隧道不良地质施工常见防治措施)
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隧道不良地质段安全施工措施隧道不良地质主要有浅埋段、软石、断层破碎带等。
在施工中主要采取以下安全保证措施:1、在隧道施工前,必须根据设计文件、工期要求、施工调查报告等情况,编制实施性施工组织设计,施工现场设置总布置图,保证道路平整、排水通畅。
所有施工人员进入施工现场必须配戴安全帽。
专职安全员现场跟班作业。
2、隧道开挖采取弱爆破、短进尺、强支护、衬砌紧跟、先护顶等小循环施工方法,并抓好“新奥法”三大要素的施工,控制坍塌事故发生。
施工中对围岩加强检查与量测,发现隐患,及时整改,确保安全。
对设计文件指明有不良地质情况时,对该指定范围超前钻孔,探明情况,采取预防措施。
3、各种机械设备、车辆司机必须由受过专门训练的专职持证人员操作和驾驶。
各种机械设备、车辆应经常检修和保养,保持良好运转状态。
施工中不得人料混装。
装载料具时,不得超出装载限界,对大体积或超长料具,应捆扎牢固。
洞内施工地段由机动车牵引列车,在视线不良的弯道上,或通过道岔口和洞口平交道时,要加强了望、减速慢行。
建立工程运输调度,统一指挥,以提高运输效率,确保作业安全。
4、通风防尘安全管理。
隧道爆破后必须经过通风排烟,且至少相距15分钟以上,安全检查人员进入工作面,经过检查确认洞内烟量达到规定范围后,排险专业人员进入掌子面,进行排险,确认安全后,施工人员方准进入工作面。
隧道施工通风设备要经常维护,以确保工作面有足够的新鲜空气。
5、风水电安全管理。
洞内风水管确保不漏风、漏水,并与电线同侧,成洞段使用胶皮线,施工段使用电缆线,防止电缆线落地着水,严禁动力线上挂照明设施。
洞内施工用电线路架设和电器设备的安装,均应由经考试合格后持有电工操作证的专业电工负责,并经常组织检查维修。
6、对浅埋段、软土、软石、断层破碎带等不良地质情况的安全保证措施。
做好超前探明地质的工作。
在浅埋段、软弱围岩、断层施工时,要坚持短进尺、弱爆破、强支护、早衬砌的原则,及时作好初期支护和初衬,确保施工安全。
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。
隧道不良地质段施工的预防措施本标段隧道在埋深大于500米的地段存在岩爆及大变形的可能性,另本隧道穿过煤层地段为低瓦斯隧道,进入上述地段施工时,要特别注意。
1.岩爆地段施工⑴、岩爆特点:岩爆在未发生前,并无明显的预兆,虽然经过仔细找顶,并无空响声,一般认为不会掉落石块的地方,也会发生岩石爆裂声响,石块有时应声而下。
在没有支撑的情况下,对施工安全威胁甚大;岩爆发生的地点,多在新开挖工作面及其附近,个别的也有距新开挖工作面较远;岩爆发生的时间,多在爆破后2〜3小时;⑵、岩爆地段隧道施工注意事项:进入岩爆地段,开挖前加强地质超前探测,分析可能发生岩爆的地段,以便施工达到相应地段时加强防卫,采取必要措施;使用光面爆破,并严格控制用药量,以尽可能减少爆破对围岩的影响;对开挖面用喷射高压水冲洗,先期将岩层的原始应力释放一些,以减少岩爆的发生;加强支护工作,支护的方法是在爆破后立即向拱部及侧壁进行喷射钢纤维混凝土,再施作锚杆及钢丝网复喷混凝土。
衬砌工作要紧跟开挖工序进行,以尽可能减少岩层暴露时间,减少岩爆发生和确保人身安全。
2.大变形地段施工加强支护工作,支护的方法是在爆破后立即向拱部及侧壁进行喷射钢纤维混凝土,再加设可缩式钢架、锚杆及钢丝网复喷混凝土。
衬砌工作要紧跟开挖工序进行。
