隧道特殊地質情況處理措施

隧道特殊地質情況處理措施圍巖塌方前預兆圍巖的變形破壞、失穩(wěn)坍方，是從量變到質變的過程，在量變的過程中，必然會在圍巖的工程地質和水文地質特征及巖石力學上反應出一些征兆。因此，根據這些征兆來預測圍巖的穩(wěn)定性，進行地質預報，從而保證施工的安全，防止隧道坍方。圍巖的變形破壞、失穩(wěn)坍方，有以下一些征兆：遇特殊和不良地質條件，如斷層及其破碎帶、溶洞、涌水、松散地層等穩(wěn)定性差的圍巖；水文地質條件的變化，如干燥的圍巖突然出水、地下水突然增多、涌水量增大、水質由清變濁（地下水將斷層泥帶走）等都是即將發(fā)生坍方的前兆；開挖面上有不穩(wěn)定塊體出露處，往往是局部圍巖坍方的部位；拱頂不斷掉下小石塊，甚至較大的石塊相繼掉落，預示著圍巖即將發(fā)生坍方；巖石裂縫旁出現巖粉或洞內無故發(fā)現有巖粉飛揚時，可能即將發(fā)生坍方；圍巖發(fā)生裂縫，并逐步擴大，很可能要發(fā)生坍方；支護受力（敲擊發(fā)聲清脆有力，拱架接頭擠偏或壓劈等）變形甚至發(fā)出聲響時，說明圍巖壓力增大，有坍塌的可能；噴射砼出現大量的明顯裂紋，亦說明圍巖壓力增大，有可能出現失穩(wěn)坍方；圍巖或隧道支護，拱腳附近的小平收斂率大于 0.2mm/d，或拱項下沉

量大于0.2mm/d，并繼續(xù)增大時，說明圍巖仍在發(fā)生變形，處于不穩(wěn)定狀態(tài)。隧道塌方措施“不坍才有進度”的指導思想，切勿片面追求進度而忽視質量，而造成因防坍措施不到位而造成坍方，給工程造成損失。在洞口段、斷層破碎帶及其它II類圍巖地段，施工前必須制定詳細的切實可行的施工方案和作業(yè)指導書。做好超前地質預報工作，采用地質預報儀對開挖面前方的地質情況作出詳細的預報。確保各種措施、技術交底的落實，保證標準化作業(yè)。開挖過程中，配備有經驗的地質工程師， 24小時輪流值班，及時發(fā)現地質變化，監(jiān)控指導現場施工。根據設計圖紙的要求做好超前導管注漿加固圍巖或起到注漿堵水的作用。不良地質隧道施工，嚴格遵循“先治水，短開挖、弱爆破、強支護、勤量測、早封閉”的施工原則保證不坍方。i=j不良地質地段的質量保證措施i=j不良地質地段的質量保證措施加強地質預極，為搞好地質預報，配有經驗的地質工程師，監(jiān)控地質變化、指導現場施工。嚴格注漿工藝，注漿施工人員必須經過專門培訓，實行崗位責任制，嚴格按配合比計量，確保注漿質量。施工前根據設計文件提供的地質資料，作好不良地質地段的爆破試驗，及時修正鉆爆參數，提高爆破效果。軟弱圍巖地段，堅持 “弱爆破、短進尺、多循環(huán)”的施工原則，嚴格控制裝藥量，采用控制爆破，減少爆破對圍巖的擾動，確保結構穩(wěn)定和施工安全。加強初期支護，防止隧道坍方，仰拱超前，襯砌適時緊跟，保證隧道結構強度。精密合理地布設監(jiān)控量測點，使用先進的量測方法，采用自動數據處理系統(tǒng)，處理分析量測結果，及時反饋，指導施工，調整支護參數。隧道防涌水措施斷層破碎帶是地下水運移和儲存的場所，可能會產生突然涌水現象，對隧道圍巖穩(wěn)定性極為不利。施工中采用超前地質預報、超前鉆探、超前注漿堵水和正確的施工方法外，必須配備足夠數量的抽水機和備用電源來保證充足的抽水能力。如果隧道為下坡施工，在隧道內設集水坑、集水井匯集排水，專人定時清理，施工污水抽排出洞外。