隧道施工方法特殊地質(zhì)課件

10隧道工程SUIDAOGONGCHENG『隧道施工方法『10.1▎傳統(tǒng)礦山法『10.2▎新奧法『10.3▎新奧法的施工技術(shù)『10.4▎洞口段及明洞施工方法『10.5▎輔助施工方法『10.6▎特殊地質(zhì)地段的施工方法『10.7▎鉆爆開挖和裝渣運(yùn)輸『10.8▎隧道支護(hù)施工『10.10▎隧道施工現(xiàn)場監(jiān)控量測『10.9▎隧道掘進(jìn)機(jī)施工10隧道工程『10.6▎特殊地質(zhì)地段施工方法『10.6▎特殊地質(zhì)地段施工方法『10.6▎特殊地質(zhì)地段施工方法

特殊地質(zhì)地段是指膨脹地層、軟弱黃土層、塌方、巖溶、巖爆、流砂、高地溫、瓦斯等地層。

特殊地質(zhì)地段隧道，由于巖層的地質(zhì)條件成因復(fù)雜，地質(zhì)條件具有突變性，事故具有突發(fā)性，對隧道施工的危害極大。因此除了應(yīng)遵守一般技術(shù)要求外，還應(yīng)采取針對性較強(qiáng)的輔助施工方法?！?0.6.1▎膨脹性圍巖1.膨脹性圍巖的特性

隧道開挖不久，常見到圍巖因開挖而產(chǎn)生變形，或者因浸水而膨脹，或因風(fēng)化而開裂等現(xiàn)象。隧道的頂部及兩側(cè)向內(nèi)擠入，底部鼓起，隨著時間的推移，會出現(xiàn)支撐破壞、襯砌變形?！?0.6▎特殊地質(zhì)地段施工方法特殊地支撐破壞隧道坍塌支撐破壞隧道坍塌

膨脹土圍巖常常具有明顯的塑性流變特性，開挖后將產(chǎn)生較大的塑性變形。隧道施工開挖過程中，常有初期圍巖變形大，發(fā)展速度快等現(xiàn)象。膨脹土圍巖因吸水而膨脹，失水而收縮，都將破壞圍巖的穩(wěn)定性。2.膨脹土圍巖對隧道施工的危害

由于膨脹土圍巖的特殊工程地質(zhì)性質(zhì)及其圍巖壓力特性，使隧道存在普遍開裂、內(nèi)擠，甚至局部坍塌等變形現(xiàn)象。膨脹土隧道圍巖變形常具有速度快、破壞性大、延續(xù)時間長和整治較困難等特點(diǎn)。施工中常見出現(xiàn)圍巖裂縫、隧道下沉、圍巖膨脹突出和坍塌、底鼓以及襯砌變形和破壞等現(xiàn)象。膨脹土圍巖常常具有明顯的塑性流變特性，開挖后隧道施工方法特殊地質(zhì)課件(1)加強(qiáng)對圍巖壓力及流變的調(diào)查和量測在施工過程中，除了位移量測外，還應(yīng)對圍巖壓力及其流變情況進(jìn)行充分的調(diào)查和量測，分析其變化規(guī)律。對地下水亦應(yīng)探明分布范圍及規(guī)律，了解水對施工的影響程度，以便根據(jù)圍巖動態(tài)采取相應(yīng)的施工措施。3.隧道在膨脹土圍巖中的施工要點(diǎn)(1)加強(qiáng)對圍巖壓力及流變的調(diào)查和量測在施工過(2)合理選擇施工方法在膨脹土隧道中常用的施工方法有：短臺階或超短臺階法、單側(cè)壁導(dǎo)坑法、眼鏡工法等。后兩種方法適于跨度較大的隧道，但它們的斷面閉合時間較遲，必須注意防止邊墻混凝土受壓向隧道內(nèi)擠。另外環(huán)形開挖留核心土法、中隔墻法等也可采用，具體選擇應(yīng)依據(jù)施工條件而定。3.隧道在膨脹土圍巖中的施工要點(diǎn)(2)合理選擇施工方法在膨脹土隧道中常用的施工(3)加強(qiáng)支護(hù)膨脹性圍巖地段隧道，除開挖后需立即噴射混凝土外，應(yīng)及早進(jìn)行支護(hù)。當(dāng)膨脹壓力較大時，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況及圍巖變形狀態(tài)，可采用不同類型的型鋼支撐，或鋼管環(huán)箍支撐、鋼格柵支撐等。拱圈灌注后，拱腳部位應(yīng)立即設(shè)置足夠強(qiáng)度的橫撐，以抵擋兩側(cè)圍巖向內(nèi)擠壓變形。(3)加強(qiáng)支護(hù)膨脹性圍巖地段隧道，除開挖后需立即『10.6.2▎黃土1.黃土對隧道施工的影響(1)黃土節(jié)理在紅棕色或深褐色的古土壤黃土層，常具有各方向的構(gòu)造節(jié)理，并有一定延續(xù)性。在隧道開挖時，土體容易順著節(jié)理張松或剪斷。如果這種地層位于隧道頂部，則極易產(chǎn)生“塌頂”。如果位于側(cè)壁，則普遍出現(xiàn)側(cè)壁掉土，若施工時處理不當(dāng)，常會引起較大的坍塌?！?0.6.2▎黃土1.黃土對隧道施工的影響(2)黃土沖溝地段、黃土溶洞與陷穴隧道在黃土沖溝或塘邊地段施工時，當(dāng)隧道在較長的范圍內(nèi)沿著沖溝或塘邊平行走向，而覆蓋較薄或偏壓很大的情況下，容易發(fā)生較大的坍塌或滑坡現(xiàn)象。

黃土溶洞與陷穴是黃土地區(qū)經(jīng)常見到的不良地質(zhì)現(xiàn)象，隧道若修建在其上方，則有基礎(chǔ)下沉的危害。隧道若修建在其下方，常有發(fā)生冒頂?shù)奈ｋU。隧道若修建在其鄰側(cè)，則有可能承受偏壓，(3)水對黃土隧道施工的影響黃土在干燥時很堅固，承壓力也較高，施工可順利進(jìn)行。當(dāng)其受水浸濕后則呈不同程度的濕陷性，會突然發(fā)生下沉現(xiàn)象，使開挖后的圍巖迅速喪失自穩(wěn)能力，如果支護(hù)措施滿足不了變化后的情況，極容易造成隧道坍塌。(2)黃土沖溝地段、黃土溶洞與陷穴隧道在黃土隧道施工方法特殊地質(zhì)課件

若洞內(nèi)排水不良，洞內(nèi)道路會泥濘難行，不論是無軌還是有軌運(yùn)輸都會給道路的維護(hù)、機(jī)械的使用與保養(yǎng)、隧道的鋪底或仰拱施工等作業(yè)造成很大的困難。2.黃土隧道施工要點(diǎn)

黃土隧道施工，應(yīng)做好黃土中構(gòu)造節(jié)理的產(chǎn)狀與分布狀況的調(diào)查。對因構(gòu)造節(jié)理切割而形成的不穩(wěn)定部位，在施工時應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)措施，防止坍塌，確保安全施工。施工中應(yīng)遵循“短開挖、少擾動、強(qiáng)支護(hù)、實(shí)回填、嚴(yán)治水、勤量測”的施工原則，要求施工工序緊湊，精心組織施工。開挖方法宜采用短臺階法或環(huán)形開挖留核心法，初期支護(hù)應(yīng)緊跟開挖面施作。黃土圍巖開挖后不能暴露時間過長，否則圍巖壁面會風(fēng)化至內(nèi)部，使得土體松弛加快，以至發(fā)生坍方。若洞內(nèi)排水不良，洞內(nèi)道路會泥濘難行，不論是無

做好洞頂、洞門及洞口的防排水系統(tǒng)工程，并妥善處理好陷穴、裂縫，以免地面積水浸蝕洞體周圍，造成土體坍塌。做好洞頂、洞門及洞口的防排水系統(tǒng)工程，并妥3.黃土隧道的洞門設(shè)計應(yīng)遵循的原則

非濕陷性黃土地基上的洞門設(shè)計應(yīng)考慮地表水沖刷防護(hù)；濕陷性黃土地基上的洞門，應(yīng)根據(jù)黃土的物理性質(zhì)，對端、翼墻地基采取適當(dāng)?shù)膿Q填夯實(shí)措施；黃土隧道洞門墻背上的壓力可按庫侖理論計算，同時應(yīng)考慮土壤粘聚力的作用，根據(jù)地質(zhì)條件選擇合理的洞門形式，同時要對洞門的穩(wěn)定性進(jìn)行相關(guān)演算。3.黃土隧道的洞門設(shè)計應(yīng)遵循的原則1.溶洞的類型

