・ｌ７８・ 第３７卷第１期 ２ ０ １ １年１月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｖｏ１．３７ Ｎｏ．１ Ｊａｎ． ２０１ｌ 文章编号：１００９—６８２５（２０１１）Ｏｌ一０１７８—０２ 浅谈黄土隧道的施工控制措施 王成祥 摘要：以翼城一侯马高速公路西化坡隧道工程为例，探讨了黄土隧道的施工控制措施，结合小净距黄土隧道施工特点． 对台阶开挖法进行了分析，并阐述了台阶法ｆｇｍ．：ｒ＿艺及施工要点，以期指导黄土隧道施工实践。 关键词：黄土隧道，台阶法，施工控制 中图分类号：Ｕ４５５．４ 文献标识码：Ａ １ 概况 台阶法可以有足够的工作空问和相当的速度，但是上下部有 应根据初期 翼城一侯马高速公路是山西省总体规划“十一横”中的第十 干扰。先行开挖上部台阶，并选择适当的台阶长度，横，是山西南部地区通往中原、西北、华北及东南沿海地区的主要 支护形成的闭合断面时间的时间要求，以及上断面开挖支护出渣 通道之一。其中西化坡隧道位于翼城县东约２６ ｋｍ的杨家河西 等机械设备所需的空间大小。台阶法开挖会对围岩的扰动次数 但是台阶有利于开挖面的稳定。尤其是上部开挖支护后， 岸黄土峁梁，隧道单洞总长５９５ ｌｒｌ，桩号里程为：右线Ｋ６３＋６６０～ 增多，Ｋ６３＋９４５，左线Ｋ６３＋６３５一Ｋ６３＋９４５，进出口明洞左右线各 下部作业就较为安全，但是注意下部作业时对上部稳定性的影 ３０ ｍ。地貌单元为黄土丘陵区，地层以中更新统（Ｑ，）坡洪积物及 响。１）台阶的长度要适当。按台阶的长短可分为长台阶、短台 微台阶三种。台阶的长度如图２所示中的￡，长台阶Ｌ＞５０ ｎｌ， 第四系上更新统（Ｑ ）黄土为主，大部分不湿陷或具Ｉ级非自重湿 阶、陷，局部Ⅱ级非自重湿陷，未有地下水，围岩级别定为Ⅱ类为主。 短台阶Ｌ＝５ ｍ～３０ Ｉｎ，微台阶Ｌ＝３ ｉｎ～５ ｍ。２）解决好上、下断 ２设计优化 原初步设计时隧道单洞共长８１０ ｍ，在施设阶段，根据地形及 面作业的相互干扰问题，微台阶基本上是合为一个工作面进行同 步掘进；长台阶基本上拉开，干扰较小；而短台阶干扰就较大，在 施工时应注意作业组织。３）下部开挖时，应注意下部稳定。围岩 地质条件，路线ＪＤ：移位２１．６ ｍ，进行了平、纵线形的联合优化， 使得西化坡隧道长度变为５９５ ｍ（单洞共长），比初设短２１５ ｍ，并 将隧道向地质条件有利的一侧偏移；设计时采用小径距、分离式 单洞双车道断面，以便在兼顾路线线性、土地占用等原则上，尽量 降低断面对土质自稳能力的扰动，因上部全为黄土覆盖。 稳定性较好则可以进行分段顺序开挖；若围岩稳定性较差，则应 缩短下部掘进的进尺；若围岩更差则要左右错开。 隧道横断面设计见图１：净宽：９．７５ １＂ｉ＇１，净高５ ｍ，右侧设检修 道 ，衬砌断面内轮廓采用单心圆。 图２台阶示意图 ３．２ 台阶法施工 ３．２．１ 主要开挖的机具及材料 主要开挖的机具见表ｌ。 表１主要开挖机具 序号 １ 机具名称 挖掘机 序号 ５ 机具名称 混凝土湿喷机 ２ ３ ３５０ Ｉ ２００ｘ２ｌ 装载机 自卸式汽车 ６ ７ 电焊机 钢筋网片 ３５０ １２７． ８５０ ｌｐ６ ４００ ２ｏｑ，，７４．３ ４ 风镐 ８ 混凝土搅拌机 图１隧道横断面示意图 ３．２．２施工工艺 采用正台阶法施工，上半断面预留核心土，稳定掌子面，每一 ３施工控制 循环进尺０．５ ｍ～Ｉ．０ ｍ，开挖采用机械（挖掘机）开挖结合人工开 小净距隧道施工控制的重点是工序控制，要正确安排双洞开 挖，严禁出现爆破以及大进尺的开挖，自卸汽车出渣，随挖随出 挖、支护的间隔和顺序，有效地控制两隧道之间由于净距较小引 渣，以便保证洞内的施工工作面。在整个开挖过程中，每个循环 起的围岩变形，确保隧道结构的安全。 