岩溶隧道工程典型施工塌方病害防治措施
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岩溶地区营运隧道常见病害处置方法探讨岩溶地区的隧道常常会面临一些病害问题,如塌方、渗水、冒顶、岩爆等。
针对这些常见的病害问题,需要制定相应的处置方法,以确保隧道的安全运行。
下面将对岩溶地区营运隧道常见病害的处置方法进行探讨。
首先是塌方问题。
岩溶地区的隧道往往伴随着岩层破碎、溶蚀等问题,容易导致隧道内部的岩体失稳,并引发塌方。
为了处理这个问题,可以采取一些措施。
需要加强对隧道岩层的勘察和监测,在设计和施工阶段就要将塌方风险纳入考虑并采取相应措施。
可以对岩层进行加固,使用锚杆、钢梁等加固设施来增加岩体的稳定性。
还可以采用喷浆法对隧道进行支护,增加隧道的整体稳定性。
其次是渗水问题。
由于岩溶地区的地下水渗透性较强,隧道在使用过程中极易遭遇渗水问题。
处理渗水问题的方法有很多。
可以封堵渗水通道,使用混凝土、胶泥等材料对渗水通道进行封堵,阻止渗水。
可以在隧道外部修建防渗墙,减少地下水对隧道的直接渗透。
还可以对隧道进行排水处理,将隧道内的渗水快速排出,确保隧道内的干燥环境。
最后是岩爆问题。
岩爆是岩溶地区隧道中较为危险的问题之一,会对隧道的安全造成严重威胁。
为了处理岩爆问题,需要采取一些防范措施。
需要通过岩层勘察和监测,了解隧道周围岩体的稳定状态,发现存在岩爆隐患的地段。
可以通过爆破抑制技术来减少岩爆的风险,使用炸药爆破时可以采取分段爆破、缓慢爆破等措施,减少岩爆的发生。
还可以加强对隧道内部的通风设施,及时排除隧道内积聚的爆破气体,减少岩爆的发生。
岩溶地区的隧道常见病害的处置方法主要包括塌方、渗水、冒顶、岩爆等问题。
针对每个问题,需要在隧道的设计和施工阶段就加强勘察和监测,并采取相应的支护、封堵、排水等措施,以确保隧道的安全运营。
隧道的使用过程中需要定期对隧道进行检查和维护,及时发现和处理可能存在的病害问题,以保证隧道的正常运行。
岩溶地区营运隧道常见病害处置方法探讨岩溶地区隧道的营运常常受到病害的影响,在病害发生后,及时有效地处置是保障其正常运行的重要措施。
本文将对岩溶地区常见的隧道病害进行分析,并探讨其有效应对方法。
一、洞口坍塌岩溶地区常见的病害之一是洞口坍塌。
洞口坍塌的原因可能是由地面沉降、地震、地下水涌入等引起的。
一旦出现洞口坍塌,往往会导致隧道通行受阻的情况。
针对这种情况,应采取下列措施:1.及时处理在洞口坍塌发生后,应立即将情况报告给有关部门,并尽快采取处理措施。
可以使用吊车或铲车将坍塌的石头和泥土移走,确保道路畅通。
2.预防措施预防措施是避免洞口坍塌的重要途径。
可以采取以下方法预防洞口坍塌的发生:(1)隧道进口设置安全栏杆,起到遏制过于靠近进口的车辆、行人的作用。
(2)在洞口加固,采用专业技术手段,增强隧道壁面的抗压能力,预防失稳。
二、积水岩溶地区隧道通常会有积水的问题。
这种病害往往是由于地下水涌入或者降雨造成的。
如不及时处理,会给车辆、行人带来极大的危险。
对于积水的处置,应采取以下措施:1.提高排水能力提高隧道的排水能力可以有效减少积水的情况。
可以采取增加排水口的数量和降低排水口的位置等多种方法。
2.清理隧道排水设施及时清理隧道的排水设施,确保排水设施畅通,也能有效地减少积水情况的发生。
3.积极抢险在短时间内无法及时处理积水的情况,应采取积极的抢险措施。
可以使用水泵等工具将积水抽干,以确保道路通畅。
三、路面损坏隧道路面发生损坏是常见的病害,特别是在车辆频繁通行的情况下,路面受到磨损就更加明显。
路面损坏会影响行车安全和车辆运行效率,下面是应对路面损坏的方法:发现路面损坏,应及时进行维修,将破损部分割除并铺设新的路面材料。
