ３ ｅ ｍ。对 Ｄ Ｋ １ ２ ２ ＋ ３ ７ ０ ～ Ｄ Ｋ １ ２ ２ ＋ ３ ０ ５ 段 进 行变 更 ， 支护 参 数 由 Ｖ级 围岩 复 合式 加 强衬 砌 调整 为 Ｖ Ｉ 级 围 岩 复合 式 衬砌 ， 同时在 隧 道 内每 隔 ５米设 置 一处 直径 为 ５ ０ ｃ ｍ的渗 水 井 ，边 墙 拱腰 部 位每 隔 ３ ～ ５ 米 预埋 ３ 根Ｐ Ｖ Ｃ排水 管 ， 将
为一 பைடு நூலகம் ． ７ ８ —８ ． ７ ２ ｍ ｎ ｇ ｄ ， 累计量 测数 据持 续增 大， 围 岩处 于急 剧 变 化状 态 ， 随 即 将 掌 子
续 降水 。 第 二年 复 工后 ， 监测 发 现洞 身 出 现整 体 性 下沉 ， 拱 顶 累 计值 下沉 达 到 一 ３ ６ ． １ ７ ～ ５ ０ ． ５ ５ ｃ ｍ， 原有 ３ ０ ｅ ｍ预 留变 形 量 已被 全 部 吃掉 ， 最 大侵 限值 达 ４ ０ ． ５ ５ ｃ ｍ， 严 重 威胁 隧 道施 工 安全 及后 期运 营安 全 。 ２ ． ２ 原 因分析 该 隧 道 为 典 型 的富 水 风 积 细 砂 黄 土 隧道 ， 裂 隙水 发 育 ， 围岩 呈 流 ～ 软塑状 ， 地 质 条件 极 差 ， 是 隧 道变 形 持续 变 化 最后 出 现 整体 性 下沉 的 客观 原 因 ， 而施 工 期 内特 别是冬歇期 ３ 个 月 内不 断 的降 水 是 导 致 隧道 出现整 体性 下沉 的直 接原 因 。 施 工期 间 ，洞 内不 断有 地 下水 渗 出 ， 每 天抽 水量 达 １ ６ ｍ ｓ ， 由于 土体 中水 分 大量 流失 ， 土体 中孔 隙 被 压 缩 ， 原 有 平 衡 状 态 遭 到破 坏 ， 致使 隧 道洞 身 周边 围岩 整体 下 沉 ，出现较 为严 重 的初 支 侵 限情 况 发 生 ， 通 过 对 已施 工完 毕 仰 拱 破 解 分 析 及 第 二 次 地质 勘探 资 料显 示 ， 后 碾房 梁 隧 道该 段 落 地 层 为 富 水 地 层 ， 地 下 水 位 埋 深 约 １ ８ ． ３ — ３ ０ ． ２ ｍ， 位 于 隧道仰拱 底 面高 程 以下 。 ２ ＿ ３开挖 方案 变更 Ｄ Ｋ １ ２ ２ ＋ ４ ２ ２ ～ Ｄ Ｋ １ ２ ２ ＋ ３ ５ ６段为 路 堑， 同时根 据地 质 补钻 探 结果 调 整 制定 专 门的路 堑基 底处 理 、 路 堑排 水方 案 。 鉴于 Ｄ Ｋ １ ２ ２ ＋ ３ ０ ５ ～ Ｄ Ｋ １ ２ ２ ＋ ３ ５ ０段所 暴 露 土质 均 为新 黄 土 ， 整 体 性 和成 拱 能力 较 弱， 裂 隙水 发育 ， 由 ｖ级 围岩调 整 为 ｖ Ｉ 级 围岩 ，开挖 支 护 方 法 由三 台 阶 法 调 整 为 Ｃ Ｒ Ｄ法 ， 施 工过 程按 有水 黄 土 隧道 做好 防 排水 工 作 ， 确保 洞 内无 积水 ， 并对 Ｄ Ｋ１ ２ ２ ＋ ３ ２ ８ ～ Ｄ Ｋ １ ２ ２ ＋ ３ ５ ６段 采 用 施 作 高 压 旋 喷 桩 进 行加 固松 散土 质地 层 。 ３ 富水 黄土 隧道施 工
级 围岩 暗洞 变为 明洞 。 洞 身最 大开 挖高 度 １ ０ ． ３ ９ ｍ， 最大开挖宽度 １ １ ． ５ ６ ｍ， 洞 身 穿 越 自稳 性 差 的 第 四 系上 更 新 统 风 积 砂 质 黄 土 地层 及 强风 化砂 岩 夹泥 岩 结构 地 层 ， 第 四系上 更 新统 系砂 质 黄 土为 特殊 岩 土 ， 出 口端洞 身 Ｄ Ｋ １ ２ ２ ＋ ３ ０ ５ ～ Ｄ Ｋ １ ２ ２ ＋ ４ ２ ２ 段 主 要 位 于含 砂 量较 高 的砂 质黄 土 地层 ， 且 两 侧 存 在较 为 发育 的两 大 冲沟 ， 隧道 洞身 通 过 富水性 地 段 ，地下 水 主要 为 基岩 裂 隙水 ， 水 位较 高 。 ２施 工 中遇 到的 问题
