不良和特殊地质隧道施工概述 富水地层
- 格式:doc
- 大小:1.94 MB
- 文档页数:4
浅谈几种不良和特殊地质地段隧道施工的处理措施作者:宋斌来源:《中国科技博览》2013年第18期摘要:在修建隧道及地下工程中,工程地质状况及水文地质情况是人们面临的首要对象.在一般情况下,隧道的修建速度和质量好坏取决于对地质状况的认识和掌握程度。
当地质状况较好时,工程的进展就顺利,工程的工期、质量、造价等都能按计划地正常进行;当地质条件较差,遇到特殊及不良地质地段时,如富水软弱围岩、流沙、镕洞、膨胀岩、高地应力等,工程就会受阻,主要表现为工期的延长、质量的下降、工程造价的剧增,同时还有可能出现大的安全事故,导致人员的伤亡,设备的损坏等现象的发牛。
关键词:不良地质隧道处理措施中图分类号:P51 富水断层破碎围岩在隧道施工中,往往会遇到断层破碎带、富水软岩及大量涌水地段,给隧道施工带来严重困难。
断层破碎带是隧道施工中最常见的不良地质地段,特别是在山区沟谷中,地质上有“十沟九断”的说法。
断层带内岩休挤压破碎,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。
在富水软弱破碎园岩隧道施工中,虽然采用深孔注浆达到了止水田结的目的,但固结范园有限,加上地质及注浆有些不确定因素,为保障施工万无一失,—般在开挖前均采用超前支护,超前支护一般采用超前锚秆或超前小导管。
对于地下水压较大的隧道,开挖前一般还要采取排水降压措施钻孔深度应超出注桨范围。
开挖方法对于富水软弱破碎围岩隧道施工十分重要,开挖方法有半端面法、正台阶预留核心土开挖法、双侧壁导坑法。
2高地应力作用下的软岩2.1高应力软岩的概念高地应力是一个相对的概念,它是相对于围岩强度而言的。
也就是说,当围岩强度与围岩内部的最大地应的比值,即围岩强度应力比达到某一水平时,才能称为高地应力或极高应力。
2.2挤压性围岩挤压性软弱围岩在高地应力作用下发生挤压大变形及破坏的特征不仅受围岩本身力学性质的影响,还与原始地应力状况及工程因素等有关。
隧道不良地质处理施工经验介绍隧道地质勘查设计中只能初步判山体中地质和水文条件情况,局部不良地质很难勘查发现,即使发现也只能初步判断设计,所以在隧道施工前和施工中超前地质探测预报至关重要,只有详细了解地质条件才能确定正确的施工方案,才能达到预防为主的效果。
虽然地质条件千变万化,但对应其施工方案方法通过总结也不难归纳,下面我就在修建隧道中,常遇到一些不利于施工的特殊地质地段的施工方案方法提出一些不成熟的意见。
一、总体简介特殊地质段如膨胀土围岩、黄土、溶洞、断层、松散地层、流沙、岩爆等,在开挖、支护和衬砌过程中,由于各种因素的影响都可能发生土石坍塌,坑道支撑变形,衬砌结构断裂,严重影响施工进度、安全和质量。
隧道穿越含有瓦斯的地层,更严重地威胁着施工安全。
※隧道通过特殊地质地段施工时总体应注意以下几点:1、施工前应对设计所提供的工程地质和水文地质资料进行详细分析了解,深入细致地作施工调查,制订相应的施工方案和措施,备足有关机具及材料,认真编制和实施施工组织设计,使工程达到安全、优质、高效的目的。
反之,即便地质并非不良,也会因准备不足,施工方法不当或措施不力导致施工事故,延误施工进度。
※2、特殊地质地段隧道施工,以“先治水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌、勤检查、稳步前进”为指导原则。
在选择和确定施工方案时,应以安全为前提,综合考虑隧道工程地质及水文地质条件、断面型式、尺寸、埋置深度、施工机械装备、工期和经济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。
3、隧道开挖方式,无论是采用钻爆开挖法、机械开挖法,还是采用人工和机械混合开挖法,应视地质、环境、安全等条件来确定。
如用钻爆法施工时,光面爆破和预裂爆破技术,既能使开挖轮廓线符合设计要求,又能减少对围岩的扰动破坏。