2.提高路面材料的抗磨损性能在隧道设计和建设过程中,应选择抗磨损性能更好的路面材料,以降低路面受损的概率。
四、照明故障在隧道内部的照明设备是保障车辆和行人安全的重要设施。
一旦出现照明故障,会使隧道内部非常昏暗,也会危及行车安全。
岩溶地区营运隧道常见病害处置方法探讨岩溶地区是指由于溶蚀作用所形成的地貌景观,具有特殊的地质特征和水文特征。
在岩溶地区建设隧道时,常常会遇到一些特殊的病害问题,例如地质灾害、水文灾害、空气质量问题等。
本文将探讨岩溶地区营运隧道常见病害的处置方法。
一、地质灾害地质灾害是岩溶地区隧道建设和运营过程中最常见的问题之一。
主要表现为岩崩、地面沉陷、裂隙开裂等现象。
针对这些问题,可以采取以下处置方法:1. 加固地基:对于地面沉陷的问题,可以采取加固地基的方法,例如注浆、灌浆、挤浆等技术手段,提高地基的稳定性。
2. 加固支护结构:对于岩崩等问题,可以采取加固支护结构的方法,例如设置喷锚网、加设锚杆等,增加隧道的抗岩崩能力。
3. 减少地下水位:对于地下水渗漏导致的岩溶地区地质灾害,可以采取减少地下水位的方法,例如设置排水系统、挖设地下水渠等,降低地下水的压力。
二、水文灾害水文灾害是指由于地下水渗漏或水流冲刷导致的隧道病害,主要表现为涌水、渗漏、水位过高等问题。
针对水文灾害,可以采取以下处置方法:1. 做好防渗措施:对于隧道壁面和隧道顶部的渗漏问题,可以采取涂覆防渗材料、设置降渗带等措施,防止地下水渗漏进入隧道。
2. 加强排水系统:对于隧道内部水位过高的问题,可以采取加强排水系统的方法,例如设置泵站、增加排水管道等,保持隧道内部水位的稳定。
3. 沉积物清理:对于涌水问题,可以通过定期清理隧道内部沉积物的方式,减少水流堵塞隧道的可能性,并确保水流畅通。
三、空气质量问题在岩溶地区隧道中,由于地下空气的闭合性和湿度问题,容易导致空气质量不佳,出现窒息和中毒等问题。
针对空气质量问题,可以采取以下措施:1. 加强通风系统:对于隧道内部的空气质量问题,可以通过加强通风系统的方式,增加新鲜空气的输入,改善空气质量。
2. 定期排气:定期排气是保证隧道空气质量的重要措施,可以通过设置排气管道、排风扇等方式,排出污浊空气,保证隧道内空气的流通。
岩溶地区营运隧道常见病害处置方法探讨岩溶地区的隧道建设和运营是一项复杂而关键的工程项目。
隧道在长期运营过程中,由于地质条件和自然环境的限制,常常会出现各种病害问题,严重影响隧道的正常运行和安全性。
针对岩溶地区隧道常见的病害问题进行合理的处置方法是非常必要的。
1. 地面塌陷岩溶地区地表容易因为地下溶洞的存在而发生塌陷。
一旦隧道地面发生塌陷,会造成隧道使用困难甚至中断。
处置方法包括:- 定期进行地下勘探和地质监测,及时发现地下溶洞的存在并采取补救措施。
- 加强隧道地基的加固和巩固,例如采用灌浆和地下注浆等技术,提高地基的稳定性。
- 实行定期巡查和维护,及时发现地面的变形和沉降,采取补救措施。
2. 滑坡隧道周围的山体容易发生滑坡,给隧道的使用带来严重危险。
处置方法包括:- 加强山体的监测,建立定期巡查机制,及时发现山体位移的迹象。
- 对容易发生滑坡的山体进行治理,采取爆破、挖掘、钢筋网等技术加固山体。
- 加强排水系统的建设和维护,减少山体滑坡的可能性。
3. 排水问题岩溶地区有较高的地下水位,隧道在建设和运行中容易遇到排水问题。
处置方法包括:- 建立完善的排水系统,包括集水管道和排水泵站等设施,减少地下水位对隧道的影响。
- 定期检查和维护排水系统,保证其正常运行。
- 根据地质条件和降水情况,合理安排排水系统的设计和布置。
4. 沉降由于隧道在岩溶地区的施工和运营过程中,地下水位的变化和地质活动等因素的影响,隧道地面容易产生沉降现象。
处置方法包括:- 加强对隧道地面的监测,及时发现地面的变形和沉降。
