Q／CR 9511-2014标准规范下载简介

Q／CR 9511-2014 铁路黄土隧道技术规范

8.5.1监控量测控制基准应根据黄土地层物理力学性质、隧道施 工安全性及施工方法、隧道结构的长期稳定性，以及建（构）筑物特 点和重要性等因素制定。 8.5.2大、特大跨度铁路黄土隧道净空位移控制基准，可按 表8.5.2选用。其他跨度的铁路黄土隧道净空位移控制基准 应符合现行《铁路隧道监控量测技术规程》（TB10121）的相关 规定。

8.5.3控制基准值可根据工程施工及监测反馈的信息情况进一

一般情况下的二次衬砌施作应在满足下列要求时进行： 1隧道水平净空变化速度及拱顶或底板垂直位移速度明显 下降。 2 隧道位移相对值已达到总相对位移量的90%以上。 8.5.5铁路黄土隧道监控量测应接现行《铁路隧道监控量测 技术规程》（TB10121)的规定建立等级管理、信息反馈和报告 制度。

表8.5.2跨度12m

9.1.1湿陷性黄土铁路隧道，应综合考虑地形地貌、浸水条件、隧 道地基湿陷等级等因素长春市“两横三纵”快速路智能交通系统工程，因地制宜，以封闭隔水、加强结构措施为 主，必要时可采取地基处理措施，以防止地基湿陷对隧道结构及其 附属构筑物产生危害。

9.1.2新近堆积黄土及饱和黄土隧道地基不满足承载力要求时，

9.1.3铁路黄土隧道应加强结构及其防排水系统，提高洞内外排

9.2.1明洞工程湿陷性黄土地基可结合地基的湿陷性等级、类

9.2.2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。 9.2.3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、树根桩或混凝土等一种或多种相结合的处理方法。 9.2.4湿陷性黄土地基处理，可按表9.2.4选择其中一种或多种 相结合的方法。

9.2.2当场地内有易形成集中入渗通道的陷穴、坑洞等可能对隧

表9.2.4湿陷性黄土地基处理方法

9.2.5隧道地基加固处理的施工机具应小型化，以满足洞内作业 的空间要求。

9.2.5隧道地基加固处理的施工机具应小型化，以满足洞内作业

估。地基处理施工结束后，应按设计要求及有关标准进行检查和 验收。

执行本规范条文时，对于要求严格程度不同的用词说明如下 更于在执行中区别对待。 （1）表示很严格，非这样做不可的用词： 正面词采用“必须”； 反面词采用“严禁”。 （2）表示严格，在正常情况下均应这样做的用词： 正面词采用“应”； 反面词采用“不应”或“不得”。 （3）表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的用词： 正面词采用“宜”； 反面词采用“不宜”。 （4）表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”

《铁路黄土隧道技术规范》

本条文说明系对重点条文的编制依据、存在的同题 以及在执行中应注意的事项等予以说明。本条文说明不 具备与标准正文同等的法律效力，仅供使用者作为理解 和把握规范规定的参考。为了减少篇幅，只列条文号，未 抄录原条文。

1.0.1本规范系统总结和吸收了我国近年来铁路黄土隧道建设 经验和科研成果，特别是已开通运营的郑西客运专线、开工建设中 的宝兰客运专线科研成果，体现了我国铁路黄土隧道的建设水平。 统一建设标准、做到安全适用、技术先进、经济合理，是制定本规范 的指导思想。 1.0.3黄土因成因、形成年代和区域不同，工程性质差异很大，黄 土垂直节理发育，新黄土具大孔隙和湿陷性，施工中易沿垂直节 理滑落掉块，甚至出现塌方，危及作业人员安全。因此，要求结 合区域黄土的特点，因地制宜进行勘察设计，保障施工和运营 安全。

1.0.4本次编制中主要考施工开挖时稳定性因素，提出铁路黄

分级标准的提出，结合了国内调研情况和我国近年来的铁路 黄土隧道建设经验和科研成果，基本涵盖从普速到客运专线所有 等级的铁路隧道工程，见说明表1.0.4。

说明表1.0.4铁路黄土隧道跨度

开挖跨度对隧道洞室的稳定性影响而言，围岩级别越低、坑 道跨度越大，最大塑性区厚度越大，隧道洞室的稳定性越差；IV 级与V级黄土隧道塑性区厚度随坑道跨度变化如说明图1.0.4 所示。

说明图1.0.4黄土隧道塑性区厚度随坑道跨度变化图

由说明图1.0.4可见，隧道塑性区厚度与坑道跨度成线性关 系，对开挖跨度大于12m的隧道接2m宽度分级划分为两级；对 开挖跨度小于12m的隧道按3.5m宽度分级划分为两级。 1.0.7本规范仅结合黄土特点，规定了铁路黄土隧道关键技术要 点，故除执行本规范外，隧道设计、施工还需符合国家和铁道行业 现行的有关标准及技术要求。 3.3.3黄土区的地貌类型是黄土在漫长的地质年代堆积和侵蚀 的直接结果，对地貌类型做出准确判断，对地质勘察和勘探都能起 到很好的指导作用。黄土的主要地貌类型见说明表3.3.3。