上 台 阶施 ｌ Ｔ至 Ｄ Ｋ １ ２ ２ ＋ ３ ５ ０ ． ４时 ， 在 Ｄ Ｋ １ ２ ２ ＋ ３ ８ ４ 处 初支 混凝 土 出现 环 向裂 纹 ， 最 宽达 ５ ａ ｒ ｍ， 根 据监 控 量测 数据 反 映结果
发现 Ｄ Ｋ １ ２ ２ ＋ ３ ７ ０ 一 Ｄ Ｋ １ ２ ２ ＋ ３ ９ ４ 段 量测 速率
摘 要： 富 水砂 质黄 土 隧道 ， 裂 隙水发 育 ， 地 质条 件极 差 ， 围岩呈 流～ 软 塑状 ， 施 工 难度 大 ， 风险 等级 高 ， 为 了预 防 富 水黄 土 隧 道 施 工发 生大 变形和 坍塌 问题 ， 在 高压旋 喷桩 加 固地层 的基 础上 ， 采用 Ｃ Ｒ Ｄ法开挖 ， 做 好 防排 水 和 井点 降水措 施 ， 开挖 中采 用侧壁 大 管棚加 固预 防垮 帮。 同 时做 好监 控 量测 工作 ， 及 时反 馈 数据 ， 验证 支护结 构效 果 ， 确 认 支护参 数 和施 工 方 法的 准确 性， 为调 整 支护 参数和 施 工方 法提 供 有 力依据 。
２ Ｑ １ 盟 Ｑ ： Ｑ （ ）
工 程 技 术
Ｃｈ ｉ ｎａ Ｎｅ ｗ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ｐ ｒ ｏ ｄ ｕｃ ｔ ｓ
浅谈富 水黄土 隧道施工 技术
曹 利
（ 神华 包神铁路公 司塔韩铁路项 目部 ， 内蒙古 鄂 尔多斯 ０ １ ７ ０ ０ ０ ）
关 键词 ： 隧道 ； 富水黄 土 ； Ｃ Ｒ Ｄ法 ； 井点 降水 ； 高压旋 喷桩
中图分 类号 ： Ｕ ４ ５
文献 标识 码 ： Ａ
１工程概 况 面立 即封 闭 ， 并 对 洞 内初 期 支护 设 置 临时 施 工 中遵 循 “ 管超 前 、 少扰动 、 短 进 某 隧道起讫 里程 改为 Ｄ Ｋ１ ２ １ ＋ ８ ２ ５ ～ 竖 向支 撑 进行 加 固 ， 同时 仰拱 跟 进 至掌 子 尺 、 强支 护 、 早 封闭 、 勤量测、 严治 水 、 紧衬 Ｄ Ｋ １ ２ ２ ＋ ４ ２ ２ ， Ｄ Ｋ１ ２ １ ＋ ８ ２ ５ 一 Ｄ Ｋ １ ２ １ ＋ ８ ８ ２由 Ｖ 面附 近 ， 随后 进 入 冬 歇 期 ， 对 洞 内渗 水 继 砌 ” 的施 工 原则 ， 紧凑施 工 工 序 ， 精 心组 织
２ ． １施工 过程
隧 道从 出 口端 开 始进 洞 ， 按 原设 计 方 案 采 用 三 台 阶法 施 工 ， 支 护参 数 为 ： 拱 部 超前支护采用 ‘ ｐ ４ ２ 超 前 小 导 管 ，每 根 长 ４ ． ５ ｍ， 环 向 间距 ４ ０ ｃ ｍ， 纵 向每 四榀 钢架 施 作 一环 ，钢支 撑采 用 Ｉ １ ８型钢钢 架 ，间距 ０ ． ８ ｍ， 结合喷射混凝土及钢筋网片 、 径 向 锚 杆进 行联合 支 护 。 在施 工 至 Ｄ Ｋ １ ２ ２ ＋ ３ ８ ４ 时， 发 现 中 台阶 左 侧拱 腰 部位 渗水 严 重 ，地质 条 件 恶化 ， 监 控量 测速 度达 到一 ２ ． ４ ３ ～６ ． ４ ６ ｍ ｍ ／ ｄ ， 累 计 变化量达到一 ７ ． ８ ７ ～１ ３ ． ４ ３ ｅ ｍ。对 Ｄ Ｋ １ ２ ２ ＋ ３ ７ ０ ～ Ｄ Ｋ １ ２ ２ ＋ ３ ０ ５ 段 进 行变 更 ， 支护 参 数 由 Ｖ级 围岩 复 合式 加 强衬 砌 调整 为 Ｖ Ｉ 级 围 岩 复合 式 衬砌 ， 同时在 隧 道 内每 隔 ５米设 置 一处 直径 为 ５ ０ ｃ ｍ的渗 水 井 ，边 墙 拱腰 部 位每 隔 ３ ～ ５ 米 预埋 ３ 根Ｐ Ｖ Ｃ排水 管 ， 将
