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摘要:不良地质灾害往往给隧道施工带来非常大的困难,文章结合工程实例,对工程中常见复杂地质的性质及处理技术进行了深入的探索。希望能对处理隧道复杂地质问题提供借鉴意义。
关键词:隧道;施工;复杂地质;处理措施
0引言
山区隧道施工因地形、地质条件复杂多变极易发生不良地质灾害,导致在施工过程中,出现一系列的施工难题,会不同程度地对隧道稳定性产生威胁,使施工无法满足设计的要求,满足实际工程的需要,甚至会影响到隧道的安全施工,尤其是会给跨度大,结构复杂的中长隧道的施工带来很大难度。因此在不良地质段进行施工时,应充分对地质情况做严格的勘察,根据不同的地质情况,依据每一种地质条件的特点,制定相应的解决方案,逐个击破。
1工程概况
由我司施工的茅台高速坛厂隧道位于贵州仁怀市,隧道全长2080,高速公路双幅设计,设计行车速度120km/h。
2地质情况分析
该隧道位贵州仁怀市;途经瓦斯地层带,岩溶地段,石膏地层带,松散地层带,断层破碎带以及容易发生滑坡的地段,其地质情况非常复杂,需要结合相关地形,对每一种地质情况的特点进行具体分析,并分别采取相应措施来处理,以保证施工质量。
3施工的要点以及主要内容
3.1 施工要点
1)隧道施工时一定要做好超前地质预报工作,从而为施工提供指导。
2)隧道在遇到特殊地质施工时,不能生搬设计文件,要保持岩变我变的原则,依据实际情况确定出合理施工方案。
3)隧道在遇到溶洞时,遇水采取以堵为辅、以排为主的施工方法。无水地段可采用填堵、跨越、绕行的方法。3.2主要内容
1)确定隧道围岩的类型,提出与之相匹配的支护方案;
2)对各种地质情况能够进行准确辨认、以及对其造成危害可能性进行评估,并提出防治对策;
3)根据相应的地质条件,提出与之相匹配的施工方法和施工工艺,并认真组织施工。
4各种不良地质的处理措施
4.1瓦斯地层
隧道穿越煤层和煤矿开采时的隧道不同,瓦斯隧道一般仅穿过一两处煤层,特别是陡倾角的煤层穿越厚度只有几米,连同煤系地层也不过几十米隧道穿过时,如果洞内瓦斯含量过高,很容易遇火引起爆炸
该隧道局部为低瓦斯隧道,施工过程中应当做好通风、防突、防暴及瓦斯检测工作,设置消防设施;对瓦斯工区进行钻爆作业时,采用湿式钻孔,炮眼封泥不严或不足不得进行起爆;该隧道通过便携式瓦检仪,以方便在施工时注意做好检测工作。衬砌采用全封闭结构,选用气密性混凝土,及时封堵施工缝。同时在灌注过程中,做好加压封堵工作。
4.2岩溶地段隧道设计
岩溶由于可溶性岩层在受水的化学和机械作用时,产生的各种沟槽、裂隙及空洞,以及由于空洞的顶部塌蓓使地表产生陷穴,洼地等现象和作用。常用的处理溶洞的方法,有“引、堵、越、绕”等,与此同时还要加强衬砌支护。
1)遇到暗河或有水溶洞时,宜排不宜堵。最好是通过各种方法,将水排出洞外。当岩溶水流的位置在隧道顶部或高于隧道顶部时,通过相应的工程手段,将水位降低到隧底标高以下,再进行排出。
2)对已停止发育、跨径较小、无水溶洞,可以根据实际情况,采用混凝土、浆砌片石或干砌片石予以回填封闭;或加深边墙基础,加固隧道底部。当隧道拱顶部有空溶洞时,根據相应的破坏情况,采用各种加固手段,如果需要,可依据实际情况注浆加固,并加设隧道护拱及拱顶回填进行处理。
