黄土浅埋隧道开挖安全控制优质资料(可以直接使用，可编辑优质资料，欢迎下载）湿陷性黄土隧道洞口浅埋段施工防塌方安全控制徐云中铁二局第四工程摘要：介绍了吕梁环城高速公路梨树塔隧道的基本情况和该工程施工的特点和难点，并阐述了在湿陷性黄土隧道洞口施工中采用的浅埋段超前支护、开挖工法和初期支护技术，提出了湿陷性黄土隧道洞口浅埋段施工防塌方安全技术措施。关键词：隧道工程；湿陷性黄土；塌方；施工方案；技术措施1.前言根据黄土沉积时代不同，可将黄土分为新黄土（如马兰黄土、黄土状土）、老黄土（离石黄土、午城黄土）两类；根据黄土的湿陷性又分为湿陷性黄土和非湿陷性黄土。黄土在天然状态下处于非压密状态，在一定压力作用下变形较小，主要为压密变形，压密变形表现为压缩变形和湿陷变形，湿陷变形发展较快。湿陷性黄土的特点就是遇水后土体结构遭到破坏，强度急剧下降，产生沉降变形。湿陷性黄土地基之所以会产生湿陷，外因是大量浸水，就其内因而言是主要是由于水的作用使原本含水量较低、未饱和黄土中孔隙和部分小孔隙连通，透水性增强，强度特别是抗剪强度明显降低，在上部静荷载和土体自重等作用下发生失稳破坏。2.工程概况吕梁环城高速公路路基第六合同段梨树塔隧道位于山西省吕梁市方山县境内，为湿陷性黄土隧道。隧道洞身范围主要有两个含水层：①和界面上，该界面上土层为可塑～软塑状，含水量在21%～26%之间；②粉质粘土中姜石层或卵石层中，粉质粘土呈可塑状，含水量在22%～25%之间。这两层为弱含水层，洞体开挖可出现点滴状出水。隧道进口岩性为第四系中更新统离石组黄土（）和上第三系上新统（）红色粘土夹姜石层，洞口处斜坡陡立，上部黄土垂直节理发育，下部（）红色粘土具有膨胀性，失水易崩解，部分地带已开始剥落，洞口开挖易形成溜塌或坍塌，综合工程地质及水文地质条件判定为Ⅴ级浅埋围岩。隧道出口岩性为第四系上更新统马兰黄土（），其架构较松散，较破碎，洞口开挖易形成坍塌，综合工程地质及水文地质条件判定为Ⅴ级浅埋围岩。隧道采用分离式断面，净宽10.25m，净高5m。洞身衬砌按新奥法原理设计，采用柔性支护体系的复合式衬砌。洞门采用端墙式洞门。3.工程难点、重点(1)湿陷性黄土段的浅埋暗挖左右线合计Ⅴ级浅埋围岩长度达252m，均位于湿陷性黄土地段。埋深浅（浅埋段埋深14～37m）、围岩软弱、遇水失陷。(2)左线出口洞口段位于多年冲沟内，土体富水，开挖时渗水量大，每天渗水量约6m³。且出口位于反坡段，不利于排水，基底软弱不利于钢拱架安设。4.安全风险因素分析总结以往隧道施工经验，隧道施工安全风险因素主要有人、机、料、法、环构成，如图1所示。梨树塔隧道浅埋段开挖主要安全风险为湿陷性黄土塌方，本文主要从工法方面对防塌方进行阐述。图1隧道施工安全风险因素分析5.开挖支护方案左线出口段前18m采用盖挖法，其余Ⅴ级浅埋采用三台阶七步法开挖，采取人工配合挖掘机开挖、加强洞身排水以及施工用水的管理，确保隧道基底不受水浸泡。洞口段支护措施包括超前大管棚、系统锚杆（拱部药包锚杆+边墙药包锚杆）、钢筋网及喷射混凝土、型钢钢架等。每循环进尺一榀钢架间距即0.6m，每天2循环。施工遵循“管超前、严注浆、短开挖、禁爆破、快支护、早成环、勤量测、紧衬砌”的原则，长管棚、小导管超前支护。5.1大管棚超前支护为保证顺利进洞和施工安全，隧道洞口浅埋段30m打设1环37根φ108mm×6mm、长30的热轧无缝钢管大管棚超前支护，与钢架组合成预支护系统，防止洞口及浅埋段软弱围岩坍塌，创造进洞条件。明洞段分层开挖到洞身明、暗洞交界处后，向下垂直开挖，预留管棚施工工作平台，设置导向墙，导向墙采用C25混凝土，截面尺寸0.6m×2m，为保证长管棚施工精度，导向墙内设4榀I20a钢架，钢架外缘设φ127mm导向钢管，钢管与钢架焊接。管棚钢管环向间距40cm，外插角1°～3°。超前管棚采用工程钻机成孔，注浆泵注浆。管棚注浆采用水泥浆液，水灰比为1:1（质量比），注浆压力0.5～1MPa。注浆顺序从上向下，间隔注浆。5.2小导管超前支护为保证洞内开挖施工安全，隧道洞内Ⅴ级浅埋段打设φ42mm×4mm、长3.5m的热轧无缝小导管超前支护。增强围岩稳定性，保证施工安全。小导管环向间距35cm，外插角15°。钢管前段呈尖锥状，管壁四周钻8mm的压浆孔，间距15cm，尾部1.2m不设压浆孔。环向间距35cm，注浆材料为水泥浆，水灰比1:1，注浆压力为0.5～1.0MPa。小导管采用钻孔打入法，钻孔直径比小导管直径大3～5mm，导管顶入长度不小于钢管长度90%，并用高压风清除钢管内砂石。5.3三台阶七步法开挖本着科学经济、安全可靠的原则结合梨树塔隧道Ⅴ级浅埋段地质特点，选取三台阶七步法开挖。有如下优点：