隧道不良地质施工方案

隧道不良地质施工方案（精选11篇）

隧道不良地质施工方案 第1篇

一、隧道涌水地段施工技术措施

1、涌水地段地质预报

利用地震波反射法 (TSP203) 、红外探水、地质雷达、常规地质法等方法, 对施工掌子面前方30~100m范围内的山体进行探测, 结合各种探测资料分析前方围岩情况、是否有潜水、水源补给、水质、涌水量大小、突水压力等情况。

通过正洞已开挖地段实测涌水量来推断未开挖地段的涌水量。

当采用物探法探测前方有可能出现涌水时, 利用水平钻机钻孔, 探测前方可能发生涌水的情况。

2、施工原则

严格按照“以堵为主、限量排放”的原则进行施工, 具体方法是:采用帷幕注浆、超前导管、管棚, 堵塞渗水通道, 降低围岩的渗透系数, 控制地下水流失。

将绝大部分地下水尽可能封堵在围岩外, 少量水由隧道排放, 避免洞内出现大量水而影响施工。

3、双液浆施工

(1) 浆液的选择

压注材料的选择通常根据施工目的和地质条件选定。

备注:硅酸钠俗称水玻璃, 液体硅酸钠为无色、略带色的透明或半透明粘稠状液体, 泡花碱也就是硅酸钠 (Na2sio3) 溶于水后形成的粘稠溶液, 通称为水玻璃, 呈碱性。水玻璃为速凝材料, 一般用于工程抢险堵漏。

选用水泥一水玻璃作为注浆材料, 其优点是:可调节注浆材料的凝结时间, 其胶结体具有较高的强度, 而且不会产生固化收缩而形成的空隙, 有利于保持胶凝体与岩体的胶结和挤压作用;浆液在流散过程中, 发生的化学反应产生大量水化热, 将促使岩体含水量降低, 强度和自稳性则因此提高。

(2) 浆液的配制

水泥浆液和水玻璃浆液分别在两个容器内, 按一定的配比配制好待用。

(3) 注浆参数的选择

双浆液配比根据现场试验确定, 一般情况下水泥:水玻璃=1:1~1:0.8 (体积比) 。凝胶时间根据实际情况确定, 一般为8~10min。

注浆初压拟为0.3Mpa, 终压为0.6Mpa。注浆压力不宜超过0.6Mpa, 否则浆液损失过大, 造成浪费。

(4) 注浆工艺及设备

注浆管联接好后, 注浆前先压水试验管路是否畅通, 然后开动注浆泵, 通过闸阀使水泥浆与水玻璃浆液在注浆管内混合, 再通过小导管压入地层, 注浆工艺详见下图所示。

注浆工艺示意图

(4) 施工人员配置

选配具有丰富地下工程防水堵漏施工经验的人员组建施工班组, 专项负责注浆堵漏施工, 人员组织如下表所示:

二、隧道涌水地段注浆施工注意事项

(1) 水玻璃碱性高, 属强碱ph=3.5, 容易伤害人体健康, 对人的皮肤及眼睛危害性极大, 注浆作业时, 带好保护措施, 橡胶手套, 眼睛。

(2) 水玻璃出厂浓度为40~42Bé, 使用时控制在28~30Bé。

(3) 水玻璃终凝时间为8~10分钟。

(4) 注双液浆时, 应对注浆泵及管, 进行调试, 用水试管, 保证施工没有问题时再注双液浆。

(5) 注满时的状态:初支处涌水或浆液。

(6) 注满后, 最头处阀门, 关掉, 中间阀门 (压力表处) 打开释压, 才能拆前一段管。

(7) 停止或注浆完毕时, 及时把注浆槽的管放入清水中3~4分钟, 抽水清洗管, 以防堵管, 影响下一个孔注浆作业。

(8) 注浆外流的浆液 (水玻璃) 表面光滑, 工作人员行走时, 注意防滑, 跌倒。

(9) 外漏浆液时, 停一下再注, 有水玻璃时间隔20秒左右, 只是水泥浆时, 间隔30分钟。

(10) 水玻璃的压力阀门要开大, 效果会更好。

(11) 装水玻璃的桶可回收再用, 收集好。

(12) 每次拆完管后, 再进行下一个孔注浆时, 都要用清水试通一下管的通畅。

(13) 水泥要堆放整齐, 地表面要用方木垫, 用篷布覆盖一层, 文明施工。

(14) 注浆时, 如发现从其他孔中喷出, 用木屑头堵住。

(15) 多观察岩面及初支情况, 有渗漏的地方采取堵或停半小时在注浆。

(16) 管的接头要绑好, 防止压力大爆管。

(17) 水量大, 水玻璃波美度调大, 水量小节省材料, 水玻璃波美度调小。

(18) 注浆交接班, 人员一定要提前到场, 注双液浆作业一定要连续。

隧道不良地质施工方案 第2篇

地质地段的处理

一、2007年10月1日，隧道K644+511~ K644+508出现塌方

1、地质描述

K644+511~K644+508段洞身围岩为强风化泥页岩夹砂岩，岩体裂隙发育且破碎，渗水较大，水主要从拱顶、右侧拱腰、掌子面中部和上部渗出。

2、塌腔范围描述

拱背塌腔最高3m，环向长度12.5m，纵向长度3m，塌腔由高变低，由宽变窄。

3、处理方案

为保证施工安全，经业主、设计、监理、施工单位现场讨论确定：按照设计C5-1方式支护（安装间距为50cm的I18工字钢，50cm×120cm的Ø25mm中空锚杆，24cm的C20喷射砼等），钢拱架安装到掌子面，并封闭钢拱架端部，在拱顶和拱腰各埋两根直径为50mm的泄水管。初期支护施工完后进行塌腔回填，采用M30水泥浆（1:1）或M30水泥砂浆灌注填充，塌方量根据回填量计算。

4、塌方充填量

采用充填水泥浆69.6T（92.06m3）。

5、处理时间

2007年10月1日~2007年10月8日，共8天。

二、2007年10月9日，隧道K644+ 506~K644+508出现塌方

1、地质描述

K644+506~K644+508段洞身围岩为强风化泥页岩、粉砂岩，岩体裂隙发育且破碎，渗水较大，拱顶、拱腰以及掌子面中部、左上部出现渗水。

2、塌腔范围描述

拱背塌腔最高4.5m，环向长度15.8m，纵向长度2m，塌腔由高变低，由宽变窄。

3、处理方案

为保证施工安全，经业主、设计、监理、施工单位现场讨论确定：喷10cm厚的C20喷射砼封闭围岩，掌子面喷10cm厚的C20喷射砼进行封闭，及时按照设计C5-1方式支护（安装间距为40cm的I18工字钢，50cm×120cm的Ø25mm中空锚杆，24cm的C20喷射砼等），钢拱架安装到掌子面，并封闭钢拱架端部，在拱顶和拱腰各埋1根直径为50mm的泄水管。初期支护施工完后进行塌腔回填，采用C25泵送砼填充，塌方量根据回填量计算。

4、塌方充填量

采用充填C25泵送砼105 m3。

5、处理时间

2007年10月9日~2007年10月15日，共6天。

三、2007年11月1日，隧道K644+461~ K644+ 452出现塌方

1、地质描述

K644+461~K644+452段洞身围岩为强～弱风化泥岩夹砂岩，岩 体极破碎且松散，裂隙发育，在开挖过程中出现塌方现象，在施工过程中，该段洞顶及掌子面出现掉块、塌方等现象，塌方桩号已延伸到K644+449，掌子面上部出现涌水现象，拱顶、右侧拱腰、掌子面中部和上部出现渗水，最大流量达146m3/S。

2、塌腔范围描述

拱背塌腔最大塌方高度在10m以上，环向长度16.5m，纵向长度12m，塌腔由高变低。

3、处理方案

为保证施工安全，经业主、设计、监理、施工单位现场讨论确定：

（1）加强初期支护，将钢拱架调整成间距为20cm的双层钢拱架，钢拱架半径按照C5-1施工，联结两钢拱架的联结筋间距调整为40cm，局部钢筋网片调整为4层，系统中空锚杆按照钢拱架间距加强支护，间距为20cm（纵向）×60cm（环向），每榀钢拱架的锁脚锚杆按照原设计施工。