溶洞一般有死、活、干、濕、大、小幾種類型。

當(dāng)隧道穿過可溶性巖層時，有的溶洞位于隧道頂部，洞穴大且?guī)r質(zhì)破碎，容易發(fā)生坍塌。有的溶洞位于隧道底部，充填物松軟且深，使隧道基底難于處理。有時溶洞或溶槽位于隧道掌子面前方且有大量淤泥質(zhì)充填物，當(dāng)隧道掘進(jìn)至其邊緣時，含水充填物不斷涌入隧道，難以遏止，甚至使地表開裂下沉，山體壓力劇增。有時遇到大的水囊或地下暗河，巖溶水或泥砂夾水大量涌入隧道。有的溶洞、暗河迂回交錯、分支錯綜復(fù)雜、范圍寬廣，處理十分困難?！?0.6.3▎溶洞1.溶洞的類型溶洞一般有死、活、干隧道施工方法特殊地質(zhì)課件隧道施工方法特殊地質(zhì)課件

隧道通過巖溶區(qū)，應(yīng)查明溶洞分布范圍和類型，巖層的完整穩(wěn)定程度、填充物和地下水情況，據(jù)以確定施工方法。在巖溶地段，隧道常用處理溶洞的方法，有“引、堵、越、繞”四種。(1)引遇到地下暗河或溶洞有水流時，宜排不宜堵。應(yīng)在查明水源流向及其與隧道位置的關(guān)系后，用暗管、涵管或小橋等設(shè)施渲泄水流，或開鑿泄水洞將水排除洞外(如圖6-24)。圖6-24橋涵宣泄水流2.隧道溶洞處理措施隧道通過巖溶區(qū)，應(yīng)查明溶洞分布范圍和類型，巖(2)堵對已停止發(fā)育、跨徑較小，無水的溶洞，可根據(jù)具體情況，采用混凝土、漿砌片石或干砌片石回填封閉；或加深邊墻基礎(chǔ)，加固隧道底部(如圖6-25)。當(dāng)隧道拱頂有溶洞時，可視溶洞的巖石破碎程度在溶洞頂部采用錨桿或網(wǎng)錨噴加固，必要時可考慮注漿，并加設(shè)隧道護(hù)拱及拱頂回填進(jìn)行處理(如圖6-26)。圖6-25溶洞堵填圖6-26錨桿加固與護(hù)拱干砌片石混凝土填實(shí)漿砌片石漿砌片石錨桿漿砌片石或混凝土護(hù)拱片石、碎石回填密實(shí)(2)堵對已停止發(fā)育、跨徑較小，無水的溶洞，可根(3)越當(dāng)隧道一側(cè)遇到狹長而較深的溶洞，可加深該側(cè)的邊墻基礎(chǔ)通過(圖6-27)。隧道底部遇有較大溶洞并有流水時，可在隧道底部以下砌筑圬工承重墻，支承隧道結(jié)構(gòu)，跨越而過，在承重墻內(nèi)應(yīng)套設(shè)涵管引排溶洞水(圖6-28)。隧道過墻部位遇到較大、較深的溶洞，不宜加深邊墻基礎(chǔ)時，可在邊墻部位或隧底以下筑拱跨過(圖6-29)。圖6-27加深邊墻基礎(chǔ)圖6-28在承重墻內(nèi)設(shè)涵管圖6-29筑拱跨越溶洞(3)越當(dāng)隧道一側(cè)遇到狹長而較深的溶洞，可加深該(4)繞巖溶區(qū)施工，個別溶洞處理耗時且困難時，可采用迂回導(dǎo)坑繞過溶洞，繼續(xù)進(jìn)行隧道前方的施工，以節(jié)省時間，加快施工進(jìn)度，同時處理溶洞。繞行開挖迂回導(dǎo)坑時，應(yīng)與溶洞保持一定的間距，以防止洞壁失穩(wěn)。3.溶洞地段施工的注意事項(xiàng)

1)當(dāng)施工到達(dá)溶洞邊緣時，各工序應(yīng)緊密銜接，支護(hù)和襯砌趕前。同時應(yīng)利用探孔或物探作超前預(yù)報，設(shè)法探明溶洞的形狀、范圍、大小、充填物及地下水等情況，據(jù)以制定施工處理方案及安全措施。

2)

施工中注意檢查溶洞頂部，及時處理危石。當(dāng)溶洞較大、較高且頂部破碎時，應(yīng)先噴射混凝土加固，再在靠近溶洞頂部附近打入錨桿，并應(yīng)設(shè)置施工防護(hù)架或鋼筋防護(hù)網(wǎng)。(4)繞巖溶區(qū)施工，個別溶洞處理耗時且困難時，可隧道施工方法特殊地質(zhì)課件

3)爆破作業(yè)應(yīng)盡量做到多打眼、打淺眼，控制爆破藥量，減少對圍巖的擾動，防止一次爆破后溶洞內(nèi)的填充物突然大量涌入隧道，或溶洞水突然襲擊隧道，造成嚴(yán)重?fù)p失。

4)在溶洞充填體中掘進(jìn)，如充填物松軟，可用超前支護(hù)施工。如充填物為極松散的礫石、塊石堆積或流塑狀粘土及砂粘土等，可于開挖前采用地表注漿、洞內(nèi)注漿或地表和洞內(nèi)注漿相結(jié)合加固。如遇顆粒細(xì)、含水量大的流塑狀土壤，可采用劈裂注漿技術(shù)，注入水泥漿或水泥水玻璃雙液漿進(jìn)行加固。

5)溶洞末做出處理方案前，不要將棄碴隨意傾填于溶洞中。因棄碴覆蓋了溶洞，不但不能了解其真實(shí)情況，反而會造成更多困難。3)爆破作業(yè)應(yīng)盡量做到多打眼、打淺眼，控制隧道施工方法特殊地質(zhì)課件隧道施工方法特殊地質(zhì)課件『10.6.4▎塌方1.發(fā)生塌方的主要原因(1)不良地質(zhì)及水文地質(zhì)條件

1）隧道穿過斷層及其破碎帶，或在薄層巖體的小曲摺、錯動發(fā)育地段，一經(jīng)開挖，潛在應(yīng)力迅速釋放、圍巖失穩(wěn)，輕則引起圍巖掉塊、坍落，重則引起坍方。

2）當(dāng)通過各種堆積體時，由于圍巖結(jié)構(gòu)松散，顆粒間無膠結(jié)或膠結(jié)差，開挖后引起坍塌。

3）在軟弱結(jié)構(gòu)面發(fā)育或泥質(zhì)充填物過多的地層中，均易產(chǎn)生較大的坍塌。

4）隧道穿越地層覆蓋過薄地段，如在沿河傍山、偏壓地段、溝谷凹地淺埋和丘陵淺埋地段極易發(fā)生坍方?！?0.6.4▎塌方1.發(fā)生塌方的主要原因隧道施工方法特殊地質(zhì)課件隧道施工方法特殊地質(zhì)課件5）巖層軟硬相間或有軟弱夾層的巖體，在地下水的作用下，軟弱面的強(qiáng)度大為降低，因而發(fā)生滑坍。

6）地下水的軟化、浸泡、沖蝕、溶解等作用加劇了巖體的失隱和坍落。(2)隧道設(shè)計考慮不周1）隧道選定位置時，地質(zhì)勘查不細(xì)，未能作詳細(xì)的分析，或未能查明可能坍方的因素。沒有繞開可以繞避的不良地質(zhì)地段，使得隧道選址不合理。

2）設(shè)計本身可能存在不合理的地方。(3)施工方法和措施不當(dāng)1）施工方法與地質(zhì)條件不相適應(yīng)；地質(zhì)條件發(fā)生變化時，沒有及時改變施工萬法；工序間距安排不當(dāng)，致使支護(hù)應(yīng)該盡快閉合而沒有閉合。5）巖層軟硬相間或有軟弱夾層的巖體，在地下水的作用下隧道施工方法特殊地質(zhì)課件2）噴錨支護(hù)不及時，圍巖暴露時間過久。噴射混凝土的質(zhì)量、厚度不符合要求。

3）按新奧法施工的隧道，沒有按規(guī)定進(jìn)行量測，或信息處理失誤、或反饋不及時，導(dǎo)致決策失誤，喪失了對圍巖的有效控制。

4）沒有科學(xué)地進(jìn)行控制爆破，圍巖爆破用藥量過多，因而擾動過度，引起坍塌。

5）對危石檢查不重視、不及時，或處理危石措施不當(dāng)，引起巖層坍塌。2.塌方前的預(yù)兆1）量測信息所反應(yīng)的變形速度或數(shù)值超過允許值。

2）噴射混凝土產(chǎn)生縱橫向裂紋或龜裂。

3）在坑頂或坑壁發(fā)現(xiàn)不斷掉下土塊、小石塊或構(gòu)件支撐間隙不斷漏出砂、石屑。

4）巖層層理、節(jié)理縫或裂隙變大、張開。

5）隧道內(nèi)滲水、滴水突然加劇或變渾。2）噴錨支護(hù)不及時，圍巖暴露時間過久。噴射混凝土的質(zhì)按坍方發(fā)生的部位分：洞頂坍方、墻部坍方、掌子面坍方按坍方發(fā)生的部位分：洞頂坍方、墻部坍方、掌子面坍方

