巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理課件

1、巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,各位領(lǐng)導(dǎo)、專家,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,中鐵十一局集團(tuán)合?？蛯Ｕ厩捌邩?biāo)項目部,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,交流提綱,巖溶分類 巖溶隧道施工技術(shù) 巖溶隧道風(fēng)險管理,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶分類,隧道巖溶發(fā)育雖千奇百怪、復(fù)雜多變，無規(guī)律性，但也有其內(nèi)在的類型特征。特別是灰?guī)r地區(qū)，巖溶強(qiáng)烈發(fā)育，構(gòu)造十分復(fù)雜，補(bǔ)給水源豐富。根據(jù)其不同的類型特征，采取五種分類方式，從而“對癥下藥”，制定出“規(guī)模對策”、“充填性對策”、“充填物對策”和“水對策”，實現(xiàn)巖溶“標(biāo)準(zhǔn)化”治理,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶分類,洞穴型,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險

2、管理,巖溶分類,無充填大型干溶洞,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶分類,半充填大型干溶洞,2006年8月5日揭示該溶洞。溶洞發(fā)育縱向長100m、橫向?qū)?50m、向上高出拱頂以上10m、向下深21m,龍麟宮隧道DK231+796半充填大型溶洞,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶分類,大型富水充填淤泥、塊石溶洞,2009年11月5日揭示該溶洞。溶洞發(fā)育縱向長15-25m、橫向?qū)挻笥?00m、向上高出拱頂以上30m、向下深10m,馬鹿箐隧道DK255+978富水充填大型溶洞,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶分類,充填塊石土型,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶分類,充填粉細(xì)砂型,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管

3、理,巖溶分類,充填泥水型,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶分類,充填清水型,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶分類,隧道與暗河正交型,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶分類,高壓富水型,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶隧道施工技術(shù)與工程實例,巖溶及巖溶水治理基本對策根據(jù)巖溶分類，針對不同類型巖溶，制定基本處治對策。洞穴型、管道型巖溶：回填方案充填型巖溶：注漿加固+大管棚方案過水型巖溶：引排方案大型干溶洞（主要針對基底處理）：托梁+板跨方案、型鋼混凝土+板跨方案、鋼管群樁方案、樁基+承臺方案、路基填筑方案、梁跨方案巖溶水治理：注漿堵水方案、泄水洞方案、堆積體加固堵水方案、繞避方案、釋能降壓方案,巖溶

4、隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶隧道施工技術(shù)與工程實例,工程實例：洞穴型、管道型巖溶對策：回填方案,案例2004年10月3日，某隧道DK108+865處揭示巖溶洞穴，直徑約3m。針對該巖溶洞穴，采用I18鋼架C20砼護(hù)拱，外設(shè)干砌片石緩沖層。溶洞內(nèi)預(yù)埋豎向排水盲管,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶隧道施工技術(shù)與工程實例,充填無水型巖溶對策：周邊注漿加固+大管棚方案,注漿加固+大管棚方案標(biāo)準(zhǔn)模式圖,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶隧道施工技術(shù)與工程實例,案例 2005年10月15日，某隧道開挖揭示DK247+562特大型充填塊石土巖溶，巖溶縱向發(fā)育線為DK247+563+445(長118m)，線為D

5、K247+573+435(長138m)，溶腔向線左發(fā)育，寬約60m，基底以下局部深度超過80米。對該溶腔采取“超前注漿+大管棚”方案處理后通過,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶隧道施工技術(shù)與工程實例,帷幕注漿、管棚布孔圖,帷幕注漿施工,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶隧道施工技術(shù)與工程實例,馬鹿箐隧道注漿管棚法施工,馬鹿箐隧道三臺階法開挖,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶隧道施工技術(shù)與工程實例,過水型巖溶對策：引排方案 針對過水型巖溶，原則上引排維持既有通道方案處治，不得隨意對巖溶管道堵塞，以免形成水害,案例 2005年8月11日，某隧道進(jìn)口開挖揭示DK119+512隧底發(fā)育過水型巖溶，右側(cè)為

