XX高速铁路隧道不良地质专项施工方案Word格式.docx
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尊重当地居民的习俗、乡规和民约。
（7）“六位一体”管理原则
结合建设项目特点，建立建设项目管理的目标体系、责任体系、分级控
制系统和评价评估体系，按照计划、组织、指挥、协调、控制等基本环节，
将质量、安全、工期、投资效益、环境保护和技术创新分解细化为最佳匹配
的实施目标，以标准化管理为基础，全面实现“六位一体”管理要求。
1.3.编制范围
XX铁路XX标段隧道不良地质工程。
2、工程概况
2.1线路概括
XX铁路XX标段正线起讫里程：
DK165+388.6力DK209+290.24,线路正线全长42.496km。
线路途经XX市XX县，XX市，XX市郊区，其中XX县境内19.762km,XX市境内20.244km,长治郊区境内2.49km。
本标段隧道有三座，XX1号隧道，施工里程：
DK165+963-DK166+704中心里程：
DK166+333.5，隧道全长741米；
XX2号隧道，施工里程：
DK175+795-DK182+125中心里程：
DK178+961隧道全长6328米，设1处斜井，斜井长740mXX3号隧道，施工里程：
DK183+34入DK191+655中心里程：
DK187+501隧道全长8308米，设2处斜井，1#斜井长457m,2#4井长825m
2.2.地质水文概况
2.2.1地形、地貌
XX铁路XX标工程从北到南经过的地貌单元有XX低中山丘陵区、黄土台
塬，潞城平原区，整体呈现北高南低的特点，最高点位于XX2号隧道隧址
DK178+950付近，海拔高程约1180m
2.2.2气象特征
沿线气候属于暖温带半湿润大陆性季风气候，四季分明，昼夜温差大，
冬季寒冷干燥，夏季炎热多雨，降水量多集中在七、八月份，季风气候明显，
按对铁路工程影响的气候分区焦作－晋城为温暖地区，晋城－太原为寒冷地
区，XX市属于寒冷地区。
2.2.3工程地质
线路位于一级大地构造单元中朝准地台上，二级构造单元山西台隆，三
级构造单元经过晋中盆地沉降带、太岳山隆起带、沁水拗陷盆地、长治盆地
沉降带和太行山隆起带。
本区经过南北构造和新华夏构造体的复合作用，因
而构造比较复杂，构造类型和形式也较多样，大多构造形迹均呈南北走向或
北北东走向。
本区地层出露新生界、中生界、古生界部分地层，部分段落缺失。
新生
界地层主要有第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）、洪积层（Q4pl）、冲积层
（Q4al），上更新统冲洪积层（Q3al+pl）、冲积层（Q3al）、坡洪积层（Q3dl+pl）、
冲洪积层（Q3al+pl）及坡积层（Q3dl）,中更新统洪积层（Q2pl）,下更新统冲洪积层（Q1dl+pl）;
第三系上新统（N2）、三叠系（T）;
二叠系（P）、石炭系（C）;
奥B^系（O）、寒武系（6）等地层，局部表覆第四系全新统
人工堆积层（Q4mD。
2.2.4水文地质
沿线地表河流浊漳河属于海河水系，海河水系河道蜿蜒曲折，河床较开
阔，上游成树枝状，下游水量较大，主要以清漳河和浊漳河为最大支流，两
河交汇向东流入太行山区，流量较大，流速较快，主要以冲刷作用为主。
沿线地下水为第四系上层滞水、孔隙潜水、基岩裂隙水及岩溶水。
2.2.5不良地质和特殊地质