高陽寨隧道進(jìn)口塌滑事故高陽寨隧道進(jìn)口塌滑事故塌方冒頂塌方冒頂3.預(yù)防塌方的施工措施選擇安全合理施工方法加強(qiáng)塌方預(yù)測預(yù)防塌方施工措施先排水短開挖弱爆破強(qiáng)支護(hù)快襯砌勤檢查、勤量測觀察法一般量測法微地震學(xué)測量法和聲學(xué)測量法加強(qiáng)初期支護(hù)3.預(yù)防塌方的施工措施選擇安全合理施工方法加強(qiáng)塌方隧道施工方法特殊地質(zhì)課件隧道施工方法特殊地質(zhì)課件4.隧道塌方的處理措施

隧道發(fā)生坍方后，應(yīng)及時迅速的處理，切忌拖延。處理時必須詳細(xì)觀測坍方的范圍、形狀及坍穴的地質(zhì)構(gòu)造，查明坍方發(fā)生的原因和地下水活動情況，制定切實(shí)可行的處理方案?？砂聪铝蟹椒ㄟM(jìn)行處理：

(1)小坍方坍穴不高，且縱向延伸不長，首先加固坍體兩端洞身，并抓緊噴射混凝土或采用錨噴聯(lián)合支護(hù)封閉坍穴頂部和側(cè)部，再進(jìn)行清碴。在確保安全的前提下，也可在坍碴上架設(shè)臨時支架，穩(wěn)定頂部，然后清碴。臨時支架的拆除須待灌筑襯砌混凝土達(dá)到要求強(qiáng)度后方可進(jìn)行。最后要用漿砌片石或干砌片石將坍穴填滿。4.隧道塌方的處理措施隧道發(fā)生坍方

(2)大坍方坍穴高、坍碴數(shù)量大，且坍碴體完全堵住洞身時，宜采取先護(hù)后挖的方法。在查清坍穴規(guī)模大小和穴頂位置后，可采用管棚法和注漿固結(jié)法穩(wěn)固圍巖和碴體，待其基本穩(wěn)定后，按先上部后下部的順序清除碴體，并盡快完成模注混凝土襯砌(加強(qiáng)型)。對襯砌背后的空穴，可先用漿砌片石回填一定厚度，再以棄碴填實(shí)。當(dāng)坍穴很大，全部填滿有困難時，也可考慮采用噴錨支護(hù)等方法穩(wěn)定坍穴洞壁，或請設(shè)計單位共同做出處理。

(3)坍方冒頂指一直坍到了地表。在清碴前應(yīng)先支護(hù)陷穴口，地層極差時，可在陷穴口附近地面布置地表錨桿對地層予以加固，洞內(nèi)坍體可采用管棚等方法穿越。同時，地表陷穴要用雨布遮蓋，周圍開挖臨時排水溝，以防雨水流入洞內(nèi)。(2)大坍方坍穴高、坍碴數(shù)量大，且坍碴體完隧道施工方法特殊地質(zhì)課件隧道施工方法特殊地質(zhì)課件

(4)洞口坍方指進(jìn)洞方法不當(dāng)導(dǎo)致洞口地表塌方，需采取明洞的方法(現(xiàn)場也稱之為“暗洞明作”)進(jìn)洞。一般來說，接了明洞以后都可以解決問題，但增加了工程造價。

(5)防排水的處理措施隧道坍方往往與地下水的活動密切相關(guān)，故“治坍應(yīng)先治水”是隧道施工的基本常識。一旦發(fā)生坍方，首先應(yīng)積極采取措施，截斷地表水滲入坍體范圍，在洞內(nèi)防止地下水滲入坍方地段，以免坍方繼續(xù)擴(kuò)大。具體措施有：(4)洞口坍方指進(jìn)洞方法不當(dāng)導(dǎo)致洞口地表塌

1)地表沉陷和裂縫，用粘土緊密夯實(shí)，周圍開挖截水溝，防止地表水滲入。

2)坍方冒頂時，在陷穴口地表四周挖溝排水，設(shè)雨棚遮蓋穴頂。陷穴口的回填應(yīng)高出地面，用粘土或圬工封口。

3)坍體內(nèi)有地下水活動時，應(yīng)用管槽引至排水溝排出，以防止水對坍體的繼續(xù)破壞。(5)防排水的處理措施

1)地表沉陷和裂縫，用粘土緊密夯實(shí)，周圍開挖『10.6.5▎巖爆

是巖體中聚集的高彈性應(yīng)變能，因隧道開挖而發(fā)生的一種應(yīng)力釋放現(xiàn)象。地層巖性條件地應(yīng)力條件巖爆形成條件只發(fā)生于結(jié)構(gòu)完整或基本完整的脆性硬巖地層中。多見于石英巖、花崗巖、正長巖、閃長巖、花崗閃長巖、大理巖、花斑狀大理巖、片麻巖等巖體；巖爆多發(fā)生于埋深大的隧道中，因只有埋深大才足以形成高地應(yīng)力?！?0.6.5▎巖爆是巖體中聚集的高彈性應(yīng)隧道施工方法特殊地質(zhì)課件堅硬的巖石堅硬的巖石

巖爆的工程現(xiàn)象：當(dāng)隧道開挖時，巖體受到急劇破壞，巖片由圍巖壁面上突發(fā)性地飛出，發(fā)出爆裂聲，而且大都發(fā)生在隧道掌子面附近及側(cè)壁上，有時頻繁出現(xiàn)，有時甚至?xí)永m(xù)一段時間后才逐漸消失。1.隧道內(nèi)巖爆的特點(diǎn)

1)巖爆在未發(fā)生前并無明顯的預(yù)兆，雖然經(jīng)過仔細(xì)找頂，但并無空響聲，一般認(rèn)為不會掉落石塊的地方，也會突然發(fā)生巖石爆裂聲響，石塊有時應(yīng)聲而下，有時暫不墜落。在沒有支撐的情況下，對施工安全威脅甚大。

2)巖爆時，巖塊自洞壁圍巖母體迸射而出，一般呈中間厚邊緣薄的不規(guī)則片狀，塊度大小多呈幾厘米長寬的薄片，個別達(dá)幾十厘米長寬。嚴(yán)重時，上噸重的巖石從拱部彈落，造成巖爆坍方。巖爆的工程現(xiàn)象：當(dāng)隧道開挖時，巖體受到急劇破隧道施工方法特殊地質(zhì)課件隧道施工方法特殊地質(zhì)課件

3)巖爆發(fā)生的地點(diǎn)，多在新開挖工作面及其附近，個別的也發(fā)生在距新開挖工作面較遠(yuǎn)處，巖爆多發(fā)生在爆破后2~3小時。

4)在溶孔較多的巖層里，則不會發(fā)生巖爆。2.巖爆的防治措施噴射混凝土或噴鋼纖維混凝土、錨桿加固、噴錨支護(hù)、網(wǎng)錨噴聯(lián)合、鋼支撐網(wǎng)噴聯(lián)合等。目的是給圍巖一定的徑向約束，使圍巖的應(yīng)力狀態(tài)較快地從平面轉(zhuǎn)向三維應(yīng)力狀態(tài)，達(dá)到延緩或抑制巖爆發(fā)生的目的。強(qiáng)化圍巖弱化圍巖巖爆防治措施往巖層中注水，注水能改變巖石的物理力學(xué)性質(zhì)，降低巖石的脆性和儲存能量的能力。解除圍巖中的高地應(yīng)力，方法有超前預(yù)裂爆破、排孔法、切縫法等。目的是消減圍巖中的能量，便能量平和地轉(zhuǎn)化或釋放。3)巖爆發(fā)生的地點(diǎn)，多在新開挖工作面及其附近隧道施工方法特殊地質(zhì)課件隧道施工方法特殊地質(zhì)課件3.巖爆地段隧道施工的注意事項(xiàng)

1)如設(shè)有平行導(dǎo)坑，則平導(dǎo)應(yīng)超前于正洞一定距離，以了解地質(zhì)，判斷是否會發(fā)生巖爆，為正洞施工達(dá)到相應(yīng)地段時加強(qiáng)防治提供依據(jù)。如有條件，可采用聲波探測預(yù)報巖爆工作。

2)爆破應(yīng)選用預(yù)先釋放部分能量的方法，如超前預(yù)裂爆破法、切縫法和排孔法等。爆破應(yīng)嚴(yán)格控制用藥量，以盡可能減少爆破對圍巖的擾動。

3)根據(jù)巖爆發(fā)生的頻率和規(guī)模情況，必要時應(yīng)考慮縮短爆破循環(huán)進(jìn)尺。初期支護(hù)和襯砌要緊跟開挖面，以盡可能減少巖層的暴露面和暴露時間，防止巖爆的發(fā)生。3.巖爆地段隧道施工的注意事項(xiàng)1)強(qiáng)化圍巖強(qiáng)化圍巖強(qiáng)化圍巖強(qiáng)化圍巖弱化圍巖弱化圍巖弱化圍巖弱化圍巖

4)巖爆引起坍方時，應(yīng)迅速將人員和機(jī)械撤到安全地段；采用摩擦型錨桿進(jìn)行支護(hù)，增大初始錨固力；噴射鋼釬維混凝土，抑制開挖面圍巖的剝落；采用鋼支撐加固。