抽水機設備采用電力機械，不使用內燃抽水機。隧道開挖中如預計要穿過涌水地層，采用超前鉆孔探水，查清含水層厚度、巖性、水量、水壓等，為防治涌水提供依據。如發(fā)現工作面有大量涌水時，即令工人停止工作，撤至安全地點。雨季施工注意事項1作好雨季施工條件的準備，如生活及生產用房應修建在最高洪水位上的地點，并不受坍方、滑坡、泥石流.落石等危害；雨季前對施工項目按設計作好永久性的路基排水設施。2路基土方施工時，無積水現象，邊溝及時疏通，以減少路基內含水量。搞好施工地段的排水系統(tǒng)，防止雨水長期浸泡路基，下雨時指定專人巡視，發(fā)現積水或水溝阻塞的地方，及時疏通放水。3在掘土面和工作場地隨時保持排水坡；挖、裝、運、夯應很好配合，應隨挖、隨運、隨鋪、隨夯實，雨前和收工前不允許留有松土。4當施工場地積水時，應及時排除，并刮去稀泥。在粘性土地段，如含水量已接近或超過塑限時，嚴禁機械運行。5開挖土石方邊坡自上而下按設計坡度分層開挖刷坡，并及時對邊坡面進行覆蓋，避免邊坡受雨水沖刷，損壞邊坡。6雨后要及時檢查邊坡上方有無裂縫。如發(fā)現邊坡開裂，土石方有塌落的可能，應慎重處理后方許開工。如山體移動速度突然增加，或有崩塌性滑坡將出現時，則應立即撤出人員和機械。7隧道洞口段施工應在雨季到來之前完成，并做好仰坡坡頂截水溝，搞好坡面防護，防止雨季洞口坍塌。8搞好物資儲備，確保隧道正常施工。9砂、石等大堆料雨季防沖防洗，砼設計配合比應準確，施工前準確測定砂石料的含水量，確保工程質量。10大雨天停止明山各項作業(yè)。雨天停止土方開挖和回填作業(yè)。明山砌筑和砼灌注，其作業(yè)點和運輸設施應有防雨遮蓋措施和截排水措施。11雨季砼施工砼若遇雨天施工時，搭設雨棚，以保證砼質量。剛澆筑好的砼若遇雨，采用塑料薄膜進行覆蓋，以免影響砼面層色質量。雨季施工到來前，對工地進行防洪檢查，完善排水設施，保持排水系統(tǒng)暢通。12加強與氣象站聯(lián)系，收集有關當地的雨季資料，如歷年雨季的起訖時間，歷年降雨日數，日最大及最小降雨量等；并了解公路沿線河流、水庫使用情況，有無決口或漫流的可能。13加強值勤工作，下雨時工地上必須認真巡查，發(fā)現問題立即處理。瓦斯施工措施凡圖紙中標有炭質頁巖、煤層等含煤地層時，即按瓦斯隧道組織施工，超前探查瓦斯種類和含量，制訂瓦斯稀釋措施、防爆措施以及緊急救援措施。定點設置瓦斯報警儀，監(jiān)測瓦斯?jié)舛茸兓闆r，及時報告監(jiān)理工程師。專業(yè)瓦斯檢查員、洞內領班人員、生產指揮人員均攜帶便攜式瓦斯報警儀，隨時檢測瓦斯?jié)舛?，特別注意頂部瓦斯容易聚集的地點。所有有關工種施工人員，通過專門訓練，經考試合格后，方允許上崗擔任防爆工作。隧道內嚴禁使用明火照明，不得帶入易燃物品，嚴禁穿化纖衣服進洞，施工操作時防止碰撞和產生火花，加強通風和確保風流穩(wěn)定。根據瓦斯溢出情況，必要時洞內機電設備，不論固定式或移動式均采用安全防爆類型。鉆爆作業(yè)必須嚴格遵守下列規(guī)定：在煤層或有瓦斯地層中，不允許打400mm以下的淺眼，任何炮眼最大抵抗線不得小于300mm。打眼時應采取濕式鑿巖，嚴禁干式鑿巖。使用毫秒電雷管和安全炸藥，并采取電力起爆。爆破電閘應安裝在新鮮風流中，與開挖面保持不小于200m的距離。采用連續(xù)裝藥方式，雷管安放在最外一節(jié)炸藥中，不得使用裸露藥包。