隧道不良及特殊地质地段施工措施.pdf

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1、隧道不良及特殊地质地段施工措施 本标段隧道较长，地质结构复杂，科学的施工管理是快速施工技术的重要组成内容，不良地质段严格按照喷锚构筑法组织施工，确保施工安全和质量，加快施工进度。结合本投标人在类似隧道工程组织快速施工的实践经验，拟在本标段工程的隧道施工中采取如下措施：8.1、岩溶地段 当隧道穿过可溶性岩层时，有的溶洞位于隧道底部，充填物松软且深，隧道基底难于处理；有的溶洞岩质破碎，容易发生坍塌；有时遇到大的水囊或暗河，岩溶水或泥砂夹水大量涌入隧道。隧道在溶洞地段施工时，根据设计文件及现场实际情况，查明溶洞分布范围、类型情况、岩层的稳定程度和地下水情况等，分别以引、堵等措施进行处理。根据银洞坡隧

2、道现有的设计说明中，ZK223+830-ZK224+005、YK223+850-YK224+000 段落可能存在溶洞和突水的可能，因此我们主要加强此段的超前地质预报及其采取相应的施工方案。处理主要方法如下：引排水：溶沟有水流时，宜排不宜堵。在查明水源流向及其与隧道位置关系后，用暗管引水洞等设施，渲泄水流或开凿引水洞，将水排出洞外。当水流的位置在隧道上部或高于隧道时，在适当距离外，开凿引水洞（或引水槽）将水位降低到隧道底部位置以下，再行引排。堵填：当不能排水或由于溶洞规模大且溶洞填充物为含水量较大的溶洞泥时，采用封堵的方法。在边墙及拱部采用注浆方式形成防水帷幕。对于已停止发育、径跨较小、无水的溶

3、洞，根据其与隧道相交的位置及其充填情况，采用混凝土、浆砌片石或干砌片石予以回填封闭，根据地质情况决定是否需要加深边墙基础。拱部以上溶洞，视溶洞的岩石破碎程度采用喷锚支护加固，或加设护拱及拱顶回填的办法处理。施工过程中进行综合详细的超前地质探测预报工作，调查清楚岩溶的大小和其它发育情况，根据其类型确定正确的处理方案。8.1.1 大面积渗漏和局部渗漏岩溶水的处理 对于大面积渗漏水、局部滴漏水或小股状岩溶水，如水量（2.0m3/hQ10m3/h）和水压（0.2Mpap0.5 Mpa）不大，一般可以采用径向注浆、局部注浆、补充注浆等方法封堵。如隧道周边存在大面积湿渍或渗漏水现象，则应采取径向注浆进行封

4、堵，注浆加固范围一般为隧道开挖轮廓线外0.5D-1.0D.根据岩性、岩层走向、倾向、节理裂隙位置初步判断来水方向，合理布置钻孔。在出水部位及其附近钻孔，钻孔直径为40mm左右，钻深3-5米，呈梅花型布设。在集中出水点间距控制0.5-1米，在一般渗水处间距为1-1.5米。在钻孔过程中，一方面保证大部分钻孔能钻到内部出水部位，另一方面应判断孔内出水点距离隧道开挖轮廓线的距离，为以后注浆服务。注浆管可采用32mm钢管，钢管前端2-3米范围开花孔。安设注浆管可用钻机顶入，空口与钢管间隙用快速水泥或锚固剂进行封堵。注浆管安设完毕后保证大部分水从注浆管中流出。止浆墙采用挂网喷射混凝土，首先对岩壁凸凹不平进

5、行处理，然后在挂网喷浆，注浆管与钢筋网片焊接成整体。注浆材料根据现场设计选择，可采用单液浆或双液浆。注浆结束标准以注浆量和注浆压力作为控制标准，就经验，注浆终压应控制在1.0Mpa，单孔注浆量应小于10L/min。检查孔涌水量一般地段控制应小于0.2L/（mmin）,严重破碎地带应小于0.4L/（mmin）,涌水压力小于0.2 Mpa.如进行水压试验，在1.0 Mpa下，进水量应小于0.02 L/（mmin）8.1.2、局部出水的注浆封堵 如岩层的溶隙、软弱夹层的局部有股状涌水出现，出水比较清澈，受大气降水影响不大，其处理方法为直接封堵法和间接封堵法。正洞隧道中心线正洞隧道中心线 对于水压力p