3.瓦斯地段⑴.隧道区煤层瓦斯属无突出危险,全工区的瓦斯涌出量小于0.5m3/min,为低瓦斯工区。
隧道施工采用"新奥法",超前探测瓦斯,全断面、全封闭复合式衬砌。
川类围岩地段采用正台阶法开挖,锚杆、钢筋网、喷混凝土联合作为初期支护,在轻微大变形地段增加U25型钢钢架支护。
W类围岩采用全断面开挖,锚杆、喷钢纤维混凝土联合作为初期支护。
瓦斯段施工过程中应严格按照《瓦斯隧道施工技术暂行规定》及《煤矿安全规程》进行施工,加强通风,定时检测瓦斯及有害气体含量,确保施工安全。
正洞开挖前,可通过水平地质钻机超前钻孔,进行瓦斯含量及浓度的探测。
隧道不良及特殊地质地段施工措施本标段隧道较长,地质结构复杂,科学的施工管理是快速施工技术的重要组成内容,不良地质段严格按照喷锚构筑法组织施工,确保施工安全和质量,加快施工进度。
结合本投标人在类似隧道工程组织快速施工的实践经验,拟在本标段工程的隧道施工中采取如下措施:8.1、岩溶地段当隧道穿过可溶性岩层时,有的溶洞位于隧道底部,充填物松软且深,隧道基底难于处理;有的溶洞岩质破碎,容易发生坍塌;有时遇到大的水囊或暗河,岩溶水或泥砂夹水大量涌入隧道。
隧道在溶洞地段施工时,根据设计文件及现场实际情况,查明溶洞分布范围、类型情况、岩层的稳定程度和地下水情况等,分别以引、堵等措施进行处理。
根据银洞坡隧道现有的设计说明中,ZK223+830-ZK224+005、YK223+850-YK224+000段落可能存在溶洞和突水的可能,因此我们主要加强此段的超前地质预报及其采取相应的施工方案。
处理主要方法如下:引排水:溶沟有水流时,宜排不宜堵。
在查明水源流向及其与隧道位置关系后,用暗管引水洞等设施,渲泄水流或开凿引水洞,将水排出洞外。
当水流的位置在隧道上部或高于隧道时,在适当距离外,开凿引水洞(或引水槽)将水位降低到隧道底部位置以下,再行引排。
堵填:当不能排水或由于溶洞规模大且溶洞填充物为含水量较大的溶洞泥时,采用封堵的方法。
在边墙及拱部采用注浆方式形成防水帷幕。
对于已停止发育、径跨较小、无水的溶洞,根据其与隧道相交的位置及其充填情况,采用混凝土、浆砌片石或干砌片石予以回填封闭,根据地质情况决定是否需要加深边墙基础。
拱部以上溶洞,视溶洞的岩石破碎程度采用喷锚支护加固,或加设护拱及拱顶回填的办法处理。
施工过程中进行综合详细的超前地质探测预报工作,调查清楚岩溶的大小和其它发育情况,根据其类型确定正确的处理方案。
8.1.1大面积渗漏和局部渗漏岩溶水的处理对于大面积渗漏水、局部滴漏水或小股状岩溶水,如水量(2.0m3/h≤Q≤10m3/h)和水压(0.2Mpa≤p<0.5 Mpa)不大,一般可以采用径向注浆、局部注浆、补充注浆等方法封堵。
隧道工程施工中的地质灾害防治措施隧道工程施工是一项复杂而又困难的任务,其中地质灾害是施工中必须面对的挑战之一。
地质灾害不仅会影响工程进度,还可能对施工人员的安全造成威胁。
因此,在隧道工程施工中,必须采取一系列的地质灾害防治措施,以确保施工的安全与顺利进行。
一、灾害预测与评估在隧道工程施工前期,进行详细的地质勘察和灾害评估十分重要。
通过对地质情况的综合分析,可以预测和评估可能出现的灾害类型和规模。
根据灾害预测和评估结果,针对具体的灾害风险,采取相应的防治措施,提前做好预防工作。
二、地质勘探与监测充分的地质勘探是隧道工程施工中的重要步骤。
通过对隧道周边地质构造、岩性、地层、地下水等进行详细的勘探,可以了解到隧道施工中可能遇到的地质问题。
此外,设立地质监测点,进行定期巡视和监测,及时掌握地质变化情况,对可能出现的地质灾害进行预警和应对。
