茶林顶隧道岩溶段施工技术
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岩溶地区的隧道施工技术要点与管理摘要:通常意义上,隧道工程项目的施工过程具有一定的复杂性和多变性,施工难度往往比较大,而且时常会受到地势条件复杂性的影响,比如:严重的地质安全问题。
本文主要围绕着我国岩溶地区的隧道施工技术的要点和实际的管理方式展开了具体的阐述和分析,进一步体现了完善施工技术,促进隧道地区的施工管理工作的科学性发展所具有的积极作用。
关键词:岩溶地区;隧道;施工技术;要点管理引言隧道工程项目的良好开展对于我国的建筑工程行业来说是非常重要的构成要素,同时,由于隧道工程项目的施工往往具有修筑过程复杂,但是,使用寿命较长的特征。
而且,往往会在具体的工程项目施工环节面临着资源分配、资金运用以及施工进度把握和施工控制等多种问题,这会直接地导致隧道工程在施工预算环节存在诸多的管理矛盾,为整个隧道项目的工程施工带来了巨大的挑战。
基于此,本文主要依托于岩溶地区的隧道施工技术问题、施工管理问题,以提升技术实力和管理水平为目标,从而有利于进一步促进岩溶地区的隧道施工工程能够得到更加顺利的进行。
一、超前预测技术(一)TSP技术与管理一般来说,TSP这项技术具体是指具有超前预测特征的技术形式,它可以将开挖面及其周围的地质条件进行有效的掌握,并且,具体依托某一种介质形式来实现探测功能,即地震波。
众所周知,地震波的应用得益于其形成环节的几个特殊的爆破点,这些爆破点通常都是经过人工的作用而实现的内容。
与此同时,地震波的接收装置通常是具有传感性的。
一旦当地震波已经接触到开挖面的底层结构时,会产生一定的反应,其中,如果所接触到的底层结构时不完善的,而且存在一定问题的,那么将会及时呈现相应的发射波,它们被传感器接收到之后,会在具体的作用下构成参数。
此时,相关的工作人员需要将这个过程所得到的参数进行有效的记录,以便在后期的检测过程中有据可依,并且,这也有利于促进岩溶地区隧道施工工作的效率得以更好的提升和发展。
(二)雷达勘探技术与管理根据我国岩溶地区隧道施工技术与管理的实际现状可以看出,为了更好地提升岩溶地区隧道施工项目的科学运行和施工安全性、稳定性,则首先需要针对其几种关键的技术形式进行探析,比如:雷达勘测技术,经过大量的实践经验证明:合理地运用雷达勘测技术往往具有花费较少、精确度较高等优势,如果所进行的超前预测工作的工作内容比较简单且工作周期较短的情况下,可以考虑使用雷达勘探技术,进而有效地促进该技术的升级,保证超预测工作的顺利进行。
浅谈公路岩溶隧道施工技术管理隧道工程是公路建设中重要的组成部分,为了解决地质条件复杂的地区的公路交通瓶颈问题,我国逐渐开始建设大量的岩溶隧道。
岩溶隧道的施工技术管理是岩溶地区公路隧道建设的重要组成部分。
本文将针对岩溶隧道的特点进行分析,探讨岩溶隧道施工技术管理的相关内容。
一、岩溶隧道的特点岩溶地区地质条件的复杂性给公路隧道的建设带来了很大的挑战。
岩溶是在特定的地质条件下形成的溶蚀地貌,具有破碎、多洞、软质等特点。
岩溶地区的隧道穿越地质构造复杂,地下水丰富,岩溶洞孔多,地下河、地下溶洞等问题使得隧道建设技术难度加大,对施工管理提出了更高的要求。
1. 地质条件复杂岩溶地区的地质构造较为破碎,地层变化大。
地下水的渗漏和地下河等问题给隧道开挖带来很大的困难,增加了隧道施工的难度。
2. 存在多洞、溶洞岩溶地区地下洞室密布,隧道开挖过程中需要面对洞室塌方、塌陷等地质灾害。