都必须进行超前地质情况探测以及超前支护，采用先拱后墙法， 根据黄土围岩地段及现场条件，以保护中夹岩体的稳定完整 若遇到断层开挖面时则必须进行马口开挖，根据超前钻探资料， 为前提，制定施工开挖及支护的基本指导原则：“先治水、短开挖、 分析断层情况，选用合理的开挖方法以及循环进尺。在隧道开挖 不爆破、强支护、早衬砌、勤监测”，并严格控制左右洞开挖的时问 中延续向隧道前进方向超前钻孔，每次不得少于２个钻孔，每个 和长度，其同断面开挖时间必须错开，不得同时开挖，以免发生塌方。 孑Ｌ的长度不小于４ ｍ，此时各个循环断面的距离必须缩短，并且在 开挖完成后立即进行初喷混凝土，减少围岩的暴露、松动和地层压 ３．１ 台阶开挖法分析 收稿日期：２０１０．０９ １１ 作者简介：王成祥（１９７６．），男，助理工程师，中港翼侯高速公路公司，山西翼城０４３５００ 第３７卷第１期 山 西 建 筑 ＶｏＩ‘３７ Ｎｏ．１ ２ ０ １ １年１月 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｊａｎ． ２０１ Ｉ ・ｌ７９・ 文章编号：１００９—６８２５（２０１ １）Ｏｌ—ＯＩ７９—０２ 名甲山特大桥岩溶土洞塌陷危险性评价研究 武 涛 摘要：根据名甲山特大桥的水文地质、工程地质条件，结合该地区岩溶土洞形成及发育机理，对该桥岩溶段进行土洞塌 陷现状的危险性评价及预测，提出了相应的建议及工程措施。 关键词：岩溶土洞，塌陷，发展模式，想定性 中图分类号：Ｕ４４６．２ 文献标识码：Ａ １ 工程概况 铁 等多个水源地，坪ｆＩ ‘黄 － 段穿越铁 水源地地下水降落 名甲ＩｌＪ特大桥化于辽 ｊ：竹海城市境内。桥址 局部溶洲、十 漏 ＩＪ影响区 涧发育，钻孔 洞率达２０％～３０％，属深 盖型岩溶ｆ ，原汁划采 用摩擦桩。 ≯ 参 ２地质条件 ０ １）岩溶、土洞发育特征。名甲１１Ｉ特大桥下伏寒武系灰岩，岩 溶发育较差，在６８个岩溶钻孔中，有８个孔遇溶洞，Ｉ而Ｈ． 有１个 有流塑状粉质粘土充填。此外，名 山特大桥土洞比较发育，共 有６个钻孔揭示土洞。２）第川系 盖 特性及不均匀性分析。 Ｉ—Ａ ｌＪ—Ｂ 名甲山特大桥处于畅柳河冲积扇范围内，第四系为冲、洪积成因 圈ｌ土层结构类型图 的松散堆积物，厚度由南东向北两逐渐增大，土层厚度大下４０ ｉｎ。 ３岩溶、土洞塌陷发展模式 钻孔资料显示，该Ⅸ土层结构主要为一元结构与多元结构，后者 １）“洞顶垮塌一堆积一潜蚀搬运”循环发展模式。在地Ｆ水 较前者更易产生塌陷（见图１）。研究表叫，土层不均匀系数（Ｃ ） 渗流作刚比较强的地区，地下水的作用会使土洞逐渐垮塌，垮 土 越大，土体越容易发生渗透变形破坏，进而肜成土洞，通常将Ｊ０ 体被地下水带止，洞顶向ｊ：扩展，当其影响区波及地表，或在外倚作 作为渗透变形敏感性界限 ，当不均匀系数大于ｌ０时，该类土层 用下：ｋ￣ｌｄ失稳下陷肜成地面塌陷。２）“洞顶垮塌一空腔填寒一相 属于易发生渗透变形（潜蚀）的土层。该桥址１５６组颗分实验数 埘稳定”发展模式。在地下水渗流作用比较弱的地区：士涮在地 据分析结果表明：本区土层存侄发生潜蚀的可能性（见 ２）。３） Ｆ水长期浸泡＿卜发生垮塌，由于地下水作用相对较弱，无法将垮 水文地质特征。该桥址区存在双层地下水：第四系孑Ｌ隙含水层、 塌土体带走，因此，整个土洞会被填满，土洞进入相对稳定阶段， 岩溶含水层，二者之间局部缺乏隔水层，具有相同的地下水位，此 这种情况下，一般不会在地面产生塌陷坑。 种地下水的存在状况对塌陷的产生有重要影响。根据经验显示， ４岩溶土洞（塌陷）危险性现状评估及预测评价 地下水位的波动对岩溶塌陷发育的影响很大。日前该桥址区存在 为了更好的评价名甲山岩溶土洞（塌陷）危险性，在黄县电、 力的增大，从而充分发挥构件支撑作刚，保护岩体的承载力 格控制水 开挖后立即进行支护，切宁强勿弱。５）左右洲错开开 及围岩稳定，尽量早封『州成环。