本标段沿线不良地质主要有岩溶，DK148+530-DK319+820设计钻孔揭露
及煤矿掘进揭露资料，岩溶微弱〜强烈发育，以微弱〜弱为主。
特殊岩土有：
填土，城区、村庄附近地表分布有填土，主要类型有填筑
土、素填土及杂填土；
膨胀岩（土），分布第四纪中更新统黏土、老黄土、
第三系黏土、粉质粘土、三叠纪泥岩、二叠纪泥岩等，局部具膨胀性，多为
弱膨胀潜势，少数中等〜强膨胀潜势，遇水易崩解，干旱易龟裂。
分布于标段内局部地段。
3、不良地质段
3.1XX1号隧道
隧道区进出口分布黏质新黄土，施工时易引起塌方，施工时应加强边坡
防护工作。
隧道区表层分布黏质新黄土，具湿陷性，湿陷系数Ss=0.024八0.118,为m级（严重）自重湿陷性场地；
存在浅埋段，施工过程中易发生坍塌冒顶。
3.2XX2号隧道
（1）湿陷性黄土
隧道区表层分布黏质新黄土具湿陷性，湿陷系数°
s=0.019〜0.159,为
口级（中等）非自重湿陷场地，湿陷厚度为0〜9.2m。
（2）膨胀性（岩）土
隧址区老黄土、粉质粘土地下水位以上具中等膨胀性。
（3）岩溶
隧道DK178+200DK180+620DK181+800设计地质钻孔有溶洞，岩溶表
现为弱发育。
（4）隧道进出口段坡洪积层黏质新黄土、老黄土、粗圆砾土、粉质黏土、
粉质黏土及强风化〜弱风化石灰岩，岩体破碎，易松散坍塌。
（5）浅埋地段：
DK175+797-DK176+40QDK181+420〜DK181+59QDK181+960-DK182+125段为隧道洞身浅埋段，在施工时应严禁大剂量爆破，采取合理的施工工艺，确保隧道顶板岩层的稳定和安全。
（6）土石界面：
DK176+030-DK176+400DK181+680-DK182+83艘土石界
面，上覆黏质新黄土、老黄土，第四系以前粉质黏土，下伏石灰岩，弱风化，
中厚层状构造，岩质较硬，溶蚀裂隙很发育，岩体极破碎，洞身浅埋，在施
工过程中，洞壁及洞顶岩体可能出现掉块及较大的塌方。
（7）灰岩、泥灰岩地层分部溶洞；
土石界面发育溶沟、溶槽及溶隙，影响
围岩完整性、稳定性，应加强处理、隧底岩溶探查。
（8）物探及地质调会成果推测此隧道发育多条断层。
（9）XX3号隧道
（1）岩溶
根据区域地质资料DK186+812&
11m存在1个溶洞（98.70〜99.20m）,无填充物；
DK188+100右15m存在2个溶洞（105.3〜106.0m、111.36〜112.05m）,溶洞底部有少量黏性土充填；
根据钻探揭示地层，该区域岩溶按埋藏条件分为浅覆盖型；
岩溶主要沿裂隙、层面溶蚀扩大为岩溶化裂隙或小
型洞穴，裂隙连通性差，岩溶表现为弱发育。
（2）湿陷性黄土
s=0.015〜0.111,为
II级（中等）非自重湿陷场地，湿陷厚度为1.0〜5.6m。
（3）膨胀性（岩）土
隧址区老黄土、黏土、粉质黏土地下水位以上具弱膨胀性；
DK187+950-
DK188+52配灰岩具中等膨胀性。
（4）环境土
隧道DK183+45吐10mDK191+20区10m处地下水位以上环境土对混凝
土结构具盐类结晶侵蚀、环境作用等级为Y1;
DK187+705-DK188+800段白云质灰岩对混凝土结构具硫酸盐侵蚀性，环境作用等级H2,具盐类侵蚀，其环
境作用等级为Y4。
（5）隧道进出口段坡洪积层黏质新黄土、老黄土、粗圆砾土、粉质黏土、
（6）浅埋地段：
DK184+340-DK184+48吸DK191+040-DK191+20艰为隧
