黃土段施工專項方案

目錄一、工程概況 - 1 -

（一）工程簡介 - 1 -

（二）地質說明 - 1 -

二、編制依據 - 1 -

三、重難點分析 - 1 -

四、施工方案 - 2 -

（一）明洞段施工 - 2 -

（二）砂質新黃土段施工 - 3 -

（三）黏質老黃土段施工 - 7 -

五、監控量測 - 8 -

六、地質超前預報 - 11 -

七、黃土地段施工技術措施 - 11 -

八、安全措施 - 12 -

九、文明及環保措施 - 14 -

陽山隧道黃土段施工專項方案

一、工程概況

（一）工程簡介

陽山隧道為新建蒙西至華中地區鐵路煤運通道mhss-1標段內重點控制工程，位於陝西省延長縣鄭莊鎮、七里村鎮、寶塔區麻洞川鄉，起訖里程dk379+591.7～dk391+260，全長11668.3m，隧道地處陝北黃土高原梁峁區，沖溝發育，最大埋深278m；設計為單洞雙線隧道，其中ⅲ級圍岩8058.

5m,ⅳ級圍岩2501.5m，ⅴ級圍岩1078m。

（二）地質說明

隧道所在區域的大地構造屬於陝甘寧臺坳東南翼部，是乙個基地硬化程度很高，比較標準的穩定地塊。該地區大部分覆蓋厚層黃土，沖溝內偶見基岩裸露。陽山隧道縱斷面圖揭示：

隧道出口dk389+775～dk391+260段隧道穿越黃土地層，其中dk389+775～dk390+960段為黏質老黃土，dk390+960～dk391+260段為砂質新黃土。本里程段內隧道無地下水，砂質新黃土含水率低，呈鬆散結構；黏質老黃土呈大塊狀壓密結構。

二、編制依據

1、國家有關方針法律法規和國家、原鐵道部有關標準規範、規程和驗標：

（1）《鐵路隧道技術規範》（tb10120-2002）

（2）《鐵路隧道設計規範》10003—2005

（3）《鐵路隧道超前地質預報技術指南》

2、施工圖紙及相關設計檔案；

3、開工前現場實地調查資料；

4、隧道施工經驗、本單位的管理水平、技術力量、裝置能力等。

三、重難點分析

本隧道dk389+775～dk390+960段地質特徵粘質老黃土、鑲嵌碎石狀砂岩夾泥岩；dk390+960～dk391+260段地質特徵為砂質新黃土。

黃土隧道施工時，具有兩大特點：一是黃土隧道洞身開挖後，拱頂及區域性應力集中過大，拱頂沉降較大，隧道結構易失穩，造成塌方；二是溼陷性黃土隧道基底遇水易破壞，地基承載力下降。

預防坍塌及控制沉降變形是黃土段隧道施工的重難點。

四、施工方案

砂質新黃土地段洞身開挖採用三台階大拱腳臨時仰拱法，黏質老黃土地段洞身開挖採用三台階法施工；支護採用超前小導管、錨桿、鋼架支護。dk389+784～dk389+960段與dk391+025～dk391+260段基底承載力差，採用鋼管樁基底加固，以消除濕陷性，提高地基承載力。

（一）明洞段施工

dk391+253～dk391+260段位於陽山隧道出口端，為了確保進洞安全，首先施作邊坡兩側及洞頂截水溝，防止雨水對土體的浸蝕。臨時開挖邊仰坡及明暗分界直立掌子面採用噴錨防護，錨桿採用φ22砂漿錨桿，每根長l=4m，φ8鋼筋網片，噴射15cm厚混凝土，作為臨時支護，永久邊仰坡採用骨架護坡。

明洞段基底及洞外5m範圍採用6m長φ89長鋼管樁加固，仰拱底設深埋中心水溝，仰拱混凝土採用定型仰拱模板一次性澆築，洞身使用二襯台車完成。

明洞襯砌施工在暗挖進洞20m後開始，混凝土拆模後及時施作防水層及排水設施，待拱頂回填完成後施作永久性邊仰坡。

加強明洞段防排水施工，防止明洞段基底黃土遇水軟化產生變形及不均勻沉降。

1、明洞襯砌外緣鋪設外貼式防水層，防水層採用 4mm 厚自粘式防水層，防水層鋪設基面施作3cm厚水泥砂漿找平層，防水層表面鋪設3～5cm厚水泥砂漿保護層。

2、明暗挖銜接處防水應將暗挖隧道防水板向明挖段延伸不小於 1.0m，做好搭接處防水處理；

3、明洞施工縫採用中埋式橡膠止水帶+遇水膨脹止水條；變形縫採用中埋式鋼邊橡膠止水帶+遇水膨脹止水條；

4、明洞採用自粘式防水板，洞頂設復合隔水層，明洞回填體表面設定不小於 1%的排水坡傾向洞外；

5、明洞邊牆腳外緣設定縱向盲管，通過φ100pvc 管從仰拱底引入中心深埋水溝，另一端為方便盲管檢修，從邊牆處引出檢修孔，臨時封閉。

（二）砂質新黃土段施工

1、開挖

在dk391+025～dk391+253段新黃土地段開挖採用三台階大拱腳臨時仰拱法，為便於仰拱底鋼管樁加固施工，開挖後能及時封閉成環，上、中台階預留長度3m，考慮開挖與鋼管樁工序間相互干擾，**階盡量縮短預留長度，最長不得大於20m；新黃土地段隧道開挖採用機械施工，人工配合修整。仰拱開挖前先進行鋼管樁基底加固施工，仰拱開挖後割除初支以上部分鋼管樁，仰拱一次開挖長度不超過3m。