6、0.5 Mpa的股状出水点，如来水方向可以确定，可采用直接封堵法进行处理，沿着出水部位和出水方向直接打孔，孔间距控制在0.5-1米之间，注浆压力应大于水压力的2-3倍，注浆方向从上到下。对于水压力0.5 Mpa p1 Mpa的股状出水点，如来水方向不能明确判断，可采用间接封堵法进行处理，沿着出水部位和出水方向直接打孔，孔间距控制在0.5-1米之间，注浆压力应大于水压力的2-3倍，注浆方向从上到下。8.1.3、溶管水的处理（1）溶管连通的方法 为了不改变地下水的流动规律，容管水的处理应首先选择连通方案。通过多种地质手段，探明隧道周围溶管的发育方向，对于流动路径比较明确的的溶管水，如确系隧道将溶管

7、截断，可以通过在拱顶、边墙或底部适当部位增加辅助通道连通，不改变地下水的流动趋势。由于溶管水一般含有大量泥沙并且可能受大气降水影响，因此，这样的辅助通道一方面要有较大的过水断面，另一方面应有一定的坡陡，防止泥沙淤积。采用疏导方法的优点是：第一可以避免采用各种封堵方法引起的工程造价成倍的增加和工期延误；第二可以防止隧道周围的水压力升高，使结构产生附加应力。正洞隧道中心线正洞隧道中心线（2）注浆封堵法 隧道在岩溶地段施工时，如超前探孔表面掌子面前方溶管比较发育情况，当探孔出水量和水压较大时，为了防止突水、突泥，应根据溶管的位置和方向，采用局部预注浆截流和全断面预注浆封堵。如果任意一个探水孔出水量Q

8、20m3/h或水压p1.0Mpa,则考虑全断面注浆封堵。如果任意一个探水孔出水量20m3/h Q10m3/h或水压1Mpap0.5Mpa,则考虑周边预注浆和掌子面局部注浆进行封堵。如果任意一个探水孔出水量10m3/h Q2m3/h或水压0.5Mpap0.2Mpa,则考虑开挖后周边径向注浆和局部注浆、补充注浆相结合的方法进行封堵。由于掌子面预注浆对施工和结构安全、外观影响较小，因此，溶管的处理首先考虑用开挖过程中全断面预注浆、周边注浆和局部注浆等方案。8.1.4、溶洞的处理（1）全断面注浆法封堵方法 如果溶洞规模较大，内部填充了大量的泥沙且含有丰富的地下水，一旦揭穿，可能发生大规模的突水、突泥，

9、则应采取全断面预注浆加固的施工方法。注浆材料可选用单液浆或双液浆。注浆方式根据水压大小、成孔难易，采用袖阀管后退式注浆和安装孔口管分段前进式注浆。开挖后如果存在薄弱部位，采用长管或短管进行局部注浆。ABC （2）、置换注浆方法 如掌子面为含水的粉细沙或致密的黏土、砂粘土，采用渗透注浆、挤密注浆都十分困难时，可采用置换注浆法，即在掌子面进行注浆过程中，在距离注浆孔2米左右，预留几个排泄孔并安设孔口管和阀门，将泥沙适量排出，用浆液填充其留下的空隙，起到加固地层的目的，该方法可以降低注浆压力，促进浆液的扩散。（3）、填充封闭 如隧道拱部、边墙或底部存在小型干溶洞或空腔，内部几乎无填充物，可采用沙石料

10、、浆砌片石、水泥砂浆、混凝土等粗细骨料全部填充，必要时可以进行注浆加固。如腔内有少量水流动，则填充不应完全阻断地下水的过水通道。（4）、基底处理 如果隧道底部为松散沉积物，为了防止车辆通行过程中产生固结沉降，应加强隧底地基处理。隧底处理可采用加固、换填、桩基等方法。A、基底换填：如基底溶洞充填物厚度小于2米，可以考虑采用换填的方法，换填材料采用混凝土或者浆砌片石。B、基底注浆加固：如基底溶洞充填物的厚度为隧道仰拱以下2-10米，考虑采用注浆加固法。钻孔深度应深入基岩3米，孔间距1-2米，注浆钢管为无缝钢管，直径为76-108mm，注浆材料采用水泥浆，压力不大于1.0Mmpa。C、桩基处理：如基

