黃土特大斷面隧道開挖方法應用論述

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1、黃土特大斷面隧道開挖方法應用論述　　　摘要：結合神木至府谷高速公路墩梁隧道特殊的巖土地質，通過實際應用分析論述大斷面濕陷性黃土隧道開挖方法和過程控制及注意的一些問題。闡述并評價雙側壁導坑法、單側壁導坑法和三臺階七步流水法在黃土大斷面隧道中的應用。關鍵詞：黃土；大斷面；隧道；開挖隨著國家經濟的迅速發(fā)展，我國的隧道建設日新月異。由于城市地鐵、鐵路隧道和高速公路隧道改善了路線技術指標、縮短了路程和行車時間，提高了運營效益和安全保障，再加上隧道造價高，施工管理相對復雜，所以各地對隧道的建設十分重視。隨著隧道特別是特大斷面隧道的修建,我們面臨著技術和過程管理等諸多問題和困難,由于“新奧法”的應用與

2、發(fā)展、隧道支護結構的變化以及高新施工裝備的充裕、施工管理技術的飛躍，我們在不斷克服面臨的困難、解決存在的問題的同時積累著寶貴的經驗。如何在面對新困難、新問題時很好地利用這些積累的經驗和成熟的方法，是我們更應該在實際施工過程中重視的問題。1工程概況神木至府谷高速公路是陜西省規(guī)劃建設的“三縱四橫五輻射”高速公路網中榆林至商州線的重要組成路段，項目地處毛烏蘇沙漠與黃土高原過渡地帶的東南部，海拔1000米左右，屬中溫帶半干旱大陸季風性氣候區(qū)，四季分明，極端高溫39℃，極端低溫-28℃，年降雨量453mm。神府高速公路的修建，為神木煤炭外運提供了交通大動脈。項目重點控制性工程墩梁隧道是目前在建的最

3、大斷面的濕陷性黃土隧道，長度1400米，開挖寬度17.32米，開挖高度12.19米，開挖斷面171平方米，扁平率為0.703。隧道埋深最小處僅13米，洞內土體節(jié)理發(fā)育并有滲水，施工難度很大。2開挖方法的基本原則因為隧道斷面特大且開挖寬度較寬隧道形狀呈扁平狀,主要經過地層為全新統(tǒng)風積沙、全新統(tǒng)洪積層、上更新統(tǒng)洪積層和上更新統(tǒng)馬蘭組，土質以粉砂性黃土和新老黃土為主，黃土本身具有Ⅲ級濕陷性。考慮淺埋和部分地段含水率會對施工有很大的影響，綜合決定以“新奧法”理論作指導,以分步開挖法作為基本的開挖方法。對于特大斷面黃土隧道的開挖，為了有效控制地層變形和開挖時的穩(wěn)定,最有效的開挖方法就是采用分步順序

4、開挖的施工方法,盡可能的合理增加開挖步驟數(shù),減小每一開挖步驟斷面的開挖面積，通過監(jiān)控量測分析及時將開挖支護閉合成環(huán)形成穩(wěn)定的支護系統(tǒng)。3開挖方法的分類選擇3·1　開挖方法選定的基本原則隧道開挖方法的選擇一般是根據(jù)隧道地質條件(巖性、含水量、埋深及地形地貌等)、斷面大小和形狀、長度、工期要求、機具裝備、施工技術能力等要素并本著保障安全、保證質量、經濟快速的要求。而且，我們對于因地質變化可能需要變更開挖方法要有預見性,提早做好預案準備,盡量減少因工序轉換時可能造成的影響和因開挖方法不當引起的困難和問題。3·2　適用于黃土大斷面隧道的開挖方法論述墩梁隧道是在濕陷性黃土中穿過的特大斷面隧道，部分

5、地段含水率更是高達24.5%，為防止圍巖坍塌，根據(jù)地質、地形、地貌和氣候水文資料,經過實地察看并認真分析類比，確定主要采用三臺階七步流水法、單側壁導坑法、雙側壁導坑法等開挖方法。對于隧道深埋穿過老黃土地層段，在確保安全的前提下綜合考慮進度工期和成本因素，優(yōu)先采用了三臺階七步流水法施工。在中下臺階開挖時會造成上一級臺階支護暫時放松，這對支護穩(wěn)定極為不利，為確保施工安全，在上中臺階拱架拱腳部位增加4根鎖腳錨管進行約束?？刂泼垦h(huán)進尺夠安裝一榀拱架支護即可，一般是0.7米，核心土預留長度3米。為了更好發(fā)揮拱架支護的自身穩(wěn)定作用，在對中下臺階左右側部分的開挖時左右至少錯開5米。下臺階左右側支護施

6、工考慮安全錯開至少5米，這樣造成一側支護施工完畢另一側還沒有施工致使不能及時進行仰拱填充封閉，為確保支護不發(fā)生內移，下臺階支護完成后暫時進行回填反壓待另一側支護完成后再開挖施做仰拱填充。為了防止拱腳收斂沉降過大，在上臺階拱腳處增設人工用風鎬開挖完成的擴大拱腳。隧道埋深較大但巖土節(jié)理發(fā)育、產狀凌亂、局部滲水嚴重地段，其最大含水率達到24.5%，洞身整體自新老黃土交界處穿過，開挖后輪廓穩(wěn)定性極差，過程中掉快嚴重，在施工中側重安全但兼顧工期進度綜合考慮采用了單側壁導坑法施工，堅持短進尺、強支護，隨挖隨封閉的原則。洞口淺埋段及隧道V級圍巖砂質黃土地段，土體呈較疏松和中密結構，圍巖穩(wěn)定性極差，施工

7、時易產生中小規(guī)模的坍塌和掉塊，土體承載力和自身穩(wěn)定性很差，為避免隧道拱部垂直壓力過大,造成隧道拱部下沉過多，其主旨就是要限制開挖后的變形和沉降，經過分析綜合考慮采用了雙側壁導坑法施工。將大斷面隧道劃分為若干個小斷面開挖，同時做到及時封閉成環(huán)、安全可靠，很好地抑制了開挖后土體的變形，對控制支護體系變形也十分有利。圖示中將整個斷面分為三部分，每一部分又分為上中下三個臺階開挖支護，其中③⑥⑨三部分在緊前步驟施做10米左右后集中開挖及時施做