桐木隧道高地应力下硬岩岩爆与软岩大变形专项方案(恢复).
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隧道软岩大变形应急预案1. 背景隧道工程是现代城市交通建设的重要组成部分,而软岩地层在隧道工程中被广泛遇到。
然而,软岩地层的不稳定性和易变形性使得软岩隧道在施工和运营过程中存在一定的风险。
为了应对隧道软岩大变形事件,制定一套有效的应急预案是至关重要的。
2. 目标本文件旨在提供一套全面且实用的隧道软岩大变形应急预案,以确保在发生大变形事件时能够有效应对,最大程度减少损失。
3. 识别风险在制定应急预案之前,我们需要对隧道软岩大变形事件的潜在风险进行全面的识别。
以下是一些常见的隧道软岩大变形风险: - 地质变形:软岩地层容易发生地质变形,如地裂缝、岩体滑移等。
- 围岩开裂:软岩地层的围岩容易发生开裂现象,从而导致隧道结构的损坏。
- 地下水涌入:由于软岩地层的渗透性较大,地下水涌入隧道的风险较高,可能导致隧道失稳。
- 隧道变形:隧道内的支护结构和土体可能出现变形,增加了隧道的风险。
4. 应急预案4.1 现场监测与报警系统为了及时掌握隧道变形情况,安装一套完善的现场监测与报警系统是必要的。
该系统应包括以下内容: - 地震监测仪:用于感知地震对隧道结构的影响,及时报警。
- 地质变形监测仪:用于监测地层的变形情况,如地裂缝、滑移等,及时预警并采取相应措施。
- 沉降监测仪:用于监测隧道的沉降情况,预警可能引起结构损坏的情况。
- 支护结构监测仪:用于监测隧道内支护结构的变形情况,及时发现问题并采取补救措施。
4.2 预警机制与应急响应在监测到隧道软岩大变形的预警信号后,需要建立一套完善的预警机制与应急响应措施,包括以下内容: - 预警信号接收:建立24小时值班制度,及时接收和处理预警信号。
- 应急响应团队:组建一支应急响应团队,人员包括地质专家、结构工程师、隧道管理人员等,确保能够迅速响应和应对突发事件。
- 预警级别划分:根据不同的预警信号级别,制定相应的行动计划和措施。
- 疏散和救援方案:制定隧道疏散和救援方案,确保人员的安全和福祉。
铁路隧道双指标高地应力界定及岩爆大变形分级标准隧道工程是现代交通建设中不可或缺的重要组成部分。
隧道的稳定性和安全性对于铁路运输的顺畅和乘客的安全具有重要意义。
在隧道开挖和使用过程中,高地应力和岩爆大变形是两个关键指标,对隧道工程的设计和运营都有着重要影响。
首先,我们需要明确什么是高地应力。
高地应力是指岩体内部承受的来自地层重力和地壳构造压力而引起的应力状态。
在开挖隧道时,如果隧道经过的地层中存在高应力区域,会对隧道的开挖和支护造成较大困难,并且可能引发岩体的破坏和塌陷。
因此,准确界定高地应力的范围和区域是非常重要的。
在高地应力界定方面,有一些常用的方法和指标可以参考。
首先是现场实测,通过钻孔和试验等手段获取地层的物理力学参数,如岩石的抗压强度、岩体的刚度等,从而推算出地层的应力状态。
其次是通过地质勘探,分析地层的构造和变形情况,结合地质构造图和构造应力场分析,来推测地层的应力状态。
此外,还可以使用数值模拟方法,利用有限元等数值方法进行计算,模拟地层受力状态。
综合这些方法和指标,我们可以制定出适合具体隧道工程的高地应力界定标准。
其次是岩爆大变形。
这是指在隧道开挖和使用过程中,岩体因应力变化或其他影响导致的大规模破坏和变形现象。
岩石爆破会导致岩层的破碎和溃决,而岩爆大变形则是岩体内部应力不均匀引起的大规模塌陷现象。
岩爆大变形不仅对隧道工程造成直接的破坏,也会威胁到隧道的使用安全。
在岩爆大变形分级标准方面,目前还没有统一的标准可供参考。
不同地区的隧道工程经验和地质条件不同,因此需要根据具体情况进行分级和评估。
一般来说,可以根据隧道的位置、地质条件、支护方式等因素来确定岩爆大变形的风险等级。
例如,隧道所处地质稳定的区域和采用了充分有效的支护措施的隧道可以确定为低风险等级;而处于地质不稳定区域且采取临时性或不足的支护措施的隧道可以确定为高风险等级。
根据不同的风险等级,可以制定相应的岩爆大变形分级标准,确定隧道工程的支护方案和安全措施。
隧道软岩大变形是指隧道在施工过程中,由于地质条件复杂、施工技术不当等因素导致隧道围岩发生较大变形的现象。
为确保隧道施工安全,预防和减少软岩大变形对隧道工程的影响,特制定本预案。
二、预案目的1. 提高隧道施工人员的安全意识,加强隧道软岩大变形的预防和控制。