5)充分作好巖爆現(xiàn)象觀察記錄，以備分析?！?0.6.6▎高地溫

一般在火山地區(qū)修建隧道會遇到高溫高熱的情況，如日本某地的發(fā)電廠工程的隧道，其圍巖溫度高達(dá)175℃。在高溫隧道中發(fā)生過施工人員被地層中噴出的熱水或硫化氫等有害氣體燙傷或中毒的事例。1.高地溫的熱源①地球的地幔對流；②火山巖漿集中處的地?zé)?；③放射性元素的裂變熱成為熱源?)巖爆引起坍方時，應(yīng)迅速將人員和機(jī)械撤

對隧道工程造成施工影響的，主要是火山的熱源和放射性元素的裂變熱源。

(1)火山的熱源由火山供給的熱使地下巖漿附近的地下水成為熱水，這種熱水(泉水)成為熱源又將熱供給周圍的巖層。隧道穿過這種巖層時，就會發(fā)生高溫高熱的現(xiàn)象。

(2)放射性元素裂變熱的熱源根據(jù)日本文獻(xiàn)介紹，由于地殼內(nèi)巖石中含有放射性物質(zhì)，其裂變熱產(chǎn)生地溫，地下溫度隨深度的增加而增加，其平均增溫率為3℃/100m。這說明如果覆蓋層很厚，即使沒有火山熱源供給，也可能形成高溫、高熱。2.隧道在高地溫地區(qū)的施工措施對隧道工程造成施工影響的，主要是火山的熱源

1)為保證隧道施工人員進(jìn)行正常的安全生產(chǎn)，我國有關(guān)部對隧道施工作業(yè)環(huán)境的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)專門有規(guī)定。如鐵道部規(guī)定，隧道內(nèi)氣溫不得超過28℃；交通部規(guī)定，隧道內(nèi)氣溫不宜高于30℃。國外的資料介紹，日本規(guī)定隧道內(nèi)溫度低于37℃。

2)為達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，在施工中一般采取通風(fēng)和灑水的措施降溫。

3)應(yīng)密切注意高溫地段的襯砌混凝土施作。在高溫(如70℃)的巖體及噴射混凝土上澆筑二次混凝土襯砌時，即使厚度再薄，水化熱也不易逸出，由于混凝土里面和表面的溫差，在早齡期有可能存在裂縫。因此，對二次混凝土襯砌應(yīng)采取防止裂縫的措施:1)為保證隧道施工人員進(jìn)行正常的安全生產(chǎn)，

a.為了防止高溫時的強(qiáng)度降低，應(yīng)選定合適的水灰比，并考慮到對溫泉水的耐久性，宜采用高爐礦碴水泥?；炷僚浜媳群蛽胶蟿?yīng)作試驗(yàn)優(yōu)選。

b.在防水板和混凝士襯砌之間設(shè)置隔熱材料，可在一定程度上隔斷由圍巖傳播過來的熱量，使混凝土內(nèi)的溫度應(yīng)力降低。

c.適當(dāng)縮短襯砌混凝土的澆筑長度。

d.用防水板和無紡布組合成緩沖材料，將二次混凝土襯砌與噴混凝土隔離，可使混凝土襯砌的收縮不受約束。

4)根據(jù)隧道內(nèi)的高溫程度、勞動強(qiáng)度和勞動效率，合理確定勞動工時，以保證施工人員的健康，同時也保證了進(jìn)度的順利開展。a.為了防止高溫時的強(qiáng)度降低，應(yīng)選定合適的『10.6.7▎瓦斯地層

瓦斯是地下隧道內(nèi)有害氣體的總稱，其成分以沼氣（甲烷CH4）為主，一般習(xí)慣即稱沼氣為瓦斯。當(dāng)隧道穿過煤層、油頁巖或含瀝青等巖層，或從其附近圍巖破碎、節(jié)理發(fā)育的地層中穿過時，可能會遇到瓦斯。如果隧道內(nèi)空氣中瓦斯?jié)舛冗_(dá)到爆炸限度，一旦與火源接觸，就會引起爆炸，給隧道施工安全帶來很大的危害。1.瓦斯的性質(zhì)

1)瓦斯(沼氣)為無色、無臭、無味的氣體，與碳化氫或硫化氫混合在一起，發(fā)生類似蘋果的香味，由于空氣中瓦斯?jié)舛仍黾?，氧氣相?yīng)減少，很容易使人窒息或發(fā)生死亡事故?！?0.6.7▎瓦斯地層瓦斯是地下隧道內(nèi)隧道施工方法特殊地質(zhì)課件隧道施工方法特殊地質(zhì)課件碳質(zhì)頁巖存貯瓦斯碳質(zhì)頁巖存貯瓦斯

2)瓦斯比重為0.544，僅為空氣的一半，所以瓦斯容易積聚在隧道頂部，其擴(kuò)散速度比空氣大1.6倍，很容易透過裂隙發(fā)育、結(jié)構(gòu)松散的巖層。

3)瓦斯不能自燃，但極易燃燒。2.瓦斯的燃燒和爆炸性

當(dāng)隧道中的瓦斯?jié)舛刃∮?%遇到火源時，瓦斯只是在火源附近燃燒而不會爆炸。瓦斯?jié)舛仍?%～6%到14%～16%時，遇到火源具有爆炸性。瓦斯?jié)舛却笥?4%～16%時，一般不爆炸，但遇火能平靜地燃燒。瓦斯燃燒時，一旦遇到障礙而受壓縮，就會形成爆炸。爆炸時能發(fā)生高溫。發(fā)生瓦斯爆炸后的隧道內(nèi)完全無氧，而充滿氮?dú)猓趸技耙谎趸細(xì)?。這些有害氣體很快傳到鄰近的隧道和工作面，來不及躲避的人員，都會中毒窒息，甚至死亡。2)瓦斯比重為0.544，僅為空氣的一半，隧道施工方法特殊地質(zhì)課件隧道施工方法特殊地質(zhì)課件3.瓦斯釋放的方式比滲出強(qiáng)烈，從煤層或巖層裂縫或孔洞中放出，噴出時間有長有短，通常有較大的響聲和壓力。滲出緩慢、均勻、不停地從煤層或巖層的暴露面的空隙中滲出，延續(xù)時間很久，有時帶有一種嘶音。此種方式釋放的瓦斯量為最大且不易被人發(fā)覺。噴出突出在短時間內(nèi)，從煤層或巖層中，突然猛烈地噴出大量瓦斯，噴出的時間能從幾分鐘到幾小時，噴出時常有巨大轟響，并夾有煤塊或巖石。地層中瓦斯主要通過襯砌本體的細(xì)微裂隙和施工縫等通道滲入隧道內(nèi)。瓦斯?jié)B入量不僅與煤層中瓦斯含量、壓差有關(guān)，而且與襯砌材料、接縫材料的滲透性質(zhì)有關(guān)，也與隧道內(nèi)空氣的流動速度等因素有關(guān)。施工階段運(yùn)營階段瓦斯釋放方式3.瓦斯釋放的方式比滲出強(qiáng)烈，從煤層或巖層裂縫或孔4.防止瓦斯事故的措施

1)隧道穿過瓦斯溢出地段，應(yīng)預(yù)先確定瓦斯探測方法，并制訂瓦斯稀釋措施、防爆措施和緊急救援等措施。

2)在選擇瓦斯地區(qū)的施工方法時，要求各工序間距盡量短．盡快對瓦斯地段進(jìn)行襯砌封閉，并保證混凝土的密實(shí)性，以防瓦斯溢出。故盡量選擇分部少的施工方法，只要條件許可，應(yīng)盡可能采用全斷面開挖，或采用臺階法。

3)加強(qiáng)通風(fēng)是防止瓦斯爆炸最有效的辦法。把空氣中瓦斯?jié)舛却档奖舛纫韵碌?/5～1/10，排出洞外。4.防止瓦斯事故的措施1)隧道穿加強(qiáng)通風(fēng)加強(qiáng)通風(fēng)隧道施工方法特殊地質(zhì)課件

4)洞內(nèi)空氣中允許的瓦斯?jié)舛葢?yīng)控制在下述規(guī)定以內(nèi):①在洞內(nèi)總回風(fēng)風(fēng)流中小于0.75%；②從其他工作面進(jìn)來的風(fēng)流中小于0.5%；③在掘進(jìn)工作面為2%以下；④工作面裝藥爆破時在1%以下；⑤當(dāng)開挖工作面風(fēng)流中和電動機(jī)附近20m以內(nèi)風(fēng)流中瓦斯?jié)舛冗_(dá)到1.5%時，必須停工、停機(jī)，撤出人員，切斷電源，進(jìn)行處理。開挖工作面內(nèi)，局部積聚的瓦斯?jié)舛冗_(dá)到2%時，在附近20m內(nèi)，也必須停止工作，切斷電源，進(jìn)行處理。因瓦斯?jié)舛瘸^規(guī)定而切斷電源的電氣設(shè)備，都必須在瓦斯?jié)舛冉档?%以下時，方可重新開動。4)洞內(nèi)空氣中允許的瓦斯?jié)舛葢?yīng)控制在下述規(guī)定以內(nèi):①在