道洞身浅埋段，在施工时应严禁大剂量爆破，采取合理的施工工艺，确保隧道顶板岩层的稳定和安全。
（7）土石界面：
DK183+620-DK183+76。
DK184+380-DK184+520及DK191+085-DK191+405段位于洞身土石界面，在施工时应严禁大剂量爆破，采取合理的施工工艺，确保隧道顶板岩层的稳定和安全。
（8）DK187+705-DK188+80暇隧道洞身白云质灰岩中含石膏，具侵蚀性。
（9）DK185+170〜DK186+340段推测水位位于洞身以上，属于岩溶富水区
域，易出现坍塌、突水、突泥现象。
（10）根据物探结果，推测此隧道发育多条断层，隧道施工时需注意。
4、施工方案
本项目施工段隧道不良地质段开挖根据设计图纸：
一般不良地质段均采用台阶法施工，特别破碎且强风化地段采用台阶法加临时仰拱施工。
4.1隧道进出口段黄土地段施工
本标段隧道进出口明暗交界处黄土地段处均设计超前大管棚支护。
4.1.1黄土地段洞口工程施工
（1）洞口工程施工前，应先核查边、仰坡周围的山体稳定情况，清除松散
体及不稳定土体；
对洞口附近的黄土陷穴、人为坑洞和裂缝应提前采用夯填、灌注水泥浆、施作防渗排水沟引排地表水等方式进行处理。
（2）进洞前应按设计做好洞顶、洞门及洞口的防排水系统，排水沟应进行防渗铺砌。
洞门不宜在雨季施工。
（3）洞口段应加大监控量测频率，加强对边、仰坡及浅埋段地表裂缝及变形的监测。
（4）洞口段应加强初期支护，仰拱紧跟，及时形成封闭结构，二次衬砌应尽早施作。
（5）当洞口受地形限制出现高陡边、仰坡时，应尽早完成明洞工程。
4.1.2黄土地段隧道洞身开挖施工
（1）各分部宜采用弧形导坑开挖并预留核心土，核心土长度宜3m-5ml面
积不宜小于开挖面的50%。
（2）上台阶长3m-5m,中台阶长5m^8m上台阶开挖高度3.0m~4.0m,中、下台阶高度3.0m〜3.5m;
仰拱距掌子面距离宜为20m-30m
（3）上台阶开挖循环进尺以一根拱架间距为宜，小、中跨度间距为1.0m〜
1.2m,大跨度间距为0.8m~1.0m,特大跨度间距为0.5m~0.8m;
中、下台阶的开挖进尺，浅埋地段与上台阶进尺相同，深埋地段不大于上台阶一次进尺的2倍。
（4）开挖方式宜采用机械开挖，墙角、拱脚等边角处应预留60cm-70cm,
厚土体，采用小型设备或人工开挖，且不应超挖。
（5）施工中应根据设计文件预留变形量，并根据监控量测结果及时调整。
（6）施工中如发现变形异常等不安全因素，应暂停开挖，加强支护，调整
施工方案。
4.1.3黄土地段隧道支护施工
（1）开挖后应立即喷射混凝土封闭开挖工作面，及时施作钢架、钢筋网、
锚杆及复喷混凝土。
（2）钢架基角或分布开挖基脚等处应设置锁脚锚杆，并设置垫板。
每侧锁
脚锚杆不少于2根，锁脚锚杆直径不小于22mm长度不小于3.5m,外插脚35°
〜40。
。
拱脚、墙角宜采用大拱脚。
垂直节理地段，应在拱脚设置测点，监测拱脚下沉状态。
（3）黄土含水量较大时，锚杆成孔可采用螺旋钻，锚杆应设置垫板。
（4）根据监控量测信息分析确定二次衬砌施作时间。
4.1.4黄土地段隧道基底处理施工
（1）明洞工程湿陷性黄土地基可结合地基的湿陷性等级、类型、湿陷层的
厚度及湿陷量，采用换填法、挤密桩法或混凝土灌注桩法等进行处理。
（2）当场地内有易形成集中入渗通道的陷穴、坑洞等可能对隧道地基产生
危害的不良地质时，可综合考虑地形地貌、浸水条件等因素，根据地基的湿
陷性要素采取洞内换填、桩基处理等措施。