说明表3.3.3黄士的主要地貌类型

3.5.2、3.5.34

地段，重点评价黄土湿陷性对洞口稳定性及基础产生的影响。 (1)湿陷系数。 1)湿陷系数计算。 根据《铁路工程土工试验规程》（TB101022010）的规定 测定。

式中hp 一保持天然的湿度和结构的土样，加压至一定压力时 下沉稳定后的高度（cm）： h一一上述加压稳定后的土样，在浸水作用下，下沉稳定后 的高度(cm）; ho一土样的原始高度（cm）。 2)测定湿陷系数试验压力从隧道基底算起，压力值按本规范 第3.4.3条的相关规定取值。 （2）湿陷性黄土场地的自重湿陷量计算。 1）直重湿陷量的计算值△，按下式计算：

（说明3.5.2—1）

中一第i层土的自重湿陷系数，按《铁路工程土工试验规 程》（TB10102一2010）的相关规定测定； h，一第i层土的厚度（mm）： β一因地区土质而异的修正系数，在缺乏实测资料时， 陇西地区取1.50，陇东一陕北一晋西地区取1.20， 关中地区取0.90，其他地区取0.50。 2）自重湿陷量的计算值，自天然地面算起，至其下非湿陷 主黄土层的顶面止，其中自重湿陷系数8值小于0.015的土层不 累计。 （3）自重湿陷量实测值△按《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB

50025——2004）测定 (4)湿陷性黄土场地受水浸湿饱和，其湿陷量的计算。 1)场地湿陷量的计算值△，按下式计算：

式中第i层土的湿陷系数； h一第i层土的厚度（mm）： β考虑基底下地基土的受水浸湿的可能性和侧向挤出 等因素的修正系数，在缺乏实测资料时，基础底面下 0m~5m深度内，取β=1.5；基底下5m~10m深 度内，取β=1.0；基底下10m以下至非湿陷性黄土 层项面，在自重湿陷性黄土场地，可取工程所在地区 的阳值。 2)场地湿陷量计算值△.的计算深度，自地面下1.50m算起， 在非自重湿陷性黄土场地，累计至基底下10.m（或地基压缩层）深 度止；在自重湿陷性黄土场地，累计至非湿陷性黄土层的项面为 止。其中湿陷系数（10m以下为8)小于0.015的土层不累计。 3.5.4铁路黄土隧道地基的湿陷变形会引起衬砌结构破坏。隧 道地基的湿陷变形一般根据地基土的自重湿陷系数，采用分层总 和法计算，并采用现行《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025 2004）规定的地区取值修正。目前对隧道地基湿陷变形计算修正 系数的研究尚不充分，由于隧道地基理深一般股在10m以下，根据 经验计算时修正系数可按不大于1.0考虑。在缺乏实测资料时， 陇西、陇东、陕北、普西地区取1.0，关中地区取0.90，其他地区 取0.50。 对手隧道地基湿陷变形等级划分，本规范参照了不同铁路路 基沉降变形控制标准，由建筑地基湿陷变形引起结构破环的调套 结果，以及隧道地基湿陷变形引起衬码结构力学性状的变化分析 确定。

（说明3.5.23）

明图3.6.2一1浅埋破坏模式开挖滑动体受力分析

由此，在整个土体ABDC下沉时，其作用与反作用力为：洞顶 上方岩体FEGH自重W，形成最大破裂面的两侧三棱体ACE及

BDF的自重W2：两三棱柱施加与土柱的摩阻力Ti；两破裂面 AC、BD外侧土体给与的阻力F。F为F在y方向的分量。 根据力学平衡条件，浅埋隧道荷载采用下式计算：

即为深浅理判据。 应用理论推导深浅理判定式，结合郑西客运专线贺家庄隧道、 家崖隧道、台村隧道、乡隧道、潼洛川隧道、函谷关隧道等黄土 遂道现场试验地质参数值进行计算，计算参数见说明表3.6.2一1， 计算结果见说明表3.6.22.计算图如说明图3.6.22所示，

说明表3.6.2—1计算参数表

说明表3.6.22按规范计算临界深度情况

注：黏质老黄土按IV级围岩考虑，砂质新黄土按V级围岩计算，

（说明3.6.22）

说明图3.6.2一2浅埋计算模式计算图（阅乡隧道进口）

3.6.4本规范黄土的围岩分级除按地质年代、塑性状态、疏密程

说明表4.1.3边、仰坡形式及适用条件

4.3.1黄土隧道洞口段受力复杂，施工风险大，易出现拱顶下沉 初支变形、册塌冒顶等问题。因此，洞口段的支护措施应较洞内加 强，尤其要加强超前支护、钢架的整体性、锁脚锚管等，大跨度、特 大跨度可采用H钢架。管棚、超前小导管是黄土隧道施工中采用 较多的一种超前支护方法。沿初期支护外轮廓线，以一定的外插 角向开挖工作面前方施工，与钢架、地层共同作用形成超前支护结 构，从而保证开挖工作面的稳定，防止工作面松弛、册塌，控制洞口 段地表沉降。 4.3.3地形偏压的情况下接建明洞，往往靠山侧刷方过高，影响 施工安全。为降低内侧边坡开挖，经常采用“半明半暗”的方法修 建明洞，外侧开挖后设大边墙、护拱，并进行回填，内侧设超前支 护、初期支护后进行暗挖，初期支护钢架与大边墙搭接。 4.4.3封闭式防护主要有浆砌片石与喷射混凝土等灰色工防 护方式。此类防护应用范围很广，但不利手排水，对边坡的长期稳 定性有影响。骨架护坡十植物防护的结构形式不仅考虑了力学稳 定性，从边坡长期工作状态来看是很有利的，而且有很多新的产品 不断研发并应用手生产，可以预见其将成为日后的主流防护理念。 4.5.3黄土常具有不同方向的原生与构造节理，特别是垂直节理 发育，并具有一定的延续性。隧道开挖时，由于断面天，土体极易 沿节理方向张开或剪断，破坏区域大，较难形成承载拱；隧道埋深 较浅时，地表附近地层因施工扰动过大而开裂，伴随隧道开挖地表 常产生与线路平行及环形的裂缝