（2）因塌方严重，每安装好两榀或三榀钢拱架必须及时进行喷射砼施工，施工完第一层后及时施工第二层钢拱架，待拱架靠拢掌子面后进行锚杆施工。掌子面必须采用C20喷射砼封闭，封闭厚度根据实际施工情况由施工单位和监理确定，但不小于10cm。（3）拱背回填采用C25泵送砼充填，因初期支护较薄，塌方较高，充填砼较厚，充填的砼落差较高，经多方面考虑，为了保证充填砼的过程中钢拱架不出现变形、喷射砼不出现开裂现象，必须在充填泵送砼前在拱背喷1m后的C20喷射砼作缓冲层。在施工初期支护过程中根据实际施工情况预埋填充层喷射砼和泵送砼管子以及排 3 水管（根据出水位置埋直径为50mm或100mm的排水管）。泵送砼分层充填，施工过程中根据实际情况确定，并做好监控测量。（4）因掌子面岩层松散，水较大，掌子面仍有塌方现象，该段塌方洞身按照上述方案施工，实际发生的工程量由监理根据实际施工情况确定。

4、塌方充填量 充填C25泵送砼825m3;

5、处理时间

2007年11月1日~2007年11月23日，共23天。

四、2008年5月17日，隧道K644+090~ K644+085出现塌方

1、地质描述

K644+090~K644+085段洞身围岩为强风化泥页岩、粉砂岩，岩体裂隙发育且破碎，渗水较大，拱顶、拱腰以及掌子面中部、左上部出现渗水。

2、塌腔范围描述

拱背塌腔最高8.5m，环向长度19.2m，纵向长度5m，塌腔由高变低，由宽变窄。

3、处理方案

为保证施工安全，经业主、设计、监理、施工单位现场讨论确定：（1）加强初期支护，将钢拱架调整成间距为50cm的双层钢拱架，钢拱架半径按照C7-1施工，系统中空锚杆间距为50cm（纵向）×100cm（环向），每榀钢拱架的锁脚锚杆按照原设计施工。（2）拱背回填采用C25泵送砼充填，因初期支护较薄，塌方较高，充填砼较厚，充填的砼落差较高，经多方面考虑，为了保证充填 砼的过程中钢拱架不出现变形、喷射砼不出现开裂现象，必须在充填泵送砼前在拱背喷0.5m后的C20喷射砼作缓冲层。在施工初期支护过程中根据实际施工情况预埋填充层喷射砼和泵送砼管子。泵送砼分层充填，施工过程中根据实际情况确定，并做好监控测量。

4、塌方充填量

采用充填C25泵送砼450 m3。

5、处理时间

铁路隧道浅埋不良地质段施工优化 第3篇

【关键词】隧道浅埋；不良地质段；施工方法；优化比较

1.隧道浅埋不良地质段施工方法的技术优化比较

隧道施工的开挖方法一般由明挖、半明挖和暗式开挖三种方式，具体选择采用哪种开挖方式主要还是要从经济方面、安全方面和建造技术方面、外部环境方面等角度加以分析。明挖通常只适用于覆盖层较薄的情况，开挖基坑在开挖作业过程中的安全与稳定性以及基坑的排水特点是明式开挖法应该考虑的主要问题，当开挖地段的区域地质所呈现的构造较为复杂，且地质构造的裂隙节理发育和地层结构水量大时，深进尺的开挖极容易导致山体的滑坡事故。明式开挖法则是先从地面开始向下开挖钻进直至基坑的结构底部，然后由下至上修建衬砌结构，最后完成回填并打造恢复路面的过程。为了防止塌方和保证安全施工，在场地不受限制时，明式开挖具有一定深度时，土壁应考虑做成倾斜的以保证土坡稳定，工程上叫做放坡。 半式明挖的方法则通常被应用于较为松散的地质结构条件或隧道设计线路处于地下水位之上的条件下。暗挖作为隧道开挖施工普遍被采用的一种掘进方法，由山体的地面层向下掘进开挖至一定的深度以后，及时封闭隧道开挖断面的顶部，其余的下部结构则在封闭顶盖后进行完整的施工过程。明式和暗式的掘进开挖法在二者的施工方案应用的方面来讲，浅埋隧道施工中将各具优势，为了能够确定采用哪种最佳施工方案，需从施工现场的外部环境、施工技术、建设经济和施工安全等多方面进行分析比较适用性和优越性。

采取明式掘进法的目的主要在于避免或减少浅埋层暗洞段施工过程中常常出现如涌水、坍塌冒顶、边墙失稳等事故灾害。但是，在通常情况下，隧道的设计位置都在山体间，凹地的土层结构汇水量一般比较大，设计中如果没有充分考虑到掘进施工中的防排水问题，掘进过程中由于水导致的事故灾害就必然存在，尤其是在多雨水季节，防排水问题会成为主导施工方法选择与进度控制所必然面临的问题之一。浅埋的明洞开挖完毕之后，对于前后山体结构土层造成的扰动极大，如果在处理方法上采取不当，就极可能会引起大范围或局部的山体失稳隐患而引发山体滑坡事故。根据实际施工当中总结的放样经验来看，开挖山体段的原有施工便道将被彻底破坏，为了能够保障隧道出口段的施工质量安全，一般需要重修施工便道。一般情况下开挖作业场地都很狭窄，施工难以全面开展，造成一定的出渣困难。我们需要做的是根据施工现场的实际情况，通过反复研究确定提出专项的整治处理施工方案。为了能够防止地下水渗透进入隧道开挖断面周边结构土层而影响到施工安全，在山体地表进行一定量的预注浆将会形成可靠的止水帷幕，从而确保隧道的正常施工进程。

浅埋暗挖法相比较于其他开挖方法，具有其自身明显的优势。如以城市地铁建设项目举例说明，浅埋暗挖法则对场地拆迁占地面积要求极小、对周边环境和交通的影响也体现良好且能够在建设投入方面节省很多。而与盾构掘进施工相比来看，浅埋暗挖法则将优势体现于施工过程简单，对于大型复杂设备的要求极低，且在不同地质、不同跨度的底层结构施工中均适用。当然，利弊同行，浅埋暗挖法字自身方法原理上还是存在一些明显的缺陷的，如施工进度慢、喷射混凝土造成的空气粉尘较大、投入劳动力量大、机械化程度不高和不适用于高位地下水土层结构的掘进施工（因为防排水的问题难以良好解决）。而采用这种浅埋暗挖掘进施工法时，通常比较常用的方法是正台阶开挖法，由于这种施工方法还常常采取如全断面法、单侧壁导坑超前正台阶法、双侧壁导坑正台阶法（眼睛工法）、中隔墙法等均适用于一些地质条件较为特殊的地段。

浅埋不良地质段的隧道掘进施工在选择施工方法中，应根据实地的围岩地质条件、水文条件、建设施工要求、机械设备和施工技术水平等多方面要求综合考虑，最终力求确定的是一种即合理又经济的施工方法。由于隧道开挖是一个会受到多方面因素影响的动态施工过程，其施工过程往往主要决定于地质水文条件，当围岩的地质条件较好时，开挖施工一般先将隧道的坑道断面开挖完再修筑必要的支护结构，如果条件允许即可以一次性完成整个断面的开挖掘进，而当隧道围岩结构的稳定性比较差的时候则必需要按部就班地先完成断面开挖并及时予以支护，以防止隧道围岩结构的变形引发进一步地坍塌事故。二次衬砌的施工应保证其修筑过程是先边墙后拱圈的顺序，即“先墙后拱法”。以下举例说明：

人工作业的挖孔桩维护结构的施工由于其自身结构具有设桩灵活性的特点，在隧道开挖过程中可按照围岩地质的特点适当在危险开挖地段予以加密或单独处理，亦可以加设其他临时辅助支护措施进行配合使用。挖孔桩的施工可以提前，占地少、施工方便和易于操作等优点明显，并且在对附近居民和道路建设的影响也可以控制到最小，不需要拆卸。原地貌破坏较小，山的干扰较小，有利于山体稳定性。混凝土的建成可以根据设计要求提前地面排水，减少地表水对隧道开挖效应。因此，挖孔桩帷幕暗挖挖几个有明显的优势，减少山干扰，缩短施工工期，投资少，因此决定采用挖孔桩帷幕开挖浅段施工。实践证明，选择合理的施工方法，施工的隧道可以安全，及地表沉降控制在设计范围。因此，选择合理的施工方法是建设的关键。从现有的国内外的工程性能和实验研究的情况，根据经济、工期考虑。在工程实践中，应根据地质条件，截面尺寸，地面环境和其他因素的方法可以实现，工期，安全性，适应性，经济性和技术性六个方面综合考虑，选择施工方法。当使用正确的施工方法和相应的施工辅助措施，可以做到安全、经济、快速施工的目的。

浅埋暗挖法适用于不宜明挖施工的土质或软弱无胶结的砂、卵石等第四纪地层，修建覆跨比大于0.2的浅埋地下洞室。对于高水位的类似地层，采取堵水或降水、排水等措施后也适用。尤其对于结构埋置浅、地面建筑物密集、交通运输繁忙、地下管线密布且对地表沉陷要求严格的都市城区，如修建地下铁道、地下停车场、热力与电力管线，这项技术方法更为适用。大跨度浅埋隧道隧道施工方法，宜采用中隔墙法（CD法）、中隔墙交叉台阶法（CRD法）、双侧壁导坑法（眼镜工法），拱结构应该是一个优先侧漂移的方法，最后取以柱孔的方法。施工中必须严格遵守“管超前、严注浆、短进尺、快支护、紧封闭、勤量测”十八字方针，不能违背。

2.结束语

综上所述，通过以上内容对隧道不良地质地段施工方法的优化对比分析，选择一种适应实际隧道情况的开挖方法既能够保证施工工期，又可以减少比必要的投入和周边环境造成的影响。笔者旨在希望能够对于我国铁路隧道施工能够确保安全地施工提出个人的一些意见及建议，仅供参考。

【参考文献】

[1]朱合华，杨林德，桥本正.深基坑工程动态施工反演分析与变形预报.岩土工程学报[J].1998，（04）.