5)如開挖進(jìn)入煤層，瓦斯排放量較大，使用一般的通風(fēng)手段難以稀釋到安全標(biāo)準(zhǔn)時，可使用超前周邊全封閉預(yù)注漿。在開挖前沿掌子面的整個周邊，呈輻射狀布孔注漿，形成一個全封閉截堵瓦斯的惟幕。特別對煤層垂直方向和斷層地帶進(jìn)行阻截注漿，其效果會更佳。開挖后及時進(jìn)行噴錨支護(hù)，保證其厚度，以免漏氣和防止圍巖失穩(wěn)。

6)采用防爆設(shè)施

a)在瓦斯散發(fā)區(qū)段，使用防爆安全型的電器設(shè)備。機(jī)械施工時，要防止金屬與堅石撞擊、摩擦而發(fā)生火花。

b)采用非電毫秒爆破，并使用安全炸藥，采用毫秒雷管時，最后一段的延遲時間不得超過130ms。

c)洞內(nèi)使用防爆燈或蓄電池?zé)粽彰?。只?zhǔn)用電纜，不準(zhǔn)使用皮線。5)如開挖進(jìn)入煤層，瓦斯排放量較大，使用一般

7)嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)制度

a)嚴(yán)格執(zhí)行瓦斯防爆的技術(shù)安全規(guī)則與有關(guān)制度。指定專人定時或隨時測量洞內(nèi)風(fēng)流和瓦斯含量。瓦斯檢查手段可采用瓦斯遙測裝置、定點(diǎn)報警儀和手持式光波干涉儀。瓦斯報警器

b)洞內(nèi)嚴(yán)禁使用明火，嚴(yán)禁將火柴、打火機(jī)、手電筒及其他易燃品帶入洞內(nèi)。

c)進(jìn)洞人員必須經(jīng)過瓦斯知識和防止瓦斯爆炸的安全教育。搶救人員未經(jīng)專門培訓(xùn)不準(zhǔn)在瓦斯爆炸后進(jìn)洞搶救。7)嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)制度a)嚴(yán)『10.6.8▎松散地層、流砂

松散地層指漂卵石地層、極度風(fēng)化破碎已失巖性的松散體、砂夾礫石和含有少量粘土的土層、無膠結(jié)松散的干沙等。其特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)性弱、穩(wěn)定性差，在隧道施工中極易發(fā)生坍塌，若有地下水則坍塌更易發(fā)生?！?0.6.8▎松散地層、流砂松散地層指

松散地層常用施工方法：先支護(hù)后開挖、密閉支撐、邊挖邊封閉的方法。施工時主要是為了減少對圍巖的擾動，必要時采用超前注漿預(yù)加固地層的方法，及早控制地下水。

流沙是沙土或粉質(zhì)粘土在水的作用下喪失其內(nèi)聚力后形成的，多呈糊漿狀。開挖時容易引起圍巖失穩(wěn)坍塌，支護(hù)結(jié)構(gòu)變形，甚至倒塌破壞，因此對隧道施工的危害極大。治理流沙必先治水，以減少地層的含水量為主。加強(qiáng)調(diào)查，制訂方案因地制宜，綜合治水先護(hù)后挖，加強(qiáng)支護(hù)盡早襯砌，封閉成環(huán)流沙治理措施松散地層常用施工方法：先支護(hù)后開挖、密閉支撐隧道施工方法特殊地質(zhì)課件隧道施工方法特殊地質(zhì)課件經(jīng)常不斷地學(xué)習(xí),你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量StudyConstantly,AndYouWillKnowEverything.TheMoreYouKnow,TheMorePowerfulYouWillBe寫在最后經(jīng)常不斷地學(xué)習(xí),你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量寫81謝謝大家榮幸這一路，與你同行It'SAnHonorToWalkWithYouAllTheWay演講人：XXXXXX時間：XX年XX月XX日

謝謝大家演講人：XXXXXX8210隧道工程SUIDAOGONGCHENG『隧道施工方法『10.1▎傳統(tǒng)礦山法『10.2▎新奧法『10.3▎新奧法的施工技術(shù)『10.4▎洞口段及明洞施工方法『10.5▎輔助施工方法『10.6▎特殊地質(zhì)地段的施工方法『10.7▎鉆爆開挖和裝渣運(yùn)輸『10.8▎隧道支護(hù)施工『10.10▎隧道施工現(xiàn)場監(jiān)控量測『10.9▎隧道掘進(jìn)機(jī)施工10隧道工程『10.6▎特殊地質(zhì)地段施工方法『10.6▎特殊地質(zhì)地段施工方法『10.6▎特殊地質(zhì)地段施工方法

特殊地質(zhì)地段是指膨脹地層、軟弱黃土層、塌方、巖溶、巖爆、流砂、高地溫、瓦斯等地層。

特殊地質(zhì)地段隧道，由于巖層的地質(zhì)條件成因復(fù)雜，地質(zhì)條件具有突變性，事故具有突發(fā)性，對隧道施工的危害極大。因此除了應(yīng)遵守一般技術(shù)要求外，還應(yīng)采取針對性較強(qiáng)的輔助施工方法?！?0.6.1▎膨脹性圍巖1.膨脹性圍巖的特性

隧道開挖不久，常見到圍巖因開挖而產(chǎn)生變形，或者因浸水而膨脹，或因風(fēng)化而開裂等現(xiàn)象。隧道的頂部及兩側(cè)向內(nèi)擠入，底部鼓起，隨著時間的推移，會出現(xiàn)支撐破壞、襯砌變形?！?0.6▎特殊地質(zhì)地段施工方法特殊地支撐破壞隧道坍塌支撐破壞隧道坍塌

膨脹土圍巖常常具有明顯的塑性流變特性，開挖后將產(chǎn)生較大的塑性變形。隧道施工開挖過程中，常有初期圍巖變形大，發(fā)展速度快等現(xiàn)象。膨脹土圍巖因吸水而膨脹，失水而收縮，都將破壞圍巖的穩(wěn)定性。2.膨脹土圍巖對隧道施工的危害

由于膨脹土圍巖的特殊工程地質(zhì)性質(zhì)及其圍巖壓力特性，使隧道存在普遍開裂、內(nèi)擠，甚至局部坍塌等變形現(xiàn)象。膨脹土隧道圍巖變形常具有速度快、破壞性大、延續(xù)時間長和整治較困難等特點(diǎn)。施工中常見出現(xiàn)圍巖裂縫、隧道下沉、圍巖膨脹突出和坍塌、底鼓以及襯砌變形和破壞等現(xiàn)象。膨脹土圍巖常常具有明顯的塑性流變特性，開挖后隧道施工方法特殊地質(zhì)課件(1)加強(qiáng)對圍巖壓力及流變的調(diào)查和量測在施工過程中，除了位移量測外，還應(yīng)對圍巖壓力及其流變情況進(jìn)行充分的調(diào)查和量測，分析其變化規(guī)律。對地下水亦應(yīng)探明分布范圍及規(guī)律，了解水對施工的影響程度，以便根據(jù)圍巖動態(tài)采取相應(yīng)的施工措施。3.隧道在膨脹土圍巖中的施工要點(diǎn)(1)加強(qiáng)對圍巖壓力及流變的調(diào)查和量測在施工過(2)合理選擇施工方法在膨脹土隧道中常用的施工方法有：短臺階或超短臺階法、單側(cè)壁導(dǎo)坑法、眼鏡工法等。后兩種方法適于跨度較大的隧道，但它們的斷面閉合時間較遲，必須注意防止邊墻混凝土受壓向隧道內(nèi)擠。另外環(huán)形開挖留核心土法、中隔墻法等也可采用，具體選擇應(yīng)依據(jù)施工條件而定。3.隧道在膨脹土圍巖中的施工要點(diǎn)(2)合理選擇施工方法在膨脹土隧道中常用的施工(3)加強(qiáng)支護(hù)膨脹性圍巖地段隧道，除開挖后需立即噴射混凝土外，應(yīng)及早進(jìn)行支護(hù)。當(dāng)膨脹壓力較大時，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況及圍巖變形狀態(tài)，可采用不同類型的型鋼支撐，或鋼管環(huán)箍支撐、鋼格柵支撐等。拱圈灌注后，拱腳部位應(yīng)立即設(shè)置足夠強(qiáng)度的橫撐，以抵擋兩側(cè)圍巖向內(nèi)擠壓變形。(3)加強(qiáng)支護(hù)膨脹性圍巖地段隧道，除開挖后需立即『10.6.2▎黃土1.黃土對隧道施工的影響(1)黃土節(jié)理在紅棕色或深褐色的古土壤黃土層，常具有各方向的構(gòu)造節(jié)理，并有一定延續(xù)性。在隧道開挖時，土體容易順著節(jié)理張松或剪斷。如果這種地層位于隧道頂部，則極易產(chǎn)生“塌頂”。如果位于側(cè)壁，則普遍出現(xiàn)側(cè)壁掉土，若施工時處理不當(dāng)，常會引起較大的坍塌?！?0.6.2▎黃土1.黃土對隧道施工的影響(2)黃土沖溝地段、黃土溶洞與陷穴隧道在黃土沖溝或塘邊地段施工時，當(dāng)隧道在較長的范圍內(nèi)沿著沖溝或塘邊平行走向，而覆蓋較薄或偏壓很大的情況下，容易發(fā)生較大的坍塌或滑坡現(xiàn)象。

