巖溶隧道安全施工技術(shù)與管理

宜萬鐵路建設總指揮部：張民慶二○○六年三月成都巖溶隧道安全施工技術(shù)與管理現(xiàn)在是1頁\一共有75頁\編輯于星期三第一章國內(nèi)巖溶隧道工程地質(zhì)災害案例第二章巖溶隧道風險等級劃分第三章巖溶隧道安全的生產(chǎn)要素、程序和組織第四章巖溶隧道安全預測預報第五章巖溶隧道安全管理第六章巖溶隧道安全設計第七章巖溶隧道安全施工第八章巖溶隧道安全逃生第九章巖溶隧道安全搶險第十章中國古文化對巖溶安全的啟示現(xiàn)在是2頁\一共有75頁\編輯于星期三第一章國內(nèi)巖溶隧道工程災害案例【案例1】渝懷鐵路圓梁山隧道9·10災害現(xiàn)在是3頁\一共有75頁\編輯于星期三圓梁山隧道全長11.068km，是渝懷線上最長的隧道。隧道穿越毛壩向斜、桐麻嶺背斜和冷水河淺埋段，穿過三疊系、二疊系、泥盆系、志留系、奧陶系和寒武系等多種地層。設計階段預測水壓力為4.42～4.6MPa，全隧正常涌水量98000m3/d，最大涌水量145000m3/d?！瘳F(xiàn)在是4頁\一共有75頁\編輯于星期三（1）9·10災害前的超前預測預報情況圓梁山隧道超前地質(zhì)預測預報主要采取TSP202、紅外線和超前探孔三種方式?！?002年8月26日，隧道施工到DK354+726，采用TSP202進行超前預測預報，預報里程為DK354+726～+886，預報表明前方無明顯反射信號，巖體較為完整、均一，圍巖級別為Ⅱ級?！?002年9月9日，正洞施工到DK354+870，采用紅外線探水超前預測預報，預報表明前方發(fā)育含水構(gòu)造，但發(fā)生突涌水的可能性較小。●2002年9月10日，正洞開挖到DK354+877.7，采用風鉆實施4個5m超前淺孔鉆探，探孔中無涌水、涌泥。現(xiàn)在是5頁\一共有75頁\編輯于星期三（2）9·10事故發(fā)生過程2002年9月10日，隧道正洞下導坑施工到DK354+879，掌子面為深灰色灰?guī)r，圍巖較完整，無水，圍巖等級為Ⅱ級。10:05隧道開挖放炮后進行正常出碴。10:40當進行第三車裝碴時，掌子面底部碴堆發(fā)生輕微移動并出現(xiàn)少量涌泥，于是，現(xiàn)場立即停止出碴，退出所有人員與設備?，F(xiàn)在是6頁\一共有75頁\編輯于星期三12:00設計、施工和科研單位召開緊急會議，決定施作止?jié){墻，以保證下一步鉆孔注漿施工。13:30地質(zhì)及施工工程師到掌子面進行取樣、攝像和地質(zhì)分析。當時，從掌子面右下部一大約高1.5m巖溶管道中擠出黃色硬塑～可塑狀粘土，局部可見明顯擦痕，涌泥長度9m，高度接近下導坑拱頂部位，約3.5m，涌泥中無水，但在巖體內(nèi)部可聽見似水流聲音?，F(xiàn)在是7頁\一共有75頁\編輯于星期三14:00涌泥部位右側(cè)有少量地下水流出，水渾濁，濃似泥漿。14:10施工人員到掌子面進行混凝土止?jié){墻施作。14:30掌子面突然爆開，隨之，大規(guī)模硬塑～可塑狀粘土噴出，約30秒時間，涌泥向外噴出244m，從而塞滿下導坑4200m3空間，受洞內(nèi)停放在DK354+679電瓶車、梭礦阻擋，涌泥速度變緩。突泥過程中有4名人員逃生，9名遇難。之后，涌泥緩慢向洞外繼續(xù)移動，最快7m/h，最慢1m/h，到9月12日11:30，涌泥至DK354+550處基本穩(wěn)定。