三、支护措施设计与施工在隧道工程施工中,支护措施的设计与施工是关键步骤之一。
针对不同的地质条件和隧道类型,采用合适的支护方式,如锚杆支护、钢支撑、喷射混凝土和预应力锚杆等。
同时,精确计算支护结构的参数,以确保其稳定与安全,以及提供足够的抗震和防滑能力。
四、排水和防水措施地下水是隧道工程施工中常见的灾害因素之一。
在施工前,应进行地下水系统的详细分析和评估,确定合理的排水措施。
同时,在隧道施工过程中,利用合适的技术手段进行排水和防水处理,以保持施工现场的干燥,防止因地下水引起的地质灾害。
五、控制地表沉降隧道工程施工中,地表沉降是一个常见的问题。
为了减少地表沉降对周边建筑和环境的影响,可采取一系列的措施进行控制。
例如,通过合理的施工工艺和加固措施,减小地表沉降的幅度。
此外,还可以进行监测,及时掌握地表沉降的变化情况,做好紧急处理。
六、排烟和通风系统设计隧道内部的烟雾和有害气体是施工过程中的另一个威胁。
为了保证施工人员的安全,必须设计和建设良好的排烟和通风系统。
通过合理设置通风口和风机,及时排除烟雾和有害气体,维持良好的空气质量,确保施工人员的呼吸系统不受到伤害。
不良地质地段隧道开挖施工措施虎什哈至丰宁地方铁路(二期)工程编制:复核:审批:中铁七局集团虎丰铁路项目部2008年6月25日隧道施工中可能出现洞口滑坡、崩塌,洞身岩溶及突涌,含瓦斯煤层、膨胀应力岩爆等不良地质灾害,处理措施为“预防为主,综合治理为辅”的原则。
在施工中首先采用多种手段超前探明前方地质情况,提前作好各项准备工作,以预防为主。
其次,在施工过程中一旦发生上述不良地质灾害,需采取针对性措施,确保将各种不良地质危害降低到最低限度。
具体应对措施如下:1 滑坡、崩塌隧道洞口常位于山体的残积、坡积、堆积体之上,在外部条件(地表水冲刷、扰动、挖坡脚)作用之下,可能引起山体滑坡、崩塌等地质灾害,对工程施工危害较大。
针对性措施如下:1.1疏排地下水1.1.1 在滑坡体边缘之外稳定地段设置天沟,拦截地表水,避免地表水流入滑坡体范围内;1.1.2 在滑坡体范围内增设树枝状排水系统,使地表水流及洼地积水,尽快顺畅地排出滑坡范围之外;1.2 引排地下水1.2.1 整平、夯填滑坡体范围内的地表裂缝,以防地下水下渗。
1.2.2 滑坡体外部补给水采用截水渗沟引排;1.2.3 滑坡体内部浅水或滞水带采用支撑渗沟引排,顺滑动方向设置;1.2.4 当地下水埋藏较深,不易采用明挖或渗沟时,采用渗水导洞拦截和疏排地下水。
也可采用水平钻孔引排地下水。
1. 3 减载或反压在滑坡体的滑动地段,清除一部分滑体以减小滑体的下滑力;反压是利用上部减载的弃方,填于滑体的抗滑地段,以增加抗滑稳定作用。
1. 4 设置抗滑桩、墙抗滑挡墙设置于滑体前缘,采用重力式挡土墙;抗滑桩分排设置,排数、间距依推力确定。
1.5 注浆加固采用地面锚杆加固注浆,固结地层,增加滑动面的摩擦力。
实践证明效果较好。
2 岩溶及突涌岩溶对隧道的危害主要是:洞穴洞害、泥水或暗河突涌、填充物及坍塌等三个方面。
针对性措施分别如下:2. 1洞穴洞害处理2.1.1 跨越当溶洞规模较大,或溶洞规模虽小,但不能堵塞水流,或溶洞较深,或充填物松软时,采用梁跨、板跨或拱跨等跨越措施。
公路隧道施工中不良地质引起的塌方原因及应对措施分析公路隧道施工中不良地质引起的塌方是指在隧道施工过程中,由于不良地质条件导致岩层松散、岩体开裂等问题,进而引发隧道坍塌等严重事故。
此类问题在隧道施工中较为常见,严重影响了工程进度和安全性。