2. 明确隧道软岩大变形的应急响应流程,确保在发生紧急情况时能够迅速、有效地进行处置。
3. 最大限度地减少软岩大变形对隧道工程的影响,保障工程进度和质量。
三、预案适用范围本预案适用于隧道施工过程中发生的软岩大变形应急情况。
四、应急组织机构及职责1. 成立隧道软岩大变形应急指挥部,负责组织、协调和指挥隧道软岩大变形应急工作。
2. 应急指挥部下设以下小组:(1)现场处置组:负责现场应急响应和处置工作。
(2)技术支持组:负责提供技术支持,对隧道软岩大变形原因进行分析,制定应对措施。
(3)物资保障组:负责应急物资的采购、储备和调配。
(4)信息联络组:负责应急信息的收集、整理和上报。
(5)安全防护组:负责现场安全防护措施的落实。
五、应急响应流程1. 发生软岩大变形时,现场处置组应立即向应急指挥部报告。
2. 应急指挥部接到报告后,立即启动应急预案,组织相关小组开展应急处置工作。
3. 现场处置组对变形原因进行分析,采取以下措施:(1)暂停隧道施工,确保人员安全。
(2)对变形区域进行监测,掌握变形情况。
(3)对变形区域进行加固处理,防止进一步变形。
(4)对施工方案进行调整,优化施工工艺。
4. 技术支持组对变形原因进行分析,提出以下建议:(1)优化隧道施工方案,调整施工参数。
(2)采用新技术、新材料、新工艺,提高隧道围岩稳定性。
(3)加强监测,实时掌握隧道变形情况。
5. 物资保障组根据应急指挥部要求,及时调配应急物资。
6. 信息联络组将应急情况及时上报上级主管部门。
7. 安全防护组对现场进行安全防护,确保人员安全。
六、应急响应级别1. Ⅰ级应急响应:发生重大软岩大变形,严重影响隧道施工进度和质量,可能对人员生命财产安全造成威胁。
Vol. 18Feb. 2022第18卷第1期2022年2月地下空间与工程学报Chinese Journal of Underground Space and Engineering高地应力区双护盾TBM 隧道围岩性态即时判示分析邓荣贵I ,钟志彬2 ,陈炜韬3 ,傅支黔',曾鹏$(1.西南交通大学土木工程学院,四川成都610031 ;2,成都理工大学环境与土木工程学院,四川成都610059;3,中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司,四川成都610072)摘要:青藏高原及其东缘高山区的交通建设和能源开发,需要修建众多的深埋长大隧道,采用TBM 掘进具有显著优势。
依托西藏雅鲁藏布大峡谷DXL 隧道双护盾TBM 掘进施工,就 隧址区工程地质环境、基于尾渣的围岩特征信息的即时获取方法以及围岩性态判别等进行了 研究,,结果表明:(1)高地应力环境下,隧址区裂隙性硬质围岩微细观破裂,造成宏观大变形 是引起TBM 掘进机卡机的主要原因;(2)综合尾渣分析和管片灌浆孔观测,能够获得隧道掌子面附近围岩即时岩性、岩体结构与变形性态等重要信息及参数;(3)基于围岩即时信息及参数,提出围岩工程地质性态即时分析指标及原则,能够定量地对双护盾TBM 掘进隧道围岩工 程地质性态做出综合的即时判断。
本文的理念和思路为双护盾TBM 掘进和传统隧道施工地 质超前预测预报提供了一种简单、有效、即时的补充方法关键词:公路隧道;TBM ;高地应力;围岩变形;尾渣块体;即时判示中图分类号:TU94 文献标识码:A 文章编号:1673-0836(2022)01-0330-10Real-time Discriminant Analysis of Surrounding Rock Features forDouble Shield TBM Tunnel in High Geostress ZoneDeng Ronggui 1 , Zhong Zhibiii 2 ,Chen Weitao 3, Fu Zhiqiati ' ,Zeng Peng 2(1. School of Civil Engineering , Southwest Jiaotong University , Chengdu 610031 , P. R. China ; 2. College of Enivironmentand Civil Engineering , Chengdu University of Technology , Chengdu 610059, P. R. China ; 3. Chengdu Investigation & DesignResearch Institute Co., Lid., of China Power Construction Corporation , Chengdu 610072, P. R. China )Abstract : Numerous long and deep tunnels would be constructed for the development of transport and energyresources in the high mountains along the Qinghai-Tibet plateau and its eastern margin. The TBM tunnelingmethod has significant advantages. Based on the double-shield TBM project of DXL tunnel in Brahmaputragrand canyon , Tibet, the engineering geological conditions of tunnel site, the tail ballastless-dependent instant acquisition and real-time features of surrounding rock were presented. The results show that ( 1 ) the main reason forjamming TBM was that the fracture of cracked and hard rock mass led to large deformation of surrounding rock under high geostress. ( 2 ) Valuable information and parameters of real-time lithology, rock mass structureand deformation near the tunnel face could be obtained immediately by comprehensive observation of tail ballastlessand segment grouting holes. ( 3 ) Based on the real-time information and index of surrounding rock , the real time discriminant analysis index and criterion of engineering geological features of surrounding rock was proposed ,which can (juantificationally evaluate the real-time engineering geological features of suiTounding rock at the double-收稿日期:2021-08-12(修改稿)作者简介:邓荣贵(I960-),男,四川自贡人,博士,教授,主要从事工程地质及岩体力学特性方面的教学与科研工作。
高地应力状态下硬质碎裂岩隧道变形机理研究陈秀义【摘要】高地应力状态下硬质岩隧道产生岩爆,软质岩隧道产生大变形,在山区隧道建设中会经常遇到,也进行过大量的研究,但关山隧道硬质闪长岩在施工中遇到罕见的、特殊的大变形问题.通过对隧道区地质环境背景、岩石成分、岩体结构面特征、原地应力大小研究,配合理论分析,直观地解释硬质碎裂围岩的变形破坏特征与机理,为采取经济、合理的支护措施提供依据,隧道变形控制良好.