6、巖溶大廳。巖溶為兩頭窄的芒果狀，最寬處約18.3m，巖溶水流自左向右流入大廳消水洞，旱季水流量為43m3/h。針對該巖溶：清除大廳內(nèi)堆積體，錨網(wǎng)噴防護(hù)，隧道基底采用“托梁+鋼筋砼板”跨越，隧道結(jié)構(gòu)加強(qiáng),巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶隧道施工技術(shù)與工程實例,案例 2005年3月29日，某隧道開挖到DK61+473，超前探測表明前方為正交型過水巖溶管道，經(jīng)放水試驗，最大流水量為540m3/h。后爆破開挖，發(fā)現(xiàn)管道由左拱腰向右拱腳發(fā)育。入水口直徑分別為1.5m和0.7m，出水口直徑為1.5m。針對該巖溶，采用600mm波紋管引排、漿砌片石回填、隧道結(jié)構(gòu)加強(qiáng),巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶隧道施工

7、技術(shù)與工程實例,大型干溶洞：托梁+板跨方案、型鋼混凝土+板跨方案、鋼管群樁方案、樁基+承臺方案、填筑路基方案、梁跨方案,案例 2005年6月20日，某隧道開挖到DK240+890處，隧道左邊墻發(fā)育一橫向溶槽，寬6m，縱向長20m，向下深不見底。針對該巖溶，基底采取“型鋼混凝土+板跨”方案、隧道結(jié)構(gòu)加強(qiáng),型鋼混凝土+板跨,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶隧道施工技術(shù)與工程實例,實例某隧道開挖到DK139+598時，揭示出一條斜穿隧道的干溶洞。溶洞自左上向右下發(fā)育，橫向?qū)?0m，縱向長9m，向上高20m，向下深6.5m。針對該巖溶，基底采“鋼管群樁注漿加固”方案、隧道結(jié)構(gòu)加強(qiáng),鋼管群樁注漿加固,巖

8、溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶隧道施工技術(shù)與工程實例,案例 2009年9月23日，馬鹿箐隧道開挖到DK255+978處揭示大型半充填型溶洞，溶洞縱向長15-15m，軌面以上45m，軌面以下左墻腳下010m。針對該巖溶，基礎(chǔ)采取“樁基+承臺”方案,樁基+承臺,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶隧道施工技術(shù)與工程實例,978溶腔I線溶段段隧底處理剖面圖,I線溶腔段樁基施工,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶隧道施工技術(shù)與工程實例,案例 2005年6月4日，某隧道出口施工到DK232+467時，揭示DK232+467+397特大型溶洞。溶洞縱向長約70m，橫向?qū)捈s50m，深約80m，基底為堆積體。受施工

9、爆破影響，6月19日18:48頂部覆層坍塌。該巖溶基底采取“路基填筑、注漿加固”方案,路基填筑+注漿加固,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶隧道施工技術(shù)與工程實例,案例 2006年1月2日，某隧道施工至DK237+091處，揭示一溶腔，該溶腔沿線路縱向發(fā)育30m，拱頂以上發(fā)育2030m，隧底以下發(fā)育1020m。溶腔橫穿隧道，發(fā)育至隧道左側(cè)邊墻外28m，隧道右側(cè)邊墻外約22m斜向下發(fā)育一落水洞，落水洞深度未知。針對該隧道基底，采取“拱跨”方案。采用1-22.5m實腹式拱跨結(jié)構(gòu)，拱圈為半徑18.75m的鋼筋混凝土圓弧板拱，矢高3.75m，矢跨比1:6。拱橋拱圈及拱座上回填C15混凝土形成橋面。對局部

