特殊地质地段施工

第六章 特殊地质地段 施工
第三节
黄土
一． 黄土分类及其对隧道施工的影响
3. 黄土地层对隧道施工的影响 ① 黄土节理：开挖时土体容易顺着节理张松或剪断。 ② 黄土冲沟地段：易发生较大的坍塌或滑坡。 ③ 黄土溶洞与陷穴：基础下沉、冒顶或较大偏压。 ④ 水的影响：地下水浸湿后表现出湿陷性，使围岩迅速失
稳下沉造成坍塌。施工积水将使洞内道路泥泞难行。
第六章 特殊地质地段 施工
第六章 特殊地质地段施工
郑(州)西(安)铁路客运专线秦东隧道 (特大断面164m2湿陷性全黄土隧道)
第六章 特殊地质地段 施工
第六章 特殊地质地段施工
郑(州)西(安)铁路客运专线秦东隧道 (特大断面164m2湿陷性全黄土隧道)
第六章 特殊地质地段 施工
第一节
概述
1. 特殊地质地段 膨胀土、软弱黄土、溶洞、断层、松散地层、流沙、岩爆 以及瓦斯地层等。
Hale Waihona Puke Baidu
第六章 特殊地质地段 施工
第二节
膨胀土围岩
三． 施工要点
1. 加强调查量测围岩压力与流变 调查量测围岩压力与流变情况，分析其变化规律。探明 地下水分布范围与规律，了解水对施工的影响程度。
2. 合理选择施工方法 围岩压力的施工效应是导致隧道变形病害的主要原因。 应尽量减少扰动围岩、防止浸湿，宜采用无爆破掘进法。 尽可能缩短围岩暴露时间、及时衬砌。
溶洞堵填方法之一
砼填实
溶洞堵填方法之二 溶洞堵填方法之三
第六章 特殊地质地段 施工
第四节
溶洞
二． 隧道遇到溶洞的处理措施
2. 堵 ② 用网锚喷加固溶洞顶部，必要时注浆加固并设护拱。
2. 隧道施工注意事项 ① 施工前应对工程地质和水文地质资料进行详细分析了解，
制定相应的施工方法和措施。
② 施工指导原则为“先治水、短开挖、弱爆破、强支护、早 衬砌、勤检查、稳步前进” 。
③ 隧道开挖方式应视地质、环境、安全等条件合理选用。
④ 特殊地质地段隧道衬砌应防止围岩松弛，防止衬砌出现开 裂、下沉等不良现象。
⑤ 充分考虑采用预支护与预加固措施。
第六章 特殊地质地段 施工
第二节
膨胀土围岩
膨胀土——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与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。亲水矿物主 要是蒙脱石粘土矿物。
一． 膨胀土围岩特性
1. 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。具有明显的塑性流变特性，开挖后将产生 较大塑性变形。
2. 发育有各种形态的裂隙，形成土体的多裂隙性。围岩初 期变形大，发展速度快。
3. 吸水膨胀、失水收缩，干湿循环将产生胀缩效应，进而 破坏土体结构与围岩稳定性。
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第二节
膨胀土围岩
二． 膨胀土围岩对隧道施工的危害
1. 围岩裂缝——吸水膨胀软化与失水收缩硬裂导致原生裂 隙扩张而产生裂缝。
一． 黄土分类及其对隧道施工的影响
1. 按形成年代分类 ① 老黄土——下更新世Q1午城黄土和中更新世Q2离石黄土 ② 新黄土——更新世Q3马兰黄土与全新世Q4’下部次生黄土 ③ 新近堆积黄土——Q4最新堆积物。 2. 按塑性指数Ip分类
① 黄土质粘砂土：1＜Ip ≤7 ② 黄土质砂粘土： 7＜Ip ≤17 ③ 黄土质粘土： Ip＞17
混凝土厚0.5~1.0m 浆砌石片
水流
隧
道
浆砌片石
暗管、涵洞或小桥
桥涵渲泄水流
开凿泄水洞引水
引水槽(洞)
引出或横向 引入消水洞
涵管或小桥
引水槽
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第四节 溶 洞
二． 隧道遇到溶洞的处理措施
2. 堵 ① 用混凝土、浆砌片石或干砌片石予以封堵；
浆砌片石
干 砌 片 石
砼填实 浆砌片石
岩溶是指可溶性岩层(石灰岩、白云岩、白云质灰岩、石 膏、岩盐等)受水的化学与机械作用而产生沟槽、裂缝和 空洞，以及由于空洞顶部塌落使地表产生陷穴、洼地等 类现象和作用。
一． 溶洞类型及其对隧道施工的影响
死、活、干、湿、大、小型溶洞
① 溶洞岩质破碎，容易发生坍塌；
② 溶洞充填物松软且深，位于隧道底部时基底难于处理；
③ 溶洞涌水、涌泥危及施工；
④ 有的溶洞、暗河迂回交错、分支错综复杂、分布范围宽 广，处理十分困难。
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第四节
溶洞
有水溶洞照片
第六章 特殊地质地段 施工
第四节
溶洞
干溶洞照片
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第四节
溶洞
二． 隧道遇到溶洞的处理措施
“引、堵、越、绕” 1. 引
遇到暗河或溶洞有水流时，宜排不宜堵。用暗管、涵管 或小桥等设施渲泄水流，或开凿泄水洞将水排出洞外。
二． 黄土隧道施工方法与原则
1. 做好黄土中构造节理产状与分布状况的调查； 2. 遵循“短开挖、少扰动、强支护、实回填、严治水、勤
量测”的施工原则； 3. 采用短台阶、超短台阶法、环形开挖留核心土法； 4. 做好洞顶、洞门及洞口防排水系统工程。
第六章 特殊地质地段 施工
第四节
溶洞
溶洞是以岩溶水的溶蚀作用为主，间因潜蚀与机械塌陷 作用而造成的基本水平方向延伸的通道。
2. 隧道下沉——下部土体承载力较低与上部围岩压力过大 导致隧道变形下沉。
3. 围岩膨胀突出与坍塌——围岩压力与膨胀压力导致土体 局部破坏，由裂缝发展到溜塌在扩展到坍塌。
4. 底臌——洞底围岩卸荷膨胀与浸水膨胀造成洞底围岩变 形臌出。
5. 衬砌变形与破坏——拱脚内移；拱脚支撑扭曲、变形或 折断；拱顶下沉或凸起；拱顶外缘纵向贯通拉裂缝；拱 顶内缘出现挤裂、脱皮、掉块；拱腰出现纵向裂缝导致 张开、错台。
第六章 特殊地质地段 施工
第六章 特殊地质地段施工
宜万铁路龙鳞宫隧道出口一号溶洞 (高180m垂直于隧道走向)
第六章 特殊地质地段 施工
第六章 特殊地质地段施工
宜万铁路龙鳞宫隧道二号溶洞 (长172.2m宽90m轨下深72m)
第六章 特殊地质地段 施工
第六章 特殊地质地段施工
世界首座特大断面富水黄土特长铁路隧道张茅隧道 (断面164m2全长8483m)
3. 防止围岩湿度变化 应及时喷射砼，封闭与支护围岩。应切断水源并加强洞 壁与坑道防、排水措施，防止施工积水。
4. 合理进行围岩支护 喷锚支护，稳定围岩；衬砌结构及早闭合。
第六章 特殊地质地段 施工
第三节
黄土
在干燥气候条件下形成的一种具有褐黄、灰黄或黄褐等 颜色，并有针状大孔、垂直节理发育的特殊性土。