浅谈隧道不良地质区段的施工技术
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隧洞不良地质处理方案论文隧洞是很多建筑工程中常见的一部分,例如高速公路、铁路、地铁等等。
但是在施工过程中,由于隧洞穿越的地质环境比较复杂,不同地区的隧洞施工也面临不同的困难和挑战。
尤其是在不良地质条件下,隧洞施工的难度更加高涨,需要探索出一些有效的处理方案来降低隧洞施工的风险和难度。
一、不良地质条件下的隧洞施工难点在不同的地理环境下,隧洞施工的难度和风险各异。
具体来讲,不良的地质条件会增加隧洞施工的难度和风险,这些情况包括但不限于:1. 岩层破碎、压裂:部分地区的岩石破碎、压裂现象比较严重,这会增加隧洞施工时岩石的塌方、崩落等风险;2. 水文地质条件:一些地区的地下水较为丰富,隧道施工时易发生渗水、冒水、涌水等现象,而且这些水有时还会携带沉积物等杂质,进而影响施工安全;3. 地震地貌条件:地震地貌条件较差的区域,因为地震震动和地表下塌陷等因素,往往令隧道施工时面临更高的地质灾害和风险;4. 软弱地基条件:一些地区的地质条件偏软弱,如泥石流、软土等情况,这会在隧道施工过程中增加隧洞立面、钻爆难度。
二、处理方案针对不良地质条件下的隧洞建设,我们需要从以下几个方面着手来找到应对方案:1. 地质勘探在隧洞建设前,我们要进行客观、全面、科学的地质勘探,了解该地区的地质环境特征,掌握隧洞的地质构造、岩层、水文环境等基本信息,以便制定出准确的隧道施工方案。
2. 预处理在正式施工前,我们可以对隧洞周围结构进行预处理,例如在隧洞周围施工绞刀桩、灌注桩,这样可以降低隧洞施工时的应力,减少隧道塌方、渗水等不良现象的发生,有助于满足隧道施工的安全性和稳定性。
3. 加强措施在施工过程中,我们还应加强隧洞施工的安全措施,采取一些防止崩塌、落石、涌水等措施。
例如可以使用螺旋钢管桩、地下预应力锚杆、喷锚网等技术手段来加强隧洞稳定性。
此外,针对地下水丰富的情况,可以在隧道出口处设置排水设备,对出现的水进行及时排泄,保证施工安全性。
不良地质地段隧道的施工技术要点浅析1974年,日本的伊祖隧道首次应用了双连拱隧道施工技术,为世界隧道施工技术的发展变革翻开了崭新的一页。
顾名思义,双连拱隧道由两座隧道共用的中墙连接而成,是当前各国隧道工程中应用较为广泛的一种新型隧道[1]。
这种结构形式接线容易、施工简单,能够最大程度地减少隧道的占地面积,提升地下空间的资源利用率,既为施工方节省了隧道工程项目的成本,又能将施工活动对城市生态环境的破坏控制在一定的范围内,是当前我国隧道工程落实贯彻可持续发展战略的重要表现。
迄今为止,我国已经成功建成双连拱隧道二百余座,是世界双连拱隧道应用最为广泛的国家之一。
一、不良地质地段双连拱隧道的施工要点(一)灵活应用非对称施工技术当双连拱隧道周围岩层的地质条件达到了III类及以上,或隧道两侧正洞的开挖条件差异较大时,隧道施工团队应采取二导洞的开挖技术。
这种不对称开挖方法的安全性虽稍逊于三导洞开挖法,但贵在施工方便,可以有效地缩短隧道施工的周期。
在施工中,隧道施工团队应当尽最大努力增加开挖断面的面积,在最大程度上减少隧道周围岩层受到的扰动,从而确保隧道围岩自身的承受能力不会超出负荷。
举例说来,如果双连拱隧道的左洞靠山且埋入山体的程度较深,或周围岩层地质条件达到了III类及以上时,这部分山体的施工环境明显好于右洞。
在这种条件下,为将施工作业活动对隧道周围岩层的扰动降至最低,也为提升隧道工程项目的整体施工效率,施工团队应取消该隧道左导洞的施工计划,将左侧正洞的施工方案改为上下半面正台阶施工法,保证隧道右洞的开挖进度延后左洞至少80米。
