黄土隧道安全施工注意事项和应对措施PPT课件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
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 。此时导向墙应特殊设计。
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。
5
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。
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。
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。
2
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
3
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。
7
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作用。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。
8
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 ，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。
6
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”
9
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 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
4
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 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。
黄土隧道安全施工注意 事项和应对措施
1
Байду номын сангаас
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%。
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。
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 。此时导向墙应特殊设计。
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。
5
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。
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。
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。
2
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
3
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。
7
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作用。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。
8
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 ，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。
6
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”
9
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 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
4
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 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。
黄土隧道安全施工注意 事项和应对措施
1
Байду номын сангаас
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%。
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。