为了应对不良地质引起的塌方,需要采取相应的应对措施,确保施工的顺利进行和安全性。
不良地质引起的塌方原因主要包括以下几个方面:1.地质构造复杂:地质构造复杂性是不良地质的主要原因之一、例如断层、褶皱等地质构造会带来地层的不稳定性,容易发生塌方。
2.岩层松散:岩层松散导致了地层的稳定性下降,易于发生塌方。
这种情况常见于粉砂质岩层、风化层、软弱层等地质条件。
3.地下水问题:地下水的存在会使土壤湿润,降低土壤的黏聚力和摩擦力,增加土体的不稳定性,从而引发塌方。
应对不良地质引起的塌方问题,需要采取以下措施:1.综合勘察和分析:在施工前进行详尽的地质勘察和分析,充分了解地质情况,确定地质问题的性质和范围,为后续的施工工作提供可行的方案和措施。
2.加固地层:针对地层松散、软弱等问题,可以采取一些加固措施,如注浆、爆破加固等,提高地层的稳定性。
3.排水处理:对于地下水问题,需要进行合理的排水处理,降低地下水位,减少地下水对土体稳定性的影响。
4.合理布置支护结构:在不良地质条件下,需要合理布置支护结构,如钢筋混凝土衬砌、锚杆支护、喷射混凝土补强等,增强隧道的稳定性和抗震性能。
5.监测和预警:在施工过程中,需要进行隧道的安全监测和预警,及时掌握隧道内外的变化情况,以便采取及时的应对措施。
综上所述,不良地质引起的塌方在隧道施工中是一种常见的问题,但通过合理的勘察分析和应对措施,可以有效地解决此类问题。
在实际施工中,还需要根据具体情况灵活运用各种技术手段,确保施工的安全性和顺利进行。
隧道不良地质专项施工方案(完整版)本文旨在介绍隧道不良地质专项施工方案的目的和背景。
本文档旨在概述隧道不良地质专项施工方案的主要内容和步骤。
该方案是为了应对隧道施工过程中可能遇到的不良地质条件而制定的。
在施工方案中,将重点考虑应对以下不良地质条件的措施:岩溶地质、断层地质、强陷性地质、构造复杂地质、泥水地质等。
步骤如下:详细分析隧道所在地区的地质情况,包括地层结构、地质构造、岩性特征等因素。
针对不良地质条件,制定相应的施工方案,包括地质勘探、地质灾害评估等专项工作。
确定隧道施工的安全措施和施工工艺,考虑使用合适的施工设备和材料。
针对不同的不良地质条件,制定相应的技术方案,如加固支护、地质灾害治理等措施。
制定监测和预警方案,及时监测隧道施工过程中的地质变化,预测潜在地质风险。
在施工过程中,严格执行施工方案,进行不良地质条件下的施工控制和应急处置。
完成隧道施工后,进行后期监测和评估,及时修复和加固可能存在的地质问题。
通过以上步骤,本施工方案旨在确保在不良地质条件下的隧道施工安全和质量,提高工程的成功率和可持续性,以保障隧道的安全运营。
本部分将介绍如何识别和评价隧道不良地质情况的方法和标准。
1.不良地质的定义不良地质指的是在隧道工程中遇到的地质问题,如地下水位过高、地下水质量不佳、岩溶地质、地表沉降等。
不良地质会给隧道施工和运营带来一定的风险和挑战。
2.不良地质识别方法2.1 地质勘探地质勘探是识别不良地质的重要手段。
应该进行全面、系统的地质勘探工作,包括地质勘探钻孔、地质雷达探测、地质剖面观测等。
通过获取地下地质数据,可以初步识别出不良地质的可能性。
2.2 工程地质分析在进行地质勘探的基础上,进行工程地质分析。
分析地质构造、岩性、地下水情况、地质灾害等因素,评估其对隧道施工和运营的影响。
可以利用地质信息系统等工具,进行数据分析和模拟,进一步识别不良地质区域。
3.不良地质评价标准3.1 地质参数评价根据地质勘探和分析结果,将不良地质情况进行定量评价。