具体说来,施工团队应先进行双连拱隧道中导洞的开挖工作,待完成中导洞的支护工作后浇筑隧道中墙、回填隧道中墙顶;随后,施工团队开始隧道右侧导洞的开挖工作,完成右导洞的临时支护工作与隧道正洞右侧墙体的初期支护工作;其后,施工团队开挖隧道的左上半断面、进行左侧拱部的初期支护工作,继而开挖左洞下半断面,进行左侧墙体的支护工作与隧道仰拱的浇筑工作,同时做好隧道左洞的二次衬砌浇筑;此后,施工团队进行隧道右洞上台阶开挖工作,待右洞拱部的初期支护完成后开挖隧道右洞下部的核心土,最后,完成右洞仰拱的施工工作与右洞的二次衬砌浇筑[2]。
不良地质地段隧道施工的安全技术措施
不良地质主要包括:软弱破碎富水围岩、岩溶地质、膨胀岩地质、岩爆地质、涌水、瓦斯外溢。
(一)危险源:除了具有一般地质地段所具有的危险源以外,还存在坍塌、突泥、突水、岩爆、初期支护结构出现大的垮塌。
(二)控制原则
1、软弱破碎富水围岩、岩溶地段:必须根据设计提供的的地质资料,有针对性地开展超前地质预报工作,根地质预报获取的地质资料制定相应的施工方案,根据实际揭示的地质情况及时修改施工参数。
2、膨胀岩地段:支护与围岩应紧贴,严格控制围岩变形。
采用严防水、少扰动、早封闭的措施。
施工期间应有专人监测,当围岩变形加速时,立即撤走人员。
3、在岩爆地段:可在掌子面钻孔、喷水释放部分应力,减弱岩爆危害。
施工应有专人观测,发觉岩壁面发生响声,立即示警撤走人员。
5、施工中加强对围岩和支护体系的监控量测。
当发现围岩和支护体系变形速率异常时,立即采取有效措施,情况严重时应将全部人员撤离危险区域。
6、瓦斯地段:主要是消除瓦斯超限和积存,断绝一切可能引燃瓦斯爆炸的火源。
施工中要加强通风,每个洞口必须设专职瓦斯检查员,一般情况下每小时检测一次。
隧道内严禁使用油灯、电石灯、汽灯等有火焰的灯火照明。
任何人员进入隧道必须接受检查,严禁将火柴、打火机及其他可自燃的物品带入洞内。
7、在不良地质地段施工,必须有应急预案,储备足够的抢险急救物资设备,如准备小导管、管棚长钢管、双浆液注浆机、管棚钻机、型钢拱架、泥浆泵、水泵等。
隧道不良地质专项施工方案(完整版)隧道不良地质专项施工方案(完整版)一、前期准备工作1.搜集隧道施工区域的地质资料,包括地质构造、岩石类型、地层分布、地下水情况等。
2.组织专家对隧道穿越地质进行评估,确定不良地质区段。
3.制定施工方案前,现场进行勘察,对地表进行测量,确认地质情况。
二、隧道衬砌设计1.根据不良地质区段的情况,采用适当的衬砌方式,如喷射混凝土衬砌、钢筋混凝土衬砌等。
2.根据地质情况确定衬砌的厚度和材料的选择,确保衬砌的抗冲击和抗裂性能。
三、支护措施设计1.根据不良地质区段的情况,确定支护类型,包括锚杆支护、喷射锚杆支护、钢支撑等。
2.根据地质情况确定支护的间距和深度,保证支护稳定性。
3.加强对支护工程的监测,及时调整支护方案。
四、地下水处理1.对于存在地下水的不良地质区段,采取必要的预防措施,包括抽水、防水排水等。
2.根据地下水情况,选择合适的防水材料,进行隧道壁面的处理,确保隧道的密封性。
五、施工过程管控1.制定施工方案前,根据不良地质区段的情况,进行全面的安全评估,确保施工过程的安全性。
2.加强现场巡检和监测,及时发现不良地质问题,采取相应的处理措施。
六、施工质量控制1.建立健全的施工质量管理体系,对施工过程进行监督和检查。
2.加强与施工单位的沟通,确保施工质量符合要求。
七、环境保护措施1.施工过程中,采取隔离措施,防止对环境产生不良影响。
2.加强对施工废弃物的处理和处置,保持施工环境的整洁。
以上是隧道不良地质专项施工方案的完整版,其中包括了前期准备工作、隧道衬砌设计、支护措施设计、地下水处理、施工过程管控、施工质量控制和环境保护措施。