現(xiàn)在是8頁\一共有75頁\編輯于星期三10:4014:3013:30災害全過程現(xiàn)在是9頁\一共有75頁\編輯于星期三（3）9·10災害值得思索的幾個問題●超前預測預報問題：TSP一次預報距離？、紅外線可信度？、超前深孔鉆探問題？●涌泥后該進行什么工作？要觀察多長時間？●安全逃生理念？是逃還是避？●如何處理以后所遇到的同類地質(zhì)？水聲現(xiàn)在是10頁\一共有75頁\編輯于星期三【案例2】宜萬鐵路馬鹿箐隧道1·21災害現(xiàn)在是11頁\一共有75頁\編輯于星期三馬鹿箐隧道全長7879m，是宜萬線上長大隧道之一。隧道為金子山復向斜中四方洞向斜南東翼的單斜地層中，隧道區(qū)域漏斗、落水洞、暗河系統(tǒng)十分普遍，巖溶強烈發(fā)育。隧道處于巖溶水平循環(huán)帶和深部滲流帶，管道巖溶水系統(tǒng)極為復雜。設計預測隧道正常涌水量為170254m3/d，最大涌水量為823961m3/d?，F(xiàn)在是12頁\一共有75頁\編輯于星期三（1）1·21災害前超前預測預報情況2005年10月29日，隧道出口平導施工到PDK256+011，采用TSP、地質(zhì)雷達及2個超前深孔鉆探對前方進行超前地質(zhì)預測預報，預測預報表明：前方30m左右存在異常，存在溶隙帶，溶隙內(nèi)富水，超前探孔水量為30～35m3/h，水量穩(wěn)定4天無任何變化。11月30日，平導施工到PDK255+992又采用深孔鉆探對前方地質(zhì)進行預測預報，預報表明：前方存在一沿線路方向長2～8m溶腔，溶腔內(nèi)少量充填黃泥、河砂、礫塊石及木屑等，大部分被水充填，水壓力為0.8～1.2MPa。初步測算鉆孔出水量為4000m3/d，動水量為2000m3/d。現(xiàn)在是13頁\一共有75頁\編輯于星期三（2）處理措施平導遭遇該溶腔后，隨開設橫通道對正洞進行鉆探，并對平導右側(cè)進行探測，探測表明左、右側(cè)均發(fā)育溶腔，迂回施工難度較大，于是決定對溶腔采取超前帷幕注漿，加固范圍為按正洞斷面開挖輪廓線外5～8m。注漿后經(jīng)鉆孔檢查，檢查孔均為線狀流水，流水量為0.1L/m·min，水壓力為0.1MPa。現(xiàn)在是14頁\一共有75頁\編輯于星期三（3）1·21事故發(fā)生過程注漿后進行隧道開挖。2006年1月21日，平導開挖至PDK255+978，已進入溶洞4m，經(jīng)觀察，溶洞破碎裂隙被漿液充填，注漿效果較好。6:30開始進行鉆孔，鉆孔過程中掌子面很穩(wěn)定，無任何異常情況。在鉆孔過程中進行了4個4.5m的超前淺孔鉆探，鉆孔無水。9:40鉆孔完畢進行裝藥。10:08開始放炮。10:15～10:30安全員對掌子面進行排險?，F(xiàn)在是15頁\一共有75頁\編輯于星期三10:50正準備進行出碴時，出碴人員聽到掌子面有掉塊、坍方響聲，并伴隨少量流水，于是立即停止出碴，乘電瓶車逃離。由于涌水，洞內(nèi)照明因漏電保護跳閘中斷。平導掌子面突水約5分鐘后（據(jù)推測）

