高速公路大斷面砂質(zhì)黃土隧道施工方法

1、高速公路大斷面砂（黏）質(zhì)黃土隧道施工方法1 工程概況某高速公路一標段通過黃土地區(qū)，該標段地層主要為第四系全新統(tǒng)沖積砂（黏）質(zhì)黃土、砂類土及碎石類土，上更新統(tǒng)風積砂質(zhì)黃土、沖積粉質(zhì)黏土、砂質(zhì)黃土、砂類土及碎石類土，中更新統(tǒng)風積黏質(zhì)黃土，沖積碎石類土，下更新統(tǒng)沖積黏質(zhì)黃土，底部為上第三系泥巖。特殊巖土主要為濕陷性黃土、松軟土及膨脹巖。2 黃土隧隧道濕陷陷性成因因及特點點黃土地區(qū)巖巖層，自上而而下一般般為新黃黃土、老黃土土、第三系系泥巖。新黃土土土體疏疏松，蟲孔及及針孔發(fā)發(fā)育，透水性性好，具有自自重濕陷陷性。濕陷性性是黃土土的一種種特殊的的工程地地質(zhì)性質(zhì)質(zhì)：在自重重或外部部荷載下下，受水浸浸濕后結(jié)結(jié)

2、構(gòu)迅速速破壞發(fā)發(fā)生突然然下沉。引起濕濕陷的原原因是因因為黃土土以粉粒粒和親水水弱的礦礦物為主主，具有大大孔結(jié)構(gòu)構(gòu)，天然含含水率小小，由具有有黏粒的的強結(jié)合合水連結(jié)結(jié)和鹽分分的膠結(jié)結(jié)連結(jié)，在干燥燥時，可以承承擔一定定荷載而而變形不不大，但浸濕濕后，土粒連連結(jié)顯著著減弱，引起土土體結(jié)構(gòu)構(gòu)破壞產(chǎn)產(chǎn)生濕陷陷變形。3 開挖工工法3.1 黃黃土隧道道開挖施施工工法法比較開挖工法應(yīng)應(yīng)根據(jù)地地質(zhì)情況況和地層層加固情情況確定定，實施中中根據(jù)地地質(zhì)情況況和量測測成果及及時調(diào)整整工法。超前加加固，在黃土土層水量量大地層層，須對圍圍巖進行行超前加加固，確保安安全施工工。圍巖加加固經(jīng)常常采用注注漿的施施工方法法。注漿法

3、法主要分分全斷面面注漿和和局部注注漿兩種種。該黃土土隧道施施工中，主要施施工工法法有三臺臺階法、三臺階階七步法法、三臺階階臨時橫橫撐法。三臺階階法：適用于于穩(wěn)定性性較好、強度較較高的圍圍巖，如泥巖巖。圍巖級級別一般般在b以下。三臺階階七步法法：適用于于具有一一定的穩(wěn)穩(wěn)定性，強度一一般的圍圍巖，如q2的黏黏質(zhì)黃土土、中砂等等。圍巖級級別一般般在b-a 之間間。三臺階階臨時橫橫撐法：適用于于具有穩(wěn)穩(wěn)定較差差，強度一一般的圍圍巖，特別是是如q22的黏質(zhì)質(zhì)黃土、中砂等等。圍巖級級別一般般在a-e之間。在洞口口淺埋，跨越?jīng)_沖溝多用用該工法法。在該黃土隧隧道施工工中，最常用用的工法法為三臺臺階七步步法。究

4、其原原因有以以下三點點：第一，該公路路黃土隧隧道的地地質(zhì)情況況較適合合該工法法； 第二，該工法法工效較較高，在不需需投入臨臨時支護護的前提提下，能基本本保證開開挖施工工的安全全；第三，循環(huán)進進尺時間間相對較較短，進度能能夠得到到有效保保證。3.2 三三臺階七七步法控控制要點點目前，大斷斷面黃土土隧道，多采用用三臺階階七步法法，但關(guān)鍵鍵要點未未控制好好，也會出出現(xiàn)初支支侵限、坍方等等問題，該工法法技術(shù)要要求如下下：（1）上臺階階每循環(huán)環(huán)開挖進進尺，級圍巖巖不大于于1 榀鋼鋼架，級不大大于2榀。邊墻開開挖進尺尺不大于于2 榀。各臺階階左右側(cè)側(cè)應(yīng)錯開開兩榀拱拱架以上上。（2）仰拱開開挖前，必須完完成