[2]简明建筑结构设计手册编委会.简明建筑结构设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1992.

不良地质地段隧道施工方法探讨 第4篇

关键词：不良地质地段隧道,隧道施工方法

1 不良地质黄土隧道施工方法及技术要求

1.1 黄土隧道施工方法

1.1.1 黄土地层隧道施工, 应做好黄土中构造节理的产状与分布状况的调查。

对因构造节理切割而形成的不稳定部位, 在施工时应加强支护措施, 防止坍塌, 保证安全施工。

1.1.2 黄土围岩开挖后不能暴露时间过长, 否则围岩周壁风化至内部, 围岩体松弛会加快, 进而造成坍塌。

因此, 宜采用复合式衬砌, 在开挖时应少扰动, 开挖坑道后及时喷射混凝土, 并以锚杆、钢筋网和支撑作初期支护, 以快速形成严密的支护体系。必要时可采用超前锚杆、管棚预支护加固围岩。并应在初期支护基本稳固后, 进行永久支护衬砌的施工。衬砌背后尤其是拱顶回填要密实。

1.1.3 在有含水的黄土地层中施工时, 洞内应做良好的排水设施。

当地下水量较大时, 应在洞内采用井点降水法, 将地下水位降至隧道衬砌底部以下, 以改善施工条件, 加快施工速度;在干燥无水的黄土层中施工, 应管理好施工用水, 不使废水漫流。做好洞顶、洞门及洞口的防排水系统工程, 并妥善处理好陷穴、裂缝, 以免地面积水浸蚀洞体周围, 造成土体坍塌。

1.2 黄土围岩隧道施工原则及注意事项

1.2.1 施工中应遵循“短开挖、少扰动、强支护、及时密贴、实回填、严治水、勤量测”的施工原则, 紧凑施工工序, 精心组织施工。

开挖方法宜采用短台阶开挖方法或分部开挖法 (留核心法) 。初期支护应紧跟开挖面施作。

1.2.2 施工注意事项。

要做好洞口、洞门及洞顶的排水系统, 并妥善处理好陷穴、裂缝, 以免地面积水浸蚀洞体周围, 造成土体坍塌;施工中如发现坑道有失稳现象, 应及时用喷射混凝土封闭、加设锚杆、架立钢支撑等加强支护;施工时要特别注意拱脚与墙脚处断面, 如超挖过大, 应用浆砌片石回填。如发现该处土体承载力不够, 应立即加设锚杆或采取其它措施进行加固。

2.1 探明断层地带情况

施工前, 切实掌握所遇断层带的所有情况。当断层破碎带的宽度较大, 破坏程度严重。破碎带的充填物情况复杂, 且有较多地下水时, 应在隧道一侧或两侧开挖调查导坑。利用调查导坑详细测绘地质状况后, 应及时做好封闭衬砌;调查导坑穿过断层后, 宜在较好的岩层中掘进一段距离再转入正洞, 开辟新的工作面, 以加快施工进度。如设有平行导坑时, 可超前于正洞, 预先了解正洞断层的实际地质情况, 并有利于排水。

2.2 选择合理施工方法

在断层带施工, 应根据有关施工技术与机具设备条件, 进度要求, 材料供给等, 慎重选择通过断层地段的施工方法。当断层带内充填软塑状的断层泥或特别松散的颗粒时, 比照松散地层中的超前支护, 采用先拱后墙法。墙部的首轮马口, 用挖井法施工, 如断层带特别破碎, 则二、三轮马口应以扩井法施工, 最后挖去核心, 随即施作抑拱。如断层地段出现大量涌水, 则宜采取排堵结合的治理措施。

2.3 施工注意事项

2.3.1 防排水作业。

如断层带地下水是由地表水补给时, 应在地表设置截排系统引排。对断层承压水, 应在每个掘进循环中, 向巷道前进方向钻凿不小于2个超前钻孔, 其深度宜在4m以上, 以探明地下水的情况。随工作面的向前推进挖好排水沟, 并根据岩质情况, 必要时加以铺砌。如为反坡掘进则除应准备足够的抽水设备外, 并应安排适当的集水坑。坑壁或坑顶有水流出时, 应凿眼安置套管集中引排, 使其不漫流。

2.3.2 施工工序。

通过断层带的各施工工序之间的距离宜尽量缩短, 并尽快地使全断面衬砌封闭, 以减少岩层的暴露, 松动和地压增大。当采用上下导坑, 先拱后墙法施工时, 其下导坑不宜超前过多, 并改用单车道断面, 掘进后随即将下导坑予以临时衬砌。上下导坑间的漏斗间距宜加大, 并全部以框架框紧。

2.3.3 开挖作业。

采用爆破法掘进时, 应严格掌握炮眼数量、深度及装药量。原则上应尽量减小爆破对围岩的震动;采用分部开挖法时, 其下部开挖宜左右两侧交替作业。如遇两侧软硬不同时, 应用偏槽法开挖, 按先软后硬顺序交错进行。

2.3.4 支护作业。

断层地带的支护应宁强勿弱, 并应经常检查加固;在断层地带中, 开挖面要立即喷射一层混凝土, 并架设有足够强度的钢架支撑;当采用分部开挖, 使用以往木支撑时, 要注意上导坑和扩大两工序间的支撑倒换工作, 并需预留足够的支撑沉落量, 防止因倒拆横、纵梁及反挑顶而引起坍方。这种坍方往往处理费事, 且对安全威胁很大。此外, 当拱圈封顶后应立即设置拱脚卡口梁, 并应以木楔切实塞紧。

2.3.5 衬砌作业。衬砌应紧跟开挖面;衬砌断面应尽早封闭。

3 不良地质溶洞

溶洞是以岩溶水的溶蚀作用为主, 间有潜蚀和机械塌陷作用而造成的基本水平方向延伸的通道。当遂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;有时遇到填满饱含水分的充填物溶槽, 当坑道掘进至其边缘时, 含水充填物不断涌人坑道, 难以遏止, 甚至地表开裂下沉, 山体压力剧增;有时溶洞、暗河迂回交错、分支错综复杂、范围宽广, 处理十分困难。我国石灰岩分布极广, 常会遇到溶洞。因此, 在这些地区修建隧道, 必须予以注意。所以, 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; (有元长期补给来源、雨季水量有无增长) 等, 分别以引、堵、越、绕等措施进行处理。

3.1 引排水

3.1.1 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。暗管、涵洞、小桥等设施, 渲泄水流, 或开凿泄水洞, 将水排出洞外。

3.1.2 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。

3.2 堵填

3.2.1 对已停止发育、径跨较小、无水的溶洞, 可根据其与隧道相交

的位置及其充填}青况, 用混凝土、浆砌片石或干砌片石予以回填封闭, 根据地质隋况决定是否需要加深边墙基础。

3.2.2 拱以上空溶洞, 可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。

3.3 跨越

3.3.1 当隧道一侧遇到狭长而较深的溶洞, 可加深该侧的边墙基础通过。

3.3.2 当隧道底部遇有较大溶洞并有流水时, 可在隧道底以下砌筑浆砌片石支墙, 支承隧道结构, 并在支墙内套设涵管引排溶洞水。

3.3.3 当隧道边墙部分遇到较大、较深的溶洞, 不宜加深边墙基础时, 可在边墙部位或隧道底以下筑拱跨过。

3.3.4 当隧道中部及底部遇有深狭的溶洞时, 可加强两边墙基础, 并根据情况设置桥台架梁通过。

3.3.5 溶洞上大下小, 且有部分充填物时, 可将隧道顶部的充填物

清除, 然后在隧道底部标高以下设置钢筋混凝土横梁及纵梁, 横梁两端嵌入岩层。

3.3.6 隧道穿过大溶洞, 情况较为复杂时, 可根据情况, 以边墙梁及行车梁通过。

参考文献

[1]肖清华, 张继舂, 夏真荣, 等.隧道掘进爆破设计数据库的应用研究[J].铁道建筑, 2O06, (10) .[1]肖清华, 张继舂, 夏真荣, 等.隧道掘进爆破设计数据库的应用研究[J].铁道建筑, 2O06, (10) .