- 对发生沉降的隧道地面进行加固和修复,采用灌浆、补土、加固材料等方式进行修复。
- 建立沉降监测和预警机制,及时采取措施避免隧道的进一步损坏。
岩溶地区隧道的常见病害问题需要根据具体情况采取不同的处理方法。
在隧道建设和运营过程中,加强地质勘探和监测,定期进行巡查和维护,及时采取补救措施等措施是确保隧道安全运行的关键。
岩溶地区营运隧道常见病害处置方法探讨岩溶地区在地质构造上具有石灰岩、大理岩、砂岩等岩溶岩层,因此存在地表塌陷、溶洞、地下水、裂隙等问题,给隧道工程带来极大的难度。
隧道作为交通运输的重要组成部分,一旦出现病害将影响交通运输的安全和顺畅。
岩溶地区隧道的病害处置方法成为一个重要的课题。
本文将围绕岩溶地区隧道常见的病害展开讨论,探讨病害的成因和处理方法,以期为岩溶地区隧道工程的建设和管理提供参考。
一、岩溶地区隧道常见的病害(一)地表塌陷由于岩溶地区地下水、地下溶洞等因素的作用,地表容易发生塌陷现象。
特别是在隧道附近,地表塌陷可能会导致隧道结构受损,甚至影响隧道通行的安全。
地表塌陷的成因与岩溶地区的特殊地质构造有关,破坏性严重,处理起来相对复杂。
(二)岩层滑坡岩层滑坡是指在隧道开挖或使用过程中,由于地层构造、工程载荷等原因,岩层发生滑动的现象。
岩层滑坡会导致隧道结构的变形和破坏,严重影响隧道的使用。
针对岩层滑坡,需要及时采取措施进行处理。
(三)地下水渗漏岩溶地区水资源丰富,地下水渗漏是岩溶地区隧道常见的病害之一。
地下水的渗漏会导致隧道结构潮湿、腐蚀,甚至引发隧道的坍塌,严重影响隧道的安全性和稳定性。
(四)裂隙加剧岩溶地区由于地下溶洞和其他地质构造带来了地层的不稳定性,产生了裂隙。
而隧道的开挖和使用过程中,裂隙的存在会加剧隧道的变形和破坏,从而影响隧道的正常使用。
地表塌陷是岩溶地区隧道工程中常见的病害之一,处理起来相对复杂。
针对地表塌陷问题,可以采取地表加固的措施,包括喷射混凝土、地下室内圈梁和锚杆加固等方法。
也可以通过排水、减载等方式缓解地表塌陷的压力,减缓地表塌陷的速度。
岩层滑坡是岩溶地区隧道工程中难以避免的问题之一,针对岩层滑坡,可以采取岩层加固的措施,包括钻孔灌浆、钢筋混凝土衬砌等方法,增加岩层的承载能力,减少滑坡的发生。
也可以通过排水和减载等方式减缓岩层滑坡的速度,及时清理滑坡堆积物,避免对隧道的影响。
隧道施工坍塌方处理措施一、隧道坍塌方预防措施(一)发生塌方原因1.地质因素(1)隧道穿过断层及其破碎带,一经开挖,潜在应力释放,承压快、围岩失稳而坍塌。
(2)当通过各种堆积体时,由于结构松散,颗粒间无胶结或胶结差,开挖后引起坍塌。
(3)地下水的软化、浸泡、冲蚀、溶解等作用加剧岩体的失稳和坍塌。
2.施工方法和措施(1)施工方法选择不当,或工序间距安排不合理。
各工序间距拉得较长,地层暴露时间过久,引起围岩松动、风化、招致坍塌的发生;(2)喷锚不及时,或喷混凝土质量、厚度不符合要求;(3)爆破作业不当,用药量过多;(4)处理危石措施不当,引起危石坠落,牵动岩层坍塌。
(二)坍塌方前征兆(1)量测信息所反映的围岩变形速度或数值超过允许值;(2)喷射混凝土产生纵横向的裂纹或龟裂。
(3)岩层层理、节理缝或裂隙变大、张开。
(4)坑道内渗水、滴水突变加剧或变浑。
(三)预防坍塌方施工措施要预防隧道施工坍塌,首先做好地质预报,选择相应的安全合理的施工方法和措施。
在施工中注意掌握下述要点:(1)先排水(2)短开挖(3)弱爆破(4)强支护(5)快衬砌(6)勤检查、勤量测二、隧道坍塌方处理措施(一)一般处理坍塌方步骤及方法1.防止坍塌方扩大范围塌方发生后,首先应防止塌方继续扩大。
