[2017年整理]黄土隧道施工及监理要点

1、黄土隧道施工及监理要点甘肃铁科建设工程咨询有限公司 王秉勇（组稿仓促，不对之处请各位领导、专家指正）一、特点1.新黄土（Q3Q4）具大空隙和垂直节理。土 质结构松散-稍密-中密。天然含水量5-15%。2.陷穴发育，深度不等。3.在垂直节理面上因切割形成竖直软弱面，面 之间粘聚力小。多个软弱面互相切割又形成与周 边围岩粘聚力同样小的切割棱体。受开挖扰动后 易出现塌方。4.正常情况下变形小，但在破坏时围岩变形释 放快，具突然性。属脆性破坏。5.含水量对施工的影响极大，出现泥化围岩对 施工安全、初期支护、二次衬砌均极为不利。二、围岩压力1.新黄土的浅埋隧道一般会在地表出现一 个沉陷槽。变形大时会造成洞顶土体沿着 垂直节理面发生发生滑动，围岩不能形成 自然的承力拱，使衬砌承受上部的土体重 量。这种力属于松弛压力。2.在老黄土中，随着开挖的进行再拱顶 会形成一个自然的塑性区，在衬砌的约束 下，使塑性区对结构产生形变压力。但是 如果变形加大或支护有缺陷，最终会使形 变压力转变为松弛压力。 三、黄土隧道施工注意事项1.进洞要求（1）尽量结合实际地形，少动仰坡。特 别是不能挖除洞口两翼的山体。（2）做

2、好地表的防排水工程，特别是截 水沟和排水沟最好采取措施防止表水下渗 。（3）进洞大管棚必须保证长度的角度， 注意管棚的连接方式和注浆效果。（4）导向墙必须施做一定的基础。三、黄土隧道施工注意事项2.开挖要求（1）尽量结合实际围岩情况采用一种方法简单 、效果明显的开挖方法。（2）把握一短、两快、三严、四及时的施工要 点。 即短进尺；快循环、快封闭；严格工艺、严格标准、严格管理；及时支护、及时量测、及时反馈、及时二次衬砌（3）进洞大管棚必须保证长度的角度，注意管 棚的连接方式和注浆效果。（4）导向墙必须施做一定的基础。三、黄土隧道施工注意事项施工设计原则：管超前、严注浆、短进 尺、强支护、快封闭、勤量测。施工中不仅要勤于变形观测，特别要经 常观察注意地表的整体变形状况。施工监测和信息化设计净空变化量测项目：位移为主（特别是围岩表面和地表 ）施工量测手段和工具横向位移纵向位移地中位移地表下沉 （浅埋 ）机测：收敛计伸长计光测：全站仪断面仪电测：钻孔倾斜仪信息反馈方式经验准则：位移量值变化速率数值计算（反分析） 注意适用条件：有显著释放变形的软岩（硬岩、高水头地下水等情况另行考虑）不同的开挖方

3、法其安全效果不同，但是如何即能加快 隧道的施工进度又能有效保障安全，这是业主、施工监理 共同关注的问题。目前常见的开挖方法主要有台阶法、侧 壁导坑法、中隔壁法（CD）或交叉中隔壁法(CRD)。中 铁十二局又在台阶法和环形开挖法的基础上推出了七步流 水法等等。总之，不同的围岩条件就要选择不同且适宜的 开挖方法，才能达到即快又安全的目的。这里，承包人的 经验就起关键的作用。大断面隧道 三台阶七步 开挖法三、黄土隧道施工注意事项3.施工安全步距黄土隧道的安全步距已经有多家单位开 展过相应的研究。铁一局研究成果表明仰 拱距掌子面不能超过30米。这样对掘进安 全才有较大的保障。但是根据隧道作业的需要，一般最好不 要超过40米，这也符合铁道部的要求。二衬距掌子面的距离最好保持在60-80米 ，在甘肃永古高速公路的黄土隧道施工中 均是按照该标准控制施工。三、黄土隧道施工注意事项4.保证初期支护的质量（1）超前小导管必须保证前后两次的搭 接长度。（2）锁脚锚管的设置要保证一定角度， 锚管和钢架的连接必须用U形钢筋焊接。（3）初衬必须保证和围岩密贴，对超过 部分的填充严格按照设计和标准要求进行 ，不能填