工作面風流中瓦斯含量達到1%時，必須停止用電鉆打眼；放炮地點附近20m以內風流中瓦斯含量達到1%時，禁止放炮。開挖工作面風流中瓦斯含量達到1.5%時，必須停止工作撤出人員，切斷電源，進行處理；電動機或其他開關地點附近20m以內風流中瓦斯含量達到1.5%時，必須停止運轉，撤出人員，切斷電源，進行處理。加強瓦斯檢查制度，在鉆眼、裝藥、放炮前和放炮后四個環(huán)節(jié)上搞好瓦斯巡回檢測工作，瓦斯檢查應按下列規(guī)定進行：瓦斯含量在0.5%以下時，每隔0.5h到1h檢查一次；0.5%以上時，應隨時檢查并不能離開挖面，發(fā)現異常及時報告。當瓦斯含量在2%時，應加強通風稀釋，并使瓦斯不致造成局部聚集，只有在瓦斯含量降到允許值后，才可進入檢查。瓦斯檢查人員工作時應配備安全防護裝備。在瓦斯地段二次襯砌(含仰拱)采用氣密性砼，其透氣系數不應大于10-1Cm/s，在隧底和拱墻均設置全封閉防水層，以防有害氣體溢出，施工縫進行氣密性處理，其透氣系數不應大于10-icm/s。#溶洞施工措施溶洞注漿情況施工過程時，溶洞容易發(fā)生涌水涌砂，采用全斷面注漿和徑向注漿通過及小導管超前、鋼拱架、錨、噴、網聯(lián)合支護，為了防止溶洞地下水的過量排放，攜帶大量泥砂，引起結構安全及環(huán)境問題，遵循“以堵為主、限量排放”的設計原則，即通過超前預注漿和徑向注漿加固圍巖，封堵大部分涌水，提高圍巖承載能力和局部和補充注漿進一部降低圍巖滲透系數，提高圍巖抗水壓能力，達到設計規(guī)定的防水標準，最后通過抗水壓襯砌施工和完全堵水，保證結構和環(huán)境的安全。注漿方案的選擇與確定根據地質地質預測、預報成果及水壓、水量測試資料決定采用何種注漿方案，注漿后，開挖過程中一般采用5m淺孔風鉆鉆探，以探測溶洞具體位置，確保止水巖厚度，以防止突然涌水、突泥。在高壓、富水、填充型溶洞地段必須采用超前預注漿方案，在溶管和溶隙發(fā)育及出水攜帶泥砂的地段也應進行超前預注漿，在一般溶隙地層和節(jié)理、裂隙發(fā)育及局部滲漏水地段可采用徑向注漿及局部和補充注漿方案。注漿材料的選擇、配比及性能a溶洞受地下水長期溶蝕和搬運、沉積及繞核循環(huán)等作用，形成了大型溶洞，溶洞沖填物含有大量泥砂，且初期涌出物均為顆粒很細的泥砂，隨著涌出物不斷增多，水量逐漸增大，粒徑逐漸變粗，說明隨著涌水時間增長，巖溶出水通道會逐漸增大。溶洞揭露初期的涌出物篩分曲線。根據溶洞中的充填物類型、顆粒組成、空隙、水量和水壓大小，注漿材料一般選擇漿液流動性好，膠結體強度高，耐久性好，無毒、對環(huán)境無污染，在致密的粉細砂中，注漿效果比較理想。如地層中存在溶腔、巖溶管道和較大的溶隙或出水量較大部位，可采用普通水泥漿或水泥一水玻璃雙液漿先進行充填和封堵，然后再采用超細型注漿材料。注漿材料的配比和主要性能本工程主要選用了普通水泥漿、普通水泥-水玻璃漿、超細水泥漿、超細水泥-水玻璃漿及超細型的HSC和TGRM漿。主要注漿參數根據鉆孔充填物種類及狀態(tài)、水量及水壓大小，現場選擇注漿材料并調整漿液配比和注漿參數，超前預注漿、徑向注漿、局部注漿和補充注漿的主要注漿參數5全斷面超前預注漿施工工藝深孔超前全斷面預注漿采用分段前進式注漿方式，主要采取安設孔口管前進式分段注漿施工工藝，即在開挖面距離溶洞一定距離時，在掌子面施做3m~5m的止?jié){墻，安設115m?210m長的孔口管，孔口管直徑為①108mm，外壁纏有麻絲，采用錨固材料將孔口管固定在①135mm鉆孔中，然后連接法蘭盤和止水球閥，實施鉆一段、注一段，達到注漿壓力后，再鉆一段、再注一段的鉆、注交替鉆孔注漿方式。