，水通過平導和正洞之間的橫通道涌入正洞，致使正洞作業(yè)人員13人被困。（反坡施工）11:00平導逃生人員出洞后立即報告，施工單位隨即組織進正洞營救。梭礦車行至DK257＋600處左右，洞內(nèi)已被水淹沒無法前進，隨即出洞?，F(xiàn)在是16頁\一共有75頁\編輯于星期三11:05水相繼從平導、正洞涌出，大水封閉整個平導、正洞，洞口水面高3.5m，涌水將洞外施工場地部分沖毀，突水持續(xù)約40分鐘后涌水量減弱至300m3/h。經(jīng)事后推算，高峰期最大涌水量72萬m3/h，突水總量約18萬方。突水期間有2個隨突水由正洞沖出獲救，其余11人遇難。10:5011:05現(xiàn)在是17頁\一共有75頁\編輯于星期三（4）1·21災害值得思索的幾個問題●超前預測預報到有巖溶存在時該怎么辦？是堵還是排？●如何評價該巖溶所采取的注漿措施？如何評價超前支護措施？●不同掌子面的同步逃生預警問題？●逃生應急照明？如何組織逃生？現(xiàn)在是18頁\一共有75頁\編輯于星期三兩起工程災害是否有共性特點？

1、施工單位能力水平？

2、進洞人數(shù)？

3、平導均只有不到兩公里？

現(xiàn)在是19頁\一共有75頁\編輯于星期三對隧道進行風險等級劃分是十分必要的。對隧道風險等級劃分是依據(jù)勘察階段對隧道工程地質(zhì)及水文地質(zhì)的評價，從宏觀上對隧道風險進行評估，從而引起各方充分重視（意識形態(tài)的提高、費用的增加、工期的合理安排），繼而制定出合理有效的超前預測預報方法、處理方案、應急處理對策，以達到規(guī)避施工風險，避免或最大程度地減少地質(zhì)災害所引起人員傷亡和財產(chǎn)損失。