爆破应严格按照钻爆设计进行施工,如遇地质变化应及时修改完善设计。
※4、隧道通过自稳时间短的软弱破碎岩体、浅埋软岩和严重偏压、岩溶流泥地段、砂层、砂卵(砾)石层、断层破碎带以及大面积淋水或涌水地段时,为保证洞体稳定可采用超前锚杆、超前小钢管、管棚、地表预加固地层和围岩预注浆等辅助施工措施,对地层进行预加固、超前支护或止水。
不良地质隧道富水浅埋地段的施工处理技术王志鹏(山西路桥第一工程有限责任公司,山西太原030006)第43卷第 4 期 f h) !讨 Y 〇1.43,N 〇.42017 年 4 月________________________Sichuan Building Materials __________________________April ,2017摘要:为了降低隧道施工风险,需要做好不良地质的处理工作。
本文以实际工程为例,对工程地质情况进行了分析, 然后针对性地提出了隧道浅埋富水地段的处理方案,最后对 不良地质隧道浅埋地段的施工技术进行了探讨。
关键词:不良地质隧道;富水浅埋地段;处理 中图分类号:U 445. 4文献标志码:B文章编号:1672 - 4011 (2017) 04 - 0197 - 02DOI : 10. 3969/j , issn . 1672 - 4011. 2017. 04. 0931工程概况某高速公路隧道工程中建设长度为3 230 m ,隧道主要 位于黄土地段,冲沟复杂、地质环境复杂,洞身穿越黏土层、 老黄土层、新黄土 W ,一部分地段从风化岩层穿过,岩G 屮夹 杂有煤线M ,地下水的设计流量为118 mVd ,隧道的出口段 从两个冲沟经过,冲沟底部和隧道拱顶之间的距离分别为7、 12 m ,由于该隧道工程的地势比较特殊,三面都有山峰包围, 中间属于容易聚水的低地,在下雨时会形成规模比较大的汇 水区,有丰富的地下水资源$该隧道经过老黄富水地段,土 体容易坍塌变形,开挖初期涌水量到了 1〇 m3/(d • m 〕。
现场进行勘察后发现,该隧道所在K 域地表上録被黄土覆 盖,埋设深度为〇〜10 m ,含水量比较高,具有失陷性,局部土 质具有可塑性,与此不同的是,下层的老黄土含水量比较大, 呈硬塑状32总体施工方案的确定2.1 方案一:双侧壁导坑法开挖1)优点:对一些地表沉降变形和拱顶沉降的现象能有效控制,在施工过程中有较好的安全措施,在浅埋偏压隧道施 工方面更有优势所在#2)缺点:双侧壁导坑法在施工时属于单工序法,相对于循环工序来说更加耗费时间,一般分成6个阶段进行施工, 开挖空间不够大,难以完全开展施工,而且对于专门化的施 工机械要求较高,机械化施工组织不易开展,施工的成本相 对较大,月开挖掘进502.2 方案二:中隔壁法施工开挖1) 优点:能有效控制沉降变形,对于地表沉降变形和拱顶沉降有很大的改善,施工的作业空间足够大,能够满足机 械化施工的各种要求32)缺点:中隔壁法分为4个部分进行开挖,工序循环明显增加,而且根据之前的施工经验来看,在掌子面临空面较收稿日期=2017 - 02 - 10;修回日期:2017 - 02 - 28作者简介:王志鹏(1987 -),男,山西太原人,本科,助理工程师,主要从事公路桥梁建设工作。
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。
隧道不良地质专项施工方案(完整版)本文档旨在为隧道不良地质情况下的专项施工提供详细的方案和操作指南,以确保施工过程的顺利进行和工程质量的保证。
1. 引言1.1 背景隧道工程中,不良地质情况是一个常见且具有挑战性的问题。
不良地质包括但不限于软弱地层、岩层断裂、溶洞等,这些地质条件不仅会对施工过程带来困难,还会对隧道的稳定性和安全性造成威胁。
本文档针对隧道不良地质情况,提出相应的专项施工方案,旨在确保隧道施工的高质量和可靠性。
1.2 目的本专项施工方案的目的是:•分析不良地质的特点和危害;•提出不良地质专项施工的技术措施和管理要求;•确定施工过程中的安全防范措施;•保障隧道施工过程的顺利进行和工程质量的保证。