%The hard rock tunnel with high geostress may encounter rockburst and the soft rock tunnel with high geostress may suffer large deformation,which happen frequently in mountain tunnel construction.Many researches have been conducted and the large hard flash rock deformation in Guanshan tunnel construction is exceptionally a rare case.This paper intuitively expoundsthe features and mechanism of deformation and failure of the hard cataclastic surrounding rock mass based on the study of the geological environmental background,rock composition,rock mass structure and characteristics,in-situ stress in the tunnel area and on the theoretical analysis,which provides a basis for taking economic and reasonable support measures to control tunnel deformation.【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2017(061)011【总页数】5页(P56-60)【关键词】铁路隧道;硬质岩;碎裂;大变形【作者】陈秀义【作者单位】兰州铁道设计院有限公司,兰州730000【正文语种】中文【中图分类】U451关山特长隧道是新建天平铁路重点工程之一,长15.634 km,最大埋深830 m[1]。
八台山隧道高地应力下硬岩岩爆与软岩大变形专项方案一、工程概况1、概况城口至万源快速公路通道工程采用二级公路标准,设计速度为60公里/小时;路基宽度为12米。
城口至万源快速公路通道CW10合同段位于四川万源堰塘乡布袋溪村,里程为K46+000~K48+640,全长2.640km。
本合同段主要工程内容为八台山隧道主洞2480m/0.5座,避难通道2450m/0.5座,1-4*3m 钢筋砼盖板涵一座,路基土石方5115m3。
八台山隧道主洞起止里程K43+205~K48+480,全长5275m,避难通道起止里程YK43+206~YK48+450,全长5244m。
属特长隧道。
其中主洞K46+000~K46+480段、避难通道起止里程YK46+000~YK48+450,位于CW10合同段内,是本合同段的控制性工程。
2、地形地貌八台山隧道进口位于重庆市城口县双河乡干坝子河村、出口位于四川万源堰塘乡布袋溪村。
隧道穿越的八台山,受地质构造控制,山脊由东向西横亘,山脊两侧为面积较小的山湾。
形成山丘、山脊与沟谷相间形态,以山丘为中心形成向四周发育的“爪”状山沟;隧道轴线地面最高点位于洞身段K44+610的山脊顶部,标高为1797.74m,一般地面标高740.0~1596.2m,最低点位于隧道进口的溪沟底部,标高731.50m左右,相对高差856.2m.隧道区地貌形态为构造剥蚀、溶蚀中山地貌单元区。
3、工程地质八台山隧道地质复杂,裂隙倾角大,多为陡倾裂隙,节理面较平直,呈微张~张开状,宽1-50㎜不等,裂隙面附褐色铁质膜,局部为泥质充填。
由洞口向洞身地质条件依次为:(1)出口段位于一斜坡上,地表覆盖有第四系崩坡积块石土,基岩为三叠系下统嘉陵江组的盐溶角砾岩。
角砾状结构、岩溶发育。
(2)本隧道洞身段主要为III~V级围岩,构成III级围岩的地层岩性以灰岩为主,呈中厚层状。
跨度5米,跨度5~10米,可稳定数月,可发生局部块状位移及小~中塌方;构成IV级围岩的地层岩性以大冶组、栖霞组灰岩为主,呈薄~中厚层状。
高地应力软岩隧道大变形特征与处治技术作者:覃子秀林志严远方冯万林吴秋军来源:《西部交通科技》2023年第11期摘要:文章結合依托工程对高地应力软岩隧道大变形特征与处治技术展开研究,得出如下结论:(1)大变形灾害严重程度与地应力等级、围岩软弱程度高度相关,地应力越高、围岩越软弱,大变形越严重;(2)大变形灾害具有变形量大、持续时间长以及空间分布不均的特点;(3)大变形灾害处治应遵循“抗放结合、共同承载、动态控制”的原则,采取多项主动支护措施,降低灾害影响。
关键词:高地应力;隧道;大变形;施工技术;灾害处治0引言近年来,我国公路路网向地质条件与地质环境更为复杂的中西部延伸,配套的隧道工程也因地质条件等因素逐渐向大埋深、地质因素更复杂的方向发展,复杂的工程条件带来诸多影响隧道结构稳定性的问题。