第二章巖溶隧道風險等級劃分現(xiàn)在是20頁\一共有75頁\編輯于星期三風險等級評價標準Ⅰ級風險隧道長大隧道、隧道穿越可溶巖、地表巖溶強烈發(fā)育、隧道處于水平巖溶循環(huán)帶、隧道周圍存在暗河系統(tǒng)、隧道穿越背斜或向斜構(gòu)造、隧道穿越規(guī)模宏大的斷層、隧道反坡施工Ⅱ級風險隧道長大隧道、隧道穿越碳酸鹽巖地層、地表巖溶強烈發(fā)育、隧道處于水平巖溶循環(huán)帶附近、隧道穿越規(guī)模較大的斷層一般巖溶隧道中短隧道、隧道穿越碳酸鹽巖地層、地表巖溶發(fā)育、隧道穿越規(guī)模較小的斷層、隧道穿越垂直巖溶循環(huán)帶現(xiàn)在是21頁\一共有75頁\編輯于星期三第三章巖溶隧道安全生產(chǎn)要素、程序和組織1安全生產(chǎn)六要素巖溶隧道安全生產(chǎn)是建設單位、設計單位、施工單位、監(jiān)理單位四方共同的責任，其中任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯，對于巖溶隧道，特別是Ⅰ級風險隧道，都有可能造成重大的經(jīng)濟損失和人員傷亡，因此，各方應各司其職、各負其責。根據(jù)以往巖溶隧道施工的經(jīng)驗與教訓，巖溶隧道安全生產(chǎn)有六個要素：安全預報、安全管理、安全設計、安全施工、安全逃生、安全搶險。2安全生產(chǎn)程序現(xiàn)在是22頁\一共有75頁\編輯于星期三現(xiàn)在是23頁\一共有75頁\編輯于星期三第四章巖溶隧道安全預測預報（宜萬線實施情況）（1）預測預報方法：地質(zhì)素描、TSP203、地質(zhì)雷達、紅外線探水、超前水平深孔鉆探和風鉆加深5m淺孔鉆探為必測方法，選定HSP、負視速度法、孔內(nèi)CT和成像為選測項目，在必要時進行。現(xiàn)在是24頁\一共有75頁\編輯于星期三等級工程地質(zhì)特征預測預報項目A級A+(1)極有可能存在重大地質(zhì)災害的地段，如極有可能遭遇大的暗河體系，發(fā)育重大軟弱、富水、導水性良好的斷層。(2)存在重大物探異常，極有可能發(fā)生大于10000m3/h以上的特大型突水突泥，并極有可能誘發(fā)重大環(huán)境地質(zhì)災害的地段。(3)高地應力、瓦斯等災害極其嚴重地段。地質(zhì)素描、TSP203(100m)、地質(zhì)雷達(15～30m)、紅外線探水(20m)、超前水平探孔(30～60m)1～3孔、超前水平探孔(30m)6孔、超前淺孔鉆探(5m)5孔、HSP或負視速度法(50m)、孔中CT成像A(1)可能存在重大地質(zhì)災害的地段，如可能遭遇大的暗河體系，發(fā)育重大軟弱、富水、導水性良好的斷層。(2)存在重大物探異常，極有可能發(fā)生大于1000m3/h以上的大型突水突泥，并可能誘發(fā)重大環(huán)境地質(zhì)災害的地段。(3)高地應力、瓦斯等災害嚴重地段。地質(zhì)素描、TSP203(100m)、地質(zhì)雷達(15～30m)、紅外線探水(20m)、超前水平探孔(30m)1～3孔、超前淺孔鉆探(5m)3～5孔現(xiàn)在是25頁\一共有75頁\編輯于星期三等級工程地質(zhì)特征預測預報項目B級可能發(fā)生100～1000m3/h的中～小型突水突泥地段，存在較大物探異常、斷裂帶等地段。地質(zhì)素描、TSP203(150m)、地質(zhì)雷達(15～30m)、紅外線探水(20m)、超前水平探孔(30m)1～3孔、超前淺孔鉆探(5m)3孔C級巖溶水文地質(zhì)條件較好的碳酸鹽巖和碎屑巖地段，發(fā)生突水涌泥的可能性不大或規(guī)模不會大于100m3/h的突水突泥。地質(zhì)素描、TSP203(150m)、超前淺孔鉆探(5m)3孔，必要時地質(zhì)雷達(30m)、超前水平探孔(30m)1孔?，F(xiàn)在是26頁\一共有75頁\編輯于星期三（2）組織與管理●制度化管理：制定了《宜萬線施工地質(zhì)勘察與超前預測預報專項機制》，編寫了《宜萬線復雜隧道施工地質(zhì)實施細則》?！衤毮芑芾恚涸O計單位為主體，建設、施工、監(jiān)理單位明確職責、分工合理、相互協(xié)調(diào)、系統(tǒng)管理?！駥ｍ椥怨芾恚菏┕挝灰袑I(yè)人員和設備。●納入工序管理：納入施工工序中，施工中做到“有疑必探、不探不挖”的原則?，F(xiàn)在是27頁\一共有75頁\編輯于星期三（3）現(xiàn)場應用效果：●到目前為止，只要是按規(guī)定的項目進行超前預測預報，所遇到的規(guī)模較大的巖溶均探測到?！胥@機選型：全線共有鉆機16種（GY-2PC、HGY-300D、JD-30、LF-100、MGY-60B、MK-3、MK-5、MK-5S、RDP-150C、XY-2、XY-2P、XY-2PC、XY-150、YQ-100、ZD-60、ZYG-150B），使用效果相差很大。