紧跟开挖面之后，严格做好现场 挖，其各自开挖断面相距应不小于３０ ｍ。综上所述，黄土隧道，特 监控量测，根据鼍测反馈的信息，及时调整初期支护和二次衬砌 别是小径距的：Ｌ质隧道，虽然有 』１ｊ爆破的有利条件，但也存在 的最佳时间，以确保每个循环的工作安全和工作质量。 着围岩白稳能力严重 足且抵抗施工破坏能力弱的缺点，因此必 ３．２．３ 施工要点 须 对这些特点，施工前制定可靠、可行的施工组织计划，切实做 １）整个施工过程中要贯穿一个思想：快速和］：燥： 即：循环 好开挖方案的选择及工序的严格执行，目的就是要充分利用围岩 快，进尺快；千燥就是要保证隧道内部无水状态下施工。湿陷性 有限的自稳能力，尽蕾减少破坏ｆ扰，开挖后及时紧跟支护体系， 黄土最大的优点是：在干燥的状态下，粘滞性好，整体稳定性好， 形成岩休与支护结构 快整体受力的效果。 不容易掉块，不易在短时脚内产生坍塌。２）在上台阶开挖时保证 参考文献： 预留核心土弧形开挖，机械为主，人丁为辅。３）在下台阶开挖过 ［１］ 王善高，严少发．大断面黄土隧道施工关键技术［Ｊ］．山西建 程中，单洞左右边墙一定要错开开挖。４）不同类围岩交接处，严 筑，２００９，３５（６）：３３８—３３９． ｏｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ ｌｏｅｓｓ ｔｕｎｎｅｌｓ ＷＡＮＧ Ｃｈｅｎｇ－ｘｉａｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｉｎｇ Ｘｉｈｕａｐｏ ｔｕｎｎｅｌ ｐｒｏｊｅｃｔ ａｌｏｎｇ Ｙｉｃｈｅｎｇ ｔｏ Ｈｏｕｍａ ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ ａｓ ｔｈｅ ｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｅｘｐｌｏｒｅｓ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｌｏｅｓｓ ｔｕｎｎｅｌｓ，ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｓｔｅｐ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｂｙ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｌｏｓｅｌｙ ｓｐａｃｅｄ ｌｏｅｓｓ ｔｕｎｎｅｌ ｃｏｎ— ｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ａｎｄ ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｓ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｕｒｃｔｉｏｎ ｃｒａｆｔ ａｎｄ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔａｇｅ ｍｅｔｈｏｄ，ＳＯ ａｓ ｔｏ ｄｉｒｅｃｔ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｌｏｅｓｓ ｔｕｎｎｅ１． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｌｏｅｓｓ ｔｕｎｎｅ１．ｓｔａｇｅ ｍｅｔｈｏｄ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ 收稿日期：２０１０—０９—１７ 作者简介：武涛（１９８２．），男，助理工程师，铁道第一 勘察设计院集团有限公司，天津３００１４２