4.3.1黄土隧道洞口段受力复杂，施工风险大，易出现拱顶下沉、 初支变形、册塌冒顶等向题。因此，洞口段的支护措施应较洞内加 强，尤其要加强超前支护、钢架的整体性、锁脚锚管等，大跨度、特 大跨度可采用H钢架。管棚、超前小导管是黄土隧道施工中采用 较多的一种超前支护方法。沿初期支护外轮廓线，以一定的外插 角向开挖工作面前方施工，与钢架、地层共同作用形成超前支护结 构，从而保证开挖工作面的稳定，防止工作面松弛、册塌，控制洞口 段地表沉隆

为保证铁路长期的运营安全，需要对地表裂缝进行妥善处理， 确保隧道的覆盖层无潜在的空洞和裂缝，否则在雨水的长期侵蚀 和冲刷下，容易在覆盖层深处沿着裂缝形成陷穴等病害，雨水直接 侵蚀隧道主体，降低了围岩的承载能力，影响隧道的长期稳定性。 对地表裂缝常用灌浆充填、劵填灰土封闭的处理措施，防止地表水 下渗，

5.1.2隧道衬因其通过的地质情况、结构受力、计算方法以及

工程实践表明，复合式衬砌对于保证施工安全及运营期结构 稳定更有利。因此，本规范推荐铁路黄土隧道采用复合式衬砌。 根据铁路黄土隧道衬砌现场试验研究和量测资料，隧道垂直 压力是不均匀的，大致呈马鞍形分布，侧压力比较大，其侧压力系 数约为0.5，故本规范规定黄土隧道采用曲墙带仰拱复合式衬砌； 买践证明，带仰拱、边墙曲率较大的复合衬砌，能促使围岩较快的 稳定，同时为避免或减少土体应力集中，隧道开挖轮廓需圆顺

5.2.1在黄土地层中进行隧道施工，因围岩的自稳能力差，需要

进行超前预支护或预加固处理。管棚工法、超前小导管及锚杆作 为浅理埋暗挖法隧道施工的几种重要的辅助工法，在避免因围岩过 度松弛造成的局部失稳塌，有效地限制地表沉陷，防止隧道塌方 等方面发挥着重要作用，特别是在下穿既有结构物及地下工程施 工中，更是主要的辅助工法。

5.2.2超前小导管是黄土隧道施工中采用较多的一种超前支护

方法。沿初期支护外轮廓线，以一定的外插角向开挖工作面前方 打设g38mm50mm小导管，与钢架、地层共同作用形成超前 支护结构，从而保证开挖工作面的稳定，防止工作面松弛、塌，控 制浅埋、洞口段地表沉降。

5.3.1黄土隧道初期支护需具有合理的刚度，并且在一定程度能

等的作用各不相同，初期支护的刚度与其组成成分有着密切关系。 故在设计时一般根据工程地质、水文地质、隧道断面尺寸、覆盖层 厚度等条件选择喷、锚、网与钢架联合支护的结构形式。

5.3.2从黄土隧道的施工经验来看，其拱部初期支护整体沉降比 例较大，在施工过程中需采用可靠的工程措施进行处理，常用的控 制技术包括设置临时仰拱、大拱脚或锁脚锚杆（管）等。

5.3.2从黄土隧道的施工经验来看，其拱部初期支护整体沉降比

状态、隧道理置深度外，还有初期支护的刚度及其施作时间等，故 设计二次衬砌时，综合考虑各种因素的影响，以期达到安全、经济 的自的。二次衬一般受力比较均匀，为防止应力集中，一股采用 连接圆顺、等厚的断面形式。

5.4.4二次衬砌施作时机关系到二次衬砌承载力的发挥，关系到 衬砌结构是否开裂和渗漏水。合理确定二次衬砌的施作时机是保 证隧道工程施工阶段和长期运营阶段安全性的关键。在特殊或复 杂地质条件下，二次衬砌施作时机需根据现场监控量测确定，

5.4.5隧道开挖后，周边变形量随围岩条件、隧道宽度、理置深

度、施工方法和支护（一般指初期支护）刚度等影响而不同。黄土 隧道施工过程中，由于钢架锁脚不牵靠、支护措施不到位等原因， 容易发生初期支护整体下沉或局部变形，侵入二次衬的限界，需 要进行初期支护的拆换，加大了施工风险。因此，施工中适当加大 预留变形量，并严格控制沉降、变形，才能保证黄土隧道的施工安 全。一般V～V级围岩有不同程度的变形量，特别是浅理、偏压隧 道情况复杂，要确定标准预留变形量是困难的，需通过实地监控测 量，得出结果加以研究分析才能设定。因此，预留变形量一般采用 工程类比法确定；当无类比资料时，参考支护衬砌参数表建议的预 留变形量，再在施工过程中通过监控量测予以修正。