其中大部分鉆機鉆進行能力小，這對將鉆孔納入工序管理造成很大影響（約有17%的時間用于鉆孔）。推薦使用MKD-5S（煤科院西安分院產(chǎn)）、ZYG-150B（煤科院重慶分院產(chǎn)）、RDP-150C（日本進口）地質(zhì)鉆機?，F(xiàn)在是28頁\一共有75頁\編輯于星期三●超前深孔鉆探基本上探到了所有的大型巖溶，5m淺孔風鉆鉆探基本上探到了所有的涌水。超前鉆探仍是超前地質(zhì)預測預報的主體?！馮SP預報率不高，應進一步研究，提高預報率。去年上半年為35%，目前為52%?！竦刭|(zhì)雷達對基底巖溶探測效果很好。對較大規(guī)模的巖溶反映十分敏感?！窦t外探水結(jié)論模糊，難以起到應有的作用?，F(xiàn)在是29頁\一共有75頁\編輯于星期三（4）不認真進行預測預報的教訓2004年9月11日，別巖槽隧道出口上半斷面開挖到DK406+422，掌子面炮眼孔射水，施工人員迅速撤離。12:30分，掌子面爆開，突發(fā)大規(guī)模涌水，突水洪峰流量36000m3/h，洞口涌水高度1.8m，涌水持續(xù)時間40min后穩(wěn)定為500m3/h。該次突水使洞內(nèi)設備席卷而出，并沖垮洞口場地，使上、下游居民用水受到嚴重影響，造成經(jīng)濟損失約100萬元，現(xiàn)在是30頁\一共有75頁\編輯于星期三1超前預測預報專項化管理（1）專項經(jīng)費列入概算（2）納入施工工序管理（投標階段）（3）物探技術(shù)應走專業(yè)化承包之路（4）鉆探技術(shù)應配備快速鉆孔機械（5）加強淺孔風鉆鉆探工作（6）制定規(guī)范、標準，實現(xiàn)規(guī)范化管理第五章巖溶隧道安全管理現(xiàn)在是31頁\一共有75頁\編輯于星期三2隧道巖溶治理程序化管理（1）會商程序：有突涌水可能的，必須由建設單位組織四方會商。（2）方案設計程序：設計負責、建設單位審批（3）施工程序：施工單位編寫施組、監(jiān)理審批、施工單位實施（4）注漿效果檢查程序：施工單位實施、監(jiān)理簽認、建設單位對達不到設計要求的應重新組織會商?，F(xiàn)在是32頁\一共有75頁\編輯于星期三3隧道巖溶安全制度化管理（1）制定《巖溶隧道防范高風險專項機制》（2）制定《巖溶隧道注漿施工管理實施細則》（3）制定《巖溶處理的一般原則》4隧道巖溶治理費用管理實報實銷？承包？采用承包會帶來很多安全隱患。5工期問題遇到特大巖溶或有涌突水可能時應重新審核工期現(xiàn)在是33頁\一共有75頁\編輯于星期三第六章巖溶隧道安全設計1反坡隧道洞內(nèi)抽水系統(tǒng)設計2洞口排水系統(tǒng)設計3注漿堵水設計4注漿效果檢查評定標準建立5巖溶管道放水降壓回填處理設計6支護體系設計7二次襯砌設計8暗河處理設計9輔助坑道設計方案10逃生通道設計11同聲光預警系統(tǒng)設計12應急照明設計13逃生線路設計現(xiàn)在是34頁\一共有75頁\編輯于星期三注漿施工的七個重要參數(shù)●漿液擴散半徑R——基礎●注漿布設間距a×b●注漿分段長度（步距）h●漿液凝膠時間Tg——核心（心臟）●注漿速度v（Q）——能量（血液）●注漿量Q（ΣQ）●注漿壓力P——關(guān)鍵（眼睛）現(xiàn)在是35頁\一共有75頁\編輯于星期三注漿效果檢查評定標準建立五類十四種現(xiàn)在是36頁\一共有75頁\編輯于星期三【圓梁山隧道1#溶洞】注漿中表現(xiàn)兩種P-Q-t曲線。Ⅰ型曲線主要是內(nèi)圈、外圈孔，特別是底部孔。其注漿壓力較小，一般為1.5～2MPa，注漿速度為40～50L/min，隨著注漿的進行，注漿壓力稍有升高，注漿速度略有降低，當達到設計注漿量時，注漿終壓不能達到設計終壓，而此時注漿速度仍較大。經(jīng)分析，認為主要是溶洞區(qū)存在一定空隙(洞)，漿液流動的阻力較小，漿液主要表現(xiàn)為填充擴散方式進行加固。1注漿過程P-Q-t曲線法現(xiàn)在是37頁\一共有75頁\編輯于星期三【圓梁山隧道1#溶洞】Ⅱ型曲線主要是上部注漿孔和中部注漿孔所表現(xiàn)，這和注漿設計意圖所采取的雙序孔約束型注漿措施一致，達到了擠壓密實的目的。注漿過程中，開始時注漿壓力為2～2.5MPa，注漿速度為30～50L/min，隨著注漿進行，壓力上升，注漿速度明顯下降，當達到設計注漿量時，注漿終壓達到或超過設計終壓值3～4MPa，此時注漿速度降至10～15L/min，這主要表現(xiàn)為擠壓－劈裂再擠壓?，F(xiàn)在是38頁\一共有75頁\編輯于星期三2注漿量分布特征法注漿量分布時間效應圖【圓梁山隧道2#溶洞】

