黄土隧道施工技术.ppt

黄土隧道施工技术
一、郑西客运专线黄土隧道围岩分级
二、地表黄土陷穴、冲沟、塌滑体的处理
三、黄土隧道常用的施工方法
四、几个观点
一、郑西客运专线黄土隧道围岩分级

(1)主要的物理性质指标有:密度、含水量、孔隙比、饱和度、液限、塑限、塑性指数、液性指数等。物理指标是黄土客观存在状态的描述,它综合地表现了自身存在状态和其环境的信息。
(2)主要的水理性质指标有:渗透系数、固结系数等。
(3)主要的力学性质指标有:变形指标压缩系数和压缩模量,特殊指标湿陷系数,强度指标粘聚力和内摩擦角。力学指标则是黄土在受到能量或物质扰动时表现出来的运动或演化过程及性状的表示,是外因扰动使内因作出调整的、表现出自适应的一种性质,是一种功能性指标,取决于人们的认识水平和接受能力,它不仅仅取决于自身现在的客观存在状态,且人们的认识能力、水平和实际需求有关,具体而言就是扰动的方式、强度、频次等,如工程类型、使用功能、结构形式、尺寸大小、施工方法和循环进尺等等。

黄土隧道围岩的分类应主要以现在的物理指标和力学指标为主,其它因素(如埋深和地下水及结构面等)为参考来进行。
对前面的参数进行筛选和比较后,选择了16个能获得的指标进行统计分析,分别是:埋深(H)、黄土类型(T)、含水量(ω)、密度(ρ)、颗粒比重(Gs)、孔隙比(e)、饱和度(Sr)、液限(ωL)、塑限(ωP)、塑性指数(IP)、液性指数(IL)、压缩系数(a1-2)、压缩模量(Es)、粘聚力(C)、内摩擦角(φ)、湿陷系数(δ)。
在分类之前,先将上述16个指标按如下思路进行简单区分:
①按系统、环境和系统与环境的相互作用分类
系统(内因):黄土类型(T)、密度(ρ)、颗粒比重(Gs)、含水量(ω)、孔隙比(e)、饱和度(Sr)、液限(ωL)、塑限(ωP)、塑性指数(IP)、液性指数(IL)。
环境(外因):埋深(H)。
相互作用(力学性质):压缩系数(a1-2)、压缩模量(Es)、湿陷系数(δ)、粘聚力(C)、内摩擦角(φ)。
②按参数获取的方法精度分类
最精确:黄土类型(T)、含水量(ω)。
较精确:埋深(H)、密度(ρ)、颗粒比重(Gs)、孔隙比(e)、饱和度(Sr)。
一般精确:液限(ωL)、塑限(ωP)、塑性指数(IP)、液性指数(IL)、压缩系数(a1-2)、压缩模量(Es)、湿陷系数(δ)、粘聚力(C)、内摩擦角(φ)。

首先,从工程应用的实用性、便捷性以及参数的可靠性来看,最佳参数指标应为:密度(ρ)、含水量(ω)和埋深(H)。将勘测资料,按照埋深进行归纳整理,分析黄土工程性质随埋深、含水量及密度的变化规律。
其次,分别按照新黄土(主要是Q3)和老黄土(Q2、Q1),考虑含水量和黄土的砂质、粘质(按塑性指数的分类),分别进行数理统计,统计采用的数据是未区分埋深因素的所有勘测、试验资料,涉及的参数主要有:密度、含水量、孔隙比、饱和度、液限、塑限、塑性指数、液性指数、压缩系数、压缩模量、粘聚力、内摩擦角等。
最后,通过对各参数的变异性评价、单个变量之间的相关分析、力学参数和物理参数之间的多元线性回归分析,确定影响郑西客运专线黄土隧道围岩的工程性质和稳定性的主要参数指标及其特征值或界限值,在此基础上,结合已公开发表的相关研究成果、部分现场原位试验和测试资料和工程实践经验,划分郑西客运专线黄土隧道的围岩分级方案,并对全线黄土隧道围岩进行分级及统计。

二、地表黄土陷穴、冲沟、塌滑体的处理
在隧道的勘查、设计、施工及运营养护阶段都应该时刻关注地表黄土情况,妥善处理好陷穴、冲沟、塌滑体等不良地质地段。

在隧道勘查阶段,应该有关于陷穴及人为坑洞(例如掏沙洞)的专门的勘探资料,描绘陷穴的分布情况、形状、大小,地下是否有水囊等。
设计单位在与施工单位、监理单位进行技术交底时,应明确陷穴情况及回填方案。施工单位在进场时首先要做的就是对隧道上方地表陷穴的回填或注浆,确保回填密实,施做防水层及排水坡,并且顺沟。切忌形成新的积水坑,产生新的陷穴。处理完地表后才能进洞开挖。在隧道的整个施工期间,时刻观察地表情况,一旦出现新的陷穴立即进行回填封堵。

对主沟施做浆砌片石水沟,水沟沟壁低于地面20~30cm。对易积水洼地或坡度太小的冲沟采用顺沟措施,以利能顺利引排地表径流。其它地表部位修建排水坡,排水坡不能太小,以便地表水流顺利流入排水沟。在隧道的整个施工期间,施工单位注意检查排水坡,对损坏的水沟重新修补,经常对排水沟进行清淤,以保证排水畅通。