文档介绍：1 膨胀土围岩地段施工膨胀土系指土中粘土矿物成分主要由亲水性矿物组成, 同时具有吸水显著膨胀软化和失水收缩硬裂两种特性, 且具有湿胀干缩往复变形的高塑性粘性土。决定膨胀性的亲水矿物主要是蒙脱石粘土矿物。我国是世界上膨胀土分布面积最广的国家之一。现已发现有膨胀土发育的地区达 20 余个省、市、自治区, 遍及西南、西北、东北、长江与黄河中下游及东南沿海地区。其中主要有:云南、贵州、四川、湖北、安徽、广东、广西、陕西、山西、河南、山东和河北等省区分布是十分广泛的。一、膨胀土围岩的特性隧道穿过膨胀土地层,隧道开挖后不久,常常可以见到围岩因开挖而产生变形, 或者因浸水而膨胀, 或因风化而开裂等现象。使坑道的顶部及两侧向内挤入, 底部鼓起, 随着时间的增长导致围岩失稳, 支撑、衬砌变形和破坏。这些现象说明膨胀土围岩性质是极其复杂的。它与一般土质的围岩性质有着根本的区别。膨胀土围岩的基本特性,主要有以下三方面: (1) 膨胀土围岩大多具有原始地层的超固结特性, 使土体 2 中储存有较高的初始应力。当隧道开挖后, 引起围岩应力释放, 强度降低, 产生卸荷膨胀。因此, 膨胀土围岩常常具有明显的塑性流变特性,开挖后将产生较大的塑性变形。(2) 膨胀土中发育有各种形态的裂隙, 形成土体的多裂隙性。膨胀土围岩实际上是土块与各种裂隙和结构面相互组合形成的膨胀土体。由于膨胀土体在天然原始状态下具有高强度特性,隧道开挖后洞壁土体失去边界支撑而产生胀缩,同时因风干脱水使原生隐裂隙张弛,使围岩强度急剧衰减。因此, 隧道施工开挖过程中, 常有初期围岩变形大, 发展速度快等现象。(3) 膨胀土围岩因吸水而膨胀, 失水而收缩, 土体中干湿循环产生胀缩效应。一是使土体结构破坏, 强度衰减或丧失, 围岩压力增大。二是造成围岩应力变化, 无论膨胀压力或收缩压力, 都将破坏围岩的稳定性, 特别是膨胀压力将对增大围岩压力起叠加作用。二、膨胀土围岩对隧道施工的危害由于膨胀土围岩的特殊工程地质性质及其围岩压力特性, 使膨胀土的隧道围岩具有普遍开裂、内挤、坍塌和膨胀等变形现象。膨胀土隧道围岩变形常具有速度快、破坏性大、延续时间长和整治较困难等特点。施工中常见的几种情况,简述如下: (1) 围岩裂缝: 隧道开挖后, 由于开挖面上土体原始应力 3 释放产生胀裂; 另外, 因为表层土体风干而脱水, 产生收缩裂缝。同时,两种因素都可以使土中原生隐裂隙张开扩大。沿围岩周边产生裂缝, 尤其在拱部围岩容易产生张拉裂缝与上述裂缝贯通,形成局部变形区。(2 )坑道下沉:由于坑道下部膨胀土体的承载力较低,加之上部围岩压力过大,而产生坑道下沉变形。坑道的下沉, 往往造成支撑变形、失效,进而引起土体坍塌等现象。(3 )围岩膨胀突出和坍塌:膨胀土开挖过程中或开挖后, 围岩产生膨胀土变形, 周边土体向洞内膨胀突出, 开挖断面缩小。在土体丧失支撑或支撑力不够的状态下, 由于围岩压力和膨胀压力的综合作用, 使土体产生局部破坏, 由裂缝发展到出现溜塌, 然后逐渐牵引周围土体连续破坏, 形成坍塌。(4 )底鼓:隧道底部开挖后,洞底围岩的上部压力解除, 又无支护体约束的条件下, 由于应力释放, 洞底围岩产生卸荷膨胀; 加之坑道积水, 使洞底围岩产生浸水膨胀。因而造成洞底围岩鼓出变形。(5) 衬砌变形和破坏: 在先拱后墙法施工中, 拱部衬砌完成