黃土溶洞與陷穴是黃土地區(qū)經(jīng)常見到的不良地質(zhì)現(xiàn)象，隧道若修建在其上方，則有基礎(chǔ)下沉的危害。隧道若修建在其下方，常有發(fā)生冒頂?shù)奈ｋU。隧道若修建在其鄰側(cè)，則有可能承受偏壓，(3)水對黃土隧道施工的影響黃土在干燥時很堅固，承壓力也較高，施工可順利進(jìn)行。當(dāng)其受水浸濕后則呈不同程度的濕陷性，會突然發(fā)生下沉現(xiàn)象，使開挖后的圍巖迅速喪失自穩(wěn)能力，如果支護(hù)措施滿足不了變化后的情況，極容易造成隧道坍塌。(2)黃土沖溝地段、黃土溶洞與陷穴隧道在黃土隧道施工方法特殊地質(zhì)課件

若洞內(nèi)排水不良，洞內(nèi)道路會泥濘難行，不論是無軌還是有軌運(yùn)輸都會給道路的維護(hù)、機(jī)械的使用與保養(yǎng)、隧道的鋪底或仰拱施工等作業(yè)造成很大的困難。2.黃土隧道施工要點(diǎn)

黃土隧道施工，應(yīng)做好黃土中構(gòu)造節(jié)理的產(chǎn)狀與分布狀況的調(diào)查。對因構(gòu)造節(jié)理切割而形成的不穩(wěn)定部位，在施工時應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)措施，防止坍塌，確保安全施工。施工中應(yīng)遵循“短開挖、少擾動、強(qiáng)支護(hù)、實(shí)回填、嚴(yán)治水、勤量測”的施工原則，要求施工工序緊湊，精心組織施工。開挖方法宜采用短臺階法或環(huán)形開挖留核心法，初期支護(hù)應(yīng)緊跟開挖面施作。黃土圍巖開挖后不能暴露時間過長，否則圍巖壁面會風(fēng)化至內(nèi)部，使得土體松弛加快，以至發(fā)生坍方。若洞內(nèi)排水不良，洞內(nèi)道路會泥濘難行，不論是無

做好洞頂、洞門及洞口的防排水系統(tǒng)工程，并妥善處理好陷穴、裂縫，以免地面積水浸蝕洞體周圍，造成土體坍塌。做好洞頂、洞門及洞口的防排水系統(tǒng)工程，并妥3.黃土隧道的洞門設(shè)計應(yīng)遵循的原則

非濕陷性黃土地基上的洞門設(shè)計應(yīng)考慮地表水沖刷防護(hù)；濕陷性黃土地基上的洞門，應(yīng)根據(jù)黃土的物理性質(zhì)，對端、翼墻地基采取適當(dāng)?shù)膿Q填夯實(shí)措施；黃土隧道洞門墻背上的壓力可按庫侖理論計算，同時應(yīng)考慮土壤粘聚力的作用，根據(jù)地質(zhì)條件選擇合理的洞門形式，同時要對洞門的穩(wěn)定性進(jìn)行相關(guān)演算。3.黃土隧道的洞門設(shè)計應(yīng)遵循的原則1.溶洞的類型

溶洞一般有死、活、干、濕、大、小幾種類型。

當(dāng)隧道穿過可溶性巖層時，有的溶洞位于隧道頂部，洞穴大且?guī)r質(zhì)破碎，容易發(fā)生坍塌。有的溶洞位于隧道底部，充填物松軟且深，使隧道基底難于處理。有時溶洞或溶槽位于隧道掌子面前方且有大量淤泥質(zhì)充填物，當(dāng)隧道掘進(jìn)至其邊緣時，含水充填物不斷涌入隧道，難以遏止，甚至使地表開裂下沉，山體壓力劇增。有時遇到大的水囊或地下暗河，巖溶水或泥砂夾水大量涌入隧道。有的溶洞、暗河迂回交錯、分支錯綜復(fù)雜、范圍寬廣，處理十分困難?！?0.6.3▎溶洞1.溶洞的類型溶洞一般有死、活、干隧道施工方法特殊地質(zhì)課件隧道施工方法特殊地質(zhì)課件

隧道通過巖溶區(qū)，應(yīng)查明溶洞分布范圍和類型，巖層的完整穩(wěn)定程度、填充物和地下水情況，據(jù)以確定施工方法。在巖溶地段，隧道常用處理溶洞的方法，有“引、堵、越、繞”四種。(1)引遇到地下暗河或溶洞有水流時，宜排不宜堵。應(yīng)在查明水源流向及其與隧道位置的關(guān)系后，用暗管、涵管或小橋等設(shè)施渲泄水流，或開鑿泄水洞將水排除洞外(如圖6-24)。圖6-24橋涵宣泄水流2.隧道溶洞處理措施隧道通過巖溶區(qū)，應(yīng)查明溶洞分布范圍和類型，巖(2)堵對已停止發(fā)育、跨徑較小，無水的溶洞，可根據(jù)具體情況，采用混凝土、漿砌片石或干砌片石回填封閉；或加深邊墻基礎(chǔ)，加固隧道底部(如圖6-25)。當(dāng)隧道拱頂有溶洞時，可視溶洞的巖石破碎程度在溶洞頂部采用錨桿或網(wǎng)錨噴加固，必要時可考慮注漿，并加設(shè)隧道護(hù)拱及拱頂回填進(jìn)行處理(如圖6-26)。圖6-25溶洞堵填圖6-26錨桿加固與護(hù)拱干砌片石混凝土填實(shí)漿砌片石漿砌片石錨桿漿砌片石或混凝土護(hù)拱片石、碎石回填密實(shí)(2)堵對已停止發(fā)育、跨徑較小，無水的溶洞，可根(3)越當(dāng)隧道一側(cè)遇到狹長而較深的溶洞，可加深該側(cè)的邊墻基礎(chǔ)通過(圖6-27)。隧道底部遇有較大溶洞并有流水時，可在隧道底部以下砌筑圬工承重墻，支承隧道結(jié)構(gòu)，跨越而過，在承重墻內(nèi)應(yīng)套設(shè)涵管引排溶洞水(圖6-28)。隧道過墻部位遇到較大、較深的溶洞，不宜加深邊墻基礎(chǔ)時，可在邊墻部位或隧底以下筑拱跨過(圖6-29)。圖6-27加深邊墻基礎(chǔ)圖6-28在承重墻內(nèi)設(shè)涵管圖6-29筑拱跨越溶洞(3)越當(dāng)隧道一側(cè)遇到狹長而較深的溶洞，可加深該(4)繞巖溶區(qū)施工，個別溶洞處理耗時且困難時，可采用迂回導(dǎo)坑繞過溶洞，繼續(xù)進(jìn)行隧道前方的施工，以節(jié)省時間，加快施工進(jìn)度，同時處理溶洞。繞行開挖迂回導(dǎo)坑時，應(yīng)與溶洞保持一定的間距，以防止洞壁失穩(wěn)。3.溶洞地段施工的注意事項(xiàng)

1)當(dāng)施工到達(dá)溶洞邊緣時，各工序應(yīng)緊密銜接，支護(hù)和襯砌趕前。同時應(yīng)利用探孔或物探作超前預(yù)報，設(shè)法探明溶洞的形狀、范圍、大小、充填物及地下水等情況，據(jù)以制定施工處理方案及安全措施。

2)

施工中注意檢查溶洞頂部，及時處理危石。當(dāng)溶洞較大、較高且頂部破碎時，應(yīng)先噴射混凝土加固，再在靠近溶洞頂部附近打入錨桿，并應(yīng)設(shè)置施工防護(hù)架或鋼筋防護(hù)網(wǎng)。(4)繞巖溶區(qū)施工，個別溶洞處理耗時且困難時，可隧道施工方法特殊地質(zhì)課件

3)爆破作業(yè)應(yīng)盡量做到多打眼、打淺眼，控制爆破藥量，減少對圍巖的擾動，防止一次爆破后溶洞內(nèi)的填充物突然大量涌入隧道，或溶洞水突然襲擊隧道，造成嚴(yán)重?fù)p失。

4)在溶洞充填體中掘進(jìn)，如充填物松軟，可用超前支護(hù)施工。如充填物為極松散的礫石、塊石堆積或流塑狀粘土及砂粘土等，可于開挖前采用地表注漿、洞內(nèi)注漿或地表和洞內(nèi)注漿相結(jié)合加固。如遇顆粒細(xì)、含水量大的流塑狀土壤，可采用劈裂注漿技術(shù)，注入水泥漿或水泥水玻璃雙液漿進(jìn)行加固。