①總體可以將注漿量分布時間效應圖分成兩部分，即前期單序孔部分和后期雙序孔部分，明顯單序孔注漿量要比雙序孔注漿量大，這和預期的分序孔注漿原則相一致。②前期單序孔階段，注漿量離散性很大，這主要是由于巖溶分布的不均一性特征所引起?，F(xiàn)在是39頁\一共有75頁\編輯于星期三上半斷面注漿量分布空間效應圖由上半斷面注漿量分布空間效應圖來看：①輪廓線外三圈孔注漿量總體是均布的，拱頂處較大，這主要是由于上部存在較大的空腔所致。②由注漿量分布情況來看，兩側(cè)拱腰處明顯存在著薄弱區(qū)，對此，這應在補孔注漿及檢查孔施工時重點強化處理?，F(xiàn)在是40頁\一共有75頁\編輯于星期三下半斷面注漿量分布空間效應圖由下半斷面注漿量分布圖來看：注漿量分布比較均勻,注漿量都比較小，可見水是由上部過來的，上半斷面注漿后，基本上堵住了巖溶水。現(xiàn)在是41頁\一共有75頁\編輯于星期三（3）涌水量對比法

【圓梁山隧道1#溶洞】超前地質(zhì)探孔涌水量為50～70m3/h，注漿施工中涌水量超過10000m3/d。注漿后，該溶洞段涌水量只有5～10m3/h，注漿堵水率達到90%以上，注漿堵水效果是很明顯的?，F(xiàn)在是42頁\一共有75頁\編輯于星期三【圓梁山隧道2#溶洞】①隨著注漿進行，鉆孔涌水量總體呈減少趨勢，由此來看，總體注漿效果明顯，是隨著注漿進行不斷提高。②鉆孔中的涌水量表現(xiàn)出明顯的離散性，這和2#溶洞地質(zhì)復雜有關(guān)。

現(xiàn)在是43頁\一共有75頁\編輯于星期三（4）漿液填充率反算法【深圳市向西路人行地道工程】注漿結(jié)束后，統(tǒng)計注漿總量∑Q，利用公式∑Q=V·n·α·(1+β)反算出漿液填充率α=83.6%，滿足注漿加固堵水要求。在隨后施工中，工程安全順利。現(xiàn)在是44頁\一共有75頁\編輯于星期三（5）檢查孔觀察法

【圓梁山隧道2#溶洞】注漿結(jié)束后，根據(jù)注漿P-Q-t曲線分析，結(jié)合注漿量分布特征，在注漿薄弱環(huán)節(jié)鉆設檢查孔。由圖檢查孔來看，檢查孔無涌水、涌砂，且成孔好。檢查孔放置1小時后，仍無坍孔、無涌水、無涌砂，因此，可以判定注漿效果是良好的，能滿足安全開挖要求?，F(xiàn)在是45頁\一共有75頁\編輯于星期三（6）檢查孔取芯法

【廣州地鐵楊----體區(qū)間隧道

】注漿結(jié)束后，針對注漿薄弱環(huán)節(jié)進行取芯試驗。取芯表明：巖芯呈柱狀，完整性好，巖芯提取率在60%以上，巖芯加固優(yōu)良率為71.5～96.6%。對巖芯進行抗壓強度測試，在灰色細砂中為0.295～0.428MPa，在黃色中粗砂中為1.15～3.29MPa。