（3）新近堆积黄土及饱和黄土地基不满足承载力要求时，可采用换填、树
根桩或混凝土桩等一种或多种相结合的处理方法。
（4）隧道地基加固处理的施工机具应小型化，以满足洞内作业空间要求。
（5）地基处理过程中，应对地基处理的施工质量进行检查和评估。
地基处
理施工结束，应按设计要求及有关标准进行检查和验收。
4.1.5黄土地段隧道防排水施工
（1）完善洞内施工排水系统。
可采用管槽或排水沟引进，排水沟宜设在隧
道中部，并应铺砌、摸墁。
地层含水量大时，开挖工作面应设横向排水沟，
将水引至中部排水管、槽排出。
（2）严格控制施工用水，避免浸泡土体。
喷混凝土应采用湿喷工艺，喷射
机等设备清洗应在洞外进行或用高压风吹洗，混凝土养护采用喷雾。
（3）有降水施工条件时，宜先降水后开挖。
4.2膨胀性（岩）土
XX3号隧道DK187+705-DK188+80暇隧道洞身白云质灰岩中含石膏，具侵蚀性和膨胀性。
依据设计图纸DK187+950-DK188+52暇，中等膨胀性泥灰岩地段采用膨胀性围岩复合式衬砌，初期支护预留变形量为20〜25cmi
4.2.1膨胀性（岩）土段施工
（1）膨胀岩（土）地段隧道开挖：
①软岩及土质隧道宜采用机械开挖；
②各分部开挖断面轮廓应圆顺；
③施工用水不得浸泡岩面；
④监控量测应对围岩内部应力、应变进行检测；
⑤预留变形量应根据检测量测结果及时调整。
（2）膨胀岩（土）地段隧道支护：
①施工前，应根据围岩特性，制定系统的超强支护和初期支护方案；
②初期支护可采用纤维混凝土、长锚杆和重型钢架的组合支护结果；
③初期支护宜分层施作、逐层加强、设置伸缩钢架或活动接头，控制变
形发展；
④开挖后应及时支护封闭暴露的岩体，分部开挖应设临时仰拱或横撑，支护应尽早封闭成环。
（3）二衬衬砌可根据围岩变形发展情况提前施作，结构应有足够的强度和刚度。
4.2.2膨胀性（岩）土段施工要点在膨胀性地层中，必须针对岩性采取相应的措施以维护围岩的稳定，保
证施工顺利进行。
通过施工实践，观察发现膨胀岩在干燥无水的情况下还是
比较稳定的，但在岩石裂隙节理发育、裂隙密集含水多时，就会出现局部膨
胀、崩解、软化等现象。
裂隙逐步扩展连通，最后围岩整体丧失稳定。
水份
一般集中于围岩表层，水体难向岩体内部深处渗透，所以膨胀岩的膨胀一般
多发生在岩体表层浅处，岩体表层常被崩解成片状或碎块状。
针对膨胀岩崩
解、软化、坍塌的原因，我们采取的措施就是尽量减少水对围岩的侵蚀。
（1）加强调查、量测围岩的压力和流变
在膨胀土地层中开挖隧道，除了认真实施设计文件所提出的技术要求外，
在施工过程中应对围岩压力及其流变情况进行充分的调查和量测，分析其变
化规律。
对地下水亦应探明分布范围及规律，了解水对施工的影响程度，以
便根据围岩动态采取相应的施工措施；
如原设计难以适应围岩动态情况，也
可据此作适当修正。
（2）合理选择施工方法
膨胀土隧道围岩压力的施工效应，是导致隧道变形病害的主要原因。
采
用合理的施工方法，对隧道的稳定性有着十分重要的作用。
因此，在施工中
应以尽量减少对围岩产生扰动和防止水的浸湿为原则，所以宜采用无爆破掘
进法。
如采用掘进机、风镐、液压镐等开挖，、在开挖过程中尽可能缩短围
岩暴露时间，并及时衬砌，以尽快恢复洞壁因土体开挖而解除的部分围岩应
力，减少围岩膨胀变形，开挖方法宜不分部或少分部，多采用正台阶法、侧
壁导坑法和“眼镜法”，正台阶法适用于跨度小的隧道，它分部少相互干扰
小，且能较早地使支护（衬砌）闭合。