如何有效管理这些地下洞室对于隧道施工技术管理来说是一个重要的挑战。
3. 软质地层问题岩溶地区地层较为软质,容易塌方,给隧道的支护带来了更高的要求。
二、岩溶隧道施工技术管理内容面对岩溶隧道的特殊地质条件,隧道工程的管理人员需要在施工过程中对地质灾害、地下洞室等问题有充分的准备,做好相关的技术管理工作。
在施工前,必须对岩溶地区进行充分的地质勘察,确定地下水的渗漏情况,地下洞室的分布,了解地下的地质构造,为施工提供重要的信息。
2. 支护技术管理在岩溶隧道的开挖过程中,隧道的支护是关键的一环。
需要对地质条件进行全面的评估,确定支护的方案和方式,加强支护的质量管理,提高支护的可靠性。
3. 预防地质灾害岩溶地质条件易发生地质灾害,如地下洞室塌方、地下水渗漏等。
在施工过程中,需要加强对地质灾害的预防和防治工作,有效管理地下洞室的风险。
4. 土方平衡与排水管理岩溶隧道的开挖过程中会涉及到大量的土方平衡和排水问题。
要加强土方的管理,合理安排土方的工作,及时排水,确保施工顺利进行。
【专业知识】隧道开挖岩溶发育地区地段施工处理措施【学员问题】隧道开挖岩溶发育地区地段施工处理措施?【解答】1、如果溶洞规模较大,内部充填了大量的泥砂,且含有丰富的地下水,揭穿后很可能发生大规模的突水、突泥,应采用全断面封闭注浆加固的方法。
2、岩溶地段的溶洞空腔、暗河的处理应首先选择连通方案,不改变地下水总的流动趋势;各类新建的排水暗管应有一定的坡度,以防止泥砂淤积:1)如果隧道侧壁或底板存在小体积的溶管(溶洞空腔或暗河),且规模较小,可在隧道侧壁及底部设置盲沟、暗管、涵洞、倒虹吸、钢管疏导或小型过桥跨越;2)如果隧道顶部存在溶管(溶洞空腔或暗河),且有水通过,则应在顶部设置暗管跨越或将水引入隧道底部跨越或采用倒虹吸拱跨;3)溶洞空腔仅在隧道底部且较大较深,或者填充物松软不能承载结构物时,可采用梁(边墙梁及行车梁、托梁)、支墩、板或悬臂梁承托纵梁、拱桥跨越,梁、板的两端或拱的拱座应置于稳固可靠的岩层上,必要时可用混凝土和石砌体加固;4)如隧道底部存在深狭溶洞空腔且无法施做梁或拱时,可采用桥梁跨越,同时根据空腔底的地质情况,合理选择桩的受力形式,桩基应伸入基岩一定深度;5)当隧道一侧遇到狭长而较深的溶洞,应加深该侧的边墙基础通过;6)隧道岩溶水较大时,应采用泄水洞以渲泄岩溶水,降低地下水位,保持隧道干燥,泄水洞应位于地下水来向的一侧;7)对于涌水量大、涌水点多、分散,排泄通道不明显的岩溶发育地段,宜按照先汇集、再引排的原则采取辅助导坑排水、集水廊道结合泄水洞、行洪通道等的处理方案。
3当隧道穿越堆积物时,如果堆积物较大,清理时会造成随清随塌的大型塌体,应采用超前强预支护注浆加固周围的堆积物。
1)如果隧道埋深不大,穿越溶洞堆积物应考虑地表漏斗水下来后,可能造成的隧道突发性外荷载或突泥、突水,施工中应采用超前钻孔探测,并预备足够的抽水设备;2)开挖应采用双侧壁导坑法分部开挖;3)对隧道底部堆积物进行注浆加固、换填、桩基、旋喷等,并确保堆积物底部水流通畅,隧道拱圈、侧壁、仰拱、填充(底板)应整体按地基梁设计;4)隧道结构完工后,如果拱部存在大的空洞,应进行压浆回填,并封填平整地表漏斗,减少地表水下渗。
岩溶强发育隧道跨越大型溶洞现浇梁施工工法岩溶强发育隧道跨越大型溶洞现浇梁施工工法一、前言岩溶地区的强发育溶洞地质条件给地下隧道施工带来了许多挑战。
在岩溶地质条件下,隧道穿越大型溶洞时,传统的施工工法往往存在着困难和风险。
为了克服这些困难,现研究了一种新的施工工法——岩溶强发育隧道跨越大型溶洞现浇梁施工工法。