6.2.3近年来，黄土地区部分铁路工程出现了因水沟开裂、下沉

（1）尽量减小刷坡，防止出现不稳定的高边、仰坡。 （2）做好洞口大管棚超前支护，确保管棚的施工质量。 （3）采用合理的施工方法，短进尺，快封闭，加强拱脚，控制好 拱部下沉。 （4）洞身后续段施工前，先做好洞口段衬砌，切总冒进。 7.2.5黄土存在着土性蔬松，大孔隙、强湿陷性、垂直节理发育等 特殊性，使得黄土分布范围内沟谷切割强烈，地形破碎，沟纵横， 黄土边坡往往具有较陡的坡度，常年受降水侵蚀及风化等因素的 影响，裂隙发育，有的处于稳定状态，有的则由于存在不良地质体， 或人工改造后处于不稳定或潜在的不稳定状态。工程建设开始， 器要修建便道及布置场地，为防止山体开裂、塌现象，确保洞口 的安全与稳定，本规范要求减口施工场地布置及便道并挖不能影 响边、仰坡的稳定。 7.3.1～7.3.3黄土隧道的传统施工通常采用台阶法、上导坑先 拱后墙法，大断面黄土隧道通常采用双侧壁导坑法（bothsidedrift method）、交叉中隔壁法（centercrossdiaphragmmethod，简称 CRD法）、预留核心土台阶法（benchingmethodwiththecore）等 多分部顺序施工方法（sequentialexcavationmethod，简称SEM）。 截至2005年郑西客运专线修建前，国内已成功应用双侧壁导坑 法、预留核心土短台阶等方法解决开挖面积达140m的大断面黄 土隧道的施工，以及采用交叉中隔壁法解决浅理新黄土下穿既有 铁路的铁路双线隧道施工。说明表7.3.1列出了1980年～2005年 国内一些典型大断面黄土隧道施工实例

说明表7.3.1 国内典型大断面黄士隧道施工例（1980年～2005年）

注：1表中所列为20世纪80年代以来修建的开挖面积110m以上的铁路双线以及 公路三车道典型大断面黄土隧道施工例。 2 根据《中国铁路隧道史》，20世纪80年代开始采用新奥法原则修建的铁路双 线黄土隧道数量为：大秦铁路2座，神朔铁路2座，侯月铁路11座。另据资料 （来源：铁一院），宝兰二线铁路双线黄土隧道有6座。 31980年～2005年公路三车道（含双车道紧急停车带断面）黄土隧道施工案例 很少，表中仅给出一案例。双车道黄土隧道则有多座，分布在黄延、铜黄、 兰、谗柳、靖安等高速公路上，最大开挖面积100m²～107m²，多采用双侧壁 导坑法、弧形导坑等方法施工。

注：1表中所列为20世纪80年代以来修建的开挖面积110m以上的铁路双线以及 公路三车道典型大断面黄土隧道施工例。 2 根据《中国铁路隧道史》，20世纪80年代开始采用新奥法原则修建的铁路双 线黄土隧道数量为：大秦铁路2座，神朔铁路2座，侯月铁路11座。另据资料 （来源：铁一院），宝兰二线铁路双线黄土隧道有6座。 31980年～2005年公路三车道（含双车道紧急停车带断面）黄土隧道施工案例 很少，表中仅给出一案例。双车道黄土隧道则有多座，分布在黄延、铜黄、该 兰、谗柳、靖安等高速公路上，最大开挖面积100m²～107m²，多采用双侧壁 导坑法、弧形导坑等方法施工。 试验表明，台阶法通过在掌子面后方预留核心土、缩短台阶长 度使仰拱尽量靠近掌子面封闭以及加强拱脚支护等手段，可以不 程度地控制浅理黄土，尤其是新黄土中的拱部整体下沉变形。 郑西客运专线实践表明，预留核心土台阶法不仅适用于不同埋 菜条件下砂质及黏质老黄土，而且可用于浅埋非饱和砂质新黄土 大断面施工（如郑西客运专线高桥隧道）以及富水老黄土的天断 施工（如郑西客运专线张茅隧道）。

试验表明，台阶法通过在掌子面后方预留核心土、缩短台阶长 度使仰拱尽量靠近掌子面封闭以及加强拱脚支护等手段，可以不 司程度地控制浅理黄土，尤其是新黄土中的拱部整体下沉变形。 而郑西客运专线实践表明，预留核心土台阶法不仅适用手不同理 深条件下砂质及黏质老黄土，而且可用于浅埋非饱和砂质新黄土 的大断面施工（如郑西客运专线高桥隧道）以及富水老黄土的天断 面施工（如郑西客运专线张茅隧道）。