[2]万姜林, 唐果良.复杂周边环境下浅埋超大断面隧道施工技术[J].地下空间, 2004, (2) .[2]万姜林, 唐果良.复杂周边环境下浅埋超大断面隧道施工技术[J].地下空间, 2004, (2) .

隧道不良地质施工方案 第5篇

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关键词:公路隧道;地表裂缝;拱顶下沉

中图分类号:U455.1文献标识码:A文章编号:1000-8136(2010)11-0059-02

随着高等级公路建设的发展,特别是近年来山区高速公路的修建,公路隧道得到了广泛的应用。但是在穿越山岭时,由于受路线走廊带的限制或者路线标高等的控制,隧道不可避免的要穿越不良地质体。同时由于施工管理的不规范,在施工时不可避免会出现一些问题。及时、合理处理这些问题对工程建设有着非常重要的意义。

1 地质地貌及工程简介

隧址位于贵州省黔东南州丹寨县鸡照村境内,隧道穿越区为构造隆升低山工程地质区,山体为南北走向,地势总体北低南高,隧道与山脊近于直交,沿隧道轴向山体浑圆,两侧低,中部高。出口段地形较陡,坡角约37°。隧道采用分离式,左线总长为2 760 m,右线总长为2 727 m,隧道左线最大埋深370.0 m,右线最大埋深约368.0 m。

2 洞口处地质地貌(洞口段地质进行了补勘)

隧道出口位于一崩坡积体,崩坡积体平面形态总体呈似舌型,轴向最长175 m,横向最宽100 m,地势总体东高西低,坡体后缘基岩出露。据钻探揭露,上部覆盖块石土最深处29.7 m,平均厚度约18 m。崩坡积体后壁似呈不规则的圈椅状,局部为折线形,基岩出露,呈高约5 m～20 m、坡度55°～70°的陡坎,出露的岩性为泥灰岩,呈青灰色,岩质较新鲜。前缘隧道右线洞口两侧均有基岩出露,中后部为崩坡积块石土。崩坡积体表层覆盖0.5 m~1.2 m的崩坡积含碎块石亚黏土,下部为含有亚黏土的碎石土及块石土,结构较疏松。从钻探资料表明,孔隙较发育,贯通性较好较,钻探过程中出现漏水现象。块石的母岩成份为泥灰岩及砂岩。

3 原设计对该段的处理

原设计考虑到洞口段位于坡积体内,且碎石成分相对较大,在该段衬砌采用洞口加强段衬砌及30 mφ108×9大管棚的基础上,对该山体采用了地表注浆加固。注浆管采用φ50×4的钢管,管壁每15 cm交错布置直径为8 mm的孔,注浆浆液采用1∶1的水泥砂浆。注浆范围为:横向由隧道中心线向左、右侧各13 m;纵向由左、右洞明暗交接处起向洞身方向分别为44 m和40 m;竖向注浆深度由原地表至弱风化基岩至少3 m。

4 隧道施工情况

在洞口大管棚(30 m)及边、仰坡施工完成的情况下(此时原设计的地表注浆未实施),2008年7月20日,上半断面采用环形开挖留核心土法开始暗洞部分的施工。2008年8月17日,因截水沟、边仰坡地表开裂严重,洞内出现多道环向裂缝,停止洞内施工。2008年8月22日开始施做地表注浆。2008年9月7日恢复洞身开挖,截至2008年9月17日左洞累计进洞30 m,右洞32.5 m。此时隧道洞顶出现了多道纵、横向裂缝,同时洞内喷射混凝土也多处出现开裂。根据监控量测数据显示,左右洞地表下沉累计分别达58 mm、56 mm,洞内拱顶下沉最大值分别为34 mm、62 mm。通过量测单位对近期数据分析发现变形还在持续,且有加速的迹象。另外边坡咨询单位在洞顶布设的深孔位移监测桩数据显示洞口处仰坡出现明显的异常带,分析认为在距孔口深20.5 m处有形成华东面的趋势,据此边坡咨询单位发出了二级预警报告。针对该情况,2008年9月18日,业主约请设计单位、监理单位、咨询单位、监控量测单位等现场勘察。

5 问题分析及处理方案

对该隧道出现的地表裂缝、拱顶下沉及喷射混凝土开裂现象,分析认为主要是以下两方面的原因:(1)隧道所处山体围岩破碎,且原设计的地表注浆加固也未让实施,这样就未能有效发挥和利用围岩的自承能力,导致洞内开挖后围岩的塑性变形过大。(2)隧道开挖后应力的重分配和开挖爆破的影响。虽然边坡进行了防护处理,但由于坡体地下水状况变化较大,开挖必然会引起边坡应力调整,加上坡体岩体松散、施工爆破的影响等,从而导致山体的开裂和下沉。根据现场对问题成因的分析,首先要求施工单位立即停止掌子面开挖,并喷射10 cm厚的混凝土封闭掌子面。对ZK173+618(明暗交接处)~ZK17+585、YK173+634(明暗交接处)~YK173+600采取以下措施:(1)洞内采取临时钢支撑,对以开挖上半断面采取临时仰拱封闭。(2)上半断面拱脚每侧增设2根4 m长的φ22的锁脚锚杆。(3)洞内采用6 m长的φ50×4的小导管进行径向注浆加固。(4)隧道下导坑落底后,在坡积体范围内加固隧道仰拱基础。(5)加密二衬混凝土钢筋间距,及时施作二衬。根据随后的施工情况,在临时支撑的保护下,施作了洞内径向小导管注浆后就已基本控制的围岩变形,从监控量测数据来看地表开裂和拱顶下沉都得到了有效的抑制。最终在实施完以上所定的措施后,隧道成功的穿越了该段不良地质段。

6 几点认识和体会

(1)洞口处的地勘一定要尽可能的详细准确,因为进洞及洞口段的施工是隧道施工的难点和重点,在准确的地勘前提下,工程设计人员才能做出合理的设计,施工员才能做出合理、安全的施工方案。

(2)控制和节约投资是我们对国家和人民负责的态度,但这些必须建立在科学的基础上、建立在安全的基礎上,不可盲目的一味考虑节省投资。否则的话会事与愿违。

(3)在解决突发问题时,时间上一定要快。各方一定要及时赶赴现场,第一时间掌握现场真实情况,这样不仅利于我们工程人员做出正确的方案,更重要的可是以避免人员伤亡、减少财产损失。

Bad Geological Section Processing of Shangzhai Tunnel

Zhou Kang, Xiao Songtao

Abstract: In this paper,we made a discussion of causes and handle suggestions,of the surface cracking、dome subsidence and inside shotcrete cracking,which occur when the export of Shangzhai tunnel crossed the integrated slope.

不良地质条件对隧道施工的影响 第7篇

1 高原地质对隧道施工造成的影响及应对措施

因为在我国的西部地区,高原地质是不可避免的,因此高原隧道的施工中必须做好应对这种地质条件的准备。又因为施工地区具体的自然气候和地理位置等,给高海拔的隧道施工造成了一定的影响。首先,因为海拔较高,而且温度较低,环境缺氧等因素,高原隧道的施工每年只有约240天左右。又因为其自然环境比较恶劣,工作人员和机械设备的工作效率都明显有所下降,工程的进度也就会有所减缓,延长了工期。其次是高原的生态系统比较脆弱,因此一旦遭受了破坏将在很长一段时间内无法完全恢复过来。在进行高原隧道设计和施工时都要对这个问题进行全面的调查研究,制定完善的施工方案。还有就是因为高原的独特气候,若是隧道发生了渗水的现象,则因为温度较低,水会很快结成冰,发生冻胀以致对隧道造成结构上的破坏。

应对高原地质的措施中除了要严格遵守相关的技术规范和标准外,还要严格按照我国的相关环保细则来保护当地的生态环境,做好土地的复耕和复平等工作,爱护当地的野生动物,对生活垃圾和废水、废气等都要做好相关的处理措施,使其对环境的危害减到最低,并根据规定进行严格验收。在隧道的防水工程上,要达到“三不”标准,即不淌、不滴、不漏,尽可能的保持隧道内部的干燥。进行衬砌施工时最好使用合适的速凝剂以及防冻剂和早强剂,并且按照材料的具体性能做好试验工作,确定掺入量,使其达到最好效果。同时也要建立一个有效的领导班子,落实责任制度。