该工法结合了岩溶地质特点和现代施工技术,旨在提高施工效率、保证工程质量的同时,确保施工的安全性。
二、工法特点该工法主要具有以下几个特点:1. 适应性强:该工法可以适应不同规模和形态的大型溶洞,具有较强的适应范围。
2. 施工过程控制精确:采用现浇梁施工,能够提供更好的施工过程控制,确保施工的准确性和稳定性。
3. 施工周期短:整个施工过程的周期相对较短,能够大幅度缩短工期。
4. 适应复杂地质条件:通过采取合理的技术措施,能够应对复杂的岩溶地质条件,确保施工的安全性和稳定性。
三、适应范围该工法适用于岩溶地区发育密集的大型溶洞隧道的施工,可以应对不同形态和规模的大型溶洞。
四、工艺原理在实际工程中,岩溶强发育隧道跨越大型溶洞现浇梁施工工法采取了以下技术措施:1. 土层处理:对于地下隧道穿越大型溶洞的区段,需要先进行土层处理,清除溶洞周围的松散土层,以确保施工的稳定性。
2. 钻孔定位:通过钻孔定位技术,确定溶洞的几何形态和空间位置,为后续施工提供准确的基础数据。
3. 钢筋网架:将预制的钢筋网架悬挂在岩洞顶部,用以支撑现浇混凝土梁的施工。
4. 梁体现浇:使用现浇混凝土梁施工工艺,将混凝土通过泵送或倾倒的方式注入钢筋网架中,形成梁体结构。
5. 溶洞固化:在梁体硬化后,对溶洞进行固化处理,以巩固溶洞结构,并提高隧道的整体稳定性。
五、施工工艺1. 土层处理:清除溶洞周围的松散土层,确保施工基础的稳定性。
2. 钻孔定位:通过钻孔定位技术,确定溶洞的几何形态和空间位置。
3. 钢筋网架:悬挂预制的钢筋网架于洞顶,用以支撑现浇混凝土梁的施工。
隧道通过岩溶地段施工处理技术作者:鱼安卿来源:《中国科技博览》2013年第26期[摘要]岩溶是一种特殊的地质情况,它对隧道施工有着极大的影响。
本文结合工程实际,对隧道岩溶地质处理与施工技术作一些探讨。
[关键词]隧道岩溶地质处理施工中图分类号:TU38.7 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)26-082-01岩溶是一种特殊的地质情况,它对隧道施工有着极大的影响。
所以相对的,处理起来也十分的困难。
就像那些位于隧道地步的溶洞,其填充物不仅深,而且较为松软,所以常会使隧道的基底处理十分困难;有些溶洞的岩体较为破碎,从而容易导致塌方;更或是隧道施工的过程中会遇到低下的暗河。
这些也都造成了隧道在熔岩地质下施工的困难。
一、工程概况某公路隧道左线全长3562m,右线全长3753m。
该隧道设计为分离式隧道,双向四车道,设计时速100km/h。
隧道设计净宽10.25m,净高5.0m;该隧道主要以Ⅲ、Ⅳ级围岩为主,其中Ⅲ级围岩占67%,Ⅳ级围岩占26%,Ⅴ级围岩占7%。
隧道穿越地貌为以海拔1000-2000米的中山地形为主,遍布于宽缓展布的碳酸盐岩分布区,由于长期受地下、地表水流的冲刷、溶蚀,山高谷深地表灰岩多呈浑圆状,棱角少见。
各种岩溶形态齐全,景观奇伟壮丽,垂直岩溶形态有暗河天窗、竖井、溶沟、溶槽、漏斗、落水洞等。
水平岩溶形态有溶洞、暗河、伏流、坡立谷、盆状或碟状洼地、岩溶湖、岩溶潭及天生桥等,水平方向规模大,直立方向规模小。
巨厚层灰岩发育的大型沟谷陡坎处可见直径2米以上的大型溶洞,溶洞近于水平。
隧道区不良地质现象为岩溶。
二、隧道岩溶地质施工技术分析1、隧道通过岩溶地段的施工原则隧道通过岩溶地段本着“稳妥可靠、保证工期、经济合理、不留后患”的目标,坚持“以堵为主、限量排放、排堵结合、综合治理”的原则治理岩溶水,坚持“短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测”的原则通过岩溶地区。