2.处理坍塌方措施(1)如果坍塌方体积小,且塌方范围内已进行了喷锚,或已架设好较为牢固的构件支撑,可由一端或两端先上后下的逐步清除坍渣,随挖随喷射混凝土,随架设零时构件支撑支顶;(2)如坍塌方体较大,或地表已下沉,或因坍体堵塞,无法进入坍方范围进行支护时,则可注浆加固坍体,然后用“穿”的办法在坍体内进行开挖、衬砌;(3)处理坍塌方的同时,应加强排水,即“治坍先治水”(二)处理坍塌方常用支护方式1.喷锚处理采用喷锚处理较大型坍方,较之采用架设支撑,更加安全、快速,且省工省料。
2.构件支撑处理(1)在坍体不太高、坍穴略呈锥形、坍壁不太松软的情况下,使用人字架支撑。
岩溶地区营运隧道常见病害处置方法探讨随着经济社会的发展以及交通运输的日益繁荣,隧道成为现代化运输建设中非常重要的交通工程,特别是岩溶地区隧道数量虽然不多,但是隧道长度却较大,其中既有公路隧道,也有铁路隧道,具有浓厚的地方特色。
岩溶地区隧道建设面临着诸多问题,其中病害的出现直接影响着隧道的正常使用。
本文将从岩溶地区营运隧道的一些常见病害入手,通过对病害的特点和危害进行分析,探讨一些相应的处置方法,以期提高隧道的使用质量和寿命。
1、围岩病害。
因为岩溶地区属于地质较为复杂的区域,地层在长期的地质变化中由于不同成分的差异,围岩的性质也会有所不同。
围岩病害主要有岩层塌落、岩溶潜在危险、岩层开裂等。
这些病害的共同特点是容易引起隧道的坍塌和受损。
2、排水系统病害。
易堵塞、渗漏等问题容易影响隧道内部环境,也可能导致地面下水位异常升高,对周围环境造成影响。
排水系统病害主要包括水流难以控制、积水等。
3、路基结构病害。
路基结构病害分为两种类型:一是基础不牢固引起的失稳现象,例如路基沉降,路面塌陷等;另一种是路基材料老化、开裂等问题,这些都容易扰动车辆,影响行车安全。
岩溶地区营运隧道的病害虽然繁多,但是一些基本的处置方法是可以通用的。
围岩病害对隧道建设和使用造成了很严重的威胁,对于出现的岩层塌落、裂缝等问题,只有采取相应的处置方法,才能确保隧道的安全稳定。
常见的处置方法有:a、加固。
对于岩层塌落、开裂等问题,可以采用打锚钢筋加固、爆炸破碎岩石、注浆等方法,使围岩固定、加强,避免因为围岩松动而导致的阻塞、坍塌等问题的出现。
b、排水。
对于岩溶地区因为地质状况造成的排水困难,例如隧道周围地面下水位过高、积水等问题,可以采用设置拦水帷幕、挖掘深井、加固边坡等方式,联合对隧道周边地区进行治理。
排水系统病害主要是由于管道清理不彻底、易漏等问题引起的,对于这些问题,可以采用以下方案:a、定期清理。
针对积水等问题,定期进行检查,并且及时清理掉阻塞管道的杂物或者是泥沙以确保道路的畅通。
岩溶地区营运隧道常见病害处置方法探讨岩溶地区是指由于地质特征,导致地下有大量裂隙、空洞的区域。
这些地区地下水资源丰富,但也存在许多地质灾害,如地面塌陷、地下水突泉等。
为了方便交通和通行,岩溶地区常常修建隧道。
然而,由于地下存在大量空洞和裂隙,营运隧道也面临着许多病害,如裂缝、塌方、涌水等。
本文将探讨一些常见的岩溶地区营运隧道病害的处置方法。
一、裂缝处理岩石的抗拉强度较低,容易发生裂缝。
岩溶地区的营运隧道在运营过程中,由于地下水的流动或其他因素,也容易出现裂缝。
裂缝的存在会对隧道的安全运营造成一定的威胁。
裂缝处理的方法有多种。
一种是采用预应力张拉技术,将一些预应力钢束安装于隧道的裂缝部分,通过预应力作用来抵消裂缝的拉力,从而减小裂缝对隧道结构的影响。
另一种是采用注浆技术,将注浆材料喷射进入裂缝中,堵塞裂缝的同时也加固隧道的结构。
在处理裂缝时,需要根据实际情况来选择最合适的方法。
二、塌方处理岩溶地区的隧道内部地质条件复杂,容易发生塌方。
营运隧道的塌方通常是由于管道破裂或隧道支护结构受损,引起洞顶下陷,导致隧道整体塌方。
塌方处理的方法主要是加强隧道的支护结构,防止塌方发生。
加强结构的方式有多种,如加强隧道支架、固定钢筋等。
另外,也可以采用喷射混凝土的方法,将混凝土喷射于隧道内部,定型后可以形成一个具有一定承载力的混凝土骨架,增强隧道结构的稳定性。