目前,学者们针对高地应力软岩大变形灾害开展了大量研究工作,深入地认识了大变形特征与变形控制技术。
赵瑜等[1-2]结合数值模拟手段,对高地应力软岩隧道大变形特征进行了分析。
朱朝佐等[3]结合分段施工工艺,提出了采用格栅纵向连接形式以提高支护结构纵向整体性的方法。
张宏亮等[4]分析比对了武都西隧道大变形多种施工方案,认为应力释放至一定程度后及时施作二衬可有效解决大变形问题。
卢阳[5]结合文笔山隧道大变形处治成功案例,提出了“因隧制策,动态调整”的施工原则。
另外,也有学者认为高地应力软岩隧道施工应采取“强支护”措施对抗围岩变形,但这并不适用于所有等级的大变形灾害,容易对现场施工产生误导。
本文根据高地应力软岩隧道大变形特征,结合依托工程,对变形控制技术进一步探索与研究,以期形成成套处治技术,解决高地应力软岩隧道大变形控制技术难题。
1 高地应力软岩隧道大变形特征1.1 工程背景木寨岭特长隧道全长15 km,最大埋深为629.1 m,穿越木寨岭,沟通西南地区与甘肃及西北地区。
隧址区地质环境极其复杂,地处秦岭构造带,工程开展极具挑战,在建设期间发生了强烈的大变形灾害。
复杂地质条件下铁路隧道修建技术与对策肖广智(中国国家铁路集团有限公司工程管理中心,北京100844)摘要:结合既有铁路隧道工程经验,针对高地应力软岩大变形、岩爆、活动断裂带、高地温、高压富水断层等典型复杂地质条件,分析其特点并提出修建技术对策。
高地应力软岩的特点是围岩变形量大、变形速率高、变形持续时间长,主要对策为主动控制围岩变形、机械化施工、优化工艺工法、快速封闭成环等;岩爆的特点是预测难度大、对施工安全和工效影响大,主要对策为微震监测、释放地应力、加强支护、设备和人员防护等;高地温的特点是恶化作业环境、降低工效,主要对策为按照温度分级采取洒水、加强通风、冰块或机械制冷等降温措施;活动断裂带的特点是地质破碎、断裂带错动直接破坏结构,主要对策为大刚度环形衬砌、预留变形及补强空间、组合宽变形缝等;高压富水断层的特点是施工易产生突泥突水,主要对策为加强超前地质预报、超前泄水、加固地层、加强支护等。
相关修建技术对策可为川藏铁路隧道建设提供借鉴。
关键词:川藏铁路;高地应力;软岩;岩爆;高地温;活动断裂带;高压富水断层;修建技术中图分类号:U455文献标识码:A文章编号:1001-683X(2020)12-0035-08 DOI:10.19549/j.issn.1001-683x.2020.12.0350引言近年来,随着铁路隧道建设数量和规模的不断扩大,铁路隧道修建技术也在逐步提高,我国已成为名副其实的隧道大国和隧道强国[1]。
赵勇等[2-3]通过工程试验和现场实践研究提出软岩大变形铁路隧道的变形机制和处治措施,在贵广铁路天平山隧道得到成功应用;韩侃等[4]依托拉林铁路巴玉隧道分析岩爆典型特点,确定防治岩爆的动态施工技术;雷俊峰[5]从拉日铁路吉沃希嘎典型地热隧道产生高地温的原因与特征着手,从多个方面制定工程对策;耿萍等[6-7]通过数值计算和工程试验,研究穿越活动断裂带的隧道响应特性和设防措施;张金夫等[8]在大瑞铁路大柱山隧作者简介:肖广智(1964—),男,正高级工程师。
隧道出口专项安全施工方案一、工程概况青云山隧道出口位于___省莆田市涵江区庄边镇泮洋村,出口段与202省道大致平行线路纵贯全段,交通较为方便。
隧道分为左线和右线两座单线隧道,其中隧道左线出口里程DK513+428,隧道右线出口里程YDK513+414,左右线线路中线线间距___m。
设计行车速度为___km/h,并预留进一步提速条件。
隧道区分布的地层较简单,主要为侏罗系上统南园组(J3n)及石英正长斑岩脉,岩石较坚硬,节理裂隙不发育。
地表多为强风化,深部为弱~微风化,岩石较坚硬,完整性好,岩体工程性能较好。
地貌上表现为相对平缓的低山缓坡。
隧道左线出口段位于直线上,出口掘进方向上为上坡,从隧道出口至进口方向依次为___‰上坡,坡长___m;___‰上坡,坡长___m。
隧道右线出口段位于左偏曲线上,曲线半径R=___m,隧道内曲线长___m,其余地段均位于直线上。
隧道内纵坡为人字坡,从隧道出口至进口方向依次为___‰上坡,坡长___m;3.0‰上坡,坡长___m.本隧道按新奥法原理及钻爆法___施工,Ⅴ、Ⅳ级围岩地段采用台阶法施工,Ⅲ级围岩采用台阶法或全断面法施工,Ⅱ级围岩采用全断面法施工。
