黃土公路隧道施工和防排水控制
發(fā)布時(shí)間：2010-01-14 共2頁
1、概述
黃土在我國分布較廣，黃土面積約占我國陸地面積的6.6%，華北、西北地區(qū)的黃土地層分布連續(xù)，厚度較大，發(fā)育較典型。在黃土地區(qū)開挖隧道成型好，易于施工。只要斷面形式及設(shè)計(jì)參數(shù)合理，施工方法得當(dāng)，支護(hù)及時(shí)就能充分發(fā)揮黃土的自身承載能力的作用。
某黃土高速公路隧道為分離式隧道，上行線隧道長1501m，其中Ⅰ類黃土段537m，縱坡0.52～1.45%；下行線隧道長1310m.Ⅰ類黃土段394m，縱坡1.13～2.54%，隧道中心間距113.4m，隧道中間設(shè)三處人行橫洞，一處行車橫洞。該隧道采用新奧法（NATM）設(shè)計(jì)和施工，現(xiàn)已建成通車。說明新奧法適用于黃土介質(zhì)，且效果良好，值得推廣。
2、水文、地形地貌及工程地質(zhì)條件隧道區(qū)域內(nèi)有一條主要河流和三個(gè)支流通過。
支流分別從西側(cè)和南側(cè)匯入主河，向東流去。河流為季節(jié)性河流，流量受季節(jié)影響。
隧道位于黃土梁峁區(qū)，黃土披覆在起伏不平的基巖頂面之上，并承襲了下伏基巖的古地形。在穩(wěn)定提升的新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)下，黃土經(jīng)流水長期侵蝕，形成現(xiàn)今梁峁起伏，河谷深切的地勢(shì)。總的地形是南部和西部地勢(shì)相對(duì)較高，北部和東部相對(duì)較低，高差為305m.梁峁上天然植被很少，因梁峁至溝底的各種流水侵蝕活躍，谷坡的崩塌、滑坡、泄溜很普遍，水土流失嚴(yán)重。在主河及支流河谷中，均可見河漫灘口及一、二級(jí)階地，此種地形分布面積大而且連續(xù)。階地類型主要為堆積階地，但沖蝕層厚度較薄，一般為10m左右。在較大的沖溝口處，多分布有沖洪積或坡洪積堆。
黃土隧道頂部覆蓋著新第三系上新統(tǒng)三趾馬紅土層（N2），為棕紅色粘土，夾鈣質(zhì)結(jié)核，底部常見砂礫石層。結(jié)構(gòu)致密，呈硬塑狀，屬低液性粘土。天然含水量較低，一般在10%左右，無脹縮性，垂直節(jié)理發(fā)育，堆積厚度變化較大，2-40m不等。
在三趾馬紅土之上為中更新統(tǒng)離石黃土（Q2eol），屬淺黃色、褐黃色、粉質(zhì)粘土，夾有數(shù)層古土壤，含鈣質(zhì)結(jié)核，為硬塑狀，結(jié)構(gòu)較致密，天然含水量很低，垂直節(jié)理發(fā)育，厚度10m—100m.隧道地區(qū)地層中主要發(fā)育兩級(jí)節(jié)理，一組近南北向，一組近東西向，節(jié)理密度大多為2～3m一條，局部地段0.5～1.0m一條。在強(qiáng)風(fēng)化帶，節(jié)理裂縫的張開程度和密度明顯增加，沿節(jié)理裂隙附近，巖石風(fēng)化程度增強(qiáng)，強(qiáng)度明顯降低。
3、黃土隧道工程施工
3.1黃土隧道的施工方法黃土隧道施工前，應(yīng)做好黃土中構(gòu)造節(jié)理的產(chǎn)狀與分布狀況的調(diào)查。對(duì)因構(gòu)造節(jié)理切割而形成的不穩(wěn)定部位，在施工時(shí)要加強(qiáng)支護(hù)措施，防止坍塌，以保施工安全。
施工中應(yīng)遵循“重地質(zhì)、超前報(bào)、管超前、弱爆破、少擾動(dòng)、短進(jìn)尺、架緊貼、強(qiáng)支護(hù)、早噴錨、勤量測(cè)、修設(shè)計(jì)、調(diào)自承、嚴(yán)治水、緊封閉”的施工原則，施工工序緊湊，精心組織施工。
開挖方法宜采用短臺(tái)階法或分部開挖法（留核心法），初期支護(hù)緊跟開挖面施作。
黃土圍巖開挖后暴露時(shí)間過長，圍巖周壁風(fēng)化至內(nèi)部，圍巖體松弛加快，進(jìn)而發(fā)生坍塌。因此，宜采用復(fù)合式襯砌，開挖后以噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)和鋼支撐作初期支護(hù)，以形成嚴(yán)密的支護(hù)體系。必要時(shí)可采用超前錨桿，管棚支撐加固圍巖。在初期支護(hù)基本穩(wěn)定后，進(jìn)行永久支護(hù)襯砌。襯砌背后回填要密實(shí)，尤其要注意拱頂回填。
做好洞頂、洞門及洞口的防排水系統(tǒng)工程，并妥善處理好陷穴、裂縫，以免地面積水侵蝕洞體周圍，造成土體坍塌。在有地下水的黃土層中施工時(shí)，洞內(nèi)應(yīng)施作良好的排水設(shè)施。水量較大時(shí)，應(yīng)采用井點(diǎn)降水法將地下水位降至隧道襯砌底部以下，以改善施工條件，加快施工進(jìn)度。在干燥無水的黃土層中施工，應(yīng)管理好施工用水，不使廢水漫流。
3.2黃土隧道施工注意事項(xiàng)
⑴首先做好洞口、洞門及洞頂?shù)呐潘到y(tǒng)，并妥善處理好陷穴、裂縫，以免地面積水浸蝕洞體周圍，造成土體坍塌；
⑵施工中如發(fā)現(xiàn)工作面有失穩(wěn)現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)用噴射混凝土封閉，加設(shè)錨桿，架立鋼支撐等加強(qiáng)支護(hù)。混凝土噴射機(jī)壓力不宜大于0.2Mpa；
⑶施工時(shí)要特別注意拱腳下墻腳處斷面，如超挖過大，可用墻體同標(biāo)號(hào)混凝土回填或用漿砌片石回填。如發(fā)現(xiàn)該處土體承載力不夠，應(yīng)立即加設(shè)錨桿或采取其它措施進(jìn)行加固。鉆錨桿孔時(shí)，宜采用干鉆；
⑷黃土隧道施工，宜先做仰拱，如果不能先作仰拱時(shí)，為防止邊墻向內(nèi)位移，應(yīng)在開挖與灌注仰拱之前，加設(shè)橫撐梁頂緊，以防墻體變形；
⑸錨桿宜采用早強(qiáng)砂漿式錨桿。若拱部位于砂層時(shí)，為防止噴射混凝土層塌落，可將Ф8mm的密鋼筋網(wǎng)，置于緊貼開挖面，作為初噴混凝土層固定支撐。