採用三台階大拱腳臨時仰拱法施工時，洞口處先利用混凝土導向牆或上迴圈架立的鋼架施作隧道ф108與ф42超前鋼管後，將隧道斷面分成上中下三個部分進行開挖施工，及時施作上台階臨時仰拱；各部位的開挖與支護沿隧道縱向錯開、平行推進。

dk390+960～dk391+025段洞身部分地層為砂質新黃土，仰拱以下為黏質老黃土，開挖採用三台階大拱腳臨時仰拱法施工，上、中台階長度控制在5m以內，**階長度10m，中**階左右錯開，開挖一環、支護一環，下斷面開挖後及時施作仰拱，形成封閉結構。拱腳開挖時預留部分土體人工開挖，確保鋼架基腳坐落在穩定地層上。

上台階臨時仰拱與初支同時施工，及時成環，支護收斂後方可拆除，每次拆除長度不大於10m。

三台階大拱腳臨時仰拱法工藝見下圖。

在開挖中為確保不產生較大沉降變形主要採取以下措施：

a在每台階鋼架節點處施作鎖腳錨管，鎖腳錨管設定於台階鋼架拱(牆)腳以上30cm高度處，緊貼鋼架兩側邊沿按下傾角，45度打入，並於鋼架牢固焊接。

b 每榀初支鋼架上、中台階兩側均設定大拱腳，大拱腳節點與初支鋼架間採用等邊角鋼焊接連線，大拱腳施工示意圖如下。

c開挖過程中，根據施工時圍岩的地質情況及監控量測資料調整支護結構形式，必要時加設中間豎撐（採用圓木），使圍岩支護得到有利的保護和加強。

d 施工階段應減少對基底的擾動和破壞，仰拱施作前應對基底承載力進行驗證，滿足要求後方可施工，如基底承載力不滿足要求，應採取措施後方可進行仰拱施工。

e 設計該段預留沉降量12-15cm；開始施工時在洞口段新黃土地層中先按30cm預留，後根據拱項沉降和圍岩收斂資訊適時調整。

圖4-2大拱腳示意圖

2、超前支護

dk391+213～dk391+253里程段採用ф108大管棚預支護，拱部120度範圍布設，環向間距3根/m，長度40m，外插角度1度～3度。為了確保管棚施工精度和質量，管棚用混凝土套拱作管棚導向牆，套拱內預埋工字鋼，按設計孔位準確安放導向鋼管，工字鋼與導向鋼管焊成整體。在導向牆混凝土達到一定強度後，開始鑽孔。

成孔後把事先加工好的管節聯接套焊接在鋼管兩端，然後將鋼管安放在鑽機鑽頭上，鑽機對準已鑽好的管棚孔，低速推進鋼管，安裝管內鋼筋籠後採用1:1水泥漿液注滿鋼管。

在dk391+960～dk391+253隧道拱部範圍內布設ф42超前小導管，每根長度為3.5m，環向間接40cm。按設計標出孔位，用yt-28風槍鑽孔後並插入小導管，外插角控制在10～15°，用風槍或大錘直接將小導管送入。

3、初期支護

為了保證濕陷性黃土地段順利施工，消除濕陷性，開挖後及時施工初期支護。初期支護緊隨開挖進行，開挖一環襯砌一環。

dk391+960～dk391+253段隧道邊牆採用ф22藥捲錨桿，型鋼鋼架、鋼筋網、噴射混凝土等。

4、鋼管樁基底加固

本隧道鋼管樁施工採用hgy-1500a型鑽機進行鑽孔，採用kby-50/70注漿機進行加固。鑽機就位時鑽機底部平整，支撐牢固，確保鑽孔時不產生下沉、擺動及偏移等現象。鑽進前先按照設計里程及樁間距放樣，隧底按照間距1.

5×1.5m，梅花形布置。測量後開始鑽孔，為了便於安裝φ89鋼管，設計採用ф110mm孔徑。

鑽孔深度須確保樁底嵌入土石介面一下不小於0.5m深，鑽進過程中作好記錄，鑽孔至設計標高後，清孔，清孔採用高壓風從孔底向孔口清理鑽碴。

安裝φ89鋼管，鋼管前端為尖形，尾端50cm設止漿段，鋼管壁一周設四排注漿孔，注漿孔φ6mm～φ8mm，間距15cm，梅花形布設。注漿分兩次進行，第一次注漿的漿液充分收縮後，再進行第二次注漿，注漿應隔孔注漿，不能連續注漿，以確保漿液的固結效果，注漿壓力控制在0.5mpa～1.

5mpa，當壓力達到設計注漿終壓並穩定10～15min，且注漿量達到設計注漿量的80%時，可結束該孔注漿，如此迴圈施工。鋼管樁基底加固方案示意見圖4-3。

5、二次襯砌

二次襯砌緊跟，確保二襯步距不超限，保證施工安全。隧道仰拱採用弧形模板整幅施工，仰拱與填充分開澆築。仰拱及二襯端頭採用鋼木結合止水帶平展對夾固定模板，確保中埋止水帶位置準確，防水效果良好。

（三）黏質老黃土段施工

1、開挖

dk389+775～dk389+960段全部為ⅳ土圍岩，施工前先對拱部採用ф42超前小導管進行預支護，然後採用三台階法開挖，錨、網、噴初期支護。施工中，應根據圍岩情況，採用合理的施工順序和確定上、**階間的距離，上、中台階長度不大於5m，**階長度不大於20m。開挖後，先初噴混凝土封閉岩面，及時施做初期支護和臨時支護。

鋼支撐安裝後，要及時打設鎖腳錨桿。盡早施工仰拱，使隧道斷面形成乙個封閉環，增加隧道的穩定性。

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