大断面黄土隧道发生大型坍塌时采用了双侧壁导坑法对其进行了处理,并一次性通过塌方段。这种隧道 塌方处理方法为今后类似工程提供参考和借鉴。
隧址设计为Q2老黄土为主,新黄土、砂质土为 辅,掌子面上部(拱部)为冲积砂质黏土、紫红色,水 平层理,夹有两层厚度约40 cm厚细砂透镜体,密 实,稍湿。下部为黏质黄土,紫红色、土质均一,硬 塑。黏质黄土潮湿、含水量大(最高达27%),±体 稳定性极差,具有弱湿陷性,开挖后易坍塌,影响施 工安全。
隧道地下水不发育,主要为黄土空隙及裂隙潜 水,对于浅埋地段,应关注农灌的影响。地下水主 要接受大气降水及地表水补给,无浸蚀性。
2009年2月8日16:30,上台阶掌子面里程至 DK693 +946时,上、中台阶出现开裂、变形、坍塌后 带动下台阶初支坍塌;随后对地表进行了勘察,发 现地表下沉,形成直径25~35 m、高度4~5 m的椭 圆形深坑,立即进行了防护;针对洞内、洞外塌方段 落我部均设置了警示牌及安全员值班。洞外、洞内 塌方见图1、图2。

(2) 根据黄土自身的特征,该段为砂质黄土,土 体松散,自稳能力差,且具有弱湿陷性,极易因局部 失稳而引起连锁反应,造成大坍塌。
(3) ±壤含水量高、最高达27%,使得黄土层 产生湿陷,粘聚力降低甚至消失,自稳性大幅降低 甚至消失,产生巨大的变形压力,支护抗力不足。
(4) 根据塌方现场情形显示,掌子面首先失稳, 由于钢架之间连接筋的作用,导致后方钢架被牵引 而产生大塌方。
(5) 开挖断面大、跨度大,本隧道最大跨度为 13.5 m,开挖过程中扰动的围岩范围较大。
对于DK693 +984 ~ DK693 +943段塌方地段, 待塌方段二次衬砌施工完毕后,再处理地表塌陷 区,其处理方案如下。
(2) 待洞内衬砌施工完毕后,对陷坑表床2 m 范围以下采用三七灰土分层回填、碾压密实,表床 2 m范围内则采用耕植土回填,确保耕地正常 使用。
(2) 施工方法:采用双侧壁导坑法,见图3。

侧壁开挖根据土体松散情况施作超前支护,拱 部的超前支护按120。范围施作442超前小导管L-3.5 m,外插角度与隧道设计纵坡一致,环向间 距加密为40 cm,纵向2. 4 m/环。
(4) 支护参数
一般初期支护参数无法承受70多m松散土粒 的荷载,初支的刚度和强度均不够,很可能在施工 过程中就沉降、变形侵限,为了保证能承载70多m 的土体荷载,采用两层初期支护,第一次初支全断 面釆用120b型钢拱架喷25 cm混凝土支护,第二次 支护拱墙采格栅拱架喷22 cm混凝土支护,并配合 拆除双侧壁导坑的临时支护部分时进行,一方面补 强接头的不足,另一方面大大增加支护的刚度和强 度,以保证二衬安全施工。
外层支护参数如下:
① 锚杆:<|>22砂浆锚杆,Z =4 m,设于永久导坑 侧壁;
② 钢筋网:<|>6,20 cm x20 cm,设于永久、临时 导坑侧壁;
③ 钢架:I20b工字钢涧距1棉/0.4 m,设于永 久导坑侧壁;
④ 纵向连接筋:秘2螺纹钢,环向间距50 cm, 设于永久导坑侧壁;4>22螺纹钢,环向间距100 cm, 设于临时导坑侧壁;
⑤ 喷射砕:C25砕,25 cm厚,设于永久、临时导 坑侧壁;
⑥ 每根钢架连接处锁脚锚杆采用4根4>22砂 浆锚杆,L-5 m。
内层支护参数如下:
① 格栅钢架涧距1棉/0.4 m;
② 锁脚锚杆:4>22螺纹钢,L - 4 m ;
③ 纵向连接筋:必2,环向间距1.0m;
④ 喷射砕:C25磴,厚22 cm
(5) 仰拱、衬砌


为左一部、左二部。首先,施作左1部,拱脚用预制 块垫实;横向采用118钢架进行连接,以确保结构稳 定性;左一部、左二部拉开2 m距离,确保导坑掌子 面的稳定性;施工左二部时,将左一部拱脚落于原 状土或填充面之上,拱脚用预制块垫实。
(2) 右侧导坑施工工序同左侧导坑,但左导坑 与右侧导坑必须相错2 m
(3) 施工三部,采用环形开挖预留核心土法,超 前支护采用"2小导管、3. 5 m长、环向间距40 cm、 纵向2.4 m;拱脚落于两侧导坑钢架之上。
(4) 拱墙钢架成环后,施作内层格栅钢架。
(5) 施工四部。
(6) 施工五部,距离达到2 m施作仰拱,确保及 早成环。
(2) 开挖掘进时,仰拱铺底应及时跟进,使初期 支护尽早封闭成环,形成环向整体受力体系。
(3) 黄土隧道塌方后,塌方体已不具备自稳能力。因此,塌方后须先对塌方体进行加固处理。使塌方体 自身具有一定的自稳能力,然后在确定最佳处理方案。
(4) 大断面黄土隧道塌方施工,宜根据隧道断 面大小、埋深、塌方原因,综合分析后采取适宜的方 案确保安全、顺利地通过塌方体。
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