2. 不良地质特点及危害分析2.1 不良地质特点不良地质特点可能包括:•软弱地层:土壤含水量高、压实度低,容易发生液化、塌陷等现象;•岩层断裂:岩层存在裂缝、破碎带等破裂现象,导致岩体的不稳定性增加;•溶洞:地下水腐蚀岩层形成的空洞,可能导致地质灾害的发生。
2.2 危害分析不良地质情况下施工的主要危害包括:1.施工困难:不良地质条件会增加施工难度和复杂度,例如,软弱地层会导致固结液浆流失,增加地下水的渗流等;2.隧道稳定性降低:岩层断裂和溶洞会导致隧道的稳定性下降,增加隧道的变形和塌方风险;3.工程质量下降:不良地质条件下施工,容易造成结构裂缝、渗漏等问题,影响工程的质量;4.安全事故发生:不良地质条件下施工,存在地质灾害发生的风险,如地震、滑坡等。
3. 不良地质专项施工技术措施3.1 前期调查和评估在实施不良地质专项施工前,应进行充分的前期调查和评估工作,包括但不限于:•地质勘察:详细勘察地质条件、岩土性质、地下水位等信息;•工程地质分析:对不良地质特点进行深入分析,包括软弱地层、岩层断裂、溶洞等;•风险评估:评估不良地质情况对施工的影响及可能带来的风险,制定应对措施。
3.2 施工技术措施根据前期调查和评估结果,制定相应的施工技术措施,包括但不限于:•地质处理:对软弱地层进行加固处理,如注浆、灌浆等;•岩层处理:对断裂带进行支护处理,如锚杆注浆、爆破预处理等;•溶洞处理:对溶洞进行填充或支护处理,如灌缝、注浆、支撑等;•施工工艺优化:根据不良地质情况,调整施工工艺,避免对地质条件过度破坏。
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。
不良和特殊地质地段施工措施在修建隧道中,常遇到一些不利于施工的特殊地质地段.如膨胀土围岩、黄土、溶洞、断层、松散地层、流沙、岩爆等。
在开挖、支护和衬砌过程中,由于各种因素的影响都可能发生土石坍塌,坑道受压支撑变形,衬砌结构断裂和各种特殊施工问题,严重影响施工进度、安全和质量。
隧道穿越含有瓦斯的地层,更严重地威胁着施工安全。
本章将讲述一些在特殊地质条件下进行隧道施工时应掌握的基本加识、采取相应的施工办法和防范措施。
隧道通过特殊地质地段施工时应注意以下几点:⑴施工前应对设汁所提供的工程地质和水文地质资料进行详细分析了解,深入细致地作施工调查,制订相应的施工方法和措施,备足有关机具材料,认真编制和实施施工组织设计,使工程达到安全、优质、高效的目的.反之,即便地质并非不良,也会因准备不足,施上方法不当或措施不力导致施工事故,延误施工进度.⑵特殊地质地段隧道施工,以“先治水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌、勤检查、稳步前进”为指导原则。
隧道选择施工方法(包括开挖及支护)时,应以安全为前提,综合考虑隧道工程地质及水文地质条件、断面型式、尺寸、埋置深度、施工机械装备、工期和经济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。
⑶隧道开挖方式,无论是采用钻爆开挖法、机械开挖法,还是采用人工和机械混合开挖法,应视地质、环境、安全等条件合理选用。
如用钻爆法施工时,光面爆破和预裂爆破技术,既能使开挖轮廓线符合设计要求,又能减少对围岩的扰动破坏。
爆破应严格按照钻爆设计进行施工,如遇地质变化应及时修改完善设计。
⑷隧道通过自稳时间短的软弱破碎岩体、浅埋软岩和严重偏压、岩溶流泥地段、砂层、砂卵(砾)石层、断层破碎带以及大面积淋水或涌水地段时,为保证洞体稳定可采用超前锚杆、超前小钢管、管棚、地表预加固地层和围岩预注浆等辅助施工措施,对地层进行预加固、超前支护或止水。
⑸采用新奥法施工的隧道,为了掌握施工中围岩和支护的力学动态及稳定程度,以及确定施工工序,保证施工安全,应实施现场监控量测.充分利用监控量测指导施工。