根据具体的地质情况,可进行相应的调整和补充。
隧道施工中常见的不良地质以及处理措施下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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不良地质段隧道施工安全措施
不良地质段隧道施工安全措施
1、进行严格的风险评估:施工地质环境可能存在不良条件,
比如湿水、泥石流、滑坡或者土体质量较差,因此,有必要
进行全面而严格的风险评估,同时加强监测和报警,以最大化保护人员安全。
2、全面检测地质环境:在开展段隧道施工之前,应组织专业
的地质检测单位对当地的地质情况进行详尽的勘测,确定段隧道施工过程中可能出现的不良地质条件。
3、采用有效的支护措施:为了防止施工过程中出现地质灾害,应选择有效的支护措施来抵御可能存在的不良地质环境。
比如,可以采用核心墙和支护桩的方法来分担岩土处的地质活动力,并配以钢筋混凝土构件来加强支护效果。
4、采用有效的施工方法:在不良地质条件的环境中,施工的
技术方法也应按照情况及时进行调整,比如采用小幅度分段施工的方法来减少震波扩散,或者采用凿除回垫的施工方法,加强体积安全保护等。
5、学习预警设备:施工现场一定要有专门的预警设备,专业
的施工人员应该定期接受训练,学习如何使用这些预警设备。
当出现不良地质条件时,这些设备可以在最短的时间内发出预警,从而保护施工人员的生命安全。
6、加强安全培训:不良地质条件的施工工作有可能会遇到各
种因素的干扰,因此,施工单位要加强对工人的安全培训,使他们掌握有效的应急技术和措施,以避免突发的安全事件发生。
以上就是不良地质段隧道施工安全措施,希望在不良地质条件的施工工程中,采取有效的措施保障安全,并避免发生意外。
隧道工程不良地质段施工措施(1)松散地层地段施工松散地层的特点是稳定性差,结构松散,若有地下水时施工中极易发生坍塌。
在这类地层施工时,首先对围岩进行超前预加固,施工采用手段:先固后挖,密闭支撑,边挖边封闭的办法。
支护方式主要有超前管棚注双液浆、钢架支撑、超前锚杆等加固岩体。
(2)断层破碎带施工①断层对隧道施工的影响断层的断裂面处,有较大的剪应力和残余应力,断层带的岩体破碎,一般有碎石、角砾岩等,岩体强度低、围岩压力大。
断层对隧道施工的影响程度主要决定于断裂破碎带的宽度及破碎带胶结情况。
1) 隧道通过断层带,极易发生坍塌和涌水,直接影响隧道的稳定,施工时应加强支护,缩短各工序间的距离,尽快衬砌;2) 断层带中,由于充填物处于压缩状态,开挖后潜在应力释放,发生较大膨胀压力使隧道变形;3) 断层面倾向隧道,且倾角大于10°者,对隧道产生偏压,当隧道轴线与断裂线平行或交角甚小,则侧压力更大;4) 在软、硬不同岩层中,断裂面的柔性岩石,往往形成不透水层,而在脆性岩的破碎角砾带,极易储存大量地下水,开挖时常常发生承压、涌水,危害较大。
②施工方法1) 采用台阶法施工,按设计要求及时施作超前支护、初期支护及加强支护,根据围岩监控量测成果及时完成二次砼衬砌和砼仰拱施作,尽快形成闭合。
可采用的支护方式有:注浆锚杆、管棚及小导管注浆、超前支护固结止水、挂网、喷浆、钢架加强支护等。
2) 加强围岩监控量测,及时反馈信息指导施工,科学调整支护参数,合理确定二次砼衬砌时间。
3) 精心施作复合防水板;采用全断面液压钢模衬砌台车、泵送砼灌注砼衬砌,装设钢模挡头板,安设橡胶止水带。
③施工注意事项1) 各施工工序之间距离尽量缩短,并尽快使衬砌全断面闭合,以减少岩层的暴露松动和地压增大。
(2) 开挖有水流出时,凿眼安置套管集中引排,使其不漫流。