2、岩溶地质预报岩溶段首先采用地貌、地质调查与地质推理相结合的方法进行定性预测,再结合地表钻孔探测、超前导坑预报、洞内超前钻孔预探、隧道岩溶预探等方法,进一步查明溶洞的分布范围、类型、规模、发育程度、填充物、相对隧道位置及地下水等情况,为正确制定通过岩溶地段的施工方案提供资料。
隧道岩溶处理措施我国石灰岩地层分布较广,岩溶地质非常普遍。
当隧道穿过岩溶地层时,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;有时遇到潜在的水囊或暗河,岩溶水或泥沙夹水大量涌入隧道;有时遇到填满饱含水份的充填物溶槽,当坑道掘进至其边缘时,含水充填物不断涌入坑道,难以遏止,甚至地表开裂下沉,山体压力剧增;有的溶洞、暗河迂回交错、分支错综复杂、范围宽广,处理十分困难。
正确处理溶洞对隧道施工具有重要意义。
1 地表处理措施岩溶隧道,在地表分布大大小小的溶槽、溶沟、漏斗时,首先对地表水的水流方向、消失位置详细了解,对有可能贯入隧道的岩溶漏斗,要对地表漏斗进行回填,回填土表面加混凝土盖,四周砌浆砌片石挡水墙,并另修水沟将原来进入漏斗的水流往别处引走。
2 超前地质预报当地质图上标明前方有断裂破碎带、不同岩层变化带时,在离掌子面后方20m 处安设TSP202 地质超前预报系统,用地震反射波法对掌子面前方地质情况进行预测。
洞内地质情况发生变化、岩溶裂隙水有增大趋势时,及时改全断面法为正台阶法,当岩层进一步变化,破碎严重时,暂停掘进,在上台阶拱部、拱腰、拱脚处,用XY—2B 型地质钻机进行水平超前地质钻探取芯,钻探深度40m 以上,结合TSP202 地质预报资料,进行详细分析,制定相应方案。
3 隧道洞内溶洞处理技术措施隧道在溶洞地段施工时,应根据设计文件有关资料及现场实际,查明溶洞分布范围、类型情况(大小、有无水,溶洞是否在发育中,以及其充填物) 、岩层的稳定程度和地下水流情况(有无长期补给来源、雨季水量有无增长) 等,分别以引、堵、越、绕等措施。
3. 1 引排水(1) 当暗河和溶洞有水流时,宜排不宜堵。
在查明水源流向及其与隧道位置的关系后,用暗管、涵洞、小桥等设施,渲泄水流(图1) 或开凿泄水洞,将水排出洞外(图2) 。
(2) 当水流的位置在隧道上部或高于隧道时,应在适当距离外,开凿引水斜洞(或引水槽) 将水位降低到隧道底部位置以下,再行引排(图3) 。
浅谈岩溶地层隧道施工中典型溶洞的处理技术与措施摘要结合以往的岩溶隧道施工处理实践经验,在分析岩溶与隧道工程的关系及其影响的基础上,重点对不同大小的典型溶洞的施工处理措施及方法进行了阐述,并指出岩溶地层隧道施工中预报与合理施工相结合的重要性。
关键词隧道施工;岩溶;溶洞处理;施工预报0 引言在岩溶地层中进行隧道施工,由于地下水和溶洞的存在,大大增加了隧道施工的风险和难度,容易引发工程事故甚至地质灾害;另一方面,由于岩溶地质的复杂性、差异性及高风险性,岩溶地层的隧道施工始终是隧道建设的一项关键技术。
在岩溶地层隧道设计和施工过程中,应根据具体的岩溶类别和规模、岩溶水发育情况、溶洞围岩的稳定性,以及溶洞与隧道的位置关系等因素,综合考虑采用相应的处理措施。
1 岩溶与隧道工程的关系及其影响分析岩溶的发育一般是不规则的,其与隧道工程线路的关系一般可简化为三种典型类型:嵌套型、相交型、环绕型。
