通過不良地質(zhì)地段施工方法

通過不良地質(zhì)地段施工方法1.1地質(zhì)預報根據(jù)我公司隧洞工程的施工經(jīng)驗，地質(zhì)條件變化的偶然性，結(jié)合本公司以往在地質(zhì)預報和探測方面積累的經(jīng)驗，擬主要采用開挖工作面前推法、隧道地震波超前地質(zhì)預報系統(tǒng)、超前鉆探法進行地質(zhì)預報。存在斷層破碎帶時，施工時加強地質(zhì)探測和預報，以采取相應(yīng)措施。TSP202隧道地震波超前地質(zhì)預報系統(tǒng)是專門為隧道及地下工程施工超前地質(zhì)預報研制開發(fā)的，它是目前世界上在這個領(lǐng)域最先進的科技成果。它的預報距離為地質(zhì)雷達的4～12倍，預報費用為超前水平鉆探的1/10～1/20。目前我們已用TSP202超前地質(zhì)預報系統(tǒng)進行過生產(chǎn)性預報，經(jīng)開挖施工驗證，其預報結(jié)果與實際地質(zhì)情況基本吻合，對施工具有指導意義。TSP202超前地質(zhì)預報系統(tǒng)是利用地震波在不均勻地質(zhì)中產(chǎn)生的反射波特性來預報隧道掘進面前方及周圍臨近區(qū)域地質(zhì)狀況的。它是在掌子面后方邊墻上一定范圍內(nèi)布置一排爆破點，依此進行微弱爆破，產(chǎn)生的地震波信號在隧道周圍巖體內(nèi)轉(zhuǎn)播，當巖石強度發(fā)生變化，比如有斷層或巖層變化時，會造成一部分信號返回，界面兩側(cè)巖石的強度差別越大，反射回來的信號，返回的時間和方向，通過專用數(shù)據(jù)處理軟件處理，就可以得到巖體強度變化界面的信號也就越強。返回的信號被經(jīng)過特殊設(shè)計的接收器接收轉(zhuǎn)化成信號并進行放大，根據(jù)信號返回的時間和方向，通過專用數(shù)據(jù)處理軟件處理，就可以得到巖體強度變化界面的方位。超前鉆探方法是在鉆進過程中，從鉆進的時間、速度、壓力、沖洗液的顏色、成分以及卡鉆、跳鉆等和巖性、構(gòu)造性質(zhì)及地下水等情況掌握地質(zhì)條件。綜合不同位置鉆孔的鉆進時間變化曲線，大致確定斷層的規(guī)模和產(chǎn)狀。一般采用在開挖工作面鉆兩個孔，鉆探長度20m，用于探明前方地質(zhì)，發(fā)現(xiàn)地下水較大時，進一步鉆孔放水。發(fā)現(xiàn)地下水不大時，采用堵水方法加強預支護。斷層破碎帶及富水地段采用注漿錨桿超前預支護、鋼架、噴錨網(wǎng)防護，縮短循環(huán)進尺。盡量采用人工或機械開挖，減少對圍巖的擾動，及時支護，做到隨挖隨護。施工中進行隧道開挖面地質(zhì)素描圖和地質(zhì)展示圖記錄，為施工提供地質(zhì)資料。1.2斷層破碎帶施工斷層破碎帶施工中采取多種措施，預防塌方。斷層的斷裂面處，有較大的剪應(yīng)力和殘余應(yīng)力，斷層帶的巖體破碎，一般有碎石、角礫及斷層泥糜棱巖等，巖體強度低、圍巖壓力大。斷層對隧道施工的影響程度主要決定于斷裂破碎帶的寬度及破碎帶膠結(jié)情況。斷層對隧道施工的影響：隧道通過斷層帶，極易發(fā)生坍塌和涌水，直接影響隧道的穩(wěn)定，施工時應(yīng)加強支護，縮短各工序間的距離，盡快襯砌；斷層帶中，由于充填物處于壓縮狀態(tài)，開挖后潛在應(yīng)力釋放，發(fā)生較大膨脹壓力使隧道變形；斷層面傾向隧道，且傾角大于10°者，對隧道產(chǎn)生偏壓，當隧道軸線與斷裂線平行或交角甚小，則側(cè)壓力更大；在軟、硬不同巖層中，斷裂面的柔性巖石，往往形成不透水層，而在脆性巖的破碎角礫帶，極易儲存大量地下水，開挖時常常發(fā)生承壓、涌水，危害較大。