洞口段___m采用帽檐斜切式洞门,洞门段采用整体式衬砌,其余地段均采用复合式衬砌结构,由初期支护、防水隔离层与二次衬砌组成,Ⅱ级围岩根据地质条件采用曲墙加仰拱或底板结构形式;Ⅲ~Ⅴ级围岩采用曲墙加仰拱结构形式。
出口段施工通风采用长管路独头压入式供风,由洞口回风。
二、隧道施工一般安全技术措施1、任何人进洞必须佩戴安全帽和其它防护用品,遵章守纪,听从指挥;同时加强安全保卫,禁止闲杂人员进入。
2、进洞前进行登记并接受洞口值班人员检查,经班组长点名,并执行进洞挂牌、出洞摘牌制度。
3、施工中发现隧道内有险情,工班长、领工员必须立即在危险地段设立明显标志或派人看守,并迅速报告施工领导人员及时采取处理措施。
若情况严重,要立即将工作人员全部撤离危险地段。
敞开式TBM施工重难点应对措施浅谈靳党鹏,肖军,王涛,张文强(中交天和机械设备制造有限公司,江苏常熟 215500)[摘要]本文针对TBM施工过程中存在的不良地质条件和施工难点如破碎带、岩爆、突水突泥、软硬岩交替等进行针对性的技术方案设计,提出相关解决方案,为类似工程提供参考依据。
[关键词]敞开式TBM;破碎带;高地应力;突水突泥[中图分类号]TD421.5 [文献标识码]B [文章编号]1001-554X(2018)09-0075-04Discussion on the key and difficult countermeasures of open type TBM JIN Dang-peng,XIAO Jun,WANG Tao,ZHANG Wen-qiang自1851年美国人Chrles Wilson发明了第一台全断面隧道掘进机以来,经历了170多年的发展,功能与种类也越来越全面[1,2]。
TBM在针对高强度岩土地层时,不仅掘进速度快,而且施工安全可靠,其在硬岩隧道的成功案例在全世界得到了广泛的认同。
本项目采用敞开式TBM掘进机,在施工对应较完整、有一定自稳性的围岩时,能充分发挥出优势,特别是在硬岩、中硬岩掘进中,强大的支撑系统为刀盘提供了足够的推力。
因为当地山区的高海拔和断裂带的分布,掘进机主机同时配置临时支护设备如钢架安装器、锚杆钻机、钢筋网安装机、超前钻、管棚钻机、喷混凝土机及注浆机等,如遇有局部破碎带及松软夹层岩石,则掘进机可由所附带的超前钻及注浆设备预先固结周边岩石,然后再开挖,提高了施工的多样性与应对机制。
1 工程地质条件根据本次工程地质调绘及钻探成果,隧址区地层主要为第四系冲洪积卵石、崩坡积碎石、冰水堆积碎石、泥盆系上统天格尔组凝灰质砂岩、志留系阿河布拉克组石英片岩及华力西早期侵入花岗岩。
岩石最大抗压强度90MPa。
根据地质资料显示,Ⅴ级围岩全长2205m,占全长的10.6%,Ⅳ级围岩全长11872m,占全长的56.7%,Ⅲ级围岩全长5619m,占全长的26.8%,Ⅱ级围岩全长1254m,占全长的5.9%。
桐木隧道高地应力下硬岩岩爆与软岩大变形专项方案1、编制依据1)、本项目招标文件及设计图纸、工程量清单。
2)、本项目招标补遗书和答疑书。
3)、蒙西华中铁路股份有限公司编制的《新建蒙西至华中地区铁路煤运通道工程项目管理规定》4)、国家有关方针政策和国家、中国铁路总公司(原铁道部)现行铁路技术标准,设计规范,施工规范,施工指南,验收标准和相关规定等。
5)、现场踏勘调查的相关资料。
6)、我单位的技术力量、设备能力等。
2、工程概况桐木隧道位于江西省宜丰县方溪镇,隧道进出口里程分别为DK1702+770、DK1708+142,隧道全长5372m,为单洞单线隧道,隧道最大埋深282m,本隧道设置斜井1座,位于线路右侧,斜井与正线相交于DK1705+480处,与正线大里程夹角123.5°,斜井长度为737m。
表2.1-1 主要工程数量表3、自然条件及工程环境3.1、地形、地貌隧道区域地貌主要为剥蚀低山区,最高海拔590m,山脉、沟谷大致呈WE向展布,地形起伏较大,相对高差200~400m,自然坡度多在30~45°之间,局部陡峻,植被发育,多为高大茂密乔木、杉树和毛竹。
山间谷底多狭长。
倾斜,为荒地。
3.2、水文地质(1)地下水的类型隧道区地下水类型主要为松散岩类风化层孔隙潜水、基岩裂隙水与构造裂隙水,受大气降水及地表水补给,向低洼处排泄。
基岩裂隙水分布与强~弱风化基岩裂隙中。
隧址区多为变质岩和侵入岩,弱风化岩岩体较完整,地下水不发育;岩性侵入接触带、节理密集带地下水较发育。
构造裂隙水主要发育在断层中,地下水发育。
