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某黄土隧道塌方原因分析及处理方案

?隧道/地下工程?
某黄土隧道塌方原因分析及处理方案
于春
中铁第五勘察设计院集团北京
摘要某新建双线铁路隧道进口段长距离穿越砂质黄土、黏质黄土地层,施工中屡次出现初支大变形、掌子面及
边墙土体滑塌事件。以该隧道一.段塌方为例,结合现场施工实际,分析了此段隧道发
生塌方的原因,并给出了处理方案,以期为类似工程提供借鉴。
关键词隧道塌方原因分析处理方案
中图分类号.文献标识码文章编号?增??
,工程概况
穴.’冲瓷霎誓主淼况
.
隧道地貌及线路设计原设计概况
某双线铁路隧道位于基岩裸露的山区,各山脉隧道一段围岩级别为
级;超前支护采用蝉×.的超前注浆小导
海拔多在以上,海拔最高处为区内的龙霸
/
.
管;初期支护采用全环型钢钢架,间距.
山,高程为,最低海拔位于调绘区南端的
.
榀,钢架拱腰、边墙、墙脚节点处设根长的锁
小北岔村东,高程为,最大高差.,
脚锚管;网喷砼厚,由钢筋网间距
一般相对高差?,属中低山地貌。山势陡
为,起拱线以下设.长的系统砂
峻,坡陡沟深,多呈“〞型谷。仅北部平鲁区的黄石
浆锚杆;二衬采用型复合式衬砌,即拱墙及仰拱
崖村、打鹰沟村等附近地貌为黄土台塬及山间河谷
设厚均为的钢筋混凝土结构,主筋为
区,地形较平坦开阔。
担,间距。三台阶临时仰拱法施工。
隧道起讫里程为~,
隧道~段段围岩级别
全长,最大埋深约。线路除出口端
.为级;超前支护采用蝉的超前注浆小
.~段位于
导管;初期支护采用全环型钢钢架,间距
的左偏曲线上外,余均位于直线段上。洞内设计纵
.
/榀;网喷砼厚,起拱线以下设
坡为%、一%的人字坡。
.
长的系统砂浆锚杆;二次衬砌采用级围岩
.塌方段地质及地形地貌概况
复合式加强衬砌结构,即拱墙及仰拱设厚均为
该段地层表层为厚约的第四系上更新统
。
,间距
的钢筋混凝土结构,主筋为
洪、风积砂质黄土〞;下为第四系中更新统洪
环形开挖预留核心土法施工。
,棕黄色,硬塑~坚
积黏质黄土产,层厚约
变更设计概况
硬状,竖向节理发育,土质不均,局部含碎石土夹
隧道进口~段实际
层;下伏基岩为寒武系上统崮山组石灰岩。
开挖揭示洞身地层为硬塑黏质黄土,结构面发育,
原设计推测本段隧道洞身穿越地层为强风化
含水量大,经试验测试为.%,具体试验测试结
的石灰岩,中厚层状构造,呈角砾碎石状松散结构。
果见表,自稳能力差,开挖过程中坍塌、掉块现象
塌方段隧道拱顶以上覆盖层厚约;地表起
严重,为保证施工平安及确保进尺,经参建四方会
伏不平,附近地表发育黄土冲沟、陷
勘研究确定加强支护参数:初期支护变更为
收稿日期:~?型钢钢架,间距./榀;拱腰、最大跨处钢架节
增铁道建筑技术
万方数据?隧道/地下工程?
点设计的锁脚锚管由根变更为根;喷射方面。
混凝土厚;二衬采用采用型复合式衬
砌;三台阶临时仰拱法施工;其他支护参数及辅助
措施同原设计。
表原状土样试验结果
颗粒密塑性指液性指
含水率
土样定名液限睨塑限睨
矸%
度。数,数
.....?.
黏质黄土
塌方情况说明图隧道~段塌方平面示意
.塌方前施工情况
截至年月塌方前,隧道上台阶施
工至.,左中台阶施工至
.,右中台阶施工至.,左下台阶施
工至.,右下台阶施工至
.,仰拱及仰拱填充施工至;二衬施
工至.。
图洞内塌方体情况
.塌方经过
年月日时,进口上台阶掌子面
.处、中台阶及下台阶同时正在进行
喷射砼作业;时分,上台阶掌子面拱部喷射砼
出现掉块,掌子面拱部土体出现向洞口方向的滑
塌;前方中导左右侧钢架拱脚出现向洞内的挤压变
形,现场平安员立即将所有施工人员撤离至平安
区。随后掌子面核心土开始垮塌,中台阶部位左右
图塌方致地表陷坑
侧钢拱架继续向洞内产生挤压变形;时分,上
台阶掌子面钢架被压塌,已施作完成的
~.段初期支护喷射砼出现大面积
剥落、钢拱架被压垮,最终形成塌方;时分,塌
方根本结束,并与地表贯穿,地表出现陷坑。经事
后量测,隧道内坍塌里程为~
.,长.;处地表陷坑深度
约
,长约,宽约;地表多处出现裂缝、错
图地表陷坑周边裂缝
台,塌方影响地表沿线路方向纵向长约即
~段、垂直线路方向横向
..
地层原因
宽约;洞内塌体坡至处。塌方地
隧道~.段洞身穿越地
表影响范围示意见图,塌方情况见图~图。
层为黏质黄土,土体节理、裂隙极发育,土体整体含水
.塌方原因分析
量大,局部存在囊状富水区、呈软塑状,自稳能力差。
经现场调查、勘测和分析,隧道进口
..地形地貌
一.段塌方的原因主要有以下几个
本段隧道下穿地表冲沟,发育有陷穴,地形起铁道建筑技术增万方数据?隧道/地下工程?
.
伏不平,致使支护结构受力不均。实施方案与