5、鋼架架鎖腳錨錨桿（管），每循循環(huán)開挖挖進尺不不大于33m。初期支支護封閉閉成環(huán)位位置距掌掌子面距距離不應(yīng)應(yīng)超過330m。，級圍巖巖二襯離離掌子面面不超過過70m，級圍巖巖二襯離離掌子面面不超過過90mm。（3）上中下下臺階的的高度分分別為55m，3m，3m，核心土土長度不不能小于于3m，臺階馬馬口左右右側(cè)必須須錯開，單側(cè)臺臺階的寬寬度不能能小于22m。4 開挖方方法大斷面黃土土隧道以以機械開開挖為主主，人工輔輔助修邊邊。在遇到到第三系系弱風化化的泥巖巖時，機械開開挖進度度較慢，此時，可采用用松動爆爆破配合合機械開開挖。該公路路此標段段開挖常常用的機機械有三三種，分別為為挖掘機機、松土器器、銑挖

6、機機。三種機機械有著著不同的的適用地地層及開開挖部位位，而且有有一定的的互補性性。以下分分別介紹紹黃土隧隧道施工工時三種種機械的的適用性性。4.1 挖挖掘機開開挖挖掘機開挖挖是黃土土隧道開開挖施工工中最常常用的一一種開挖挖方式，主要適適用于第第四系砂砂（黏）質(zhì)黃土土。這種土土體較為為松散，強度較較低，一般為為1501800kpaa。開挖機機械僅采采用挖掘掘機就能能滿足施施工需要要，開挖速速度控制制在3.5m/h較為為適合。若因圍圍巖強度度高，挖掘機機開挖較較為困難難，開挖時時間增長長時，則應(yīng)選選擇松土土器。4.2 松松土器開開挖松土器具有有破碎、翻松功功能，且有功功能互換換的松土土器分為為挖掘

7、機機用松土土器和推推土機用用松土器器，其中挖挖掘機松松土器也也叫斗鉤鉤，設(shè)置一一個整體體鑄造的的松土齒齒，上部有有耳孔，分別與與斗桿和和鏟斗缸缸相鉸接接，齒尖前前端有硬硬合金堆堆焊的齒齒帽。當液壓壓缸的活活塞桿伸伸出時，推動齒齒尖強制制插入并并翻動土土壤。開挖時時先通過過松土器器將硬土土層進行行松動后后，再換上上挖機斗斗進行開開挖，一般適適用于老老黃土或或全風化化泥巖地地層中。當圍巖巖強度為為2003000kpaa時，開挖速速度控制制在45m/h較為為適合，當圍巖巖強度高高，松土器器開挖較較為困難難，開挖時時間增長長時，則可考考慮更換換為銑挖挖機。4.3 銑銑挖機開開挖銑挖機可以以安裝在在任何

8、類類型的液液壓挖掘掘機上，能夠高高效替代代挖斗、破碎錘錘、液壓剪剪等器械械，銑挖機機應(yīng)用于于露天煤煤礦、隧道掘掘進及輪輪廓修正正、渠道溝溝槽銑掘掘、瀝青混混凝土路路面銑刨刨、巖石凍凍土銑挖挖、樹根銑銑削等方方面。銑挖機機在施工工中的應(yīng)應(yīng)用，為隧道道開挖提提供了一一種嶄新新的施工工方法。在黃土土隧道隧隧道施工工中，銑挖機機較適合合的巖層層為第三三系強（全）風化泥泥巖，圍巖強強度為33004000kpaa，將銑挖挖機和松松土器配配合進行行開挖施施工，開挖速速度應(yīng)控控制在334m/h。其中上上臺階全全部采用用銑挖機機開挖，時間約約1.55小時；下臺階階首先采采用松土土器進行行開挖中中間部位位，然后再

9、再使用銑銑挖機修修邊，開挖時時間約11.5小小時。如果上上臺階開開挖完成成后，立即進進行初支支立架施施工，還可以以縮短施施工時間間。采用銑銑挖機進進行周邊邊的銑削削施工，對超欠欠挖的控控制效果果較好。4.4 松松動爆破破開挖當黃土隧道道圍巖強強度進一一步增強強，比如第第三系弱弱風化泥泥巖，強度達達到4000 kkpa 以上時時，則可考考慮采用用松動爆爆破，當爆破破松動圍圍巖后，再采用用機械開開挖。此時，松動爆爆破效果果尤為關(guān)關(guān)鍵，它直接接決定了了開挖循循環(huán)時間間。以吳家家岔隧道道進口爆爆破施工工為例，僅上臺臺階采用用松動爆爆破施工工，其余仍仍采用機機械開挖挖，每循環(huán)環(huán)進尺22.5mm左右。爆破參參數(shù)的選選定：選擇適適當?shù)谋茀?shù)數(shù)，布置合合理的炮炮眼孔位位和炮眼眼數(shù)量，以保證證爆破效效果和安安全生產(chǎn)產(chǎn)，節(jié)約成成本，提高經(jīng)經(jīng)濟效益益。單位炸炸藥消耗耗量是計計算炮眼眼數(shù)目的的重要依依據(jù)。爆破參參數(shù)的確確定，