3)当隧遭底部遇有较大的溶洞并有水流时,可在底部砌筑圬工支墙,支承隧道结构,并通过设置相应管道,把水排出。
4)如果施工过于困难,或者是不经济,可根据实际情况,采取迂回导坑绕过溶洞,继续进行隧道前方施工,并同时处理溶洞,以加快施工效率。
4.3石膏地层
4.3.1 超短台阶的开挖
根据实地环境,如果可以,可以采用人工开挖或钻爆法结合人工开挖,依据“减少扰动、屏蔽环境、及时封闭”的施工原则进行开挖。
4.3.2 初期支护。
初期支护按“抗让结合、以抗为主、限制放压”的原则设置,按柔性、及时、多次的支护思路,将高强、早强、以及大变形材料和构件熔入初期支护之中。同时对于隧道拱墙,采用自进式锚杆,仰拱采用中孔注浆锚杆,形成钢管钢架、超前注浆小导管、锚杆和喷混凝土共同作用的联合支护。
4.3.3 排水与通风。
严格依据规范,做好排水工作,避免积水和漫流,保持围岩干燥;同时加强通风,降低洞内湿度和温度。
4.4松散地层
1)在爆破之前,将超前锚杆或小钢管打入岩层,同时末端支承在格栅拱架上。
2)对于空隙较大的松散地层,采用超前小导管注浆法通过。首先将钢管顶入,然后再对围岩的空隙进行注浆,使围岩形成一个整体,从而增加稳定性。
3)及时进行喷锚支护,必要的时要做衬砌。
4.5断层破碎带
本隧道穿越多条断层破碎带,因为该地段地质条件比较差,围岩级别一般为V级。同时由于该地段地下水较多,应采用较强的支护形式并结合完善的辅助施工措施、以保证施工质量和施工安全。设计时,由于断层破碎带支护结构松散荷载较大,二次衬砌均采用钢筋混凝土结构。进行隧道施工时,开挖前,首先采用超前锚杆或者是超前注浆小导管,对掌子面前方岩体进行预支护,然后坍再进行开按,以保证施工安全;对于地下水特别多的地段,事先应当做好封闭处理,以防止各种突然发生的灾害。
4.6滑坡
1)如果滑坡为坡残积土沿基岩顶面滑动,并且滑坡后基岩裸露,且处暂时稳定状态,则一般不会再恶化,如果此边坡不高,最好采用路堑的方式。注意抗滑桩和挡护的结合,同时还要与各种排水设施配合,做好排水工作。
2)如果滑坡沿开挖临空的坡脚滑出,滑面随开挖深度而变化,则地质情况比较差,最好不要修隧道,可以考虑使用明洞。
3)如果由于开挖,水的渗入,造成以前的滑坡再次滑动,产生顺层推移式的滑坡,最好在滑体上部进行减载,再配合回填反压,同时还要在滑体下部增加抗滑力。
4.7腐蚀性地下水
隧道进入灰岩、白云岩、白云质灰岩地段后,经过检测发现,在很多地方,地下水具有腐蚀性,主要有分解类弱腐蚀和结晶类中等腐蚀两种情况。可能会降低隧道衬砌结构的强度、缩短隧道衬砌结构的使用年限。其原因主要由于可溶性灰岩的岩性造成,腐蚀的类别又与灰岩的种类及地下水的作用有关。经研究列出如下处理措施,列于下表1
表1腐蚀性地下水防护措施表
5效果检查
为检查对各种不良地质情况的处理效果,依据相关规范的规定,对各种情况进行抽样检查,经过监测结果表示,以上处理方法能够很好地治理相应的地质难题,而且有效地限制了围岩的变形,取得了非常好的效果,值得大力推广。
6结束语
不良地质对隧道施工安全施工具有很大威胁,如处理不当,会造成人身、设备安全事故。具体施工方法,应当由施工决策人决定,具体施工技术应当由具体施工人员通过准确的地质资料、合理的防治措施,再加上自己技术和经验来确定,从而可以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,保障施工安全、施工质量以及施工效率。