5)溶洞末做出處理方案前，不要將棄碴隨意傾填于溶洞中。因棄碴覆蓋了溶洞，不但不能了解其真實(shí)情況，反而會造成更多困難。3)爆破作業(yè)應(yīng)盡量做到多打眼、打淺眼，控制隧道施工方法特殊地質(zhì)課件隧道施工方法特殊地質(zhì)課件『10.6.4▎塌方1.發(fā)生塌方的主要原因(1)不良地質(zhì)及水文地質(zhì)條件

1）隧道穿過斷層及其破碎帶，或在薄層巖體的小曲摺、錯動發(fā)育地段，一經(jīng)開挖，潛在應(yīng)力迅速釋放、圍巖失穩(wěn)，輕則引起圍巖掉塊、坍落，重則引起坍方。

2）當(dāng)通過各種堆積體時，由于圍巖結(jié)構(gòu)松散，顆粒間無膠結(jié)或膠結(jié)差，開挖后引起坍塌。

3）在軟弱結(jié)構(gòu)面發(fā)育或泥質(zhì)充填物過多的地層中，均易產(chǎn)生較大的坍塌。

4）隧道穿越地層覆蓋過薄地段，如在沿河傍山、偏壓地段、溝谷凹地淺埋和丘陵淺埋地段極易發(fā)生坍方?！?0.6.4▎塌方1.發(fā)生塌方的主要原因隧道施工方法特殊地質(zhì)課件隧道施工方法特殊地質(zhì)課件5）巖層軟硬相間或有軟弱夾層的巖體，在地下水的作用下，軟弱面的強(qiáng)度大為降低，因而發(fā)生滑坍。

6）地下水的軟化、浸泡、沖蝕、溶解等作用加劇了巖體的失隱和坍落。(2)隧道設(shè)計考慮不周1）隧道選定位置時，地質(zhì)勘查不細(xì)，未能作詳細(xì)的分析，或未能查明可能坍方的因素。沒有繞開可以繞避的不良地質(zhì)地段，使得隧道選址不合理。

2）設(shè)計本身可能存在不合理的地方。(3)施工方法和措施不當(dāng)1）施工方法與地質(zhì)條件不相適應(yīng)；地質(zhì)條件發(fā)生變化時，沒有及時改變施工萬法；工序間距安排不當(dāng)，致使支護(hù)應(yīng)該盡快閉合而沒有閉合。5）巖層軟硬相間或有軟弱夾層的巖體，在地下水的作用下隧道施工方法特殊地質(zhì)課件2）噴錨支護(hù)不及時，圍巖暴露時間過久。噴射混凝土的質(zhì)量、厚度不符合要求。

3）按新奧法施工的隧道，沒有按規(guī)定進(jìn)行量測，或信息處理失誤、或反饋不及時，導(dǎo)致決策失誤，喪失了對圍巖的有效控制。

4）沒有科學(xué)地進(jìn)行控制爆破，圍巖爆破用藥量過多，因而擾動過度，引起坍塌。

5）對危石檢查不重視、不及時，或處理危石措施不當(dāng)，引起巖層坍塌。2.塌方前的預(yù)兆1）量測信息所反應(yīng)的變形速度或數(shù)值超過允許值。

2）噴射混凝土產(chǎn)生縱橫向裂紋或龜裂。

3）在坑頂或坑壁發(fā)現(xiàn)不斷掉下土塊、小石塊或構(gòu)件支撐間隙不斷漏出砂、石屑。

4）巖層層理、節(jié)理縫或裂隙變大、張開。

5）隧道內(nèi)滲水、滴水突然加劇或變渾。2）噴錨支護(hù)不及時，圍巖暴露時間過久。噴射混凝土的質(zhì)按坍方發(fā)生的部位分：洞頂坍方、墻部坍方、掌子面坍方按坍方發(fā)生的部位分：洞頂坍方、墻部坍方、掌子面坍方

高陽寨隧道進(jìn)口塌滑事故高陽寨隧道進(jìn)口塌滑事故塌方冒頂塌方冒頂3.預(yù)防塌方的施工措施選擇安全合理施工方法加強(qiáng)塌方預(yù)測預(yù)防塌方施工措施先排水短開挖弱爆破強(qiáng)支護(hù)快襯砌勤檢查、勤量測觀察法一般量測法微地震學(xué)測量法和聲學(xué)測量法加強(qiáng)初期支護(hù)3.預(yù)防塌方的施工措施選擇安全合理施工方法加強(qiáng)塌方隧道施工方法特殊地質(zhì)課件隧道施工方法特殊地質(zhì)課件4.隧道塌方的處理措施

隧道發(fā)生坍方后，應(yīng)及時迅速的處理，切忌拖延。處理時必須詳細(xì)觀測坍方的范圍、形狀及坍穴的地質(zhì)構(gòu)造，查明坍方發(fā)生的原因和地下水活動情況，制定切實(shí)可行的處理方案?？砂聪铝蟹椒ㄟM(jìn)行處理：

(1)小坍方坍穴不高，且縱向延伸不長，首先加固坍體兩端洞身，并抓緊噴射混凝土或采用錨噴聯(lián)合支護(hù)封閉坍穴頂部和側(cè)部，再進(jìn)行清碴。在確保安全的前提下，也可在坍碴上架設(shè)臨時支架，穩(wěn)定頂部，然后清碴。臨時支架的拆除須待灌筑襯砌混凝土達(dá)到要求強(qiáng)度后方可進(jìn)行。最后要用漿砌片石或干砌片石將坍穴填滿。4.隧道塌方的處理措施隧道發(fā)生坍方

(2)大坍方坍穴高、坍碴數(shù)量大，且坍碴體完全堵住洞身時，宜采取先護(hù)后挖的方法。在查清坍穴規(guī)模大小和穴頂位置后，可采用管棚法和注漿固結(jié)法穩(wěn)固圍巖和碴體，待其基本穩(wěn)定后，按先上部后下部的順序清除碴體，并盡快完成模注混凝土襯砌(加強(qiáng)型)。對襯砌背后的空穴，可先用漿砌片石回填一定厚度，再以棄碴填實(shí)。當(dāng)坍穴很大，全部填滿有困難時，也可考慮采用噴錨支護(hù)等方法穩(wěn)定坍穴洞壁，或請設(shè)計單位共同做出處理。

(3)坍方冒頂指一直坍到了地表。在清碴前應(yīng)先支護(hù)陷穴口，地層極差時，可在陷穴口附近地面布置地表錨桿對地層予以加固，洞內(nèi)坍體可采用管棚等方法穿越。同時，地表陷穴要用雨布遮蓋，周圍開挖臨時排水溝，以防雨水流入洞內(nèi)。(2)大坍方坍穴高、坍碴數(shù)量大，且坍碴體完隧道施工方法特殊地質(zhì)課件隧道施工方法特殊地質(zhì)課件

(4)洞口坍方指進(jìn)洞方法不當(dāng)導(dǎo)致洞口地表塌方，需采取明洞的方法(現(xiàn)場也稱之為“暗洞明作”)進(jìn)洞。一般來說，接了明洞以后都可以解決問題，但增加了工程造價。

(5)防排水的處理措施隧道坍方往往與地下水的活動密切相關(guān)，故“治坍應(yīng)先治水”是隧道施工的基本常識。一旦發(fā)生坍方，首先應(yīng)積極采取措施，截斷地表水滲入坍體范圍，在洞內(nèi)防止地下水滲入坍方地段，以免坍方繼續(xù)擴(kuò)大。具體措施有：(4)洞口坍方指進(jìn)洞方法不當(dāng)導(dǎo)致洞口地表塌

1)地表沉陷和裂縫，用粘土緊密夯實(shí)，周圍開挖截水溝，防止地表水滲入。

2)坍方冒頂時，在陷穴口地表四周挖溝排水，設(shè)雨棚遮蓋穴頂。陷穴口的回填應(yīng)高出地面，用粘土或圬工封口。

3)坍體內(nèi)有地下水活動時，應(yīng)用管槽引至排水溝排出，以防止水對坍體的繼續(xù)破壞。(5)防排水的處理措施

1)地表沉陷和裂縫，用粘土緊密夯實(shí)，周圍開挖『10.6.5▎巖爆

是巖體中聚集的高彈性應(yīng)變能，因隧道開挖而發(fā)生的一種應(yīng)力釋放現(xiàn)象。地層巖性條件地應(yīng)力條件巖爆形成條件只發(fā)生于結(jié)構(gòu)完整或基本完整的脆性硬巖地層中。多見于石英巖、花崗巖、正長巖、閃長巖、花崗閃長巖、大理巖、花斑狀大理巖、片麻巖等巖體；巖爆多發(fā)生于埋深大的隧道中，因只有埋深大才足以形成高地應(yīng)力?！?0.6.5▎巖爆是巖體中聚集的高彈性應(yīng)隧道施工方法特殊地質(zhì)課件堅硬的巖石堅硬的巖石

巖爆的工程現(xiàn)象：當(dāng)隧道開挖時，巖體受到急劇破壞，巖片由圍巖壁面上突發(fā)性地飛出，發(fā)出爆裂聲，而且大都發(fā)生在隧道掌子面附近及側(cè)壁上，有時頻繁出現(xiàn)，有時甚至?xí)永m(xù)一段時間后才逐漸消失。1.隧道內(nèi)巖爆的特點(diǎn)

