隧道施工中常见的不良地质以及处理措施

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SC I ENCE &TEC HN OLO GY I NFO RM ATI O N 工业技术
隧道施工中常见的不良地质以及处理措施
贾佰春
(中铁十三局集团公司第六工程公司山东河泽274000)
摘要:在隧道施工,经常会遇到像岩堆、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施工的不良地质环境,以及膨胀地层、软弱黄土低层、含水未固结围岩、溶洞、断层、岩爆、流砂等地段以及瓦斯和有害气体溢出地层等特殊地质地段。

这两种情况的产生严重影响了隧道的施工,本文就部分两种情况介绍了一些处理的对策。

关键词:隧道施工溶洞地段高原特殊地质煤系地层
中图分类号:TU 7文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2008)01(c)-0014-01
前言在隧道施工中的一些不良地质和特殊地质地段,隧道围岩变形大、变化快和成因复杂,事故具有不确定性和突发性的特点,施工中除了应遵守一般的技术规范外,还应该根据围岩的实际情况,在支护、衬砌过程中采取一些针对性强的辅助施工技术方法,以满足施工安全和工程质量。

本文就在隧道施工中经常遇到的溶洞地段、高原特殊地质、煤系地层等不良地质对施工所产生的影响进行了分析,并提出一些具体处理的措施。

1溶洞地段对隧道施工的影响及处理措施1.1溶洞地段对施工的影响当隧道施工需穿过可溶性岩层时,一些溶洞位于隧道底部,这样就造成隧道基底难于处理;有时遇到大的水囊和暗河,岩溶水或泥砂夹水会大量涌人隧道,当含水充填物不断涌入坑道时,甚至会发生地表开裂下沉,山体压力剧增;有的溶洞岩质破碎,容易发生坍塌;还有的溶洞、暗河迂回交错,错综复杂,范围宽广,处理起来具有相当大的难度。

1.2施工中的处理措施隧道在溶洞地段施工前,应依据有关设计文件、资料和现场实际情况,查明溶洞的分布区域、类型情况,如大小、有无水,溶洞是否在发育中,以及有无充填物等,岩层的稳定程度和地下水流情况如有无长期补给来源、雨季水量有无增长等,从而根据不同情况采取以下几种方
法进行处理。

(1)堵填。

对已停止发育、径跨较小、无水的溶洞,可根据其与隧道的相交位置及其充填情况,采用混凝土、浆砌片石或干砌片石等予以回填封闭,并根据地质情况决定是否需要加深边墙基础;对拱以上的空溶洞,可视溶洞岩石破碎程度采用锚喷支护加固,或加设护拱及拱顶回填的办法进行处理。

(2)引排水。

当暗河和溶洞有水时,宜排不宜堵。

在查明水源流向及其与隧道的位置关系后,用暗管、涵洞、小桥等设施宣泄水流,或开凿水洞,将水排除洞外;当水流的位置在隧道的上方或高于隧道时,应开凿引水斜洞或引水槽,将水位降低到隧道底部以下,再行引排。

(3)跨越。

当溶洞较大较深的时候,可采用梁、拱跨越。

但梁端或拱座应置于稳固可靠的基岩上,必要时还需用圬工加固。

2高原特殊地质对隧道施工的影响及处理措施2.1高原特殊地质对隧道施工的影响随着西部交通的发展,高原隧道相应增多。

由于其所处地理位置、气候、自然环境特殊,因此,高海拔地区的隧道也给普通的隧道施工带来一定的影响。

首先,由于海拔高、缺氧、气候寒冷等原因,高原隧道每年正常的
施工时间仅有240d 左右。

此外,高原缺氧、
气候条件恶劣,导致人、机械效率降低,所以
隧道施工进度明显偏低,工期加长;其次,高
原地带生态系统极其脆弱,一经破坏就很难恢
复。

在隧道设计和施工过程中都要考虑和评
估对高原环境的影响;再次,由于隧道所处的
地理位置海拔高,气温低,昼夜温差大,如果隧
道发生渗漏水,水在低温下结冰,产生冻胀,将
对隧道的结构产生较大的破坏。