三、涌水处理岩溶地区的隧道内部地下水含量较高,隧道内的岩石本身也具有一定的透水性,容易出现涌水现象。
营运隧道的涌水问题会给隧道的安全运营带来很大威胁。
针对涌水问题,处理方法主要是减小涌水量和加强隧道的密闭性。
减小涌水量的方法有减小隧道周围的地下水位或者采用泵站将隧道内部的水抽出。
加强隧道的密闭性的方法主要是采用密闭型的隧道支撑结构,使用橡胶密封件等密封材料,防止水的渗漏。
综上所述,岩溶地区营运隧道面临的病害较多,需要采用相应的方法加以处理。
在处理病害时,需要根据实际情况采用不同的技术措施,以确保隧道的安全运营。
岩溶地区营运隧道常见病害处置方法探讨近年来,随着交通建设的不断推进,岩溶地区的隧道建设也日益增多。
随之而来的是隧道常见病害问题的频繁出现。
岩溶地区易受地质条件的影响,加之地下水的侵蚀作用,隧道内部往往会出现各种病害,给隧道的运行和安全带来了极大的隐患。
对于岩溶地区营运隧道常见病害的处置方法进行探讨,对于提高隧道的安全性和持续运营具有重要意义。
1. 内水岩溶地区地下水资源丰富,水位较高,这导致了隧道内部常常会出现内水问题。
内水会导致隧道的积水现象,有时还会对隧道的结构造成侵蚀,严重影响隧道的安全性。
2. 岩溶塌泥岩溶地区属于典型的岩溶地貌区,地下的岩层和土层常常会出现塌泥现象。
隧道在施工过程中,如果挖掘的不当,可能会导致岩溶塌泥,而岩溶塌泥会对隧道的结构安全和运行造成严重影响。
3. 漏水岩溶地区的隧道容易受到地下水侵蚀,隧道结构可能会出现裂缝和渗漏现象。
漏水不仅会对隧道的结构造成影响,还会给隧道内部的维护和设备带来麻烦。
以上三种病害是岩溶地区营运隧道中非常常见的问题,也是影响隧道安全性和运营的主要因素。
针对这些病害,我们需要探讨相应的处置方法,以提高隧道的安全性和持续运营。
1. 内水的处置方法对于隧道内部的积水问题,我们可以采取以下措施进行处置。
隧道的排水系统必须健全,确保隧道内部的排水设施畅通。
可以采用抽水泵等设备进行水泵排水处理,及时将隧道内的积水排出,避免对隧道结构造成侵蚀。
加强对隧道的监控和维护,及时发现和处理内水问题,防止内水对隧道的影响。
2. 岩溶塌泥的处置方法在隧道建设中,对于岩溶地质情况的认真勘查和分析非常重要。
合理的施工方案和支护措施可以有效的避免岩溶塌泥的发生。
定期对隧道内部进行巡查和维护,及时清理和处理可能堆积的岩溶塌泥,保证隧道的畅通和安全运行。
岩溶地区营运隧道的常见病害处理方法需要综合考虑地质、水文等多方面因素,对于不同的病害问题,需要采取相应的处理措施。
在隧道建设和运营过程中,加强对隧道的监控和维护,定期进行隧道的巡查和维护,及时发现和处理隧道问题,是确保隧道安全和持续运营的重要手段。
岩溶地区营运隧道常见病害处置方法探讨岩溶地区营运的隧道是一种特殊的地下结构工程,隧道的建设和运营面临着诸多的技术难题,其中之一就是隧道的病害处置。
岩溶地区有其特殊的地质特征,其中包括高岭度、溶洞和岩溶裂隙的形成,这些特点使得岩溶地区隧道的病害特别严重。
因此,本文旨在探讨岩溶地区营运隧道常见病害的处置方法。
一、水泥渗漏岩溶地区隧道中水泥渗漏是比较常见的病害。
此类病害的出现原因多为隧道本身的结构设计或施工不当所致。
水泥渗漏容易导致隧道的混凝土结构受损,严重时甚至可能导致隧道坍塌。
治理方法可分为临时性和永久性处理两种。
1、临时性处理方法:改善通风条件:通过增加通风口,增加进风口和排风口的数量和面积,提高隧道的通风效果,加速混凝土的干燥,减缓或消除混凝土结构的渗漏。
设置防水层:可以在渗漏部位上面设置防水层,如玻璃纤维、聚合物纤维等材料,以减少渗漏的影响。
预处理混凝土表面:先用水刷洗混凝土表面,使其清洁干净。
然后使用特殊的防渗涂料对混凝土进行涂抹,形成一层防渗膜以减少渗漏的影响。