3) 开挖面向隧道前进方向钻凿不少于2个超前钻孔,以探明前方地质。
4) 下台阶分部开挖时,先在拱脚增打2~3排锁脚锚杆。
浅谈隧道不良地质区段的施工技术
摘要:九岭山隧道内存在断层破碎带、断层涌水和高应力岩爆等不良地质区段,本文总结了施工过程中针对以上不良地质条件的有效处治措施,并详细介绍了该隧道一塌方的成功处治案例,可为类似工程施工提供一定的借鉴。
关键词:隧道断层涌水岩爆
1 工程概况
九岭山隧道属于大庆至广州国家高速公路武宁(鄂赣界)至吉安段的特长隧道,位于江西省西北部的九岭山区的宜丰县潭山镇上石桥村内,隧道净宽(单洞)宽度10.75m,净高5.0 m;设计荷载为公路-Ⅰ级,路面采用沥青砼路面。
隧道北南向穿越九岭山脉的主峰地段,最高海拔1275.0米,地面高程在253.0~1225.0米之间,一般相对高差600~800米,地形起伏大,山势陡峭险峻,山体自然边坡稳定,地表水系较发育,水流湍急,地貌单元属于侵、剥蚀型中高山区。
隧道出口为雪峰晚期花岗闪长岩,全~强风化层较厚,构造裂隙和风化裂隙发育,岩体破碎,在暴雨的冲刷及边坡的自重作用下,易发生坍塌。
受区域地质构造环境影响,隧道区发育一些构造破碎带,主要存在F3 、F4两构造破碎带。
根据对本隧道地应力测量报告,在隧道埋深超过460~590m的洞身段存在岩爆。
2 隧道主要施工方法
在隧道常规施工过程中,左、右线平行进行开挖、支护及衬砌施工作业。
左右洞的出碴、进料及排水等工作充分利用行车横通道相互通行。
隧道出碴进料采用无轨运输。
Ⅴ级围岩采用台阶分部开挖法,即环形开挖中心留核心土法施工,Ⅳ级围岩采用正台阶法施工,Ⅲ级围岩视具体情况采用全断面法或台阶法施工,Ⅱ级围岩采用全断面法施工。
在地质不良区段,按照“管超前、严注浆、短开挖、不爆破、强支护、快封闭、勤测量、速反馈”的施工原则,充分利用超前地质预报和监控量测技术,制定具体有效的处治措施。
3 超前地质预报和监控量测
3.1 超前地质预报
长大隧道施工中不可避免遇到岩溶、突泥涌水、断层、软弱夹层、瓦斯等不良地质,需补充超前地质预报探明前方地质情况,做到防范于未然。
主要的超前地质预报手段如下:
3.1.1 长期超前地质预报
利用TSP探测工作面前方较长范围内存在的断层、特殊软岩、富水岩层等及其与其它地层的界线;预报前方不良地质的性质、位置和规模,初步判断不良地质体的围岩级别和稳定状况。
3.1.2 长短期结合超前地质预报
在工作面采用1~3个30m长的φ90mm的超前水平探孔,结合地质雷达,对工作面前方较长范围内的地质情况做出较为准确的预报。
3.1.3 短期超前地质预报
利用地质雷达、红外探水、浅孔探测等方法对工作面前方近距离地层的结构、产状、破碎程度以及地下水的压力、储量等做出准确的预报。
3.1.4 掌子面地质预报
通过掌子面已揭露地质体进行观测和编录,对岩层走向、节理、层位、层序、层厚、岩性及岩性组合等及地下水的颜色、流速、成份等出露情况等做出精确的分析和定位,运用岩层岩性及层位预测法对前方近距离的地质做出精确预报。
3.2 监控量测
初期支护完成后。
在拱顶、拱脚及边墙的内轨顶面标高处埋设测点进行拱顶下沉和水平收敛量测。
测试元件用中12圆钢加工而成。
每根元件长25cm,锚入初期支护体20cm,外露5em,以防震动影响量测结果。
水平收敛量测采用收敛仪进行观测。
量测频率开始6h观测1次,然后根据变形量的减小而减小量测频率,即12h、24h、48h、72h、168h,根据量测结果及时调整工序及预留变形量、开挖进尺等,便于指导施工,确保施工安全。
量测点每隔5m布设1组。
经量测,拱顶最大累计下沉量为9mm,水平最大累计收敛量为1lmm.其预留变形量控制在设计和规范要求的范围内。