施工方法：按設(shè)計要求采用超前注漿小導管支護固結(jié)止水，超短臺階法施工。上部弧形導坑預留核心土法開挖，及時施作噴錨網(wǎng)、鋼架初期支護；邊墻開挖及初期支護按兩臺階施工。左右作業(yè)面錯開3～4m，及時施作砼仰拱閉合成環(huán)整體受力；加強圍巖監(jiān)控量測，及時反饋信息指導施工，科學調(diào)整支護參數(shù)，合理確定二次砼襯砌時間；精心施作復合防水板，采用全斷面液壓鋼模襯砌臺車、泵送砼灌注砼襯砌，裝設(shè)鋼模擋頭板，安設(shè)橡膠止水帶。施工注意事項：各施工工序之間距離盡量縮短，并盡快使襯砌全斷面閉合，以減少巖層的暴露松動和地壓增大；開挖有水流出時，鑿眼安置套管集中引排，使其不漫流；開挖面向隧洞前進方向鉆鑿不少于2個超前鉆孔，以探明前方地質(zhì)；下臺階分部開挖時，如遇兩側(cè)軟硬不同時，應(yīng)用偏槽法開挖，按先軟后硬順序交錯進行。1.3流泥的施工方法在斷層泥較厚、水量豐富的地段往往導致流泥，造成坍方，而且使隧道周圍巖體產(chǎn)生空隙以至大體積的空洞，危害更大。出現(xiàn)流泥，必須盡快將口堵住。堵塞的材料以鋼筋、鋼管和型鋼為骨架，填塞草袋，劈柴和木板，堵口后，用噴混凝土將其封閉，并作周圍的加固。然后施作開挖面邊的超前支護，超前支護必須加強，使用40mm、50mm，以至80mm的無縫鋼管；長度也可能增至7～10m，必要時兩層、三層重疊，形成“套管”以增大其抵抗松散地層壓力的能力。作這樣處理后，再壓注水泥～水玻璃漿液。處理流泥，首先沿開挖面周邊設(shè)超前鋼管支撐、鋼管直徑40mm、50mm和80mm，長6～8m的無縫鋼管。在此過程中，暫保留掌子面附近的泥夾石碴堆，以利用其反壓作用，穩(wěn)定開挖面，然后封閉缺口，封閉材料，起先只用噴混凝土，若未獲得成功，則再可使用木板、草袋支擋，再加噴混凝土。清除流出的泥夾石，再次加厚噴層，將開挖面及其附近全部封閉。之后，在超前方向安裝6m長的注漿管，壓注水泥-水玻璃漿液，同時在此斷面附近設(shè)置監(jiān)控量測站，量測上半斷面施工中的收斂變形情況。超前管棚施工超前管棚與鋼拱架共同施工形成承力系統(tǒng)，拱架超前管棚注漿采用滲透注漿法施工。超前管棚采用公稱直徑ф32mm，厚3.25mm，長3.5m（漸變段部分長4.5m）的鋼管。鋼管每隔15cm交錯開ф8mm注漿孔，帶孔長為里端2米范圍內(nèi)，其中尖端10cm、外側(cè)1米范圍內(nèi)不開孔。超前管棚開孔采用風鉆開孔，外插角10-15度。鋼管環(huán)向間距為0.4m，搭接長度為1.50m。注漿采用超細水泥漿，超前管棚安裝采用鉆孔打入法，用鉆孔或錘擊頂入。鉆孔直徑比鋼管直徑大3-5mm，然后將鋼管穿過鋼架打入，頂入長度不小于鋼管長度的90%，然后用高壓風將鋼管內(nèi)的泥砂吹出。超前管棚安裝后，用塑膠泥封堵孔口及周圍裂隙，心要時在超前管棚附近及工作面噴射混凝土進行封閉，且可以防止工作面坍塌。每次開挖長度應(yīng)小于超前管棚的注漿長度，預留部分做為下次循環(huán)的止?jié){墻。對于強行打入的超前管棚應(yīng)先沖洗管內(nèi)的積物，然后再注漿，注漿順序由下向上進行。漿液可用拌合機攪拌。加固注漿采用超細水泥漿，水泥漿水