(2)γδ22a 雪峰期晚期花岗闪长岩岩体中存在区域裂隙中浅循环的裂隙潜水,岩石富水性中等。
Ptsh元古界双娇山群千枚岩存在沿层理和片理裂隙浅循环的裂隙潜水和沿构造断裂带深循环的裂隙脉状水,岩石富水性较差。
(3)地下水位,补、径、排特征大气降水为隧址区地表水,地下水的主要补给来源,其动态变化受大气降水影响明显。
基岩裂隙水多接受地表水的入渗补给。
地下水一般沿裂隙向溪谷运移,转化为地表径流排向河道。
地下水径流、排泄方向主要受地形地貌和地质构造所控制,最终汇入修河。
4、本隧道高地应力下硬岩岩爆与软岩大变形分布情况4.1软岩极高、高地应力地段软岩极高、高地应力地段预设计:DK1707+452~ +565、DK1707+728~DK1708+060、XDKO+422~+627共670m为高地应力区,岩心时有饼化现象,开挖过程中洞壁岩体位移显著,持续时间长,成洞性差;基坑有隆起现象,成形性较差。
隧道DK1704+790~DK1707+452、XDKO+000+422共3084m为极高地应力区,岩心常有饼化现象,开挖过程中洞壁岩体有剥离,位移极为显著,甚至发生大位移,持续时间长,不易成洞;基坑发生显著隆起或剥离,不易成形。
4.2硬岩极高、高地应力地段硬岩极高、高地应力地段预设计:隧道DK1703+405~+468、DK1704+530~+790段共323m可能发生岩爆。
4.3、硬岩岩爆段施工方案4.3.1岩爆的特征岩爆的类型按破裂程度大小特征分为以下4种:1)弹射型岩爆此种类型岩爆发生在极坚硬、极完整的围岩的岩壁上,呈零星断续出现,一般是在开挖后6-12小时发生,发生时有清脆的“啪、啪”声响,随即有约5~10cm 大小的中间厚边缘薄的岩片弹出(弹射距离2-7m)或烟雾状的岩粉喷射出(即所谓“冒烟”)。
此种类型岩爆无明显预兆,持续时间短(一般几个小时),对隧道破坏和机械损坏影响不大,但对施工人员的安全威胁较大。
2)爆炸抛射型岩爆此种类型岩爆也是零星断续出现,一般也是在开挖后6-12小时内发生,发生时首先有“啪、啪”声响,紧接着像放大炮一样“砰”的一声巨响,随着响声可见到大小不一的片状、块状岩块(最大20—30cm)和岩粉被抛掷出来,抛掷距离5-7m,岩爆坑深度一般20-50cm。
此种类型岩爆持续时间一般也只有几个小时,但有一定规模,也具备一定的偶然性和突然性,对机械和施工人员的安全有较大影响,对隧道的破坏也有一定影响。
3)破裂剥落型岩爆此种岩爆在围岩开挖30分钟即发生,局部地段开挖后一年后还能发生,岩爆发生时有时能听到“啪”或“嘎”,或“啪、啪、啪”或“嘎、嘎、嘎”声响,随即出现岩面开裂,然后发生剥落。
岩爆坑规模较大,剥落的岩块为片状、板状,大小不一。
此种类型岩爆从出现响声→开裂→剥落有一个持续过程,但因其规模大、历程长,对隧道的破坏、对机械和施工人员的安全等都有很大的影响。
4)冲击地压型岩爆此种类型岩爆,隧道开挖后,线路左侧拱部、边墙出现与开挖面基本一致的塌落边帮,并伴有沉闷的爆落响声。
在实际施工中,为了方便施工将岩爆按规模和烈度分为:弱岩爆、中等岩爆、强烈岩爆三种类型。
弱岩爆规模小,一般多为弹射型、冲击地压型岩爆。
岩爆坑较浅,厚度一般小于10 cm,呈零星分布。
对人体危害较小。
一般发生在地应力不是很大,岩层整体性不是很好的岩体中,围岩受力后沿较软结构面开裂,呈板状或块状。
开裂时有不大的像冰层开裂的“啪”“啪”生,岩块破裂松脱。
也有岩块不一定立即脱落,而是很长时间(1-2个月)才从母岩上脱落。
有个别弹射现象,但速度低,弹射距离不远;隧道底部一般只是发生爆裂,岩块无移动现象;发生在边墙部位的岩爆,多呈片状,逐层剥落。
中等岩爆多为爆炸抛射型和破裂剥落型岩爆,岩爆坑呈三角形、弧形及梯形,连续分布,规模较大,岩爆坑一般几十厘米深,沿隧道轴线,成片分布。
其危害主要是岩块爆裂后弹射伤人,对机械设备的安全或隧道洞室的稳定性影响不大。
一般发生在隧道洞壁,开挖后可能产生直径在5-10cm的鳞片状的岩石薄片或岩粉从洞壁弹射出来,速度在2-5m/s。
爆裂时声音尖锐,像枪声。
强烈岩爆多为破裂剥落性岩爆,岩爆坑连续分布,对人员和机械设备危害较大,还可能造成大量超挖。
一般发生大面积的爆裂弹射现象,延续时间长,爆坑成片且深度大。
严重是在爆破后立即发生的抛石现象,爆破后巨石从围岩中抛射出来,抛射速度大于5m/s,抛射距离远。