但台阶法在开挖阶段对黄土的扰动比较大，控制浅理地层沉 降变形的能力远不如CRD法、双侧壁导坑法，尤其是在偏压地层。 台阶法不需要架设大量临时支撑，作业空间天，便于天型机械 快速施工，在施工成本和效率上均优于CRD法及双侧壁导坑法。 预留核心土台阶法的月平均进尺，在郑西客运专线试验段可以达 到40m以上，其中：深理老黄土≥70m（最快超过100m，秦东隧 道）、浅理老黄土>50m（潼洛川隧道）、浅理新黄土>40m（高桥 隧道）。 因此，针对大断面黄土隧道施工，在可以充许较大地表沉降场 合，采用预留核心土台阶法的技术经济效益比CRD法、双侧壁导 坑法更优异。综合而言，在对地表沉流降没有要求且偏压不明显地 没，预留核心土台阶法可适用于各种理深的N、V级围岩非饱和 新、老黄土和富水老黄土的大断面隧道施工。 三台阶七步开挖法是原铁道部确定的部级工法。该方法明确 定义为：是以弧形导坑开挖为基本模式，分上、中、下三台阶预留核 心土和七个开挖面，各部位的开挖与支护沿隧道纵尚错开，平行推 进的隧道施工方法。适用于开挖面积为100m²～180m²、具备一 定自稳条件的IV、V级围岩地段隧道的施工，其特点是： （1）施工空间大，方便机械化施工，可以多作业面平行作业。 部分软岩或土质地段可以采用挖掘机直接开挖，工效较高。 （2)在地质条件发生变化时，便于灵活、及时地转换施工工序， 调整施工方法。 （3）适应不同跨度和多种断面形式，初期支护工序操作便捷。 （4)在台阶法开挖的基础上，预留核心土，左右错开开挖，利于 开挖工作面稳定。 （5）当围岩变形较大或突变时，在保证安全和满足净空要求的 前提下，可尽快调整闭合时间。 针对天断面黄土隧道，三台阶七步开挖法在郑西客运专线张 茅隧道成功取代CRD法穿越富水黄土地段的实践，与采取中台阶

不留核心土的三台阶七步开挖方式成功解决高桥隧道浅埋新黄十 大断面安全快速施工的实践，共同为台阶法在天断面黄土隧道施 工应用上的技术突破和创新奠定了基础。 7.3.5黄土隧道拱脚的承载力普遍较弱，同时拱脚受开挖的影响 十分显著，是引发拱部整体下沉的关键因素。在新黄主中，这种拱 部整体下沉的发生往往比较迅速，且理深越浅越难以控制，容易 造成直通地表的班方。由于浅理新黄土具有拱部土体整体迅速 下沉的特性，对支护结构提出了刚度控制要求，无其是大跨度隧 道的支护结构需有足够的刚度来及时控制拱部土体的整体 下沉。 试验显示，大跨度黄土隧道掌子面具有纵尚挤出变形时，掌子 面前方地表即开始出现沉降。因此，控制掌子面的位移，将有利于 控制浅埋段地表沉降。此外，对于湿陷性黄土、饱和黄土地基，还 存在隧道地基沉降问题。 因此，控制沉降的技术关键，主要是控制拱部整体下沉和加强 支护结构整体刚度，以及控制掌子面的位移，并对湿陷性黄土、饱 和黄土地基进行基底处理。其中，加强拱脚承载力是控制黄土隧 道尤其是大跨度黄土隧道拱部下沉的关键措施。 大拱脚和在拱脚处设置斜向下锁脚锚杆（管），对解决黄土隧 道软弱拱脚和下层台阶开挖对拱脚的不利影响具有重要意义。根 据郑西客运专线大断面黄土隧道的试验研究成果，大拱脚和斜向 下锁脚铺杆（管）均具有显著的承压特性，对提高拱脚的承载力能 起到很好的作用，同时在支护封闭前对拱部具有明显的临时支撑 作用，是加强拱脚的主要手段。其中： （1）大拱脚主要用于台阶法（包括CD法），作为仰拱封闭前临 时支撑拱部稳定的主要手段。双侧壁导坑法、CRD法则可以通过 及时架设横撑来提供稳定，大拱脚的作用相对台阶法不是那明 显。大拱脚的结构形式，推荐采用受力条件较好且掏挖较容易的 直角形式（说明图7.3.5一1（a））。显然这是一种承压结构，相对

说明图7.3.5一1(b)锐角结构，可将荷载传递到围岩更深处，使下 层台阶开挖时拱脚不易失稳。

说明图7.3.5—1 大拱脚结构形式

（2）锁脚锚杆（管）的承载效果与打人角度有很大关系，即与水 平夹角越天越好，锁脚锚杆（管）打入工况见说明表7.3.5。计算 表明（说明图7.3.5一2），该角度大于等于45°才会起到较好效果 （拱部下沉约减小30%以上）。当打入角度减小至30°时作用已不 明显（约5%）。而打入角度减小至15°以内时，锁脚锚杆（管）对拱 部下沉基本不起控制作用。这与一般岩石隧道垂直于岩面打入锁 脚锚杆（管）有很大不同。而且从拱脚斜向下打人，既可稳定拱脚 文可对下层台阶的开挖起到超前支护的作用。因此，对于黄土隧 道，拱脚处锁脚锚杆（管）尽量贴着拱部轮廓大角度斜向下打入 对于侧壁导坑法，中壁也需施作锁脚锚杆（管）