11、底加固厚度超过10米，考虑挖孔桩钻孔桩等进行加固，具体加固厚度和范围由设计院确定。（5）采用桥涵等跨越等方法 如果隧道底部存在小体积溶洞或暗河，且宽度和深度较小，可设置涵管跨越。如果底部存在较大的溶洞，且高度和宽度较大，可采用桥梁跨越方式通过。8.1.4、岩溶处理的注意事项 在施工过程中，喷锚支护及开挖应在无水压或低水压的状态下施工。在进入设计高水压地段施工前，进一步加强工作面前方地质超前预测预报，施工中根据富水情况及水压大小，采用超前帷幕注浆、径向注浆或限量管道排放等手段降低作业面水压。并在开挖时严格遵循“短进尺、弱（不）爆破、早封闭、强支护、勤量测、紧衬砌”的原则。施工中加强检查溶洞顶板，

12、及时处理危石。当溶洞较高时，设置施工防护排架或钢筋防护网。在溶蚀地段的爆破作业，做到多打眼，打浅眼，并控制装药量。在溶洞填充体中掘进时，加强超前支护措施，必要时采取预注浆加固地层。采用抗水压钢筋混凝土衬砌的地段，填充性溶洞地段不设盲沟和泄水孔，防水板全环铺设，并在衬砌两端设钢片止水带，溶洞衬砌段不设避车洞和少设施工缝，使高压水安全封堵在衬砌之外。为防止隧道施工可能造成的地下水严重流失、地表塌陷、水源枯竭导致生态环境遭到破坏，做好地表水、出水点以及地表塌陷区的观测工作，必要时对地表进行处理。同时在岩溶发育地段，维系岩溶水的既有通道，使地下水保持原有水位。8.2、隧道突泥突水地段 8.2.1、隧道

13、突水地段施工 洞内突水对隧道施工的危害很大，施工中必须采取相应的防水、排水措施。根据涌水量的大小，提前封堵和疏排，同时做好应急准备，一旦发生涌水，要尽快安装设备，迅速排出，以防大量地下水涌入洞内，造成危害。（1）涌水预测 根据本投标人在类似地质条件隧道工程施工中的成功经验，以超前钻孔探测为主，相似比拟法预测为辅。（2）施工方案 施工中认真研究设计文件，加强地质调查，进行超前钻孔探测，采用综合物探手段预测预报，判明水源补给、涌水量和突出水压等情况，针对性地采取帷幕注浆、超前注浆或管道引排等方案。（3）施工顺序 地质预测量、预报。根据设计文件，在开挖进入富水地段前，加强地质预测、预报工作，准确掌握

14、前方地下水含量、压力、分布，并结合预测结果设置超前探水孔，判断是否有发生涌水的可能。根据水源补给、涌水量和突出水压等预测预报情况，分别采用帷幕注浆、超前注浆和管道引排等方法，排除部分地下水，减少水量，降低水压。采用台阶法施工，并辅以超前小导管预注浆止水（浆液采用水泥-水玻璃双液浆）穿越突水段。按顺序分步开挖隧道断面，施作支护。铺设复合式防水层，全断面模筑钢筋混凝土。8.2.2、隧道突泥地段施工 涌水在较厚断层泥或溶洞充填物中往往导致突泥，造成坍方，而且使隧道周围岩体产生空隙以至大体积的空洞，危害更大。施工中，首先要依靠地质超前预报作出判断，根据涌泥量的大小，提前采用超前帷幕注浆或超前小导管注浆进行封堵，以加固地层并止水。出现突泥时，必须尽快采用钢筋、钢管和型钢为骨架，填塞草袋，劈柴和木板堵口；用喷混凝土将其封闭加固；然后沿开挖面周边设长、大超前管棚支护，压注水泥水玻璃浆液；同时在此断面附近设置监控量测点，监控量测围岩的收敛变形情况。8.3、浅埋偏压地段 银洞坡隧道都匀端左线、右线洞口都存在一定的偏压，施工时严格按照设计采用CD法和台价法加设临时仰拱进行施工和支护，严格控制开挖进尺和各部工序开挖长度，施工时严格按照“短进尺、弱爆破、强支护、勤观测”的原则进行，同时尽量缩短隧道仰拱距开挖面的距离，保持35米左右的安全距离，并且在围岩收敛稳定后及时施做隧道二次衬砌。