4、塞片时或挂板施工。 填充干码片石代 替喷射混凝土拱顶严重脱空5 、关于开挖，还有一些其它方面的安全要求a.台阶法施工时，一定要控制上台阶的长度，在保 证作业方便的前提下尽量缩短台阶长度。根据王梦恕 院士的观点，最短不得小于隧道断面直径的一倍。b.根据新奥法原理，掘进要及时保证封闭成环，对 于复合式衬砌而言，关键是初次衬砌。但是绝对不能 认为二次衬砌就可以忽略。根据目前铁路隧道施工质 量和安全控制要求，一般规定：仰拱距掌子面距离III级围岩不超过90m，IV级围岩 不超过50m，V级及以上围岩不超过40m。 二衬距离掌子面I、II级围岩不超过200m，III级围 岩不超过120m，IV级及以上围岩不超过90m。 变形量级大的挤压性地层中的隧道应通过强 化初期支护手段控制围岩变形，二次衬砌则 应在围岩和初期支护变形基本稳定后施作。TZ204-2008铁路隧道工程施工技术指南二次衬砌施作条件：拱角部位7d的平均收敛小于0.2mm 和拱顶下沉小于0.15mm/d。或累计变形达到极限的80% “深埋隧道的一般情况下二次衬砌应在围岩和初期支护变形 基本稳定后施作”，而“浅埋隧道应及早施作二次支护”

5、 TB10417-2003铁路隧道工程施工质量验收标准 “特殊条件下（如松散堆积体、浅埋地段）隧道衬砌 应在初期支护完成后及时施作。”6、 关于超前预报隧道施工的地质超前预报主要分为三大类：地质分析、超前 钻探和物理探测。地质预报应分级进行，采用物探和钻探，长 距离、中长距离和短距离相结合，多种手段综合分析，相互印 证。 超前预报的目的： 及时发现异常情况，预报开挖面前方不良 地质体的位置、规模和性质，以避免突发性地质灾害的发生。超前地质预报的内容：包括不良地质及灾害地质预报、水文 地质预报和围岩级别及其稳定性预报。对于黄土隧道的超前预报主要要针对一些陷穴、大裂隙和采 金洞开展预报。隧道衬砌质量控制三要素衬砌厚度混凝土品质试样强度平均值变异性衬砌和围岩接触条件开挖断面形状管理回填限制和回填技术拱顶灌注空隙防止技术衬砌厚度无损检测7、拱架安装环节的质量控制钢拱架的质量控制点 是几个接头，特别是拱腰部 位。在以往的隧道施工中因 为拱架连接不好造成初次衬 砌变形严重的情况很多。同 时，仰拱施工同样存在此类 问题，如果连接不好，那么 整个衬砌封闭成环的设计意 图将毫无意义。图示就是典 型示例：

6、8.仰拱问题开挖到位保证质量9 隧道防排水防排水设计的主要内容一般为防水板、止水带 、环向、纵向及横向排水管。防水板安设一定要保证足够的松弛度，如果没 有一定的松弛度，将会造成拱顶部位初次衬砌和 二次衬砌之间出现空洞，已有隧道的雷达检测结 果已经证明这一点。所以防水板安设质量的检查中除连接质量外检查 松弛度是关键。而这一点正好是施工规范和检验 标准中没有提到的问题。10.隧道工程问题注意事项隧道在运营后经常出现一些病害，这里 要介绍的病害不包括自然灾害造成的严重后 果，仅提出一些与施工过程有关的内容。（1） 部分施工单位为了加快二次衬砌的 速度，特意选用12米的衬砌台车。但是， 这种台车的长度使混凝土的整体长度超过 了常温下产生裂缝的最小长度，衬砌完成 后容易出现环向的收缩裂缝。既有隧道的 例子已经证明了这一点，而长度小于10米 的台车出现环向裂缝的机率就远远小于长 台车。（2）施工仰拱前，必须清理洞底的虚渣 、浮渣积水。要像检查结构物基坑一样检 查仰拱的基底。否则整个洞身会受到下部 不均匀受力产生一些不明原因的裂缝。6.4 防水工程施工粗糙，没有按设计的 思路实施，造成排水不畅。这个问题在 多水地层隧道马上就会暴露无疑，对于 干旱地区来讲较慢。但是当隧道衬砌后 的地下水聚集、产生较大的静水压力后 会从防水的薄弱处出露，隧道出现渗水 现象。四、黄土隧道常见问题浏览钢架加工和网片尺寸钢架加工时对对接的钢架没有加固焊缝锚杆和连接筋钢筋规格不对每榀钢架上都 有焊接接头仰拱钢架存在挖槽安装且连接差没有按设计要求进行有效连接，说明仰拱喷射混凝土厚度 不够。图示是现场挖探的结果。 一 目 了 然浅埋段塌方施工仰拱时拱脚挤入，造成边墙及拱顶坍塌。开挖仰拱时产生坍塌地方在地表平整场地，造成洞内变形加剧。

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