说明表7.3.5锁脚锚杆（管）打入工况

7.3.6支护是否封闭以及封闭时距掌子面的距离对黄土隧道净

最大值与仰拱封闭距离之间具有显著的相关性（指数规律），显示 大断面黄土隧道支护封闭的空间效应较时间效应更为显者。因 此，对于台阶法而言，支护及时封闭的意义在于仰拱封闭距离尽量 靠近掌子面，

说明图7.3.6郑西客运专线三座隧道台阶法试验段拱部下沉 与仰拱封闭因素相关性统计图

根据秦东、潼洛川和高桥三座隧道测试结果，统计得出拱部 下沉与仰拱封闭距离的关系。据此，可从控制拱部下沉量来确 定天断面黄土隧道台阶法合理的仰拱封闭距离，见说明表7.3.6， 该表可作为控制仰拱封闭距离的参考。表中拱部下沉按下式 计算：

式中 拱部下沉（mm），置信概率99%； 仰拱封闭距离（m）； So7 标准偏差（mm）

说明表7.3.6大断面铁路黄土隧道台阶法封闭距离及相应的拱部下沉值

生：1B为隧道开挖宽度，H为隧道理深。

2单层支护实测最大值括号内为无大拱脚情况

手段，开挖时要确保预留足够体积的核心土，对于浅埋段还要加大 其体积。 （2）短进尺主要是利用掌子面后方支护结构的空间效应，通过 减少一次开挖面裸露长度，来提高拱部开挖面的稳定性。同时，短 进尺可以做到及时支护，从而减少开挖面的裸露时间。 （3）由于黄土的垂直节理以及裸露开挖面的失水风化（通风条 件下尤为显著），大断面开挖时掌子面和拱部开挖面容易失稳，尤 其是在新黄土中裸露开挖面的自稳时间短。因此，开挖后即刻对 掌子面喷混凝土封闭，有利于稳定掌子面。 （4）超前支护强调开挖前对掌子面前方土体进行主动加固来 维持掌子面稳定，与掌子面后方预留核心土相比较，前者控制掌子 面稳定性的效果要更好些，！ 支护的压力，

73.10根据郑西客运专线天跨度黄王隧道的试验研究，对于侧 壁导坑法而言，支护及时封闭强调以下4点： （1）一侧导坑支护及时封闭后再开挖另一侧导坑的施工顺序， 对于侧壁导坑法净空位移的控制具有重要意义，尤其是在偏压地层。 （2)对于双侧壁导坑法、CRD法施工，往往强调应错开开挖 但只错开不封闭并不会带来好的结果。强调先行导坑支护封闭后 再开挖后行导坑的施工顺序，而不仅仅是错开开挖。两侧导坑错 开的距离则取决于先行导坑支护封闭的距离，前者大于后者。 （3)双侧壁导坑法、CRD法先行导坑支护封闭，主要体现在横 撑架设上，无其是底撑的架设。试验表明，在仰拱不能及时跟进的 情况下，采取底撑先行封闭可较好解决挖掘机施工时上撑滞后架 设带来的控制净空位移不力的问题。 （4)双侧壁导坑法、CRD法施工时，及时封闭仰拱以便拆撑增 加施工空间。但一次拆撑过长将产生较大拱部下沉，有可能引起 浅理地层较天沉降。因此，在需要控制地表沉降场合，要控制一次 拆撑长度，同时衬砌紧跟施作。根据试验，一次拆撑长度控制在 0.5倍开挖宽度内，拱部下沉增量比例小于10%（说明表 7.3.10），据此作为控制一次拆撑长度的参考，

说明表7.3.10一次拆撑（中壁）长度对拱部下沉影响的统计

注：1B为隧道开挖宽度（15m），

2增量比例拆撑阶段增量/拆撑前总下沉量

8.1.2监控量测的主要目的在于了解围岩稳定状态和支护、衬研 可靠程度，确保施工安全及结构的长期稳定性，是实现信息化施工 不可缺少的工序，是直接为设计和施工决策服务的，从以下几个方 面考虑：

（1）围岩稳定性、支护结构承载能力和安全信息。 （2）二次衬砌合理的施作时间。 （3）为施工中调整围岩级别、完善设计方案及参数、优化施工 方案及施工工艺提供依据。 8.1.5对于下穿既有铁路线时，现有工法对地表沉降的控制尚难 直接达到轨道平顺性的要求，还需采取相应的辅助措施（如轨道起 道调平等）。因此，对下穿铁路段地表沉降控制，分别按地面控制 和轨面控制设置基准值，其中前者主要保证隧道施工安全，后者则 以满足轨道平顺性为准，保证既有线运营安全。 8.1.6自前隧道净空变化量测采用接触量测和非接触量测两种 方法，其中接触量测主要用收敛计进行量测，非接触量测则主要用 全站仪进行。 用收敛计进行隧道净空变化量测方法相对比较简单，即通过 布设手洞室周边上两固定点，每次测出两点的净长L，求出两次量 则的增量（或减量）△L，即为此处净空变化值。 用全站仪进行隧道净空变化量测方法包括自由设站和固定设 站两种。与传统的接触量测的主要区别在于，非接触量测的测点 采用一种膜片式回复反射器作为测点靶标，以取代价格晶贵的圆 凌镜反射器。具有回复反射性能的膜片形如塑料胶片，其正面由 均匀分布的微型棱镜和透明塑料薄膜构成，反面涂有压敏不干胶， 它可以牢固地粘附在构件表面上。这种反射膜片，大小可以任意 剪裁，价格低廉。反射膜片贴在隧道测点处的预理埋件上，在开挖面 附近的反射膜片，需采取一定的措施对其进行保护，以免施工时反 射膜片表面被覆盖或污染，保证预理件不被碰歪和碰掉。通过对 比不同时刻测点的三维坐标（t），y（t），之（t），可获得该测点在 该时段的三维位移变化量（相对于某一初始状态）。在三维位移失 量监控量测时，必须保证后视基准点位置固定不动，并定期校核， 以保证测量精度。与传统接触式监控量测方法相比，该方法能够 获取测点更全面的三维位移数据，有利于结合现行的数值计算方