10、溶腔，采用C40混凝土回填,拱跨方案,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶隧道施工技術(shù)與工程實例,溶洞處理縱斷面,溶洞處理典型橫斷面,清危石噴錨網(wǎng)防護(hù)拱罩下拱跨拱罩結(jié)構(gòu)隧底拱跨隧道結(jié)構(gòu),施工順序,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶隧道施工技術(shù)與工程實例,對巖溶地下水的對策： 注漿堵水方案 泄水洞方案 堆積體加固方案 繞行方案 釋能降壓方案,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶隧道施工技術(shù)與工程實例,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶隧道施工技術(shù)與工程實例,泄水洞方案,橫向過水通道設(shè)計,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶隧道施工技術(shù)與工程實例,泄水洞方案,型排水支洞、鉆孔泄水示意圖,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理

11、,巖溶隧道施工技術(shù)與工程實例,堆積體加固堵水方案,實例五爪觀隧道DK49+274DK49+345段與五爪觀暗河正交,暗河最大流量36000萬方/小時。暗河巖溶大廳橫向?qū)捈s120m，為巨塊狀崩塌塊石充填。該段路肩設(shè)計標(biāo)高約542m，堆積體頂部標(biāo)高約582m，巖溶大廳頂板最高處標(biāo)高約600m。暗河巖溶大廳堆積體上部為巨塊狀崩塌塊石，下部為卵石土、塊石土及粉質(zhì)黏土夾礫砂等組成，飽和、透水性好。卵石磨圓度好，直徑29cm,個別達(dá)11cm以上；頂板及周壁為堅硬完整灰?guī)r。根據(jù)該巖溶暗河特點(diǎn)，采取“堆積體加固堵水，抬升暗河”方案，總體處理順序為：清除堆積物施做大里程端底板分段施做截流區(qū)注漿、擋水壩排水渠區(qū)注

12、漿、修建排水渠、導(dǎo)流大里程區(qū)鉆孔注漿、小里程區(qū)底板小里程區(qū)鉆孔注漿,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶隧道施工技術(shù)與工程實例,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶隧道施工技術(shù)與工程實例,繞行方案,案例某隧道進(jìn)口平導(dǎo)施工至PDK364+005時，超前探測表明：前方發(fā)育高壓動水充填粉細(xì)砂層溶洞，溶洞由左向右發(fā)育，左側(cè)規(guī)模大，右側(cè)規(guī)模小，探測表明右側(cè)縱向長度45m，但左側(cè)經(jīng)多次注漿后，由于高壓動水粉細(xì)砂層注漿難度大，仍無法探到對方基巖。針對隧道進(jìn)口反坡施工特點(diǎn)，以及平導(dǎo)的功能特點(diǎn)，對該巖溶不再處理，采取“繞行”方案。繞行后順利通過規(guī)模較小的充填粉細(xì)砂層溶洞,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶隧道施工技術(shù)與工

13、程實例,釋能降壓方案,釋能降壓法是針對高壓富水充填溶腔采取有計劃、有目的精確爆破，釋放溶腔所存儲能量，降低溶腔施工及運(yùn)營過程水土壓力。之后，通過配套處治措施完成溶腔治理,釋能降壓法”施作程序,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶隧道施工技術(shù)與工程實例,泄 水 洞 泄 水 孔 施 工,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶隧道施工技術(shù)與工程實例,泄 水 洞 泄 水,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,馬鹿箐隧道“978溶腔”突水突泥：2006年1月21日，馬鹿箐隧道出口平導(dǎo)反坡施工到PDK255+978時，發(fā)生突水突泥。突水時最大涌水量為30萬方/小時，持續(xù)7小時后，涌水量穩(wěn)定為300方/小時,馬鹿箐隧道1-21