整個鉆孔長度20m?35m，根據鉆孔水量、水壓大小及含泥量確定注漿段長，一般情況下注漿段長為3m?5m，在溶洞充填物中注漿分段長度1m?2m。整段注漿結束后，進行效果檢查，達到標準后，進行開挖，每循環(huán)開挖長度15m?30m,留5m左右作為止?jié){巖盤。如施做止?jié){墻過程中，預埋有流水管路，應先進行頂水注漿，將水完全封后，再開始全斷面注漿。注漿效果檢查標準a單孔單段注漿結束標準：鉆下一段孔時，上一段孔孔壁不坍塌；注漿過程中，壓力逐漸上升，流量逐漸下降，當注漿壓力達到6MPa?9MPa，流量小于10L/min。在難以進漿的孔中，注漿壓力可達10MPa1b全段結束標準：設計的所有注漿孔均達到注漿結束標準，無漏注現象；檢查孔壁均不坍塌、無砂流出，檢查孔出水量小于021/minm。對檢查孔進行壓水試驗，當壓水試驗壓力達到10MPa時，地層的透水率小于2Lu?4Lu。大管棚支護及注漿在超前預注漿結束經檢查符合要求后，通過導向管對周邊進行鉆孔，鉆到深度后安設大管棚并進行注漿以形成超前剛性支護體系。它和超前注漿帷幕體系共同作用，以提高超前帷幕效果。大管棚采用外徑①108mm,壁厚6=8mm的無縫鋼管，每節(jié)長2m、3m。布設時環(huán)向間距40cm，外插角15°。每節(jié)管棚鉆設①8mm單向閥溢漿孔41個，制作成TSS管模式。管棚布設完成后，對管棚進行全孔一次性注漿或分段后退式注漿，注漿材料采用超細水泥單液漿和HSC單液漿。8.TSS管注漿開挖前，在工作面周邊施做直徑①42mm的TSS管進行局部注漿加固°TSS管管長6m，環(huán)向間距20cm，外插角15°，每2m施做一個循環(huán)。注漿加固范圍為開挖輪廓線外1m?2m。注漿材料采用超細水泥-水玻璃雙液漿、HSC漿（TGRM漿）。徑向注漿和局部注漿徑向注漿加固范圍為開挖輪廓線外5m，注漿孔梅花型布置，開孔環(huán)向間距60cm，縱向間距60cm。徑向注漿采用①42mm的TSS管注漿。徑向注漿孔TSS管采用引孔頂入法，即先用風鉆鉆孔，孔深5m，然后將TSS管頂入。注漿材料采用超細水泥單液漿和TGRM、HSC漿。對開挖過程中局部處水較大的部位，可重新設置止?jié){墻進行局部注漿，將水完全堵住，保證開挖安全。4開挖和支護開挖隧道溶洞是施工中最為困難的一個，為確保施工安全，采取CRD工法進行分步開挖與支護。實際施工過程中，將整個斷面分成若干步開挖和支護，開挖過程中嚴密監(jiān)測圍巖和初期支護的變形情況，如發(fā)現異常即使采取相應的措施。支護參照設計總結多種注漿方案、注漿材料、注漿工藝是高壓、富水、粉細砂層填充型溶洞加固和堵水的一種有效方法，雖然注漿難以形成連續(xù)均勻的加固圈，完全起到抗水壓作用，但可以減低圍巖滲透系數，減少水壓力和涌水量，保證開挖和支護安全，開挖時要余留一定厚度止?jié){巖盤來抵抗前方水壓，否則一旦開挖過長，留下止?jié){巖盤太薄，容易被高壓水擊穿，發(fā)生涌水、涌砂，造成支護結構變形、開裂或坍塌。高壓、動水、粉細砂充填型溶洞應采用大范