嵌套型岩溶溶洞,当其发育规模较小时,且其完全在隧道设计断面内,这种溶洞对隧道施工的影响可以忽略;当岩溶为发育规模较大的填充型溶洞,且整个隧道在岩溶中穿过时,施工难度将非常大,必须根据填充物性质以及岩溶水发育情况采用相应的综合处理措施。
相交型岩溶是指隧道与溶洞部分相交,溶洞分布在隧道周围,应采用适当的处理措施才能开挖施工。
环绕型岩溶是指岩溶与隧道不相交,溶洞普遍分布在隧道周围,岩溶对隧道施工的影响程度主要取决于岩溶与隧道的净距、岩溶规模以及溶洞的稳定性。
岩溶对隧道工程施工的影响主要体现在空洞、岩溶水、溶洞填充物以及溶洞坍塌、洞顶地表塌陷等方面。
当隧道线路需穿越岩溶地层时,隧道施工技术的设计处理会相对复杂,应根据岩溶地层中溶洞的具体情况,对隧道施工过程中的溶洞处理措施进行科学分析。
2 不同岩溶的处理措施及方法2.1 岩溶处理原则1)当岩溶溶洞规模较大且较深时,不宜直接采用堵填封闭的处理方法,或当回填的地基土体承载力较低不能满足隧道结构承载要求时,可采用梁、拱结构进行跨越设计,跨越的梁端或拱座应设置于稳定性较高的岩层上,必要时可设置相应的灌注混凝土基础进行加固处理。
岩溶地段公路隧道溶洞施工技术探究摘要:岩溶地段地质结构复杂,隧道施工难度和危险性大。
为保障施工安全及质量,结合某工程,介绍了岩溶发育地区公路隧道的施工,重点总结了隧道溶洞施工的技术措施,为隧道岩溶地段的施工提供可以借鉴的经验。
关键词:岩溶地段;溶洞处理;施工技术我国地域广阔,南方地区岩溶地段较多,在岩溶地段施工会直接威胁隧道的安全和质量,是公路隧道施工中的难题,同时其也是隧道施工需要重点控制的一个重大危险源。
当前,伴随着我国基础设施的建设,在岩溶地区修建的隧道越来越多。
在这样的背景之下,如何在岩溶隧道施工中规避灾害的发生,已成为岩溶隧道施工亟待解决的重要技术难题。
下面,我们就对隧道岩溶地段溶洞施工技术进行简单的探讨。
1.工程概况某高速公路耿家屋基隧道左洞ZK214+155~ZK215+970,长1815m;右洞K214+145~K216+050,长1905m,属中隧道;深沟隧道左洞长2920m,右洞长3040m,属特长隧道;三家寨隧道左洞长285m;右洞长320m,属短隧道。
隧道最大埋深约317m。
均设置为分离式。
隧道设计为双向四车道高速公路,设计速度:80Km/h;隧道建筑限界净宽为10.25m,净高为5m。
隧道位于峰丛谷地区,地形起伏较大,标高在1826.6~2174.9m之间,最高海拔2238.0m。
隧道区地形起伏较大,坡面较陡,坡面植被发育;洞身段峰丛发育,峰顶多呈浑圆状,山脊近东西向展布,丘脊窄陡,斜坡地表植被发育。
2.岩溶发育地段隧道施工特点根据该标段隧道工程溶洞区域的施工过程,项目得出以下三个方面的经验。
2.1隧道溶洞预报情况岩溶发育区对于隧道溶洞的预报情况,三座隧道围岩存在溶洞的区域主要是在Ⅲ、Ⅳ级围岩段落,主要为灰岩。
超前地质预报就显得尤为重要,如果能准确预判隧道掌子面前面的围岩情况,对于施工方法、开挖进尺、支护参数的调整将有很好的指导作用,然而目前地质预报的情况对于隧道开挖面拱顶上方的地质情况基本上没有进行探测,一般的地质雷达扫描的方位为掌子面的正前方。
岩 溶 隧 道 施 工1.岩溶:)的水的长 岩溶是可溶性岩层(如石灰岩、白云质灰岩等)受具有溶解能力(含CO2期作用而产生的。
由于溶蚀的形成,位置、塌陷作用的不同,岩溶个体形态、大小也不同。
岩溶可概略分为以下几种情况。
1.1按有无地下水分:1.1.1溶缝、溶槽、溶洞暗河支岔通道有季节性流水。
1.1.2长年流水。