2 岩溶地段对隧道施工造成的影响及应对措施

所谓的岩溶,即指的是石灰岩和白云岩、石膏、白云质灰岩、岩盐等一些可溶性的岩层,因为受到水或者机械的外力作用产生了裂缝或者空洞等,从而发生了坍塌,致使地表出现陷穴和洼地等。这种地质条件对隧道施工可能造成的影响主要有四个方面:(1)建筑物会因为这些洞穴而发生或者部分发生悬空的现象,使得隧道的安全度大幅度的降低。(2)类似一氧化碳等可溶性的物质如果其含水量突然升高,那么将对隧道的结构造成很大的侵蚀作用,减低隧道的使用寿命。(3)因为在洞穴周围的堆积物容易发生坍塌,所以致使其受力的分布状态发生改变,造成隧道的稳定性受到影响。(4)因为地下水易发生流失的现象,所以在隧道的顶部地面岩溶也就容易发生塌陷的现象,这就致使隧道的环境地质遭到了破坏,致使隧道的结构出现不稳定的因素。

要尽量减低岩溶地段对隧道施工的影响,主要的措施有四种:(1)引,也就是说遇到有水溶洞或者暗河的时候,最好是采取疏通的方式,而不是堵。可以采用涵洞或者暗管的方式排水,也可以开凿一些泄水洞,使得岩溶水流可以自然的排除,使水位下降到合适的位置。(2)堵,也就是对于那些没有发育了,并且跨径相对较小,也没有水溶洞的,可以根据实际情况进行填充,可以用混凝土或者浆砌片石等进行回填,或者对隧道的底部进行加固,对边墙基础进行加深等。若是在隧道的顶部有空的溶洞,那么视其具体情况,可以采取锚杆或者锚喷网来进行加固,或者注浆、设置护拱等。(3)越,也就是在隧道的底部若发现了比较大的溶洞,而且还有水流的时候,可以设置支墙,使其支撑其隧道的结构,还可套设涵管来进行排水。(4)绕,即在施工的过程中,一些溶洞因为处理起来比较困难,或者耗时较长,就可以采取迂回战略,绕过这个溶洞的位置来进行隧道的施工,然后处理溶洞,就可以有效的加快施工的效率。

3 膨胀性地质对隧道施工造成的影响及应对措施

膨胀性地质状况也是比较常遇到的不良地质条件,这种地质条件可能造成断面的缩小或者基脚下沉、拱腰开裂等等现象。在发生变形的初期,会产生很大的变形值,且以较快速度位移,必须及时的进行控制,否则就将带来非常严重的后果。

在处理措施上主要有三个方面:(1)可以采取上导坑或者弧形导坑的方式,先拱后墙的进行处理。在工序的安排方面,要特别注意施工的紧凑,在进行开挖后,要尽可能的缩短围岩暴露的时间,尽量避免其发生风化或者水化,在筑拱后还要立即进行压降加固措施。减少围岩暴露在外的时间也是为了尽量减小围岩膨胀的压力。(2)用作导坑支撑的木桩多为框架的方式,预留出沉落的量,约为0.2米至0.4米之间。还要扩大扇形的支撑作用,并且从上至下进行开挖,纵梁都需要预留沉落量。若是使用花拱支撑的方式,则可以用弧形导坑进行开挖,并且分片架立。若是开挖中层,则拱脚岩层最好保留一定的宽度,使得马口的位置可以分段掘进。(3)在施工的过程中,拱脚可能发生下沉的现象,可以使用大的拱脚断面,在起拱线以上的一米范围内,可以采用同级的混凝土进行灌抵,并且在岩壁上打入锚杆,设置方形的木排于拱架的下方。一般可将拱脚提高约10厘米左右,以防止衬砌发生侵蚀作用。

4 结语

因为不良地质条件对隧道施工安全的潜在威胁是非常大的,如果不进行妥善处理,则可能造成设备损坏、财产损失甚至人员的伤亡。而在施工前做好地质条件的准确资料准备,且运用恰当的处理措施,则可以有效的将威胁降到最低,即便发生了灾害,也可将其损害降到最低程度,有效保障了隧道施工的安全和质量。

参考文献

[1]王晓霞,杨长城.不良地质隧道施工技术[J].山西建筑,2007(33).

[2]刘亚洲.不良地质地段偏压隧道的洞口施工方法浅谈[J].魅力中国,2010(31).

[3]徐楷.隧道不良地质区段的施工安全措施[J].铁道劳动安全卫生与环保,2008 (4).

[4]梅树强.隧道不良地质地段三种常用施工方法探讨[J].中国科技纵横,2010(1).

隧道不良地质施工方案 第8篇

1.1 工程简介

DK267+777.5陈家坡隧道位于璧山县青杠镇三星村境内, 隧道起止里程为DK267+460～DK268+095, 全长为635 m。隧道按旅客列车设计行车速度250 km/h, 双线隧道设计, 隧道纵坡为-25‰。进口斜切段15 m, 斜切延伸段10 m, 出口斜切段15 m, 斜切延伸段25 m, 暗挖段570 m, 围岩均为V级围岩。斜切及斜切延伸段采用明挖法施工, 暗挖段采用锚喷构筑法施工, 光面爆破法开挖。全隧仰拱超前拱墙施作, 拱墙一次衬砌;洞身V级围岩地段设全环I20b工字钢钢架及拱部Φ42超前小导管加强支护, 进出口段设Φ108大管棚支护。

1.2 工程地质及水文地质

隧址区位于四川盆地内。地貌类型为丘陵, 地处川东褶皱带, 隧道洞身所处沙溪庙组 (J2s) , 主要为砂泥岩互层, 属于弱风化带。地层泥岩中裂隙水含量甚微, 砂岩中相对较大, 全隧道穿越地层围岩等级均为V级。隧道主要不良地质为泥岩风化剥落、进出口仰坡顺层以及瓦斯;特殊岩土为松软土、泥岩的膨胀性。

2 工程特点

(1) 进出口边仰坡顺层, 易产生边仰坡滑塌, 危岩落石。

(2) 有瓦斯等有害气体存在, 施工过程存在瓦斯灾害等安全隐患, 安全风险大。

(3) 全隧埋深浅, 最大埋深30 m, 基岩为泥岩夹砂岩, 节理发育, 易产生塌方。

(4) 施工选择进口施工, 隧道纵坡为-25‰, 排水不便。

3 施工技术

3.1 洞门边仰坡施工

根据设计洞门的里程和标高刷好洞门仰坡, 进口边坡仰坡顺层, 属于泥岩夹页岩的不良地质土石, 洞门口边坡采用锚杆挂网喷浆进行加固, 参数:Φ22砂浆锚杆11 (m) 梅花形布置、Φ6@200 mm钢筋网片、C25喷射混凝土10 cm。

3.2 大管棚施工

3.2.1 技术参数

管棚采用Φ108 mm壁厚6 mm热轧无缝钢花管, 环向间距40 cm, 外插角1°～3°。管棚设置于衬砌拱部140°范围内, 导管上设注浆孔, 按15 cm间距梅花形交错设置, 孔径10～16 mm, 管尾段留2.0 m不钻孔的止浆段。

3.2.2 长管棚施工

(1) 洞口段设置11 (m) 的C20混凝土导向墙, 导向墙内预埋壁厚5 mm直径146 mm的孔口管, 并在每侧导向墙底设置4根Φ42锁脚锚管, 每根长4m, 焊于两榀钢拱架上。

(2) 按设计设置两榀Ⅰ20工字梁临时钢支撑拱架, 在两榀钢拱架上, 按管棚设计位置 (间距和水平标高、仰角) , 准确的焊上导向管, 导管为Ф1465 mm无缝钢管, 外端焊一个法兰盘。

(3) 安装钻孔机接通水管即可开钻, 随着钻孔进尺应随时检查孔眼的方向与仰角, 以免超过误差限度。

(4) 压浆液。隧道采用单液注浆, 灌注浆液为纯水泥浆液, 注浆参数:水泥浆水灰比1∶1;浆压力:0.6～1.0 MPa。压水泥浆可用浆筒随加随压直到注满为止, 最后堵口。压浆时应注意将压浆管伸入孔底, 保证压浆饱满。待水泥浆达到70%设计强度即可进行洞身拱部开挖。

3.3 暗洞开挖方法

进洞口采用三台阶带临时仰拱的台阶法施工, 三台阶法上部开挖断面高度定为4 m, 中部开挖定为4 m, 下部开挖断面高度约为3 m。施工工序如下:

第一步:①利用上一循环架里的钢拱架施作隧道拱部超前支护;②开挖①部;③施作①部初期支护, 既初喷4 cm混凝土, 铺设钢筋网, 架立钢架, 设置I18临时钢架, 喷临时仰拱。

第二步:①滞后①部一段距离后, 开挖②部;②台阶周边部分初喷4 cm厚混凝土;铺设钢筋网;③接钢拱架;④钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。

第三步:①滞后②部一段距离后, 弱爆破开挖③步;②施作③步初期支护, 既初喷4 cm厚混凝土, 铺设钢筋网, 架立钢架, 复喷混凝土至设计厚度;③施作隧底喷混凝土。

第四步:浇筑仰拱, 待初期支护收敛后, 拆除I18临时仰拱钢架, 浇筑拱墙混凝土。

施工图见图1。

4 监控量测

4.1 监控量测的目的

现场监控量测是“新奥法原理”施工的三大要素之一, 是复合式衬砌设计、施工的核心技术。本隧按新奥法设计施工, 施工中加强监控量测对准确判定围岩的安全状态、合理确定二次衬砌的施工时机非常重要。同时通过监测数据的反馈分析, 可验证施工设计的科学性和合理性, 以及施工方法、支护方案的可行性, 以便及时、准确地调整支护参数, 修正施工方法及施工程序, 确保施工安全。

4.2 量测方法及频率

隧道必测项目分为洞内外观察、拱顶下沉、净空变化、和地表沉降。洞内外观察主要采用肉眼和相机配合进行观察地表沉降测点埋设在隧道中线上, 与洞内沉降观测标在同一断面上。拱顶下沉主要用钢尺和高精度水准仪进行, 测点布置5 m一个断面;净空变化主要用收敛仪进行, 测点布置和拱顶沉降测点为同一断面, 在拱腰和边墙处布设两条测线;地表沉降测点埋设在隧道中线上, 与洞内沉降观测标在同一断面上。观测频率根据变形速率和量测断面距开挖断面的距离确定, 支护完毕后一天测一次, 当变形速率<0.2 mm/d, 量测断面距开挖断面距离>5B (B为隧道宽度) 时, 观测频率一周一次, 直至观测至围岩稳定;观测数据及时处理后, 选择好管理等级标准和允许变位值后, 可根据监控信息进行动态管理。

4.3 量测数据的处理与反馈

对现场量测数据绘制量测数据与时间关系曲线和空间关系曲线, 并进行数据处理或回归分析。当位移急骤增加, 每天的相对净空变化超过10 mm时, 应重点加强观测, 并密切注意支护结构的变化;当位移～时间曲线出现反弯点时, 同时出现支护开裂或掉块, 尽快采取补强措施以防坍方。浅埋隧道应及早施工二次衬砌:深埋隧道的变形基本稳定判断条件如下:隧道周边变形速率明显趋于减缓, 水平收敛速度小于0.2 mm/d, 拱顶下沉速率小于0.15 mm/d时, 可认为围岩基本稳定。

5 结束语

本隧根据新奥法施工原理, 结合设计图纸和现场地质勘查情况, 采用多种加强支护工艺对隧道围岩进行加固, 同时遵循“短进尺、弱爆破、早封闭、勤测量”的施工原则, 不但保证了施工安全, 也使隧道结构物质量得到很好的保障。同时超前地质预报和监控量测数据对隧道安全开挖、初期支护、二次衬砌施作提供良好的数据指导, 从而保证了隧道顺利穿越复杂不良地质地段。通过对此隧道的施工工艺总结, 对其他浅埋隧道穿越不良地质地段有更好的借鉴。

参考文献

[1]关宝树.软弱围岩隧道施工技术[M].北京:人民交通出版社, 2011.

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[5]沈中其.铁路隧道围岩分级方法[D].成都:西南交通大学, 2000.

[6]崔玖江.隧道与地下工程注浆技术[M].北京:中国建筑工业出版社, 2011.

隧道不良地质施工方案 第9篇

伴随着基础设施的大力兴建,我国的隧道设计及施工技术等在各方面都取得了长足的进步和迅速的发展。当今隧道工程领域的发展,由于各种工程需求,愈发突显在隧道长度、施工跨度、隧道埋深等方面逐年递增的趋势。那么,与之而来的就是工程地质条件更为复杂。隧道工程属于隐蔽工程,所以对于其工程地质情况,很难在施工前有较为精准的认知,目前只能通过现有技术仪器对地质环境做出量测,这必将给隧道的设计及施工带来较大的盲目性。也因此,在隧道的施工过程中经常遇到突发涌水、塌方等工程事故,事故发生后,将带来影响工期、增加造价等直接经济损失,甚至是重大人员伤亡的严重后果。

2006年1月21日,湖北恩施州利川市中铁11局马鹿菁隧道2 480 m处施工时,平导洞发生透水事故并通过联络巷灌入正洞,半导洞中8人和正洞中3人安全撤出,正洞中其余11人被困遇难;2007年贵州贵阳市金阳新区境内,小平坝河排水工程项目隧道距出口1 km处发生坍塌事故,造成5人死亡,4人受伤[1]。通过大量的事实,证明对于不良地质情况及预防措施和超前预报分析的研究很有意义。

1不良地质

不良地质总的来说是指由地球内力或外力产生的对工程可能造成危害的地质作用,它包括自然因素或者人为活动引发的危害人民生命财产安全的山体崩塌、滑坡、岩溶、泥石流、地面塌陷、地面沉降等与地质作用有关的灾害。这些现象对隧道工程的安全性、经济性以及正常使用都产生不利的影响。

1.1 几种常见的不良地质现象

1.1.1 崩 塌

崩塌发生的条件:①临空面高度大于30 m,坡度大于50°的高陡斜坡,孤立山嘴或凸形陡坡及阶梯形山坡均为崩塌形成的有利地形;②各类岩土都能形成崩塌,但不同类型所形成的崩塌规模不尽相同; ③各种构造面,如裂隙面、岩层层面、断层面等。

诱发崩塌的外界因素:①地震;②融雪,降雨;③地表水的冲刷,浸泡;④地下水;⑤风化作用;⑥人为因素的影响。

1.1.2 滑 坡

滑坡指大量的山体物质在重力作用下,沿着其内部的一个或几个滑动面,整体向下滑动的现象,滑坡的产生可分为内因和外因。内在因素主要是:在地形方面当斜坡的坡度在22°～35°最易形成滑坡,当斜坡相对高度在10 m以下时,一般不会发生滑坡;10～50 m时,易发生小型滑坡;50～100 m时,易发生中型滑坡;100 m以上时,易发生大型滑坡。综上,斜坡高度越大,滑坡的几率越高,相应的规模也成正增长。在地质构造方面有不同岩性的堆积层界面、软弱夹层面、缓倾的大型节理面等。而外在因素主要体现为:降水的软化、增重作用,地下水的动、静水压力,地震的水平竖直作用,以及人为因素如爆破作用等等。

1.1.3 泥石流

泥石流形成需要丰富的松散物质、充足的突发性水源和陡峻的地形条件。其中松散物质主要指断层破碎带物质、风化壳物质、崩塌滑坡及坡积层物质等。突发性水源主要来自集中暴雨、冰雪融水和湖库溃堤等。

除了以上三种形式,还有很多其他形式的不良地质情况。

2防治措施

2.1 崩塌的防治措施

①绕避。对可能发生大规模崩塌的地段,应设法绕避,将线路向山侧移,移至稳定的山体内,以隧道通过。在采用隧道方案绕避崩塌时,要注意使隧道有足够长度,使隧道进出口避免受崩塌的危害,以免隧道运营以后,由于长度不够,受崩塌的威胁,在洞口又接长明洞,造成浪费和增大投资;②加固山坡和路堑边坡;③修筑拦挡建筑物。对于中、小型崩塌可修筑遮挡物和拦截建筑物;④清除危岩。若山坡上部可能的崩塌数量不大,而且母岩的破坏不甚严重,则以全部清除为主;⑤做好排水工作。地表水和地下水通常是崩塌落石的诱因,在可能发生崩塌落石的地段,务必还要做好地面排水和对有害地下水活动的处理。

2.2 滑坡的防治措施

①避开滑坡的危害。由于对规模较大的滑坡,治理起来工程量较大,造价高且工期长,所以应在设计阶段进行绕避;②排除地表水和地下水。滑坡多和地表或地下水有关,在治理初期,采取一些排水措施,可以起到防止或减缓滑坡发生的效果;③抗滑支挡。主要为支挡结构抗滑挡墙、抗滑桩、锚索抗滑桩等。

2.3 泥石流的防治措施

①形成区。形成区应以水土保持和排洪为主;②流通区。流通区应以拦碴坝为主;③沉积区。沉积区应以导排为主。[2]