4.3.2.防治岩爆的施工方案及措施4.3.2.1施工工艺流程图图4.3.2.1-1 施工工艺流程图4.3.2. 2超前应力探孔打设超前钻孔释放隧道掌子面的高地应力或注水降低围岩表面张力,超前钻孔可以利用钻探孔,在掌子面上利用地质钻机或液压钻孔台车打设超前钻孔,钻孔直径45~108mm,深度5~20m,对轻度岩爆每循环掌子面打设1~3孔;中度岩爆每循环掌子面打设4~6孔;强烈岩爆每循环掌子面打设6~8孔,对掌子面拱顶及两侧起拱线位置要优先布孔,其余孔位可作为加密孔。
必要时也可以打设部分径向应力释放孔,钻孔方向应垂直岩面,轻度岩爆每循环打孔孔眼间距1.5m~2.0m,深度0.5m~1.5m;中度岩爆间距1.0m~1.5m,深度1.5m~2.5m;强烈岩爆间距0.5m~1.0m,深度2.5m~3.5m。
同时对于强烈岩爆地段可在超前探孔中进行松动爆破或将完整岩体用小炮震裂,或向孔内压水,以避免应力集中现象的出现。
4.3.2.3监控量测在施工中应加强监测工作,通过对围岩和支护结构的现场观察、通过对辅助洞拱顶下沉、两维收敛以及锚杆测力计、多点位移计读数的变化,可以定量化地预测滞后发生的深部冲击型岩爆,用于指导开挖和支护的施工,以确保安全。
4.3.2.3-1 监控量测项目表注:B—隧道开挖宽度,υ—变形速速4.3.2.4超前措施⑴在岩爆段开挖前,注意收集在开挖过程中的岩爆地质资料,包括岩爆类型、规模、分布里程与岩爆具体位置,作到事先预报,在预测的岩爆区段,按设计要求,采用超前探测孔和TSP地质预报,对岩爆出现的可能性与等级进行预测,以探明掌子面前方的地质情况,判定岩性状况并判断是否存在岩爆和岩爆发生可能的剧烈程度,用以指导施工,提前做好必要的施工准备和相应的防范及应对措施。
⑵针对岩爆类型及大小,提前打应力释放孔或超前摩擦锚杆支护,以达到减弱岩爆的强度。
必要时作超前30~50m导洞,导洞直径不大于5米,可作为岩爆超前预报和释放地应力。
⑶在岩爆地段,开挖后及时向掌子面及以后约15m范围内隧道周边进行喷洒高压水,在一定程度上起到了降低表层围岩的强度,采用超前钻孔向硬岩体内高压均匀注水,可以提前释放弹性应变能力并将最大切向应力向围岩深部转移,高压注水的楔劈作用可以软化、降低岩体的强度,也可以产生新的裂隙并使原有裂隙继续扩展,从而降低岩体储存弹性应变能的能力。
或预先在工作面有可能发生岩爆的部位有规则地打一些空眼,不设锚杆而注水,以便释放应力,阻止围岩达到极限应力而产生岩爆。
4.3.2.5开挖措施⑴在岩爆存在区段,合理选择开挖参数,因为在高地应力地下洞室施工过程中,如果开挖方法、工程措施等选择不当则会大大恶化围岩的物理力学性能和应力条件,从而会诱发或加剧岩爆的发生,所以在桐木隧道钻爆法施工中,采用短进尺掘进,减少药量和减少爆破频率,控制光爆效果,以减少围岩表层应力集中现象而加剧岩爆。
在中等以上岩爆区,周边眼间距控制在25cm以内,采用隔眼装药,堵塞炮泥,增加光爆效果,以达到开挖轮廓线圆顺。
尽量避免凹凸不平造成应力集中,以达到减弱岩爆的发生。
⑵开挖司钻过程中周边眼间距控制在45~50cm,钻眼平行无交叉,眼底平齐。
调整钻爆设计,采用“短进尺,弱爆破”。
改其为浅孔爆破,缩短循环进尺,减少一次用药量。
拱部采用小药卷光面爆破措施,拉大不同部分炮眼的雷管段位间隔,从而延长爆破时间,减少对围岩的爆破扰动,减少爆破动应力的叠加,控制爆发裂隙的生成,避免由于爆破诱发岩爆,从而降低岩爆频率和强度。
在轻岩爆一般进尺控制在2.5m,中等岩爆一般进尺控制在2m,尽可能全断面开挖,一次成形,以减少围岩应力平衡状态的破坏。
⑶改变开挖方式,预留岩爆层。
施工中预留2m厚的岩爆处理层,岩爆过后再进行二次扩挖爆破、支护,较好地通过强烈了岩爆段。
对于中等以上的岩爆洞段,在钻爆施工时,可在拱角、边墙及顶部加深钻打周边眼,然后向眼孔内喷灌高压水,对围岩进行软化,从而人为提前加快围岩的应力释放。
眼孔超前深度可取2m。
4.3.2.6支护措施机械防护:施工机械,如挖机、装载机、出碴车易破损部位设置钢筋防护网罩。
岩爆严重时及时撤离机械,待稳定时再进行支护等措施。
4.4、软岩大变形段施工方案4.4.1软岩大变形具有以下地质特征:(1)隧道围岩条件。
发生大变形的围岩主要有:①显著变质的岩类,如片岩、千枚岩等;②膨胀性凝灰岩;③软质粘土层和强风化的凝灰岩;④凝灰岩和泥岩分互层;⑤泥岩破碎带和矿化变质粘土等。
这类围岩的凝聚强度c值较低,内摩擦角值很小,单轴抗压强度较低。
(2)隧道处于高应力区,且大变形地段的隧道一般埋深在100m以上。