侧壁导坑法较“眼镜法”较适用于跨度
较大的隧道，它具有防止上半断而支护（衬砌）下沉的优势，但全断面闭合时
间较迟，必须注意防止边墙混凝土受压向隧道内挤。
（3）防止围岩湿度变化
隧道开挖后，膨胀土围岩风干脱水或浸水，都将引起围岩体积变化，产
生胀缩效应，因此，隧道开挖后及时喷射混凝土，封闭和支护围岩。
控制好
施工用水，减少水的漫流和积水浸泡，对围岩渗水和施工用水集中归槽抽出
洞外。
施工是反坡，排水比较困难，在距洞口150米左右设集水井，形成多
级抽水，把水及时排出洞外。
风钻打眼，施工用水不好控制，就用电钻代替
风钻，减少了施工用水。
同时加强通风，防止潮湿空气对围岩表层的侵蚀。
4.3岩溶地段施工
XX2号隧道隧道DK178+200DK180+620DK181+80眦地质钻孔有溶洞,岩溶表现为弱发育。
XX3号隧道DK185+170-DK186+34暇推测水位位于洞身以上，属于岩溶
富水区域，易出现坍塌，突水，突泥现象。
岩溶地段隧道施工，施工前应根据设计资料、岩溶及地下水等综合超前
地质预报结果，备足必要的排水设备和物资等资源。
防排水应以疏为主、堵
排结合、因地制宜、综合治理。
岩溶处理可采取疏导、堵填、注浆加固、跨越、宣泄等措施。
4.3.1岩溶发育地段隧道施工
（1）岩溶地段隧道施工宜采用动态设计、动态施工，及时优化调整设计施
工方案。
（2）岩溶地段隧道施工前应加强洞内外观察及围岩变形、外水压力等监
测，必要时对支护结构应力、应变以及地应力进行监测，及时反馈监测信息，
实施信息化施工，确保施工安全。
（3）岩溶发育隧道，地质预报应建立以长距离物探和钻探为主，其他物探
方式为辅，红外线探测连续施测的综合预报体系。
（4）施工前应调查地表水出露情况，必要时可采取地表注浆等措施处理。
（5）岩溶地段施工应结合注浆技术、采取合理可靠的超前支护体系，降低
围岩的渗水量及变形量。
（6）开挖宜采用台阶法，必要时采用中隔壁法。
在H、m级围岩条件下,
且溶洞仅穿过隧道底部小部分断面时，可采用全断面法。
爆破开挖应密布眼、少装药，渗漏水时加强观察。
（7）溶洞仅位于隧道一侧时，应先开挖该侧，待支护完成后再开挖另一侧。
（8）隧道岩溶水较大时，应采用泄水洞宣泄岩溶水，泄水洞应位于地下水
来向一侧；
涌水量大、涌水点多、分散、排泄通道不明显的岩溶发育地段，
宜先汇集、再引排，采取辅助导坑、集水廊道结合泄水洞、行洪通道等措施
处理。
4.3.2溶蚀裂隙处理
（1）无填充溶蚀裂隙地段：
地下水不发育时，宜采用超前小导管、超前锚
杆通过，施作初期支护后应对裂隙做注浆处理；
水量较小时，宜先排水、后
采用超前小导管（锚杆）通过；
水量较大时，应先注浆堵水再开挖施工。
（2）填充溶蚀裂隙地段：
地下水不发育或水量较小时，可采用超前小导管
处理，较大裂隙充填泥沙，浅埋裂隙发育地段，宜采用管棚法施工；
水量较
大时，应采用以疏为主，堵排结合的处理方法。
排水可采用超前钻孔或辅助
坑道排水，堵水宜采用管棚注浆堵水。
（3）开挖后隧道周边存在大面积渗漏水时，应采用径向注浆进行封堵，径
向注浆的范围应为隧道开挖轮廓线外0.5〜1.0倍洞径；
溶蚀裂隙局部有股状
涌水时，可采用注浆封堵进行处理。
4.3.3溶槽溶管处理
（1）水流路径明确的溶管溶槽，应选择疏导、联通方案，不得改变地下水
总的流动趋势，新建的排水暗管不应淤积泥沙。
隧道边墙或地板处的小体积
溶槽溶管，可在隧道边墙及底部设置盲沟、暗管、涵洞、倒虹吸、钢管疏导