14、突水突泥錄像,巖溶隧道風(fēng)險管理,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶隧道風(fēng)險管理,超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報專項機(jī)制 突發(fā)性事件防范應(yīng)急預(yù)案專項機(jī)制 應(yīng)對復(fù)雜地質(zhì)、工程難題的施工預(yù)案專項機(jī)制 重難點(diǎn)工程監(jiān)控專項機(jī)制 量測監(jiān)控專項機(jī)制 施工工藝監(jiān)控專項機(jī)制 嚴(yán)格考核獎罰專項機(jī)制 信息收集、反饋和快速反應(yīng)專項機(jī)制,八項機(jī)制,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶隧道風(fēng)險管理,超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶隧道風(fēng)險管理,宜萬鐵路施工地質(zhì)分級(三級,A級：可能存在重大地質(zhì)災(zāi)害的地段，如可能遭遇大型暗河系統(tǒng)，發(fā)育重大軟弱、富水、導(dǎo)水性良好的斷層；存在重大物探、鉆探異常；可能發(fā)生大特大型突水突泥；并可能誘

15、發(fā)重大環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害的地段以及高地應(yīng)力、瓦斯災(zāi)害嚴(yán)重的地段。 B級：主要針對可能發(fā)生中小型突水突泥地段，存在較大物探、鉆探異常、斷裂帶等地段。 C級：主要針對巖溶水文地質(zhì)條件較好的碳酸鹽巖及碎屑巖地段，發(fā)生突水突泥的可能性較小,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶隧道風(fēng)險管理,宜萬鐵路施工地質(zhì)分級(三級,A級：可能存在重大地質(zhì)災(zāi)害的地段，如可能遭遇大型暗河系統(tǒng)，發(fā)育重大軟弱、富水、導(dǎo)水性良好的斷層；存在重大物探、鉆探異常；可能發(fā)生大特大型突水突泥；并可能誘發(fā)重大環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害的地段以及高地應(yīng)力、瓦斯災(zāi)害嚴(yán)重的地段。 B級：主要針對可能發(fā)生中小型突水突泥地段，存在較大物探、鉆探異常、斷裂帶等地段。 C級

16、：主要針對巖溶水文地質(zhì)條件較好的碳酸鹽巖及碎屑巖地段，發(fā)生突水突泥的可能性較小,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶隧道風(fēng)險管理,平導(dǎo)(A+ 級,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶隧道風(fēng)險管理,平導(dǎo)(A級,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶隧道風(fēng)險管理,平導(dǎo)(B級,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶隧道風(fēng)險管理,平導(dǎo)(C級,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶隧道風(fēng)險管理,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶隧道風(fēng)險管理,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶隧道風(fēng)險管理,突發(fā)性事件防范應(yīng)急預(yù)案專項機(jī)制,1）重點(diǎn)針對： 不良地質(zhì)災(zāi)害隧道突水突泥、坍塌冒頂、高地應(yīng)力引起的硬巖巖爆、軟巖大變形、有害氣體突出（瓦斯、天然氣

17、）等； 自然災(zāi)害山洪、泥石流、山體滑坡、崩塌落石等； 水上及高空作業(yè)突發(fā)安全事件； 項目所在地環(huán)境破壞和對居民安全的影響； 既有線鐵路行車和公路交通安全突發(fā)事件等。 （2）預(yù)案應(yīng)有較強(qiáng)的針對性、合理性和可操作性，包括組織機(jī)構(gòu)及內(nèi)部責(zé)任制，預(yù)警預(yù)報機(jī)制，防范措施，救援方案和技術(shù)、設(shè)備物資、醫(yī)療后勤保障等。 （3）對易發(fā)生突發(fā)性事件的重點(diǎn)部位經(jīng)常進(jìn)行檢查，定期演練預(yù)案，定期檢查儲備的救援物資、機(jī)具設(shè)備，保證能夠隨時啟動，防范有效,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶隧道風(fēng)險管理,應(yīng)對復(fù)雜地質(zhì)、工程難題的施工預(yù)案專項機(jī)制,應(yīng)對可能出現(xiàn)的隧道突泥、突水、瓦斯（天然氣）突出、坍塌冒頂、高地應(yīng)力（硬巖巖爆、軟