（1）围岩稳定性、支护结构承载能力和安全信息。 （2）二次衬砌合理的施作时间。 （3）为施工中调整围岩级别、完善设计方案及参数、优化施工 方案及施工工艺提供依据。 8.1.5对于下穿既有铁路线时，现有工法对地表沉降的控制尚难 直接达到轨道平顺性的要求，还需采取相应的辅助措施（如轨道起 道调平等）。因此，对下穿铁路段地表沉降控制，分别按地面控制 和轨面控制设置基准值，其中前者主要保证隧道施工安全，后者则 以满足轨道平顺性为准，保证既有线运营安全

说明图8.2.2·郑西客运专线三座隧道台阶法试验段拱部下沉随埋深变化特性

因此，对台阶法拱部下沉重点监测拱脚和拱顶，这与以往铁路 双线隧道只监测拱项（或加设拱腰）下沉有所不同。对拱脚下沉的 量测需要在上台阶开挖时进行，由于拱脚穹隆处空间的限制，常规 挂尺抄平方法将很难实施，一般采用全站仪非接触方法解决， 位移控制是隧道稳定性判别准则的主要控制指标，对于大断 面黄土隧道，监控量测项目一般参考下列情况选择： （1）对各种工法均需重视垂直位移的控制，即拱项下沉及地表 沉降。 （2）对CRD法无其是CD法，需重视中壁变形的控制，即对两 则导坑水平收敛进行控制。 （3）大断面黄土隧道在开挖初期和台阶通过前后往往伴随位 移急剧增长，这时速率控制特征显著，因此需对位移速率进行 监控。 （4）根据测试，大断面黄土隧道型钢喷镭组合支护结构中，型 钢表现出显著承载的受力特性，强度控制特征明显，因此选测型钢 应力作为控制隧道稳定的辅助指标。 8.3.1对于浅埋或超浅理隧道，隧道断面方向尚的地表下沉量测边 界在隧道开挖影响范围以外，并在开挖影响范围以外设置基准点。 地表下沉量测在距开挖面前方（H。十H)处开始，直到衬砌结构封 闭、下沉基本停止时为止。地表下沉量测频率与拱顶下沉和水平 净空变化的量测频率相同， 地表下沉量测的测点布设在由设计确定的特别重要的施工地 段，包括地表有建（构）筑物地段。对施工中地表发生塌陷并经修 补过的地段，以及预先探测到地层中存在构筑物或空洞的施工地 段，测点尽量接近构筑物或空洞上方。 地表沉降测点横向间距为2m～5m。在隧道中线附近测点 适当加密，一般隧道中线两侧量测范围不小于（H。十B），地表有控 制性建（构）筑物时，量测范围适当加宽。其测点布置如说明图 8.3.1所示，

说明图8.3.1地表沉降横向测点布置示意图

8.4.1监控量测频率取决手位移速率和距开挖面距离两方面因 素决定，在按说明表8.4.1一1、说明表8.4.1一2选择量测频率 时，位移速率、距开挖面距离两者有差异时，原则上采用较高的频 率值作为量测频率

注：B为隧道开挖宽度，CRD法、双侧壁导坑法开挖宽度指分部宽度。

说明表8.4.12按位移速率确定的监控量测频

8.5.2一1跨度B≤8.5m隧道初期支护极限相对

注：1说明表8.5.21、说明表8.5.2—2适用于复合式衬砌的初期支护，表列数 值可在施工中通过实测资料积累作适当修正。 2 拱脚水平相对净空变化指两拱脚测点间净空水平变化值与其距离之比，拱 顶相对下沉指拱顶下沉值减去隧道下沉值后与原拱顶至隧底高度之比。 3 墙腰水平相对净空变化极限值可按拱脚水平相对净空变化极限值乘以 1.2~1.3后采用。

注：1说明表8.5.21、说明表8.5.22适用于复合式衬砌的初期支护，表列数 值可在施工中通过实测资料积累作适当修正。 2 拱脚水平相对净空变化指两拱脚测点间净空水平变化值与其距离之比，拱 顶相对下沉指拱顶下沉值减去隧道下沉值后与原拱顶至隧底高度之比。 3 墙腰水平相对净空变化极限值可按拱脚水平相对净空变化极限值乘以 1.2~1.3后采用