3超前预报

目前较为常用超前预报方法有地质雷达(GPS)和 TSP。

3.1 地质雷达(GPS)

地质雷达用于测试距离在35 m范围内的情况,其主要工作原理是地质雷达天线向着隧道掌子面发射电磁波信号,在期间遇到裂隙、岩溶等介质时,电磁波发生反射,天线接收信号,经过分析,即可了解前方情况。目前,地质雷达主要用于场地勘察,工程质量检测及病害诊断、隧道超前跟踪探测及预报等几个方面[4]。

3.2 TSP

TSP用于测试距离在150 m左右的情况其工作原理如图1所示。将一定数量的钻孔布设在掌子面后一定距离内,利用TPS中爆破装置发射地震波信号,地震波以球面波的形式在岩体中向四周传播,其中一部分向隧道掌子面前方传播,经前方的反射界面(不良地质界面)反射,由TSP系统的传感器接收,同时转换成电信号并放大。最后经软件分析处理,工程技术人员完成解译,即可提交预报成果[5]。

4小结

在隧道工程中,不良地质的形式多种多样,随着我们对隧道适用性要求的不断增加,选择合适的施工方法,运用各种方法最大限度的掌握工程的实际地质情况,尽量减少甚至避免不良地质情况给隧道施工带来的不利影响。同时,对于不良地质情况的预防,应该以发展的眼光看待,做到与时俱进。大量事实证明,超前预报在隧道工程中有着不可或缺的地位,所以应该把超前预报列为隧道工程中的一个步骤,通过充分利用,降低隧道施工的风险,使其按时保质保量的竣工。

摘要：隧道施工由于地质条件复杂、技术水平限制等客观因素,在其整个施工过程中常常发生塌方等地质灾害,为了尽可能减少甚至避免病害的发生,并为可能发生的病害情况进行预警、处治等提供技术支持,本文主要分析了不良地质情况及防治措施,并简要介绍了超前预报在不良地质情况下隧道中的应用。

关键词：不良地质,隧道施工,超前预报

参考文献

[1]刘辉,张智超,王林娟.2004～2008年我国隧道施工事故统计分析[J].中国安全科学学报,2010,(1).

[2]胡厚田,白志勇.土木工程地质[M].

[3]赵风雷.GPR和TSP方法用于某隧道工程地质超前预报研究[J].科技创新导报,2010,(5).

[4]常铮.地质雷达的工作原理及应用[J].山西建筑,2007,33(7).

浅谈隧道不良地质段施工技术及管理 第10篇

关键词：隧道,不良地质段施工,管理,探讨

在隧道工程建设的过程中, 由于多重因素的影响会造成工程的稳定性不够或者是施工不到位的现象。在实际的工作中, 一些地质现象如泥石流、滑坡等会给建筑工程带来严重的影响。在实际的工作中, 隧道经过不良的地质段会遇到不同类型的施工难度, 因此相关的建设和施工人员需要对这一问题加强重视, 保证隧道工程的稳定性, 增强施工的安全性。

1 隧道不良地质段概述

隧道不良地质段主要是在工程建设的过程中可能会遇到不同的地质条件, 如地貌、地形等等。不同的地质条件队隧道工程的质量都会造成严重的影响, 其中较为常见的就是地下水、岩溶、河流等等。对于不同的地质条件需要采用不同的方式来进行防护, 其中对于洞口段山体来说, 其土质主要为松散的堆积物为主, 而且其稳定性相对较差, 很容易出现坍塌的问题, 这就给施工人员带来一定的危险性。对于松散地层涞水, 其胶结性能较差, 在施工的过程中会出现滑坡吻戏。因此, 如果要在这一地层情况下开挖隧道, 需要首先采取预防措施, 然后在记性具体的施工工作。采取的措施主要为超前锚杆和短柱的支护工作等等。不同的地质需要采用不同的方式, 这样才能实现高效性。

2 隧道不良地质段施工技术及其管理探析

2.1 隧道不良地质段施工方案制定和管理

在隧道方案制定的过程中, 遇到不良地质段是较为常见的现象, 工作人员需要根据施工现场的地质条件来制定相应的施工方案。通常情况下, 施工方案需要采用长隧短打的方式, 如果是对软弱围岩进行施工, 需要强烈坚持弱爆破、短进尺以及强支护等原则。而且, 在具体的施工中可以积极应用国内外先进的技术和措施, 同时还要引进一流的机械和设备, 形成多种形式的机械化作业。如果在洞内进行施工, 需要采用无轨运输的方式, 根据挖掘机以及装卸设备的运载量来进行工程的分配和执行。可以在洞口段的施工过程中采用侧壁导坑的开挖形式, 如果田间较为恶劣, 需要采取全断面开挖的形式, 从光面进行爆破, 然后用挖掘机将渣底进行清理。另外, 还需要用到适当的人工开挖的形式。为了保证挖出的土质和砂石等影响后期的施工工作, 需要将相应的废弃物运输到施工现场之外, 可以对周围的低洼地带进行填充。

如果涉及到全段面的衬砌工程, 需要应用大模板的台车, 通常情况下台车的长度长达9米。如果遇到仰拱地段, 需要对其进行填充处理, 采用左右侧面以及全断面交接进行的方式, 可以将混凝土结构进行拌合处理, 另外, 还需要采用混凝土罐车进行远距离的运输, 做好混凝土的浇筑工作是保证隧道工程持续进行的重要方式。因此在施工方案的制定中要加强重视。如果条件较为恶劣, 需要进行防水板或者是钢筋板的安装, 因此, 需要采用脚手架来进行。

做好隧道内的排水工作也是保证隧道工程稳定性的重要因素。要在隧道的两侧开挖相应的排水沟, 如果是地势较为复杂, 高低不平, 就需要采用挖掘集水坑的方式。但是需要注意的是, 在方案制定的过程中, 需要将施工人员的安全作业放在首位, 要严格控制施工的质量和安全性。可见方案制定工作具有一定的难度, 需要根据工程中的变化因素来进行及时地调整。

除此之外, 最重要的就是施工人员的实践能力和专业技能, 技术人员的实力和素质是影响工程建设的重要因素, 要在施工方案制定的过程中, 将施工的进度和施工人员的自身素质等方面紧密连接。与此同时, 还可以在施工组织中建立健全相应的岗位责任制度, 采取相应的奖惩措施, 这样不仅可以增强施工人员的工作积极性, 还能保证工程的整理质量。

2.2 不良地质段关键部位施工技术和管理

施工人员在进行不良地质段洞口开挖施工前, 先做好洞口边仰坡截水沟, 截水沟距边仰坡开挖边缘不小于5m, 沟底纵坡不小于3%, 截水沟施作完毕后自上而下进行边仰坡开挖, 按设计坡度一次整修到位, 在进行边仰坡开挖时要避开雨天, 边仰坡锚喷防护必须紧跟边仰坡的开挖, 以防围岩风化及表水体渗入开挖面, 影响明洞边坡和成洞面的稳定。开挖到成洞面附近时, 预留核心土体, 待洞口地质明确且进洞的一切准备要素到位后再开挖进洞。在进行洞身施工时需要在超前锚杆的支护下, 采用超短台阶法光面爆破施工, 塑料导爆管非电起爆系统, 毫秒微差有序起爆。由挖掘机或装载机装碴, 自卸汽车运输;钻孔采用掘进台车, 上台阶开挖超前3~5m, 隧道开挖后及时施工喷锚支护, 下半断面开挖支护紧跟。开挖时, 左右边墙不对称开挖, 需错开2~3m。仰拱超前, 衬砌紧跟。

在超前锚杆的支护下, 采用短台阶法光面爆破施工, 塑料导爆管非电起爆系统, 毫秒微差有序起爆。由挖掘机或装载机装碴, 自卸汽车运输;钻孔采用掘进台车, 上台阶开挖超前5m, 隧道开挖后及时施工喷锚支护, 下半断面开挖支护紧跟。开挖时, 左右边墙不对称开挖, 需错开2~3m。仰拱超前, 衬砌紧跟。Ⅲ级围岩地段采用上下半断面法光爆施工, 塑料导爆管非电起爆系统, 毫秒微差有序起爆。由挖掘机或装载机装碴, 自卸汽车运输;钻孔采用简易钻孔台车, 上台阶开挖超前5~30m。在爆破作业中, 采用水幕降尘, 确保作业面粉尘含量达到标准。施工中采用“W”型水幕降尘器喷雾降尘。每个爆破作业面共设两道水幕降尘, 距离掌子面分别为20m和40m;每道共设4个水幕降尘器, 左右边墙各1个, 基底2个;在爆破工点炮后离开时逐组启动喷水系统, 开始水幕降尘作业。装碴作业面和倒运碴场, 人工配合洒水车洒水降尘, 确保施工环境良好。人工配合专用洒水器洒水降尘, 确保洞内装碴作业面和倒运碴场的施工环境良好。

仰拱施工需要依据隧道施工要求, 混凝土仰拱应及时施作, 尽早使衬砌闭合成环, 整体受力, 确保支护结构的稳定性。施工中, 待喷锚支护全断面施作完成后, 紧跟开挖工作面超前混凝土衬砌, 及时开挖并灌注混凝土仰拱及部分填充或铺底, 使支护尽早闭合成环, 并为施工运输提供良好的条件。混凝土衬砌施工时, 采用输送泵左右同时对称灌注。

结束语

随着经济和科学技术的快速发展, 隧道不良地质段的施工工艺和技术亦不断地进步, 工程施工人员需要积极学习新工艺和新方法进行不良地质段的施工, 从而能够快速、高效的完成工程。

参考文献

[1]葛诗权.隧道施工技术和质量控制[J].化工矿物与加工, 2010.