不良地质和特殊岩土地段隧道施工安全技术交底1. 引言隧道施工是一项复杂的工程,不良地质和特殊岩土地段的存在可能会给施工带来风险和挑战。
为了确保隧道施工的安全性,需要对不良地质和特殊岩土地段进行详细的技术交底,以便施工人员能够充分了解可能遇到的问题和相应的应对措施。
本文档旨在给出不良地质和特殊岩土地段隧道施工安全技术交底的相关要点和指导。
2. 不良地质和特殊岩土地段的定义在隧道施工过程中,不良地质和特殊岩土地段指的是具有高地应力、软弱围岩、大断裂带、含水量较高等特点的地层。
这些地段对隧道施工的安全性和施工进度均会产生一定的影响。
3. 不良地质和特殊岩土地段隧道施工的安全风险在面对不良地质和特殊岩土地段时,隧道施工可能面临以下安全风险:1.岩体崩塌:不良地质和特殊岩土地段的岩体稳定性较差,可能出现岩体崩塌的情况,导致施工人员伤亡和设备损坏的风险。
2.地下水涌入:特殊岩土地段的含水量较高,可能导致地下水涌入隧道,增加施工操作的困难和安全隐患。
3.断裂带扩展:特殊岩土地段中存在较大的断裂带,其扩展可能导致隧道结构的破坏和工程进展的延误。
4.地应力变化:不良地质和特殊岩土地段的地层地应力分布不均衡,可能会导致隧道结构的沉降和变形,增加了施工安全的风险。
4. 不良地质和特殊岩土地段隧道施工安全技术交底的内容4.1 不良地质和特殊岩土地段的勘察与分析在施工前,必须进行详细的勘察与分析,确定隧道所经之处是否存在不良地质和特殊岩土地段。
勘察与分析的内容包括:•地层调查:了解地层的岩土性质、断裂状况和地下水情况等。
•岩体力学参数测试:对地层的强度、应力等力学参数进行测试,以评估岩体的稳定性。
•水文地质调查:了解地下水位、水质等情况,评估地下水对施工的影响。
•地质构造分析:分析断裂带的特征和扩展趋势,预测其对施工的影响程度。
•地下水涌水风险评估:通过水文地质调查和水力压力试验,评估地下水涌水的可能性和影响程度。
4.2 施工前的安全应对措施在施工前,必须制定相应的安全应对措施,以应对不良地质和特殊岩土地段可能带来的安全风险。
第8章不良和特殊地质地段隧道施工
8.1 概述
8.1.1 不良和特殊地质地段的概念
1、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。
2、特殊地质地段:
特殊地质地段是指膨胀地层、软弱黄土地层、含水未固结围岩、溶洞、断层、岩爆、流沙等地段以及瓦斯溢出地层等。
8.1.2 不良和特殊地质地段隧道施工的一般原则
1、充分利用各种手段和方法,尽可能准确掌握不良地质情况。
2、根据掌握的不良地质情况,制定相应的施工方案及处理措施。
3、随着施工揭露地质,并根据施工安全性和支护措施的效果,及时修正设计,保证施工安全和隧道质量。
8.1.3 不良和特殊地质地段隧道施工注意事项
1、编制施工计划注意的事项
在充分调查研究的基础上,根据围岩级别结合施工单位的具体情况,综合考虑各方面的因素,拟定施工方案。
2、选择施工方法注意事项
特殊地质地段隧道施工,以“先治水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌、勤检查、稳步前进”为指导原则。
隧道选择施工方法(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,以兔造成工程失误和增加投资。
3、加强监控和量测工作
(1) 采用新奥法施工的隧道,为掌握施工中围岩和支护的力学动态及稳定程度,以及确定施工工序,保证施工安全及工程质量,应实施现场量测,充分利用监控量测指导施工。
(2) 对软岩浅埋地段隧道,须进行地表下沉观测,以及对开挖面的地质素描及对围岩和支护的应力、应变测试等,这些对及时预报洞体稳定程度和力学动态,及时修正支护设计参
数和改变施工方法,采取针对性技术措施都是十分重要的。
4、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。