1)巖爆在未發(fā)生前并無明顯的預(yù)兆，雖然經(jīng)過仔細(xì)找頂，但并無空響聲，一般認(rèn)為不會掉落石塊的地方，也會突然發(fā)生巖石爆裂聲響，石塊有時應(yīng)聲而下，有時暫不墜落。在沒有支撐的情況下，對施工安全威脅甚大。

2)巖爆時，巖塊自洞壁圍巖母體迸射而出，一般呈中間厚邊緣薄的不規(guī)則片狀，塊度大小多呈幾厘米長寬的薄片，個別達(dá)幾十厘米長寬。嚴(yán)重時，上噸重的巖石從拱部彈落，造成巖爆坍方。巖爆的工程現(xiàn)象：當(dāng)隧道開挖時，巖體受到急劇破隧道施工方法特殊地質(zhì)課件隧道施工方法特殊地質(zhì)課件

3)巖爆發(fā)生的地點(diǎn)，多在新開挖工作面及其附近，個別的也發(fā)生在距新開挖工作面較遠(yuǎn)處，巖爆多發(fā)生在爆破后2~3小時。

4)在溶孔較多的巖層里，則不會發(fā)生巖爆。2.巖爆的防治措施噴射混凝土或噴鋼纖維混凝土、錨桿加固、噴錨支護(hù)、網(wǎng)錨噴聯(lián)合、鋼支撐網(wǎng)噴聯(lián)合等。目的是給圍巖一定的徑向約束，使圍巖的應(yīng)力狀態(tài)較快地從平面轉(zhuǎn)向三維應(yīng)力狀態(tài)，達(dá)到延緩或抑制巖爆發(fā)生的目的。強(qiáng)化圍巖弱化圍巖巖爆防治措施往巖層中注水，注水能改變巖石的物理力學(xué)性質(zhì)，降低巖石的脆性和儲存能量的能力。解除圍巖中的高地應(yīng)力，方法有超前預(yù)裂爆破、排孔法、切縫法等。目的是消減圍巖中的能量，便能量平和地轉(zhuǎn)化或釋放。3)巖爆發(fā)生的地點(diǎn)，多在新開挖工作面及其附近隧道施工方法特殊地質(zhì)課件隧道施工方法特殊地質(zhì)課件3.巖爆地段隧道施工的注意事項(xiàng)

1)如設(shè)有平行導(dǎo)坑，則平導(dǎo)應(yīng)超前于正洞一定距離，以了解地質(zhì)，判斷是否會發(fā)生巖爆，為正洞施工達(dá)到相應(yīng)地段時加強(qiáng)防治提供依據(jù)。如有條件，可采用聲波探測預(yù)報巖爆工作。

2)爆破應(yīng)選用預(yù)先釋放部分能量的方法，如超前預(yù)裂爆破法、切縫法和排孔法等。爆破應(yīng)嚴(yán)格控制用藥量，以盡可能減少爆破對圍巖的擾動。

3)根據(jù)巖爆發(fā)生的頻率和規(guī)模情況，必要時應(yīng)考慮縮短爆破循環(huán)進(jìn)尺。初期支護(hù)和襯砌要緊跟開挖面，以盡可能減少巖層的暴露面和暴露時間，防止巖爆的發(fā)生。3.巖爆地段隧道施工的注意事項(xiàng)1)強(qiáng)化圍巖強(qiáng)化圍巖強(qiáng)化圍巖強(qiáng)化圍巖弱化圍巖弱化圍巖弱化圍巖弱化圍巖

4)巖爆引起坍方時，應(yīng)迅速將人員和機(jī)械撤到安全地段；采用摩擦型錨桿進(jìn)行支護(hù)，增大初始錨固力；噴射鋼釬維混凝土，抑制開挖面圍巖的剝落；采用鋼支撐加固。

5)充分作好巖爆現(xiàn)象觀察記錄，以備分析?！?0.6.6▎高地溫

一般在火山地區(qū)修建隧道會遇到高溫高熱的情況，如日本某地的發(fā)電廠工程的隧道，其圍巖溫度高達(dá)175℃。在高溫隧道中發(fā)生過施工人員被地層中噴出的熱水或硫化氫等有害氣體燙傷或中毒的事例。1.高地溫的熱源①地球的地幔對流；②火山巖漿集中處的地?zé)?；③放射性元素的裂變熱成為熱源?)巖爆引起坍方時，應(yīng)迅速將人員和機(jī)械撤

對隧道工程造成施工影響的，主要是火山的熱源和放射性元素的裂變熱源。

(1)火山的熱源由火山供給的熱使地下巖漿附近的地下水成為熱水，這種熱水(泉水)成為熱源又將熱供給周圍的巖層。隧道穿過這種巖層時，就會發(fā)生高溫高熱的現(xiàn)象。

(2)放射性元素裂變熱的熱源根據(jù)日本文獻(xiàn)介紹，由于地殼內(nèi)巖石中含有放射性物質(zhì)，其裂變熱產(chǎn)生地溫，地下溫度隨深度的增加而增加，其平均增溫率為3℃/100m。這說明如果覆蓋層很厚，即使沒有火山熱源供給，也可能形成高溫、高熱。2.隧道在高地溫地區(qū)的施工措施對隧道工程造成施工影響的，主要是火山的熱源

1)為保證隧道施工人員進(jìn)行正常的安全生產(chǎn)，我國有關(guān)部對隧道施工作業(yè)環(huán)境的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)專門有規(guī)定。如鐵道部規(guī)定，隧道內(nèi)氣溫不得超過28℃；交通部規(guī)定，隧道內(nèi)氣溫不宜高于30℃。國外的資料介紹，日本規(guī)定隧道內(nèi)溫度低于37℃。

2)為達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，在施工中一般采取通風(fēng)和灑水的措施降溫。

3)應(yīng)密切注意高溫地段的襯砌混凝土施作。在高溫(如70℃)的巖體及噴射混凝土上澆筑二次混凝土襯砌時，即使厚度再薄，水化熱也不易逸出，由于混凝土里面和表面的溫差，在早齡期有可能存在裂縫。因此，對二次混凝土襯砌應(yīng)采取防止裂縫的措施:1)為保證隧道施工人員進(jìn)行正常的安全生產(chǎn)，

a.為了防止高溫時的強(qiáng)度降低，應(yīng)選定合適的水灰比，并考慮到對溫泉水的耐久性，宜采用高爐礦碴水泥?；炷僚浜媳群蛽胶蟿?yīng)作試驗(yàn)優(yōu)選。

b.在防水板和混凝士襯砌之間設(shè)置隔熱材料，可在一定程度上隔斷由圍巖傳播過來的熱量，使混凝土內(nèi)的溫度應(yīng)力降低。

c.適當(dāng)縮短襯砌混凝土的澆筑長度。

d.用防水板和無紡布組合成緩沖材料，將二次混凝土襯砌與噴混凝土隔離，可使混凝土襯砌的收縮不受約束。

4)根據(jù)隧道內(nèi)的高溫程度、勞動強(qiáng)度和勞動效率，合理確定勞動工時，以保證施工人員的健康，同時也保證了進(jìn)度的順利開展。a.為了防止高溫時的強(qiáng)度降低，應(yīng)選定合適的『10.6.7▎瓦斯地層

瓦斯是地下隧道內(nèi)有害氣體的總稱，其成分以沼氣（甲烷CH4）為主，一般習(xí)慣即稱沼氣為瓦斯。當(dāng)隧道穿過煤層、油頁巖或含瀝青等巖層，或從其附近圍巖破碎、節(jié)理發(fā)育的地層中穿過時，可能會遇到瓦斯。如果隧道內(nèi)空氣中瓦斯?jié)舛冗_(dá)到爆炸限度，一旦與火源接觸，就會引起爆炸，給隧道施工安全帶來很大的危害。1.瓦斯的性質(zhì)

1)瓦斯(沼氣)為無色、無臭、無味的氣體，與碳化氫或硫化氫混合在一起，發(fā)生類似蘋果的香味，由于空氣中瓦斯?jié)舛仍黾?，氧氣相?yīng)減少，很容易使人窒息或發(fā)生死亡事故?！?0.6.7▎瓦斯地層瓦斯是地下隧道內(nèi)隧道施工方法特殊地質(zhì)課件隧道施工方法特殊地質(zhì)課件碳質(zhì)頁巖存貯瓦斯碳質(zhì)頁巖存貯瓦斯

2)瓦斯比重為0.544，僅為空氣的一半，所以瓦斯容易積聚在隧道頂部，其擴(kuò)散速度比空氣大1.6倍，很容易透過裂隙發(fā)育、結(jié)構(gòu)松散的巖層。

3)瓦斯不能自燃，但極易燃燒。2.瓦斯的燃燒和爆炸性

當(dāng)隧道中的瓦斯?jié)舛刃∮?%遇到火源時，瓦斯只是在火源附近燃燒而不會爆炸。瓦斯?jié)舛仍?%～