1.1.3溶洞内无水,其中有充填物或干燥无充填物。
其规模有大有小,大的有几十米,如轿顶山隧道出口正洞掘进1600m遇上特大溶洞,溶洞沿线路长80余米,隧底面以上高25m,宽约60m,洞分四层,通道、支洞错综迂回,其下有常年流水的暗河,小的多在10m以内。
1.2按其出露在隧道洞身部位分1.2.1位于隧道顶部或顶部的一侧1.2.2位于隧道的墙部或墙部的一侧1.2.3位于隧道的底部或底部的一侧1.2.4洞身全部在溶洞或溶洞填充物内穿过溶缝、溶槽、溶洞等,有沿线方向的,有与线路正交或斜交的,当隧道施工穿过可溶性岩层时,常遇见大小不等,形状各异部位不同,充填物及充填程度和含水量不等的溶缝、溶槽、溶洞及暗河通道等。
如宜宾至珙县铁路的轿顶山隧道长3376m,在施工中先后遇到溶洞、溶缝、溶槽、暗河通道等达数十次,它们都给施工带来一定的困难。
有的甚至改线绕道,如轿顶山特大溶洞,就在洞内设三个弯道,绕开溶洞。
2.隧道遇到各种溶洞的处理措施和施工方法:隧道施工中遇到溶洞地段时,首先要查明溶洞分布范围,类型情况,岩层的稳定程度,溶洞内填充物和地下水流情况等,分别采取截、引、堵、越、绕等措施进行处理和施工。
2.1拦截地表水根据勘测资料和施工现场观测,当地表自然沟床,汇水洼地发现有溶穴、落水洞、漏斗、竖井等为隧道地下水补给来源,补给量随季节变化,则采用拦截地表水。
如为自然沟槽,采用在溶穴、落水洞、漏斗、地表陷穴四周施作浆砌片石排水沟。
如地表为一溶蚀封闭洼地,则可采用截水沟,泄水暗管,泄水暗管将水引到隧道渗泄区以外。
如图一为轿顶山隧道地表水截水处理的实例宜宾图 一2 .2引排地下当隧道掘进遇到溶洞有流水时,宜排不宜堵,首先应查明水源,涌水量,流向及与隧道位置的关系,采取以排为主,截引相结合的措施常年流量大的采用开凿泄水将水排除洞外,流量小的可采用拦截引排将水引入隧道排水沟内,排出洞外。
茶林顶隧道岩溶段施工技术
摘要: 茶林顶隧道地质情况极为复杂,穿越F7 断层,围岩主要是由中泥盆统东岗岭白云质灰岩及上泥盆统榴江组砂岩组成,岩溶发育强烈,岩体破碎,结构松散,地下水丰富,施工难度大。
根据茶林顶隧道地质复杂的具体情况,介绍了灰岩岩溶段施工处理方法,以期对灰岩岩溶施工有一定借鉴意义。
关键词: 隧道; 岩溶; 施工;技术。
Abstract:Chalindingtunnel geologicalconditions are very complex,passing through F7 fault,the rockis mainly composed ofthe Middle DevonianDonggangling dolomitic limestone andUpper DevonianLiujiang formationsandstone,developed karst,crushed rock, loose structure,abundant water,the difficulty in construction.According to thespecific circumstances of Chalindingtunnel geologicalcomplex,introduces the limestone karstsection constructionmethod,in order to have thecertain reference significance forthe construction oflimestonekarst.