隧道不良地质施工常见防治措施隧道在施工过程中多会碰见各种不利于隧道工程的不良地质环境,今天大家一起来学习一下在遇到富水断层破碎围岩、膨胀性和挤压性围岩以及黄土地质这三个不良地质段时候的各种防治措施。
一、不良特殊地址地段概述一、不良和特殊地质地段的概念:(一)不良地质地段不良地质地段是指滑坡、崩塌、岩堆、偏压地层、岩溶、高应力、高强度地层、松散地层、软土地段等不利于隧道工程的不良地质环境。
(二)特殊地质地段特殊地质地段是指膨胀岩地层、断层破碎带、软弱黄土地层、含水未固结围岩、溶洞、岩爆、流沙等地段以及瓦斯溢出地层等二、开挖和支护过程中可能造成的危害:1、土石坍塌2、隧道支撑严重变形3、衬砌结构断裂三、不良和特殊地质地段隧道工程的一般规定:1、制定完整预案,做好技术、物资、机械储备2、制定地质预测、预报方案3、根据预报结果及时调整施工方案4、必须加强量测工作,并及时反馈量测结果四、不良地质地段隧道施工注意事项:1.选择施工方法注意事项:选择施工方法(包括开挖及支护)时,应以安全及工程质量为前提,综合考虑隧道工程地质及水文地质条件、断面形式、尺寸、埋置深度、施工机械装备、工期要求、经济和技术的可行性等因素而定。
同时应考虑围岩变化时施工方法的适应性及其变更的可能性,以免造成工程失误和增加投资。
施工以“先治水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌、勤量测、稳步前进”为指导原则。
2.加强监控和量测工作3.使用喷锚技术注意事项:(1)爆破后如开挖工作面有坍塌可能时,应在清除危石后及时喷射混凝土护面。
(2)锚喷支护后仍不能提供足够的支护能力时,应及早装设钢拱架支撑加强支护。
4.采用临时支护时注意事项:(1)支撑要有足够的强度和刚度,能承受开挖后的围岩压力。
(2)围岩出现底部压力,产生底膨现象或可能产生沉陷时应加设底梁(3)当围岩极为松软破碎时,应采用先护后挖,暴露面应用支撑封闭严密;(4)根据现场条件,可结合管棚或超前锚杆等支护,形成联合支撑(5)支护作业应迅速、及时,以充分发挥构件支撑的作用。
5.选用掘进方法时注意事项:特殊地质地段隧道施工时,不宜采用全断面开挖。
应视地质、环境、安全、工程质量等条件合理选用。
6.掘进时遇有围岩压力过大注意事项:拱部扩挖前发现顶部下沉,应先挑顶后扩挖。
当扩挖后发现顶部下沉,应立好拱架和模板先灌筑满足设计断面部分的拱圈,待混凝土达到所需强度并加强拱架支撑后,再行挑顶灌筑其余部分。
挑顶作业宜先护后挖,暴露面应用支撑封闭严密。
7.遇有松散、自稳差的围岩掘进时注意事项采用压注水泥砂浆或化学浆液加固围岩的方法,以提高其自稳性。
8.衬砌出现开裂或下沉时注意事项当拱脚、墙基松软时,灌筑混凝土前应采取措施加固基底。
二、富水断层破碎围岩一、概述:断层破碎带是隧道施工中最常见的不良地质地段,断层带内岩体挤压破碎,常呈块石、碎石或角砾状有的甚至呈断层泥,岩体强度低,围岩压力增大,自稳能力下降,容易坍塌,施工困难。
富水软岩是指在各类土质、软岩、极严重风化的各种岩层、极软弱破碎的断层带以及堆积、坡积层中,在富含地下水的情况下,岩体强度很低,自稳能力极差的围岩。
二、开挖施工要求:(一)充分应用超前地质预报:1.预报方法地质预报方法主要有:钻孔超前探测;对超前导坑进行地质、水文观测素描;地震波、声波、地质雷达等物理探测。
2. 预报的重点内容预测开挖面前方的地质情况,围岩整体性、断层、软弱破碎带在前方的位置和对施工的影响,地下水活动情况等。
3.预报方式①长期预报总体预报,预报断层规模、分布、性质、构造分带,富水性等,并分段作出工程地质评价。