18、巖大變形）等，以及隧道反坡排水、帷幕（徑向）注漿、陡坡順層路基、堆積體、滑坡、軟土路基、特殊結(jié)構(gòu)橋梁施工等復(fù)雜地質(zhì)、工程難題，分別制訂詳細(xì)的設(shè)計、施工預(yù)案，并根據(jù)施工進(jìn)展和所揭示的地質(zhì)情況適時進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，實施動態(tài)管理,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶隧道風(fēng)險管理,重難點(diǎn)工程監(jiān)控專項機(jī)制,監(jiān)控的主要內(nèi)容： （1）安全、質(zhì)量、工期、環(huán)保保證體系的建立和運(yùn)行，責(zé)任制和管理制度的落實情況等。 （2）施工安全符合國家安全生產(chǎn)法、建設(shè)工程安全生產(chǎn)管理條例和鐵路工程施工安全技術(shù)規(guī)程要求，無等級責(zé)任事故。重點(diǎn)是：隧道突水突泥、坍塌冒頂、高地應(yīng)力（硬巖巖爆、軟巖大變形）、有害氣體（瓦斯、天然氣）突出等；陡坡、

19、斜井施工；爆炸品儲運(yùn)、使用管理；既有線施工；高空作業(yè)；水上作業(yè)；突發(fā)性事件防范預(yù)案等。 （3）工程質(zhì)量符合規(guī)范和驗標(biāo)規(guī)定，無等級質(zhì)量事故。重點(diǎn)是：施工方案、工藝的制訂和審批；貫通測量；工藝標(biāo)準(zhǔn)示范段工程；隧道光面爆破，初期支護(hù)、二次襯砌的監(jiān)控量測；橋梁樁基；路基基底及過渡段；原材料、構(gòu)配件的的檢查驗收和施工過程的試驗、平行檢驗；重點(diǎn)部位和關(guān)鍵工序的旁站和隱蔽工程檢查等。 （4）工期滿足總工期要求。重點(diǎn)是：單位工程總體進(jìn)度計劃；階段性工期計劃及關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)工期；月、季、年基建投資計劃；計劃保證措施等。 （5）環(huán)境保護(hù)和水土保持工作按照“三同時”原則實施，達(dá)到國家和地方政府有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。重點(diǎn)是位環(huán)保、水保

20、實施方案和保證措施的制訂，包括穿越居民區(qū)、水庫區(qū)隧道的項目所在地可能引發(fā)的環(huán)境影響，取棄土、碴場對環(huán)境的影響，文明施工等,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,巖溶隧道風(fēng)險管理,量測監(jiān)控專項機(jī)制,包括水文監(jiān)測、復(fù)雜巖溶隧道施工防災(zāi)報警系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)安全性監(jiān)測三個方面。 （1）水文監(jiān)測內(nèi)容包括降雨量、涌水量、水壓力、地表水位四個方面。 （2）施工防災(zāi)報警系統(tǒng)包括聲光報警系統(tǒng)、應(yīng)急通信及電視監(jiān)控系統(tǒng)、逃生系統(tǒng)、應(yīng)急照明系統(tǒng)、應(yīng)急排水系統(tǒng)。 （3）結(jié)構(gòu)安全性監(jiān)測包括圍巖及隧道結(jié)構(gòu)相關(guān)的水壓力監(jiān)測；注漿加固圈（周邊圍巖）位移監(jiān)測；圍巖與初期支護(hù)接觸壓力監(jiān)測；初期支護(hù)內(nèi)力監(jiān)測；初期支護(hù)與二次襯砌接觸壓力監(jiān)測；二次襯砌內(nèi)力監(jiān)測；注漿加固圈滲水量監(jiān)測；隧道基底沉降監(jiān)測八個方面,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)險管理,流量觀測,水位觀測,水位觀測,降雨量觀測,洞內(nèi)探孔水壓觀測,泄水量觀測,巖溶隧道風(fēng)險管理-水文觀測情況,巖溶隧道施工技術(shù)與風(fēng)