Key words:tunnel;karst;construction;Technology
1概述
广梧高速公路河口至平台段茶林顶隧道左线长2691m,右线长2600m,为双洞四车道隧道,地处茶林顶重丘山岭区。
基岩主要由中泥盆统东岗岭白云质灰岩及上泥盆统榴江组砂岩组成:中泥盆东岗岭组白云质灰岩全-强-中-微风化均存在,裂隙、溶洞发育,岩体破碎,大部分溶洞有充填物,为碎石及亚粘土,少部分溶洞我充填;上泥盆统榴江组砂岩,主要为全-强-中风化,厚薄不一,强度低。
在隧道中部灰岩段遇断层F7破碎带(桩号:K72+995~K73+045),影响长度约50m,岩体倒转或复式褶皱相对发育。
基于以上情况此隧道施工难度之大在广东省内罕见。
针对该隧道所遇断层及岩熔的具体特征,以新奥法为依托,加强超前地质预报、预测,采用预加固(超前小导管注浆加固),自进式锚杆、预排放(钻孔排水)等措施和合理的开挖方法、稳妥的支护手段,保证了隧道施工安全,实现了隧道新奥法施工快速掘进。
2岩溶段施工
2.1 方案选择原则
2.1.1 稳固后方、加固前方,安全第一,经济性强。
2.1.2采取综合超前地质预报的措施查明各施工面前方的地质情况,探明断层破碎带的产状及与隧道平面的位置关系,探明溶洞的大小、位置、充填等岩溶发育情况,动态调整支护参数、动态施工,防止发生地质灾害。
2.1.3充分考虑现场机械装备状况和操作人员的技能水平,并尽可能降低施工难度,因地制宜地选择施工方案及备用方案,一旦一种方案不能实施或实施效果差时,能较好地转换为替代方案。
2.2施工方案
根据隧道掌子面或掌子面前方的围岩情况采用不同的施工方案,确保隧道施工安全及质量。
道掌子面围岩为上软下硬或一边软一硬的情况:先开挖软的部分,再开挖硬的部分。
首先采用超前地质预报探明掌子面的前方地质情况,根据软弱围岩的方向、范围、长度等确定施工处理方案。
2.2.1 如软弱部分的长度小于或等于10米
超前支护采用单层或双层注浆小导管;初期支护采用喷射混凝土26㎝+I20a 工字钢钢架+φ25中注式锚杆长350㎝或φ25自进式注浆锚杆350㎝;二衬采用50㎝厚防水C25钢筋混凝土;开挖预留沉降量15㎝。
2.2.2 如软弱部分的长度大于10米
超前支护采用处长管棚,施作如下:材料采用管子径φ108mm、壁厚6mm 的热轧无缝钢管,钢管前端呈尖锥状,管棚节长3m和6m,钢管由1x3+2x6+1x3=24m和3x6=24m两种组成;间隔布置,环向间距中至中为40cm,钢管轴线外插角(与水平线角度)为8°;管棚导向管127、壁厚5mm、长400cm;钢管接头采用丝扣连接,丝扣螺纹段长大于20cm,相邻两根钢花管的接头要错接,其错接长度不小于2.0m;钢花管上钻注浆孔,孔径10mm,孔间距15cm,呈梅花型布置,钢管尾部(孔口段)4.0m不钻花孔作为止浆段;掌子面前方设置三榀长管棚导向钢架,将钢架与钢插管焊接,以便固定钢架;导向架采用I20b工字钢制作,固定导向架的钢插管环向间距1.0m布置一处,每处两根;每榀钢架之间用22钢筋拉杆联结,拉杆按环向间距1.0m布置;长管棚注浆以水泥单液为主浆,浆液用42.5级普通硅酸水泥和水配置(水灰比:1:1),注浆压力为初始压力0.5~1.0MPa,终止压力1.5~2.0MPa。
初期支护与“2.2.1”点相同。