为一 பைடு நூலகம் ． ７ ８ —８ ． ７ ２ ｍ ｎ ｇ ｄ ， 累计量 测数 据持 续增 大， 围 岩处 于急 剧 变 化状 态 ， 随 即 将 掌 子
续 降水 。 第 二年 复 工后 ， 监测 发 现洞 身 出 现整 体 性 下沉 ， 拱 顶 累 计值 下沉 达 到 一 ３ ６ ． １ ７ ～ ５ ０ ． ５ ５ ｃ ｍ， 原有 ３ ０ ｅ ｍ预 留变 形 量 已被 全 部 吃掉 ， 最 大侵 限值 达 ４ ０ ． ５ ５ ｃ ｍ， 严 重 威胁 隧 道施 工 安全 及后 期运 营安 全 。 ２ ． ２ 原 因分析 该 隧 道 为 典 型 的富 水 风 积 细 砂 黄 土 隧道 ， 裂 隙水 发 育 ， 围岩 呈 流 ～ 软塑状 ， 地 质 条件 极 差 ， 是 隧 道变 形 持续 变 化 最后 出 现 整体 性 下沉 的 客观 原 因 ， 而施 工 期 内特 别是冬歇期 ３ 个 月 内不 断 的降 水 是 导 致 隧道 出现整 体性 下沉 的直 接原 因 。 施 工期 间 ，洞 内不 断有 地 下水 渗 出 ， 每 天抽 水量 达 １ ６ ｍ ｓ ， 由于 土体 中水 分 大量 流失 ， 土体 中孔 隙 被 压 缩 ， 原 有 平 衡 状 态 遭 到破 坏 ， 致使 隧 道洞 身 周边 围岩 整体 下 沉 ，出现较 为严 重 的初 支 侵 限情 况 发 生 ， 通 过 对 已施 工完 毕 仰 拱 破 解 分 析 及 第 二 次 地质 勘探 资 料显 示 ， 后 碾房 梁 隧 道该 段 落 地 层 为 富 水 地 层 ， 地 下 水 位 埋 深 约 １ ８ ． ３ — ３ ０ ． ２ ｍ， 位 于 隧道仰拱 底 面高 程 以下 。 ２ ＿ ３开挖 方案 变更 Ｄ Ｋ １ ２ ２ ＋ ４ ２ ２ ～ Ｄ Ｋ １ ２ ２ ＋ ３ ５ ６段为 路 堑， 同时根 据地 质 补钻 探 结果 调 整 制定 专 门的路 堑基 底处 理 、 路 堑排 水方 案 。 鉴于 Ｄ Ｋ １ ２ ２ ＋ ３ ０ ５ ～ Ｄ Ｋ １ ２ ２ ＋ ３ ５ ０段所 暴 露 土质 均 为新 黄 土 ， 整 体 性 和成 拱 能力 较 弱， 裂 隙水 发育 ， 由 ｖ级 围岩调 整 为 ｖ Ｉ 级 围岩 ，开挖 支 护 方 法 由三 台 阶 法 调 整 为 Ｃ Ｒ Ｄ法 ， 施 工过 程按 有水 黄 土 隧道 做好 防 排水 工 作 ， 确保 洞 内无 积水 ， 并对 Ｄ Ｋ１ ２ ２ ＋ ３ ２ ８ ～ Ｄ Ｋ １ ２ ２ ＋ ３ ５ ６段 采 用 施 作 高 压 旋 喷 桩 进 行加 固松 散土 质地 层 。 ３ 富水 黄土 隧道施 工
级 围岩 暗洞 变为 明洞 。 洞 身最 大开 挖高 度 １ ０ ． ３ ９ ｍ， 最大开挖宽度 １ １ ． ５ ６ ｍ， 洞 身 穿 越 自稳 性 差 的 第 四 系上 更 新 统 风 积 砂 质 黄 土 地层 及 强风 化砂 岩 夹泥 岩 结构 地 层 ， 第 四系上 更 新统 系砂 质 黄 土为 特殊 岩 土 ， 出 口端洞 身 Ｄ Ｋ １ ２ ２ ＋ ３ ０ ５ ～ Ｄ Ｋ １ ２ ２ ＋ ４ ２ ２ 段 主 要 位 于含 砂 量较 高 的砂 质黄 土 地层 ， 且 两 侧 存 在较 为 发育 的两 大 冲沟 ， 隧道 洞身 通 过 富水性 地 段 ，地下 水 主要 为 基岩 裂 隙水 ， 水 位较 高 。 ２施 工 中遇 到的 问题