[2]关宝树.隧道工程施工要点集[M].北京:人民交通出版社, 2011.

隧道不良地质施工方案 第11篇

1 膨胀土围岩

膨胀土系指土中粘土矿物成分主要由亲水性矿物组成, 同时具有吸水显著膨胀软化和失水收缩硬裂两种特性。穿过膨胀土地层的隧道, 常常可以见到开挖后不久围岩因开挖而产生变形, 或者因浸水而膨胀, 或因风化而开裂等现象。使坑道的顶部及两侧向内挤入, 底部膨起, 随着时间的增长导致围岩失稳, 支撑、衬砌变形和破坏。在膨胀土地层中开挖隧道, 除了认真实施设计文件所提出的技术要求外, 在施工过程中应对围岩压力及其流变情况进行充分的调查和量测, 分析其变化规律。在施工中应以尽量减少对围岩产生扰动和防止水的浸湿为原则, 所以宜采用无爆破掘进法, 如采用掘进机、风镐、液压镐等开挖。在开挖过程中尽可能缩短围岩暴露时间, 并及时衬砌, 以尽快恢复洞壁因土体开挖而解除的部分围岩应力, 减少围岩膨胀变形。开挖方法宜不分部或少分部, 多采用正台阶法、侧壁导坑法和“眼镜法”。正台阶法适用于跨度小的隧道, 它分部少, 相互干扰小, 且能较早地使支护 (衬砌) 闭合。侧壁导坑法和“眼镜法”较适用于跨度较大的隧道, 它具有防止上半断面支护 (衬砌) 下沉的优点但全断面闭合时间较迟, 必须注意防止边墙混凝土受压向隧道内挤。隧道开挖后, 膨胀土围岩风干脱水或浸水, 都将引起围岩体积变化, 产生胀缩效应。因此, 隧道开挖后及时喷射混凝土, 封闭和支护围岩。在有地下水渗流的隧道, 应采取切断水源并加强洞壁与坑道防、排水措施, 防止施工积水对围岩的浸湿等。如局部渗流, 可采用注浆堵水阻止地下水进入坑道或浸湿围岩。

2 松散地层

松散地层结构松散, 胶结性弱, 稳定性差, 在施工中极易发生坍塌。如极度风化破碎已失岩性的松散体, 漂卵石地层、砂夹砾石和含有少量粘土的土壤以及无胶结松散的干沙等。隧道穿过这类地层, 应减少对围岩的扰动, 一般采取先护后挖, 密闭支撑, 边挖边封闭的施工原则, 必要时可采用超前注浆改良地层和控制地下水等措施。下面简述几种主要施工方法:

2.1 超前支护

隧道开挖前, 先向围岩内打入钎、管、板等构件, 用以预先支护围岩, 防止坑道掘进时岩体发生坍塌。1) 超前锚杆或超前小钢管。采用这种方法是爆破前, 将超前锚杆或小钢管打入掘进前方稳定的岩层内。末端支撑在拱部围岩内的悬吊锚杆或格栅拱支撑上。使其起到支护掘进进尺范围内拱部上方, 有效地约束围岩在爆破后的一定时间内不发生松弛坍塌。超前锚杆宜采用早强型砂浆锚杆, 以尽早发挥超前支护作用。2) 超前管棚法。此法适用于围岩为砂粘土、粘砂土、亚粘土、粉砂、细砂、砂夹卵石夹粘土等非常散软、破碎的土壤, 钻孔后极易塌孔的地层。在采用此法时, 管棚长度应按地质情况选用, 但应保证开挖后管棚有足够的超前长度。为增加管棚刚度, 可在钢管内灌入混凝土或设置钢筋笼, 注入水泥砂浆。于是在地层中建立起一个临时承载棚, 在其防护下施工。

2.2 超前小导管预注浆

超前小导管预注浆是沿开挖外轮廓线, 以一定角度打入管壁带孔的小导管, 并以一定压力向管内压注水泥或化学浆液的措施。它既能将洞周围岩体预加固, 又能起超前预支护作用。此法适用于自稳时间很短的砂层、砂卵 (砾) 石层等松散地层施工。

2.3 降水、堵水

在松散地层中含水, 对隧道施工的危害极大。排除施工部位的地下水, 有利于施工。降水、堵水的方法较多, 如降水可在洞内或辅助坑道内井点降水。在埋深较浅的隧道中, 可用深井泵降水, 在洞外地面隧道两侧布点进行。

在地下水丰富, 而且排水条件或排水费用太高, 经过技术、经济比选, 可采用注浆堵水措施。注浆堵水又分地面预注浆和洞内开挖工作面预注浆。二者采用哪种方法, 应根据隧道埋深、工程地质和水文地质情况, 钻孔和压浆设备能力, 以及技术、经济、工期等方面进行综合分析后采用。

3 溶洞

溶洞是以岩溶水的溶蚀作用为主, 间有潜蚀和机械塌陷作用而造成的基本水平方向延伸的通道。溶洞是岩溶现象的一种。岩溶是指可溶性岩层, 如石灰岩、白云岩、白云质灰岩、石膏、岩盐等, 受水的化学和机械作用产生沟槽、裂缝和空洞以及由于空洞的顶部塌落使地表产生陷穴、洼地等类现象和作用。我国石灰岩分布极广, 常会遇到溶洞。因此, 在这些地区修建隧道, 必须予以注意。隧道通过岩溶区, 应查明溶洞分布范围和类型, 岩层的完整稳定程度、填充物和地下水情况, 据以确定施工方法。对尚在发育或穿越暗河水囊等地质条件复杂的岩溶区, 应查明情况审慎选定施工方案。对有可能发生突然大量涌水、流石流泥、崩坍落石等, 必须事先制定措施, 确保施工安全。隧道穿过岩溶区, 如岩层比较完整、稳定, 溶洞已停止发育, 有比较坚实的填充, 且地下水量小, 可采用探孔或物探等方法, 探明地质情况, 如有变化便于采取相应的措施。如溶洞尚在发育或穿越暗河水囊等岩溶区时, 则必须探明地下水量大小、水流方向等, 先要解决施工中的排水问题, 一般可采用平行导坑的施工方案, 以超前钻探方法, 向前掘进。当出现大量涌水、流石流泥、崩坍落石等情况时, 平导可作为泄水通道, 正洞堵塞时也可利用平导在前方开辟掘进工作面, 不致正洞停工。岩溶地段隧道常用处理溶洞的方法, 有“引、堵、越、绕”四种。

4 流沙

流沙是沙土或粉质粘土在水的作用下丧失其内聚力后形成的, 多呈糊浆状, 对隧道施工危害极大。由于流沙可引起围岩失稳坍塌, 支护结构变形, 甚至倒塌破坏。因此, 治理流沙必先治水, 以减少沙层的含水量为主。宜采取以下措施进行治理:施工中应调查流沙特性、规模, 了解地质构成、贯入度、相对密度。粒径分布、塑性指数、地层承载力、滞水层分布、地下水压力和透水系数等, 并制定出切实可行的治理方案。开挖时必须采取自上而下分部进行, 先护后挖, 密闭支撑, 边挖边封闭, 遇缝必堵, 严防沙粒从支撑缝隙中逸出。也可采用超前注浆, 以改善围岩结构, 用水泥浆或水泥水玻璃为主的注浆材料注入或用化学药液注浆加固地层, 然后开挖。流沙地段, 拱部和边墙衬砌混凝土的灌筑应尽量缩短时间, 尽快与仰拱形成封闭环。这样, 即使围岩中出现流沙也不会对洞身衬砌造成破坏。

参考文献

[1]重庆交通科研设计院.JTG D70-2004公路隧道设计规范[S].2004.