或小型过桥跨越；
隧道顶部的溶槽溶管，可在顶部设置暗管将水引入隧道底
部或采用倒虹吸跨越。
（2）掌子面前方溶槽溶管比较发育，探水孔出水量和水压较大时，应根据
溶槽溶管发育位置和方向，采用局部预注浆截流和全断面预注浆封堵。
（3）掌子面前方探水孔流出清水、出水量不高于2.0m3/h且水压不高于
0.2MPa时，隧道排水不会影响施工进度以及周围环境、相邻建筑物时，可采
用排水方案进行处理。
4.3.4溶洞处理应符合下列要求：
（1）溶洞规模较大，内部充填大量泥沙，并富含地下水，揭穿后可能发生
突泥、涌水，应采用封闭注浆就固处理。
（2）溶洞内充填含水的粉细砂或致密的粘土、砂粘土，采用渗透挤密、劈
裂等注浆方法困难时，可采用置换注浆法。
（3）已停止发育、跨径较小，无水溶洞，可根据其与隧道相交的位置及其
充填情况，采用混凝土予以回填封闭，并应加深、加强边墙基础。
拱部以上
干、空溶洞，视溶洞的岩石破碎程度可采用锚喷支护加固、注浆、加设护拱
及拱顶回填等方法处理。
底板下发育的溶洞应挖除充填物，回填混凝土等；
有水流动的空腔，回填不得阻断过水通道。
（4）溶洞空腔仅在隧道底部且较大较深，或者填充物松软不能承载结构物
时，应加强对基底处理，基底处理可采用跨越、注浆、加固、回填、桩基等
措施。
①溶洞规模较大、溶洞内充填物松软，基础处理工程修建困难，或者溶
洞虽小，但不得堵塞水流时，宜采用梁（边墙梁及行车梁、托梁）、支墩、板
或悬臂梁承托纵梁、拱桥跨越。
梁、板的两端或拱的拱座应置于稳固可靠的
岩层上，并采用混凝土加固。
②基底溶洞充填物厚度小于2.0m,宜采用换填方法，换填材料选用浆砌
片石或混凝土等。
③基底溶洞充填物厚度2.0m〜10.0m,宜采用注浆处理，注浆孔深入基岩。
④基底溶洞充填物厚度超过10.0m,宜采用钻孔桩，粉喷桩等进行处理。
（5）隧道一侧遇狭长而较深的溶洞，应加深、加强该侧的边墙基础。
（6）溶洞在隧道上方通过，溶洞内的充填物无水或少量含水，应采用支顶加固进行处理，支顶加固可采用支撑墙、柱、拱及嵌补等措施。
（7）勘察确定了溶洞的位置和方向的隧道，有条件时可通过地表注浆阻断
岩溶水通道并加固地层的方式处理。
（8）穿越清理会造成随清随塌的大型堆积物，采用超前预注浆加固堆积
物。
（9）隧道结构完工后发现拱部存在较大溶腔，应压浆回填，并检查地表，
必要时封填处理。
（10）一时难以处理的溶洞，可采用迂回导坑绕过，继续隧道施工，再进
行溶洞处理。
（11）暗河段的施工，应以排为主，不得进行封堵，造成排水受阻，增大
对正洞衬砌压力。
（12）二次衬砌施工后，应采用物探手段检查隧道周边环形加固层及层外
围岩情况，重点检查拱部、底板、边墙5m内是否存在有害空洞，隧道底部是否密实。
4.4土石分界处
土石界面：
XX2号隧道DK176+030-DK176+400DK181+680-DK182+830段；
XX3号隧道DK183+62ADK183+76RDK184+380-DK184+520及DK191+085-DK191+405段为隧道洞身土石界面，土质地层或土石地层分界面附近开挖时，应尽量采用人工开挖或弱爆破施工，隧道开挖预留变形量应根
据地质条件、施工方法和量测数据反馈数据分析后综合确定，并严格控制台
阶长度及开挖进尺，及时封闭支护，确保安全。
当土石界面位于拱顶附近时，应结合锚
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