重做隧道:在水泥渗漏情况严重的情况下,可能需要对隧道进行重做以消除隐患。
二、坡度超标坡度超标是隧道中常见的病害之一,主要表现为隧道的坡度斜率大于设计标准,导致隧道内的车辆行驶不稳、加速降低、控制困难等问题。
此类病害的处理方法主要包括:1、上调标高或随车调配:在现有的隧道内,可以通过上调落差或者随车调配的方式进行实现。
2、修筑环形公路:在现有的隧道基础之上将其扩宽,修筑环形公路,以适应车辆行驶需求。
三、地质灾害岩溶地区隧道中常见的地质灾害主要包括滑坡、泥石流、地面塌陷等。
针对地质灾害的处理方法可分为防范和治理两个方面。
1、防范措施:熟悉地质条件:在隧道建设之前,必须对隧道所在地的地质情况进行详细的调查,以了解该地区的地质特点和潜在的地质灾害。
加强预警和监测体系:在隧道运营期间,需建立完善的地质灾害预警和监测体系,对隧道中的地质灾害进行及时识别和处理。
岩溶隧道工程典型施工塌方病害防治措施赵先科,张运亮(贵州顺康路桥咨询有限公司,贵州贵阳550000)Vol .43 ,N 〇-8 h \ 芝讨第43卷第8期August, 2017__________________________Sichuan Building Materials _________________________2017 年 8 月摘要:由于岩溶的地质情况错综复杂,对隧道工程的修建 极为不利,易造成塌方等突害,对f 遂道施工的质量与安全有 很大的威胁。
本文通过西南地区某隧道施工塌方灾害处治 工程实例,对岩溶地区隧道工程施工塌方的防治对策进行了 分析;具体阐述了岩溶隧道工程施工塌方的原因及防治原 则,并通过风险分析提出相应的风险控制措施及监控动态化 管理措施,以提高工程建设和运行的安全性^关键词:岩溶隧道;施工;塌方;整治措施中图分类号:U 458. 1文献标志码:B文章编号:1672 -4011(2017)08 -0048 -03D O I : 10. 3969/j , issn . 1672 -4011. 2017. 08. 025〇前言随着我国“一带一路”交通基础建设的发展,全国高速公 路网逐步完善,高速公路桥隧占比也在不断增加;根据我国 岩溶塌陷地区的分布情况,西南地区地处岩溶情况复杂带, 山岭地区道路多隧道,继而修建大多数隧道不可避免地要穿 越岩溶发育区。
隧道穿越的岩溶地U 畀石多受溶蚀等作用 影响明显且地下水系活动情况比较复杂,不利于隧道的开 挖,极易引发塌方事故。
根据2006〜2007年25起隧道施工 安全事故分析,各种灾害事故占比见图1,隧道塌方事故占比 最尚a1岩溶隧道施工塌方原因隧道岩体在某个初始应力状态下处于一定的平衡状态 开挖对丨韦 1耑的扰动打破了岩体原有的座力平衡,随着因丨韦丨耑 的开挖卸荷而产生应力重分布形成新的应力场;当此时地质 条件处于岩溶地段,在水环境条件下,岩体强度变低,开挖时 支护不及时或是支护强度不够,以致围岩适应不了回弹应力 和重分布应力而发生失稳现象,这种情况即为典型的岩溶地 区隧道施工塌方病害a 1.1 岩溶隧道施工塌方机理隧道在掘进过程中,岩溶塌陷的实质即土洞的抗塌力小于致塌力的结果。
如图2所示。
收稿日期=2017 -03 -22;修回日期:2017 -03 -24作者简介:赵先科(1987 -),男,硕士研究生,从事隧道及岩土方向研究。
通信作者:张运亮(1988 -),男,硕士研究生,从事桥梁与隧道工程方 向研究。
正压力;Pa -大气压;F -摩阻力;Po -气体负压力。
图2塌陷受力分析致塌力包括:自重力(G )、荷载力(P )、地下水的渗透压 力、大气压力(Pa )、振动力(S ),气体负压力(P 0)、气体IE 压 力(PI )等。
抗塌力包括:岩土体的内聚力(C )、地下水浮力(W )、摩 擦力(F)a1)潜蚀效应。
