隧道不良地质施工常见防治措施)

别妄想泡我
565次浏览
2021年02月24日 00:34
最佳经验
本文由作者推荐

-

2021年2月24日发(作者:千山记)


隧道不良地质施工常见防治措施



< p>
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





(



)


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。



(

< p>


)


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

< br>



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

< p>


(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





(



)


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



(



)


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




(



)


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



4


月至


1994

< p>


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




(



)


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


< /p>


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

< p>
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”



-


-


-


-


-


-


-


-