5、采用临时支护时注意事项
不宜采用锚喷支护的特殊地质地段,应用构件支撑作临时支护,并应符合下列要求:
(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。
6、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。
7、掘进时遇有围岩压力过大时注意事项
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。
8、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。
9、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。
10、发现设计与实际情况不符合时注意事项
特殊地质地段隧道施工方案,应由设计,施工主管技术负责人共同研究确定。
在监控、量测过程中,发现设计与实际情况不符合时,或地质变异时,施工单位应会同有关方面,如设计、监理、业主等共同研究作出必要合理的修改。
8.2 富水断层破碎围岩
8.2.1 概述
在隧道施工中,往往会遇到断层破碎带、富水软岩及大量涌水地段,这些地段往往不是单独出现,不少情况是同时存在的。
因此三者之间既有联系,又各有特点,其施工措施也是
既有共性,又各有侧重。
1、断层破碎带
断层破碎带是常见的不良地质段,断层带内岩体破碎,呈块石、破碎或角砾状,甚至呈断层泥,岩体强度低,围岩自稳能力差,施工困难。
其施工难度取决于断层的性质、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等因素。
隧道轴线接近于垂直构造线方向时,断层规模较小,破碎带不宽,且含水量较小时,条件比较有利可随挖随撑。
当隧道轴线斜交或者平行于构造方向时,则隧道穿过破碎带的长度增大,施工难度大。
见图1。
图1 隧道中线与断层带的位置关系
2、富水软岩
富水软岩是指各类土质、软岩、极严重的风化的各种岩层、极软弱破碎的断层带以及堆积、坡积层,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。
施工难度极大,俗称“烂洞子”。
3、大量涌水
大量涌水也是常见的不良地质现象。
在雨量充沛和地下水丰富的地区,隧道穿过断层破碎带、裂隙密集带、不同岩层接触带或岩溶发育地段时,施工中往往会发生地下水和承压水大量涌出的现象。
典型隧道:渝怀线圆梁山隧道、兰武线乌鞘岭隧道。
图2 乌鞘岭隧道7号斜井洞内涌水
8.2.2 超前地质预报
对于富水软弱破碎围岩隧道,设计一般根据地表探测和少量的地质钻孔,来推断地下深处的隧道地质条件,往往与实际地质条件存在差异。
因此,准确预报施工掌子面前方的地质条件就非常必要,应把地质超前预报作为一个工序纳入生产过程。
地质预报方法主要有:钻孔超前探测;超前地质导坑;地震波、声波、地质雷达等物理探测。
重点预报内容有: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。
8.2.3 注浆堵水并加固围岩
地下水处理原则:以堵截为主,排引为辅。
堵截地下水方法:一类是整个富水段注浆止水,加固围岩,相当于提高围岩等级;如深孔劈裂、挤压注浆。
一类沿隧道开挖轮廓线以外进行环形注浆,形成止水帷幕,防止或减少地下水进入开挖面;如浅孔注浆、管棚注浆、小导管注浆等。
排水辅助措施:导坑、钻孔;目的是排水降压。
8.2.4 开挖及支护
虽地层经注浆加固,为确保施工安全,一般在开挖前采用超前支护,如超前锚杆、超前小导管等;地下水较大的隧道,开挖前采取排水降压措施,排水主要采用钻孔,钻孔深度应超出注浆范围。
开挖方法视围岩稳定情况,有:台阶法、正台阶预留核心土开挖法、双侧壁导坑法。
开挖手段有两种:一是非爆破开挖,如十字镐、风镐或小型挖装机开挖;二是控制爆破,如松动爆破、微振动爆破。
目的是尽可能减少开挖对围岩的扰动。