②中期预报岩石微观构造研究工程地质类比地震反射波法(TSP原理、TSP现场)地质雷达法瞬变电磁法长距离地质超前钻孔③短期预报利用超前炮孔预报掌子面超前地质钻孔预报(二)注浆堵水并加固围岩富水软弱破碎围岩隧道处理地下水原则一般是:以堵截为主,排引为辅采用注浆堵水结合超前钻孔限量排水特大涌水采用辅助导坑排水堵截地下水的办法主要有两类:整个富水段进行注浆止水,并加固松散岩体。
对富水地段沿隧道开挖轮廓线以外进行环形注浆,形成止水帐幕,防止或减小地下水进入开挖工作面排水辅助措施有导坑、钻孔等,目的是排水降压。
当地下水与地表水连通时,埋深小于20m采用地表注浆,埋深大于20m时采用洞内注浆△马鹿箐隧道突水录像△齐岳山隧道高压水(三) 开挖及支护开挖施工要求:单线隧道采用正台阶预留核心土环形开挖法,双线和多线隧道采用CD法、CRD 法或双侧壁导坑法,循环进尺0.5~1.0m开挖手段上,采取两种方法,一是在特别软弱的围岩段,采用非钻爆开挖,如利用十字镐、风镐开挖或利用小型挖装机开挖。
另一种是采用控制爆破措施,如松动爆破、微振动爆破等。
支护施工要求:根据量测结果及时调整支护参数衬砌施工要求:根据量测结果确定施作时机仰拱必须及早施作,形成封闭结构三、工程实例——京九线岐岭隧道1、工程概况进口280m主要通过中粗粒黑云母花岗岩体。
由于侵入体古老,受历次构造运动影响,岩体破碎;岩石中石英较少,长石含量居多,风化年代久远,深度达30~50m,为极严重风化花岗岩,属特软岩。
遇地下水,易产生潜蚀而破坏原岩结构,呈流塑状,自稳能力极低,开挖扰动后极易液化,呈泥浆状涌出。
2、初期施工情况岐岭隧道自1993年4月至1994年1月,9个月完成42m(其中含明洞33m),平均月成洞4.7m,按总体施工计划安排和当时的施工进度估算,工期将被迫延长一年左右。
因此,问题非常突出,引起了部领导和各部门极大重视与关注,被喻为京九线“天字第一号工点。
”3、地质原因分析:围岩自稳及自承能力极差、富水4、施工方案桩柱法双侧壁导坑法:5、具体施工方法(1)综合排水技术封堵疏排地表水,杜绝地表水和降水的补给:截水沟、地表混凝土封闭平导与泄水洞截、排水深井点降水洞内降排水:负压抽水、开挖中的疏排水(二)支护体系设计与施工超前预加固:侧壁导坑、泄水洞及平导、上弧导初期支护二次衬砌:第一次60cm、第二次30cm深孔长套管劈裂注浆注浆方法:分段长套管前进式注浆、挤压注浆、渗透注浆注浆材料:水泥—水玻璃双浆液注浆施工:拱部大管棚注浆施工、突水涌泥段注浆施工、极软致密原状地层中的注浆施工6、施工效果提前1.5个月贯通三、膨胀性和挤压性围岩一、基本概念膨胀岩矿物成分:亲水性矿物,蒙托石、伊利石特性:吸水膨胀软化,失水收缩硬裂挤压性围岩强度低,在高地应力作用下产生“剪胀”二、膨胀性围岩的基本特征与分级(一)膨胀岩基本特征(1)质软,强度低(2)自由膨胀率高(3)空隙率大(4)易风化、崩解性强(5)膨胀压力大(二)膨胀岩的判别与分级判别依据间接反应岩石膨胀指标直接定量反应岩石膨胀力学指标以及不同荷载下的膨胀率大小的指标三、膨胀性围岩对隧道施工的危害围岩普遍开裂坑道下沉围岩膨胀突出和坍塌隧道底部隆起衬砌严重变形和破坏四、高地应力作用下的软岩:1. 高地应力软岩的概念当围岩内部的最大地应力与围岩强度的比值达到某一水平时,才能称为高地应力或极高应力。
2.高地应力挤压性围岩的变形特点变形量大最大变形可达数10cm至100cm以上。
家竹箐隧道初期支护周边位移曾达210cm,一般80~100cm,拱顶下沉60~80cm,隧道隆起80cm。
