隧道不良地质地段施工预案

隧道不良地质地段施工预案

隧道施工可能遇到的主要不良地质有：黄土溜塌、黄土陷穴、滑坡、弱膨胀土、浅埋段、湿陷性黄土、采空区、煤层等。 1，黄土溜塌、陷穴(窑洞)、滑坡的处理：

隧道经过地区为黄土峁、梁状低山沟壑区，地势起伏较大，“Ⅴ”型冲沟发育而密集且纵横交错，黄土分布广泛。由于黄土具有虫孔、大孔隙，垂直裂隙发育，测区内常发育有黄土陡壁，高约10～50m不等，在外力作用下，易形成黄土崩塌；局部在冲沟沟头水流几中处或上游沟坡低洼处发育黄土陷穴及天生桥，陷穴直径1～10m，一般深3～8m。

对于黄土溜塌体，施工前先予以清除松散堆积体，及时支护，洞口边坡进行喷锚防护或采用M10浆砌片石铺砌防护。

对浅埋明穴，采用回填夯实方法处理；对暗穴，采用钻孔注浆处理，黄土陷穴地段，在作好地基处理的同时，必须作好地表水拦截、引排措施。挖掘清理洞内表层松土，对位于路堑边坡部位的窑(空)洞，采用M5水泥砂浆砌片石回填。

对于滑坡地段，采取清方减载措施，并对滑坡的变形进行监测。 2，弱膨胀土的施工：

本标段新寺则河隧道洞身部分地段穿越红黏土层存在弱膨胀土，在膨胀性地层中开挖隧道，常常可以见到围岩因浸水而膨胀现象，使设置在膨胀性围岩中的隧道或地下洞室的洞壁发生位移，导致围岩失稳，衬砌破坏。膨胀性围岩的基本特征，归纳起来表现为膨胀围岩因

吸水而膨胀，失水而收缩，岩体干湿循环产生胀缩效应。一是使围岩体结构破坏，由块间联结变为裂隙结合，甚至成为散结构，强度完全丧失，导致围岩压力增大；二是造成围岩应力变化，无论膨胀压力或收缩应力，都将破坏围岩的稳定性，特别是膨胀产生的膨胀压力将对增大围岩压力起叠加作用。

膨胀性围岩的施工原则为“加固围岩，改善洞形，先柔后刚，先放后抗，变形留够，底部加强”24字方针。

(1)加固围岩。加固围岩最有效的措施是支护的锚杆，锚杆长度应大于塑性半径。选用自进式锚杆或采用预应力锚杆。

(2)改善洞形。通过增大边墙和仰拱曲率，使开挖断面轮廓形状接近成园形，并表面圆顺，开挖后支护形成环状封闭结构。

(3)先柔后刚。先放后抗，变形留足。采用长锚杆为主，辅以留纵缝的喷混凝土以及可缩式钢架的柔性初期支护，并预留25～45cm的预留变形量，待围岩收敛到一定值后，施作厚度50cm以上的钢纤维混凝土外衬，对围岩进行刚性支护。

(4)底部加强。底部仰拱加大曲率，改善仰拱受力状态。 3，洞口浅埋偏压段施工：

本标段各隧道进、出口,主要为Ⅴ级围岩浅埋段、浅埋偏压，采用偏压式衬砌，除采用常规方法外，还采用以下施工技术措施。

(1)隧道掘进在洞口排水系统完善及边仰坡防护加固后进行。 (2)偏压严重的洞口地段，除地表注浆外应采取措施消除洞身偏压，使洞身两侧的压力基本平衡。消除洞身偏压采用反压回填的方法：

在偏压下方设置重力式挡土墙，挡土墙与隧道间的空隙部位采用透水性材料回填进行反压，使洞身两侧的压力基本平衡、在偏压上方地层挖切，以减轻隧道洞身偏压力。

(3)严格遵循“超前支护、短进尺、机械开挖、勤量测、强支护、早成环”的原则，先开挖压力大的一侧、再开挖压力小的一侧。洞身掘进采用人工配合风镐、机械的方式按双侧壁导坑法的施工程序开挖，仰拱超前，二次衬砌及时施作，及早封闭成环。