現(xiàn)在是46頁\一共有75頁\編輯于星期三（7）檢查孔P-Q-t曲線法

【圓梁山隧道1#溶洞】對檢查孔進行注漿，繪制P-Q-t曲線。由圖來看，開始時，注漿初壓為2MPa，注漿速度為15L/min，隨著注漿進行，注漿壓力和注漿速度基本保持不變，這主要是起到了補充注漿作用，并進一步劈裂強化注漿效果。維持5min后，注漿壓力突然上升，超過設計注漿終壓3MPa，同時注漿速度急劇下降，當注漿壓力達到4MPa時，地層基本注不進漿，而此時注漿量遠小于設計注漿量，可見檢查孔區(qū)域已飽和密實，達到注漿設計要求。檢查孔P-Q-t曲線（7）檢查孔P-Q-t曲線法

現(xiàn)在是47頁\一共有75頁\編輯于星期三（8）滲透系數(shù)測試法

【深圳地鐵益田站】注漿截水帷幕施工結(jié)束后，測試地層滲透系數(shù)為1.8×10-5～2.5×10-6cm/s，滿足工程安全施工要求，達到了注漿截水帷幕的目的。在隨后樁基開挖中，僅有少量滲水，工程得以安全施工?，F(xiàn)在是48頁\一共有75頁\編輯于星期三（9）加固效果觀察法【圓梁山隧道1#溶洞】對掌子面注漿加固效果進行觀察，注漿后，掌子面淤泥質(zhì)粘土被有效加固，無水，開挖過程中，掌子面自穩(wěn)性好，無任何坍塌?，F(xiàn)在是49頁\一共有75頁\編輯于星期三（10）注漿機理分析法【圓梁山隧道1#溶洞】在開挖過程中，觀察漿液對地層的加固狀況。漿液加固溶洞地層，主要表現(xiàn)為填充擠壓和剪切劈裂兩種方式。填充擠壓方式主要是當?shù)貙涌紫?洞)較大時，漿液直接填充空隙(洞)，該加固方式主要發(fā)生在破碎圍巖和粘土的交界面，以及部分空隙率較大的部位。剪切劈裂方式主要是在未擾動的粘土地層，漿液在較高壓力條件下形成劈裂脈，以脈狀擴散方式形成網(wǎng)狀加固結(jié)構(gòu)，以達到固泥堵水的目的。方式一填充擠壓方式方式二剪切劈裂方式現(xiàn)在是50頁\一共有75頁\編輯于星期三（11）力學指標測試法【圓梁山隧道1#溶洞】①漿液強度較高，但由于漿液固結(jié)機理主要表現(xiàn)為擠壓填充和剪切劈裂作用，因而漿液加固固結(jié)體測試抗壓強度時，首先固結(jié)體內(nèi)的粘土體被破壞，而此時漿液仍表現(xiàn)為固結(jié)強度，經(jīng)多次取樣測試，其單軸抗壓強度均在0.2MPa左右。注漿前地層為軟塑狀粘土，不能自穩(wěn)，注漿后地層抗壓強度得到了改善。②注漿前地層含水量為120.3%，地層空隙率為82.8%，注漿后地層含水量降低到15.7～29.1%，地層空隙率降低到18.3～44.2%。?？箟簭姸?MPa)抗折強度(MPa)含水量(%)比重密度(g/cm3)重度(kN/m3)干密度(g/cm3)孔隙率(%)飽和度(%)1d3d1d3d漿液0.52.10.00.5原狀粘土地層軟塑狀不能成型120.34.001.5215.20.6982.8100擠壓填充體0.20.215.71.351.2712.71.0918.394.42剪切劈裂體0.20.229.12.71.9419.41.5044.299.18現(xiàn)在是51頁\一共有75頁\編輯于星期三強度與耐久性問題現(xiàn)在是52頁\一共有75頁\編輯于星期三（12）水位推測法【以太廣場高級寫字樓保護】在截水帷幕施工前越秀公園站施工中，地下水位變化異常，伴隨著施工的進行與暫停，水位隨之變化，因而無法保證以太廣場的安全穩(wěn)定。