随着地下水位下降,水力梯度越变越当水力梯度上升某一固定值,达到土体粘聚力和土体颗粒间 摩擦力小于水压力值,土颗粒便产生溶蚀塌方现象。
2)效应:雨水人渗后,盖M 厚度大,溶陷面积宽,自重也大,使土拱承受更大的重量,导致塌陷。
3 ) 土体强度效应:土体吸水饱和后,内聚力与内摩擦角 较天然状况时减少a4)其他效应;浮力效应,岩土体位于地下水位之中,便产 生静水浮力:Q 隧道开挖过程中,地下水外流,水位下降,产生 压强差效应,土体的浮托力也随之减少,岩体扰动而发生塌 方事故a1.2岩溶隧道塌方原因分析1)地质不良因子导致塌方0隧址K 土质较为松散,结较为破碎,开挖过程中常常会因为土体载童过大出现承载力不足而塌方;当隧道穿过破碎断层区,开挖后还会出现因支 护结构失稳而发生塌方;如果隧址区位于泥质土松软地带也 会导致塌方发生;当地下水比较丰富时极易出现塌方事故e2)施工不合理导致塌方。
在施工过程中,隧道的支护构不合理、线形不准、施工方法及技术不当或是隧道施工材 料选择不合理极易引发塌方,严重的会造成隧道整段塌方# 对于选择钻爆法施工的隧道,爆破炮眼的选择、爆破方式的 不合理,均会引起隧道塌方事故#3)隧道的受力状况4在隧道施工过程中,洞口仰坡产变形破坏,支护结构不合理;隧道围岩受扰动极易导致隧道 结构整体失稳,从而造成塌方64)隧道设计不合理。
隧道在设计过程中对全线W 岩别没有进行很好地分类,导致对M 耑情况不能全面合理地控 制,因而支护类型法满足围岩实际要求导致施工过程中发 生坍塌,严m 的会造成隧道整段塌方事故a2岩溶隧道塌方防治原则及措施2.1隧道施工塌方防治原则因地制宜、严控水、勤测量,同时结介M彳地的实际地质条 件和水文条件加强塌坑回填控制,落实注浆控制。
2.2 隧道施工塌方防治措施1) 做好地下水排水处理控制。
隧道工程施工的整个过程中,必须采取相应的排水措施。
合理的排水可以有效阻止 水渗人施工坑道内,合理地缩短施X 工序时间差,避免出现 因时差较长而产生围岩分化、松动的现象。
所以,缩短工序 之间的时差可以有效地保护工程已经完成的部分。
2) 爆破控制。
选择合适的爆破方式,在爆破前,需对围 岩进行全面分析,根据开挖进度、开挖方式和围岩类别综合 分析选择合理的爆破方式,使隧道的爆破施工在更准确的方 位进行#3)塌方加固处理技术。
翁溶塌陷处理控制应根据实际 塌陷区域的塌陷量,因地制宜采取相应的塌坑回填措施。
在 进行塌坑回填时,应首先对塌坑内的塌陷松散物进行清理, 再向塌坑内填充。
例如分析开裂变形因素,采取径向注浆措 施稳固围岩,在注浆过程中应密切关注注浆渗透情况,同时 制备相应的止水方案及措施,防止渗透现象;对围告破碎地 带加强支护结构,采取钢拱架或锚杆技术对变形部位加强支 护。
以上措施,一方面为防止塌方范围继续扩大,影响后续 施工,须进行初步加固处理;另一方面,后续处理阶段的措施 必须建立在前期合理的塌方回填技术方案的基础上,同时加 强监控,确切掌握围岩的变形特征,不断跟进优化处理措施, 以满足隧道施工的整体性要求。
4)塌方回填及岩溶空腔治理。
塌腔的处理原则是既要起到稳固岩体表面,同时也要快速封闭塌腔。
对塌方较为严 重地带,对支护参数进行调整;必要时铺设防水板和土工布 防水层加强防水措施,最后设置合理的空腔支撑再回填。
塌 方回填是建立在支护结构对岩体起到一定的支撑作用后,等 强度达到理想的状态后,再对空腔进行回填,回填层内可用细砂回填形成缓冲保护层齒辅、混凝土 N 填为主。
|n 丨填后表 层采用泵送混凝土形成护层作封闭处理;且检查预留孔和回 填口是否满足要求。
值得注意的是,在埸方地段的后续处理 过程中,按照隧道衬砌厚度的要求不能对隧道空间进行 侵占Q5)监控量测。
隧道施工做好隧道稳定性评价及塌方预 警。