4 不良地质区段的施工
4.1 断层施工
受区域地质构造环境影响,隧道区发育一些构造破碎带,主要存在F3 、F4两构造破碎带。
根据上述断层的性质、断层破碎带的宽度,填充物、含水性和断层本身的活动性,以及隧道轴线和断层构造线方向的组合关系,我们如下处治措施:
由于断层宽度较大,岩体极易松散破碎,根据管棚的性能特点各适用条件,采用注浆管棚和钢架超前支护半断面开挖。
管棚取长度为10m~40m,如果能一组管棚穿过断层及破碎带则尽量采用一组管棚,如果受地质和施工条件的限制,断层宽度大,可分组设置,纵向两组管棚的搭接长度不小于3.0 m。
管棚用钢管直径80 mm~150 mm,一般在施工中多采用108mm厚壁热轧无缝钢管,环向钢管中心间距为管径的2~3倍即30cm~40cm为宜,钢架根据地质情况,可采用型钢或格栅,其间距为0.8m~1.0 m一榀,在管棚支护下,采用上半断面先开挖,在做好上半断面的锚、网、喷、钢架等初期支护后,才可开挖下部。
4.2 断层涌水处理措施
根据本隧道断层涌水的具体情况,处治措施贯彻“以堵为主,限量排放”原则,采取“择机封堵、超前帷幕注浆、双液注浆”等技术,有效地解决了断层高压大流量地下水的封堵问题。
4.2.1择机封堵
根据超前预报成果分析,在确保施工安全前提下,先揭露出地下水,当掌子面掘进超前出水点(段)一段距离后,再对地下水进行系统处治。
4.2.2超前预注浆
断层涌水的超前灌浆,在灌浆材料、工艺上基本与普通超前帷幕灌浆相同,其创新点在于灌浆压力控制和孔口管的设计。
当静水压力低于2MPa时,灌浆压力取2~3倍的静水压力;当静水压力为2~5MPa之间时,灌浆压力可灵活选取,但不宜超过7MPa。
当静水压力高于5 MPa时,灌浆压力取静水压力加2~3MPa。
4.2.3 在初期支护中,灌注双液浆或超细水泥浆再次进行封堵,提高初期支护表面的防水标准。
4.2.4 采用“限量排放”的原则,铺设半管,灌注防水钢筋混凝土。
施工前配备大功率的可移动式抽水机及相关的防排水应急器材,一旦发生涌水可立即投入施工抢险,杜绝事故的发生。
4.3 岩爆施工
岩爆多发生在埋藏很深、整体、干燥和质地坚硬的岩层中。
产生岩爆的时间一般在开挖后几小时内,但也有的是在较长时间后发生。
隧道中常遇到的岩爆以顶部或拱腰部位为多。
根据对本隧道地应力测量报告,在隧道埋深超过460~590m的洞段存在岩爆的可能,故施工中采用合适的施工方法和辅助措施,以尽量降低岩爆的可能。
当开挖至隧道中部隧道埋深大部位时,为预防页岩地区开挖发生大变形,灰岩地区开挖产生岩爆或洞壁剥离掉块现象,施工中应加强如下工作:
4.3.1 根据隧道超前地质预测和预报,决定是否需要进行地应力测试工作。
4.3.2 在高地应力区采用有效措施改善围岩应力状况,如地应力的早期释放,采用预裂爆破,密布周边眼,爆破后及时对开挖面和掌子面喷高压水清洗,超前锚杆预注高压水洗孔,掌子面上半断面喷射混凝土及时封闭等措施,岩爆地段开挖采用全断面、短进尺的方法。
4.3.3 对于变形和岩爆较轻微地段采用加密钢筋网和系统锚杆的方法,对于破坏严重地段采用架设格栅钢架的方法,大变形地段还采取加长锚杆措施。
施工中进行围岩稳定性和支护效果的量测,及时反馈信息,确定控制围岩变形的加固措施、合适的预留变形量的大小、二次衬砌施作时间。
5 隧道塌方的处治案例
2006年11月2日,在九岭山隧道出口左线ZK102+243~ZK102+217(S3衬砌段)由于地质构造及高初始应力作用下引起隧道开挖面产生滑坍,我们在对坍方进行详细调查决定采取封闭压浆、泵送砼填充加固密实、按V级围岩进行开挖支护的处理方案,施工工艺流程图如下:。