2.2施工中的应对措施
在高海拔隧道施工过程中,除严格执行一
般隧道现行的施工规范及验收标准外,更要严
格执行国家有关部门颁发的高海拔隧道(含环
保)施工技术细则;严格按有关法规设计施工
以保护高原生态环境,做好土地的复耕、复
平、喷播草籽等工作;爱护环境,保护野生
动物;处理好施工废碴、废液、废水、废
气以及生活垃圾等,将施工对环境的影响减小
到最低程度;隧道防水标准至少达到“不
淌”、“不滴”、“不漏”,并保持洞内干
燥;高海拔隧道衬砌施工时,应选择合适的速
凝剂、早强剂、防冻剂,根据材料性能进行
现场试验确定掺入量,使混凝土达到速凝、防
冻、早强的效果;高海拔隧道施工更应该建
立一个强有力的领导班子,将各施工工序的责
任落实并细化。

3松散、破碎并且涌水量大的地层对隧道
施工的影响及处理措施
3.1松散、破碎并且涌水量大的地层对隧
道施工的影响
围岩极其松散、破碎,局部有夹层再加
上涌水量大,围岩一经暴露便有发生坍塌的危
险,一旦如此,会给施工,安全带来灾难性的破
坏。

3.2处理措施
(1)超前设置双排注浆Φ42小导管,环向
间距50c m,下排外插角5,上排外插角30~
35,每根长度5.0m ,纵向搭接1.2m ,管壁梅花
形钻6mm 注浆小孔。

(2)对松散破碎围岩进行注C.S 双浆液。

C .S 浆液具有两个作用,一是凝结速度快,可以
及时封堵涌水;另一是通过注浆固结,使松散
破碎围岩在初期支护外形成一个环形的具有一
定强度的加固圈,以防止开挖时发生坍塌,减少
围岩对二衬的压力。

(3)钢拱架采用工字钢,间距60c m ,拱架之
间用Φ20圆钢连接。

W TD25锚杆按梅花形
60c m ×60c m 布置,3.5m /根,C 20喷射钢纤
维混凝土厚。

()开挖采用侧壁导坑弧形分部开挖法,随
挖随支护,及时封闭。

4煤系地层对隧道施工的影响及处理4.1含有瓦斯地段在煤系地层中,隧道开挖常常伴有瓦斯的存在,它对隧道施工机械设备和人员造成很大的安全隐患。

目前瓦斯防治措施主要包括:测定瓦斯浓度以判断能否发生瓦斯爆炸;通风稀释瓦斯;钻孔抽放瓦斯;安装瓦斯报警装置。

4.2采空区地段4.2.1采空区地段给隧道施工带来的危害当隧道穿越煤系地层时,常常遇到煤矿采空区。

这些采空区往往规模较大,对隧道影响范围大,并且废旧的老采空区往往充满地下水或有害气体。

当隧道施工时,可能造成采空区突水,有害气体的泄露或造成大规模的塌方、沉降,对施工人员、设备的安全造成极大的威胁,将来还可能造成隧道衬砌结构的开裂,引起隧道漏水,影响隧道的正常运营。

4.2.2处理措施由于采空区与隧道相对位置不同,采空区产生的危害不同,处理方法亦不同。

目前采用的方法主要有地表全充填注浆法、固结充填注浆法、封堵巷道等方法,同时加强衬砌结构(按I 类围岩设计衬砌参数),对难以查明准确位置的采空区可结合超前地质预报边施工边治理,根据实际情况调整衬砌参数。

如果煤层尚未开采,今后可能开采时,设计中必须考虑已成隧道附近采煤对隧道结构的影响,并应有可靠的对策与措施。

5结语以上不良地质情况对隧道施工构成极大的影响,既拖延工期,又要耗费大量的人力、物力来治理,如处理不当,会造成人身、工程质量安全事故及工程的报废等。

准确的地质资料、合理的防治措施,将最大限度地防止隧道地质灾害的发生,使灾害造成的损失降到最低,使施工安全和施工质量得以保证。

总之,我们应该不断的积累经验,为避免诸如此类的不良地质造成施工风险做好充分的准备。

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