通過實施截水帷幕，在之后2001年3月10日以后的越秀公園站施工中，以太廣場內(nèi)側(cè)水位穩(wěn)定，這充分證明了以太廣場復合式截水帷幕施工效果是好的?，F(xiàn)在是53頁\一共有75頁\編輯于星期三（13）變形推測法【廣州地鐵越秀公園站北基坑圍護樁外注漿】前期挖樁階段地表急劇下沉，最大沉降速率6.9mm/d，最大沉降值32mm。在挖樁至成樁階段，地表下沉速率最大值為1.3mm/d，這一階段累計下沉最大值為7.2mm，由此可見圍護樁外注漿截水帷幕的施作是十分成功的。現(xiàn)在是54頁\一共有75頁\編輯于星期三（14）物探法【圓梁山隧道2#溶洞】注漿前后TSP對比現(xiàn)在是55頁\一共有75頁\編輯于星期三巖溶注漿處理時注漿效果檢查方法與標準（建議）（1）必測項目：P-Q-t曲線法（符合設計要求，達到設計注漿量和注漿終壓）注漿量分布特征法（不能有注漿盲區(qū)）涌水量對比法（堵水率達到80%，總涌水量≤5m3/m/d）檢查孔觀察法（檢查孔無涌水、涌砂，放置一個小時仍無涌水、涌砂。）滲透系數(shù)測試法（k≤10-5cm/s）力學指標測試法(固結(jié)體抗壓強度≥0.3MPa，注漿后地層含水率≤35%）（2）選測項目加固效果觀察法、注漿機理分析法、檢查孔P-Q-t曲線法現(xiàn)在是56頁\一共有75頁\編輯于星期三第七章巖溶隧道安全施工1安全生產(chǎn)制度及培訓:施工單位應對進洞作業(yè)人員進行安全生產(chǎn)制度培訓，特別是應對掌子面風險標識學會判別，對逃生線路明確。2輔助導坑與正洞的協(xié)調(diào)施工原則:對于長大巖溶隧道，應注意以下幾個輔助導坑與正洞協(xié)調(diào)施工的原則。（1）堅持“平導超前、盡快貫通”的施工原則。（2）正洞與平導作業(yè)面應協(xié)調(diào)施工，做到“平導超前、正洞緊跟”，反對平導長距離獨頭掘進，原則上，正洞與平導作業(yè)面的距離不要超過500m。現(xiàn)在是57頁\一共有75頁\編輯于星期三（3）當平導遇到特大巖溶時，應優(yōu)先考慮采取迂回導坑的措施。當確實沒有迂回條件或迂回工作量特別大時，才考慮處理措施。（4）當平導遇到特大巖溶時，在平導巖溶超前處理后開挖期間，由平導拐入正洞的獨頭作業(yè)面應停止施工?，F(xiàn)在是58頁\一共有75頁\編輯于星期三（5）當正洞遇到特大巖溶時，應優(yōu)先考慮迂回措施，實現(xiàn)兩端夾擊加固，待平導貫通后處理。（6）當反坡隧道施工遇到特大巖溶，存在突水、突泥可能時，應重新分析隧道工期，如工期能保證，原則上采取反坡加固，反坡開挖揭示?，F(xiàn)在是59頁\一共有75頁\編輯于星期三3施工方法的選擇：以短臺階法為主，必要時可采用CRD工法開挖。4初期支護：大型充填型溶洞一定要采取大管棚支護。5信息化施工：巖溶處理中及處理后，應加強監(jiān)控量測，及時根據(jù)監(jiān)測成果進行必要的二次襯砌。6二次襯砌施作原則：長大巖溶隧道，二次襯砌應及時，原則上掌子面與二次襯砌間距離不得大于200m。當遇到高壓富水巖溶時，應采取二次襯砌緊跟?，F(xiàn)在是60頁\一共有75頁\編輯于星期三7洞內(nèi)外抽排水系統(tǒng)：反坡巖溶隧道施