注:文章中涉及的公式和图表请用PDF格式打开
关键词:隧道;施工;复杂地质;处理措施
0引言
山区隧道施工因地形、地质条件复杂多变极易发生不良地质灾害,导致在施工过程中,出现一系列的施工难题,会不同程度地对隧道稳定性产生威胁,使施工无法满足设计的要求,满足实际工程的需要,甚至会影响到隧道的安全施工,尤其是会给跨度大,结构复杂的中长隧道的施工带来很大难度。因此在不良地质段进行施工时,应充分对地质情况做严格的勘察,根据不同的地质情况,依据每一种地质条件的特点,制定相应的解决方案,逐个击破。
1工程概况
由我司施工的茅台高速坛厂隧道位于贵州仁怀市,隧道全长2080,高速公路双幅设计,设计行车速度120km/h。
2地质情况分析
该隧道位贵州仁怀市;途经瓦斯地层带,岩溶地段,石膏地层带,松散地层带,断层破碎带以及容易发生滑坡的地段,其地质情况非常复杂,需要结合相关地形,对每一种地质情况的特点进行具体分析,并分别采取相应措施来处理,以保证施工质量。
3施工的要点以及主要内容
3.1 施工要点
1)隧道施工时一定要做好超前地质预报工作,从而为施工提供指导。
2)隧道在遇到特殊地质施工时,不能生搬设计文件,要保持岩变我变的原则,依据实际情况确定出合理施工方案。
3)隧道在遇到溶洞时,遇水采取以堵为辅、以排为主的施工方法。无水地段可采用填堵、跨越、绕行的方法。3.2主要内容
1)确定隧道围岩的类型,提出与之相匹配的支护方案;
2)对各种地质情况能够进行准确辨认、以及对其造成危害可能性进行评估,并提出防治对策;
3)根据相应的地质条件,提出与之相匹配的施工方法和施工工艺,并认真组织施工。
4各种不良地质的处理措施
4.1瓦斯地层
隧道穿越煤层和煤矿开采时的隧道不同,瓦斯隧道一般仅穿过一两处煤层,特别是陡倾角的煤层穿越厚度只有几米,连同煤系地层也不过几十米隧道穿过时,如果洞内瓦斯含量过高,很容易遇火引起爆炸
该隧道局部为低瓦斯隧道,施工过程中应当做好通风、防突、防暴及瓦斯检测工作,设置消防设施;对瓦斯工区进行钻爆作业时,采用湿式钻孔,炮眼封泥不严或不足不得进行起爆;该隧道通过便携式瓦检仪,以方便在施工时注意做好检测工作。衬砌采用全封闭结构,选用气密性混凝土,及时封堵施工缝。同时在灌注过程中,做好加压封堵工作。
4.2岩溶地段隧道设计
岩溶由于可溶性岩层在受水的化学和机械作用时,产生的各种沟槽、裂隙及空洞,以及由于空洞的顶部塌蓓使地表产生陷穴,洼地等现象和作用。常用的处理溶洞的方法,有“引、堵、越、绕”等,与此同时还要加强衬砌支护。
1)遇到暗河或有水溶洞时,宜排不宜堵。最好是通过各种方法,将水排出洞外。当岩溶水流的位置在隧道顶部或高于隧道顶部时,通过相应的工程手段,将水位降低到隧底标高以下,再进行排出。
2)对已停止发育、跨径较小、无水溶洞,可以根据实际情况,采用混凝土、浆砌片石或干砌片石予以回填封闭;或加深边墙基础,加固隧道底部。当隧道拱顶部有空溶洞时,根據相应的破坏情况,采用各种加固手段,如果需要,可依据实际情况注浆加固,并加设隧道护拱及拱顶回填进行处理。
3)当隧遭底部遇有较大的溶洞并有水流时,可在底部砌筑圬工支墙,支承隧道结构,并通过设置相应管道,把水排出。
4)如果施工过于困难,或者是不经济,可根据实际情况,采取迂回导坑绕过溶洞,继续进行隧道前方施工,并同时处理溶洞,以加快施工效率。