由于告溶隧道隧址直域地质条件复杂,应高度重视监控 量测和超前地质预报工作,对施工过程中可能出现的局部地 段含水层、围岩破碎引发失稳、塌方和涌水现象及时预测预 报,并对其位置、粧号、规模及发展趋势做明确标识,制定合 理的开挖方法和支护形式,预防塌方事故的发生6在易出现 塌方事故地段和塌方段地层^14定前,合理布设沉降观测虑, 加强围岩变形观测;对隧道结构的沉降、收敛以及地表沉降 进行监测。
层岩性的谬响,地下水沿走向运动,地表岩溶发育,形态以落 水洞、槽丘、溶洞为主。
较差的地质状况及浅埋深对隧道修 建极为不利。
浅埋岩溶隧道不仅兼有浅埋隧道和岩溶隧道 的地质灾害特点,且浅埋、岩溶地质特点的结合使地质状况变得更加复杂。
隧道浅埋段地质情况如图3所承。
i 第四系土层白沙河流向 > 灰岩层沥碧峡背斜图3 隧道浅埋段地质示意图3.2塌方灾害概况该隧道左线开挖茧K 30 + 189时,掌子面左、右侧拱肩分别出现直社为3.5、3.0 m 倾斜向地表延伸的溶洞,并伴有较小的坍塌、突泥现象,且中线右侧出现拱顶掉块病害,E 完成的右侧初期支护产生破坏,坍塌区发展到粧号K 30 + 184段 时,施工现场及时采用泵送喷射混凝土初步稳定围耑。
另外,在地表以上近隧址去河流支流处出现一个深约20 m 的 坍塌坑洞,主河道支流河水顺流进人坑内形成小水塘#围岩 因卸荷松软、支护已不能满足承载要求及水的侵蚀作用,塌 方段土体达到饱和状态,随后引发隧道初支坍塌,隧道结构 二次纟丹塌g 坍塌区域地表出现沉陷直径40 m 的沉陷坑,塌 方坑洞开口呈现漏斗状,见图4。
灾害致使一名工人受轻伤, 一台钻孔台车及两辆出渣运输车辆被掩埋,靠近塌陷K 域部 分出现裂缝。
图4 隧道内涌泥带和地表塌陷区3.3处治措施首先对隧道塌方灾害的发生诱因进行基本分析,发现灾 害最根本的诱因是施工开挖破坏了原有的岩溶通道系统,即外部致灾因子,而丰富的补给水源,十分发育的岩溶地质,隧道的埋深浅是引发并扩大塌方灾害的主要致灾因子。
塌方发生后,丨丨丨于二次坍塌危害,鉴于可能会引发更大 的塌方次生灾害,对已完成的隧道结构造成更大的伤害。
因 此,本方案采取了在稳定掌乎面的前提下加强支护结构,并 逐步对已破坏的支护结构进行补强,在对堆积体顶部通过预 埋泵管的方法,最后喷射混凝土做封闭处理。
在本次塌方事故治理过程中,全程进行了塌方区的监控量_1,以检查处理效果。
经过持续60 d 的量测工作,最终围 岩收敛已基本保持稳定状态。
3案例4结束语3.1隧道概况西南地区某高速公路一段为上下分离的双向4车道长 隧道,隧道长3.58 km ,洞宽10.5 m ,高7.4 m ,岩溶段长450m ,埋深20 m ,左、右线轴距为23.8 m 。
这段隧道的围岩为灰岩、白云质灰岩,岩溶较为发育,岩溶通道与岩石裂隙形成大 量地下水通道。
该隧道岩溶发育规律主要受地质构造和地岩溶地质条件下隧道塌方事故的发生,既有自然因素(不可控制因子),也有工程地质因素。
尤其是耑溶地区,复 杂的地质情况更不利于隧道的修建。
为了对隧道工程施工 塌方进行预防和控制,我们应坚持结合当地的实际地质条件 和水文条件,注重地下水控制,同时加强塌坑回填控制,落实(下转第67页)构的研究,将其技术引人我国建筑结构体系。
在20世纪80 年代,我国各高校及研究机构通过对型钢混凝土结构投人大 量研究与探索,对于其结构性能有了充分的把握,结合大M 实验数据及现实实践,关于其结构的相应规范被编写并发行 出来。
4型钢混凝土结构在我国的工程应用4.1工业民用建筑上的应用自引进我国以来,型钢混凝土结构就被广泛应用于各行 业工程建筑体系之中。
在刚开始,工业建筑首先使用型钢混 凝土结构,再后来随着对其理论研究的不断加深,其应用技术不断被完善,在20世纪80年代后,我国的高^建筑中逐 渐出现了型钢混凝土结构的身影。