(4)采用超前小导管、钢拱架和系统锚杆加强围岩等辅助措施进行支护，同时将超前支护与锚喷支护紧密结合，超前支护均应与型钢钢架联接成整体。对于掌子面自稳能力差地段宜采用注浆加固掌子面或采用喷射混凝土封闭掌子面。

(5)加强洞内施工排水，防止因拱脚泡水降低地基承载力；加强地表下沉、拱顶下沉和周边收敛等的量测工作。 4，湿陷性黄土的施工：

本标段隧道洞口段及明洞段基础多为第四系冲积砂质湿陷性新黄土，湿陷厚度为5～15m之间，湿陷等级有Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ级三种。由于黄土在干燥时很坚固，承压力也较高，施工可顺利进行，当其受水浸湿后，呈不同程度的湿陷性。

(1)各隧道洞口段施工必须安排在旱季施工。首先做好洞顶、洞门及洞口的防排水系统工程并对洞口边仰坡全坡面防护，并妥善处理好陷穴、裂缝及洞口顶部的低洼积水地段，防止地表水在洞口附近形成新的陷穴，以及雨水冲蚀坡面或下渗引起黄土湿陷。

(2)隧道施工应遵循“先治水、管超前、短开挖、强支护、勤量测、紧衬砌”的原则进行施工组织和安排，采用台阶法、微台阶法施工，人工配合机械开挖。并按设计及试验结果预留变形量。开挖前采用小导管超前支护，开挖后及时喷射早强混凝土封闭开挖面，并施作钢架、锚喷网联合支护。小导管超前支护施工完成后，不宜注浆，以防进一步加大湿陷性。

(3)在含有地下水的黄土层施工时，洞内排水沟用砖进行铺砌并摸面，必要时采用井点降水将地下水位降至隧道换填底部以下；在干燥无水的黄土层中施工，管理好施工用水，不使废水漫流。

(4)如发现工作面有失稳现象，及时用喷射混凝土封闭，加设锚杆、架立钢支撑等加强支护；施工时特别要注意拱脚与墙脚处断面，如超挖过大，用浆砌片石回填；在开挖与灌注仰拱前，为防止边墙向内移动，加设钢横梁；如发现不安全因素时，暂停开挖，加强临时支护。

(5)锚杆钻孔时采用干钻，锚杆采用早强砂浆式锚杆。

(6)湿陷性黄土地段也必须采用较强的防水体系，防水层铺设后，采用常规方法、充气法或真空法对防水层焊缝密实性进行检查，确保防水层严密可靠。二次衬砌及时施作，及早封闭成环，防止变形过大。

(7)本标段隧道洞口、明洞段多为湿陷性新黄土基底时，采用三七灰土或水泥土挤密桩加固基底，消除湿陷性，达到足够承载力，避免隧道下引起衬砌开裂，道床变形等病害。

5，煤矿采空区处理：

个别隧道穿越掏煤洞分布区，岩线掏煤洞宽度从15～70m不等。隧道底约9m为素填土(掏煤洞)范围。

在施工时充分利用超前地质预报，预测采空区的范围和规模，判定其填充情况及储水量。采用超前预注浆及径向注浆相结合的加固方式及堵水措施。对无充填的采空区，采用素填土回填密实。开挖后及时采用锚喷支护辅以全环格栅钢架进行初期支护，使其与注浆固结圈共同组成限流体系保证洞室稳定。 6，煤层瓦斯段施工：

当掘进工作面距煤层垂距为10m时，打超前探孔，查明煤层位置、产状及预测瓦斯突出的可能性。根据探测结果，对于无突出危险的煤层，加强超前支护、瓦斯监测，加强施工通风。有突出威胁揭煤时，防治煤与瓦斯突出采用钻孔排放，严格按《防治煤与瓦斯突出细则》要求组织施工。

在施工中通过含煤地层时加强有害气体监测，作好预报和施工通风工作。此段施工采取的措施主要有：

利用超前探孔提前探测，必要时加密探孔。

实行湿式作业，尽快封闭衬砌结构，采取必要的防爆措施。 加强施工通风，在通过煤层时应不间断通风。

结合隧道穿越此段的工程措施，通过实施注浆，减少瓦斯气体逸出。拱部、边墙及仰拱的初期支护与衬砌间设置高密度PE板隔离层，高密度PE板外衬闭孔PE泡沫垫层，垫层厚不小于4cm。衬砌