4.3石膏地层
4.3.1 超短台阶的开挖
根据实地环境,如果可以,可以采用人工开挖或钻爆法结合人工开挖,依据“减少扰动、屏蔽环境、及时封闭”的施工原则进行开挖。
4.3.2 初期支护。
初期支护按“抗让结合、以抗为主、限制放压”的原则设置,按柔性、及时、多次的支护思路,将高强、早强、以及大变形材料和构件熔入初期支护之中。同时对于隧道拱墙,采用自进式锚杆,仰拱采用中孔注浆锚杆,形成钢管钢架、超前注浆小导管、锚杆和喷混凝土共同作用的联合支护。
4.3.3 排水与通风。
严格依据规范,做好排水工作,避免积水和漫流,保持围岩干燥;同时加强通风,降低洞内湿度和温度。
4.4松散地层
1)在爆破之前,将超前锚杆或小钢管打入岩层,同时末端支承在格栅拱架上。
2)对于空隙较大的松散地层,采用超前小导管注浆法通过。首先将钢管顶入,然后再对围岩的空隙进行注浆,使围岩形成一个整体,从而增加稳定性。
3)及时进行喷锚支护,必要的时要做衬砌。
4.5断层破碎带
本隧道穿越多条断层破碎带,因为该地段地质条件比较差,围岩级别一般为V级。同时由于该地段地下水较多,应采用较强的支护形式并结合完善的辅助施工措施、以保证施工质量和施工安全。设计时,由于断层破碎带支护结构松散荷载较大,二次衬砌均采用钢筋混凝土结构。进行隧道施工时,开挖前,首先采用超前锚杆或者是超前注浆小导管,对掌子面前方岩体进行预支护,然后坍再进行开按,以保证施工安全;对于地下水特别多的地段,事先应当做好封闭处理,以防止各种突然发生的灾害。
4.6滑坡
1)如果滑坡为坡残积土沿基岩顶面滑动,并且滑坡后基岩裸露,且处暂时稳定状态,则一般不会再恶化,如果此边坡不高,最好采用路堑的方式。注意抗滑桩和挡护的结合,同时还要与各种排水设施配合,做好排水工作。
2)如果滑坡沿开挖临空的坡脚滑出,滑面随开挖深度而变化,则地质情况比较差,最好不要修隧道,可以考虑使用明洞。
3)如果由于开挖,水的渗入,造成以前的滑坡再次滑动,产生顺层推移式的滑坡,最好在滑体上部进行减载,再配合回填反压,同时还要在滑体下部增加抗滑力。
4.7腐蚀性地下水
隧道进入灰岩、白云岩、白云质灰岩地段后,经过检测发现,在很多地方,地下水具有腐蚀性,主要有分解类弱腐蚀和结晶类中等腐蚀两种情况。可能会降低隧道衬砌结构的强度、缩短隧道衬砌结构的使用年限。其原因主要由于可溶性灰岩的岩性造成,腐蚀的类别又与灰岩的种类及地下水的作用有关。经研究列出如下处理措施,列于下表1
表1腐蚀性地下水防护措施表
5效果检查
为检查对各种不良地质情况的处理效果,依据相关规范的规定,对各种情况进行抽样检查,经过监测结果表示,以上处理方法能够很好地治理相应的地质难题,而且有效地限制了围岩的变形,取得了非常好的效果,值得大力推广。
6结束语
不良地质对隧道施工安全施工具有很大威胁,如处理不当,会造成人身、设备安全事故。具体施工方法,应当由施工决策人决定,具体施工技术应当由具体施工人员通过准确的地质资料、合理的防治措施,再加上自己技术和经验来确定,从而可以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,保障施工安全、施工质量以及施工效率。
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