对于大、超大跨度铁路黄土隧道净空位移控制基准值，本规范 通过总结郑西客运专线的一些资料进行了修改完善，主要问题是 在对垂直位移的控制要求上存在显著差异。说明图8.5.2给出郑 西客运专线天断面黄土隧道各种工法施工下实测净空位移的特征 直（拱部下沉与水平收敛比值，引用数据：秦东、潼洛川和高桥三座 遂道试验数据）与上述规范按极限位移（双线隧道计）给出的特征 直之间的对比情况，可以看出，大断面黄土隧道净空位移特征值显 著大于上述规范，即在净空位移中的拱部下沉控制上，后者明显小 于前者实际变形情况。

说明图8.5.2郑西客运专线大断面黄土隧道各工法净空 位移与规范极限值的对比

8.5.3研究表明，在距工作面1B和2B处的位移值分别占规定 的允许位移量约65%和90%，距开挖面较远时围岩和初期支护变 形基本稳定。位移控制基准一般根据测点距开挖面的距离，由初 期支护极限相对位移参照说明表8.5.3要求确定。

说明表8.5.3位移控制基准

注：B为隧道开挖宽度，U.为极限相对位移值

8.5.5位移管理等级般参照说明表8.5.5进行确定，位移管理 等级的应用如说明图8.5.5所示

Q／SY 06520.10-2016 炼油化工工程消防安全及职业卫生设计规范 第10部分：灭火器.pdf说明表8.5.5位移管理等级

说明图8.5.5根据位移管理等级进行反馈管理框图

9.1.1黄土的湿陷变形具有突发性，非连续性和不可逆性，其破 环程度较一般压缩变形强烈得多。湿陷性黄土隧道的工程特性与 其黄土场地的地形与地貌、地层条件、湿陷性和不食地质条件、地 下水等级等因素密切相关。考虑它们对黄土隧道的作用和工程性 质影响，将它们进行分级划分，有利于评价湿陷性黄土隧道工程的 性质，为黄土隧道的设计与施工提供理论基础。地形地貌环境等 级见说明表9.1.11,浸水环境等级见说明表9.1.12。

说明表9.1.11地形地貌环境等级

9.1.4隧道地基属于非湿陷性黄土时，隧道地基土的竖向压缩应 力小于或等于原场地饱和自重应力，即使遭到浸水，隧道地基也不 会产生湿陷引起的沉降变形。 当地基内各层土的湿陷起始压力值大于基础附加压力与上覆 土的饱和自重压力之和时，地基即使充分浸水也不会产生湿陷，故 基底可不处理。 根据许多学者的研究，发现黄土颗粒间存在有粒间空隙、大孔

黄土隧道地基的各项指标能基本满足规范和设计的要求，但其施 工时的振动实测波速约为5cm/s（郑西客运专线资料），而振动安 全要求波速为2cm/s3cm/s。郑西基底处理采用冲击挤密桩： 因其设备大，施工工序紧杂，振动挤密等对隧道的施工安全造成了 一定的隐惠。由于其振动时间短，故郑西客运专线尚没有发生安 全事故，但隧道开裂及掉块现象时有发生，因此暗洞基础处理优先 采用无振动或减振的处理方法，以确保施工安全：施工设备小型 化，以满足隧道狭小空间施工工序要求。 9.2.3湿陷性黄土的十密度小，含水量较低，属于欠压密的非饱 和土，其可压实和可挤密的效果好，采取的地基处理措施需要根据 湿陷性厚度、隧道空间及工序、对初支的影响的要求，确定地基处 理厚度及平面尺寸。 换填法是一种浅层处理湿陷性的传统方法，在湿陷黄土地区 更用较广泛，具有因地制宜、就地取材和施工简单等特点，处理厚 度般为0.3m～3m，通过处理基底下部分湿陷性黄土层，可以 减少地基的湿陷量。处理厚度超过3m，挖、填土方量大，施工期 长，施工质量不易保证。 挤密桩法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土，可处理地 基的深度为5m～20m。当以消除地基土的湿陷性为主要目的 时，般选用土挤密桩法；当处理厚度大手15m时，一般采用柱锤 冲扩搭密桩讲行处理洞内

黄土隧道地基的各项指标能基本满足规范和设计的要求，但其施 工时的振动实测波速约为5cm/s（郑西客运专线资料），而振动安 全要求波速为2cm/s～3cm/s。郑西基底处理采用冲击挤密桩， 因其设备大，施工工序紧杂，振动挤密等对隧道的施工安全造成了 一定的隐患。由于其振动时间短，故郑西客运专线尚没有发生安 全事故，但隧道开裂及掉块现象时有发生，因此暗洞基础处理优先 采用无振动或减振的处理方法，以确保施工安全：施工设备小型 化以满足隧道狭小空间施工工序要求

9.2.3湿陷性黄土的于密度小DB／T 75-2018 地震灾害遥感评估 建筑物破坏，含水量较低，属于欠压密的非

换填法是一种浅层处理湿陷性的传统方法，在湿陷黄土地区 使用较广泛，具有因地制宜、就地取材和施工简单等特点，处理厚 度般为0.3m～3m，通过处理基底下部分湿陷性黄土层，可以 减少地基的湿陷量。处理厚度超过3m，挖、填土方量大，施工期 长，施工质量不易保证。 挤密桩法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土，可处理地 基的深度为5m～20m。当以消除地基土的湿陷性为主要目的 时，一般选用土挤密桩法；当处理厚度大于15m时，一般采用柱锤 冲扩挤密桩进行处理：洞内一般采用无振动挤密桩进行处理，