保留并加固坍塌体,防止坍方扩大,然后施做套拱和超前大管棚,保证正洞开挖施工安全;管棚施做完成后挖除坍塌体,进入隧道正常开挖、支护工序,并对隧道基底进行注浆加固处理,增强隧底承载力;溶洞段通过后,进行拱部坍腔回填处理。
处理顺序为:封闭掌子面→施作套拱→施作超前大管棚→挖除坍塌体→洞身开挖、支护→边墙及基底加固处理→坍塌溶腔回填处理。
3溶洞或塌方处理
溶洞分为无充填、半充填、全充填三种,根据充填的实际情况确定实用的处理方案;塌方按塌体体积的大小确定处理方案。
3.1无充填溶洞
如空洞在开挖轮廓线以内则不作处理;如在廓线以内以外底板厚度大于5.0m视洞底与开挖轮主廓线间的底板厚度大小作处理,底板厚度小于5.0m往洞内灌注C25混凝土形成护拱(总厚度不小于5.0m),再开挖掌子面。
3.2 半充填、全充填溶洞
半充填、全充填溶洞的充填物主要是碎石及亚粘土,溶洞在开挖轮廓线以内则或在开挖轮廓线外5.0m不作处理,其余根据溶洞体积大小按“2.2.1、2.2.2”点方案施工。
3.3塌方处理
隧道施工塌方在所难免,处理顺序是先用喷射混凝土封闭掌子面,在未探明前方地质情为防止前方出现涌水突泥情况发生,首先保留并加固坍塌体,依靠坍塌体的支撑掌子面,防止塌方进一步扩大,立即对掌子面进行封闭处理。
采用喷射C20混凝土或钢纤维混凝土封闭坍塌体表面,厚度为20cm,掌面前方自溶腔内涌出块石、碎石夹黏土等充填物稳定掌子面作用,坍体暂不挖除。
后根据塌体的具体情况按“2.2.1、2.2.2”点方案施工。
再对塌腔作充填处理,为确保隧道衬砌结构安全,保证运营安全,需对拱部坍塌的溶腔进行回填处理。
在综合考虑周边环境及溶洞状态,并结合隧道结构特点,采用C20泵送混凝土或水泥砂浆回填;为减小流塑态的泵送混凝土对支护结构的冲击力和侧压力,回填应对称、分次、分层施工完成,隧道支护结构两侧混凝土面每次施工高差不得超过0.5m,层厚不大于30cm,每次泵送混凝土厚度不得超过2m,且方量不超过50m3。
4 施工注意事项
4.1必须做好地质超前预报和监控量测工作。
在开挖前必须探明掌子面前方的地质情况,根据掌子面围岩的具体情况主要采用“TSP超前地质探测”、“地质雷达探测”、“超前地质钻探”等;在开挖后要及时布点监测,及时掌握围岩的变形情况、及时采取加固措施,以策安全。
4.2此隧道地质复杂,开挖时必须采用短进尺、弱爆破、多土地循环,初期支护紧跟掌子面的原则进行施工,超浅埋段采用人工开挖;溶洞破壳时用微爆破辅以人工开挖。
4.3根据隧道掌子面的出(涌)水状况决定是否采用双液注浆,双液注浆中水玻璃波美度为40,模数为2.4,注浆压力1.0~1.5Mpa,注浆完成后采用胶泥(40Be水玻璃拌合425水泥)将导管周围封堵。
4.4必须对边墙及基底进行加固处理,锁脚锚杆必须靠、与拱架连接必须稳固。
4.5加强施工管理,施工单位要按施工组织的要求科学组织施工,严格管理,
安全施工。
5结语
通过以上处理措施的实施,施工安全的通过溶洞,经监控量测表明,围岩变形已稳定,支护结构表面无明显渗漏水现象。
在今后的岩溶隧道施工中,必须加强地质超前预探、预报工作,对隧道前方岩溶进行准确预测,并提前做好穿越岩溶溶洞的应急预案,防止突泥和突水的发生。
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