堡子梁隧道排架下沉120cm,边墙向下挤进30~40cm。
关角隧道底鼓约100cm,边墙向内挤很大。
乌鞘岭隧道岭脊段最大水平收敛达1209mm,最大拱顶下沉367mm。
平均累计变形按F4、志留系板岩夹千枚岩、F7几区段分别为90~120mm、200~400mm、150~550mm。
变形速度高家竹箐隧道初期支护变形速度达3~4cm/d。
奥地利的陶恩隧道最大变形速度高达20cm/d,一般也达5~10cm/d。
乌鞘岭隧道岭脊段变形量测开始阶段变形速率最高达167mm/d,最大变形速率按F4、F5、志留系板岩夹千枚岩、F7几区段分别可达73mm/d、143 mm/d、165mm/d、167mm/d。
变形持续时间长由于软弱围岩具有较高的流变性质和低强度,开挖后应力重分布的持续时间长。
变形的收敛持续时间也较长。
短者数十天,长者数百天,一般也需百多天。
家竹箐隧道收敛时间在百天以上。
日本惠那山隧道时间大于300天,阿尔贝格隧道收敛时间为100~150d。
乌鞘岭隧道大变形区段变形持续时间达120d,一般要40~50d。
支护破坏形式多样喷层开裂、剥落;型钢拱架或格栅发生扭曲;底部隆起;支护侵限;衬砌严重开裂等。
围岩破坏范围大高地应力使坑道周边围岩的塑性区增加,破坏范围增大。
特别是支护不及时或结构刚度、强度不当时围岩破坏范围可达5倍洞径。
五、挤压性围岩的隧道设计理念膨胀性和挤压性围岩的隧道结构设计方法主要可归纳为两类:一是减轻作用在支护结构上的荷载而容许发生一定位移的方法(柔性结构设计),另一是为了控制松弛而尽可能早地控制位移的方法(刚性结构设计) 。
1.柔性结构设计(1)先行导坑法(2)多重支护方法(3)可缩式支护方法(4)分阶段综合控制法2. 刚性结构设计(1)大刚度支护和衬砌结构(2)大范围围岩加固法六、膨胀性及挤压性围岩隧道施工1.加强调查、量测围岩的压力和流变特性2.合理选择施工方法3.防止围岩湿度变化4.合理进行围岩支护(1)喷锚支护,稳定围岩(2)衬砌结构及早闭合5.适时衬砌控制变形典型的大变形隧道奥地利的陶恩隧道阿尔贝格隧道日本的惠那山隧道我国的家竹箐隧道七、工程实例——乌鞘岭隧道:(1)工程概况兰州至武威段。
该线东起兰州站,经河口南、永登至打柴沟,翻越乌鞘岭至武威南站,全长二百九十八公里,随着西部大开发客货运输量的急剧增加,目前的单线能力远远不能满足需求,只能靠增建二线铁路来解决。
设计为两座单线隧道,隧道长20050m,隧道出口段线路位于半径为1200m的曲线上,右、左缓和曲线伸入隧道分别为68.84m及127.29m,隧道其余地段均位于直线上,线间距40m,两隧道线路纵坡相同,主要为11‰的单面下坡,右线隧道较左线隧道高0.56~0.73m,洞身最大埋深1100m左右。
隧道左、右线均采用钻爆法施工,右线隧道先期开通。
隧道辅助坑道共计15座,其中斜井13 座,竖井1座,横洞1座。
(2)工程特点地质构造发育地应力高、分布复杂围岩软弱,开挖变形量显著围岩流变性能显著隧道规模大,工期紧,任务重施工环境复杂,工程质量要求高(3)施工变形情况左线隧道最大拱顶下沉1053mm(DK177+495),一般在500~600mm左右,平均下沉30~35mm/d;右线隧道最大拱顶下沉227mm(YDK177+610),一般在100~200mm左右。
左线隧道内轨上1.5m收敛值最大1034mm(DK177+590),一般为700mm左右,拱脚最大978mm,一般为300~700mm右线隧道内轨上4m收敛值最大548mm(YDK177+590),一般为300~400mm 左右。