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1、- PAGE 39 -隧道施工方法及其基本作業(yè)10.1 概述10.1.1 隧道工程特點(diǎn)隧道施工過(guò)程通常包括:在地層中挖出土石,形成符合設(shè)計(jì)輪廓尺寸的坑道;進(jìn)行必要的初期支護(hù)和砌筑最后的永久襯砌,以控制坑道圍巖變形,保證隧道長(zhǎng)期地安全使用。在進(jìn)行隧道施工時(shí),必須充分考慮隧道工程的特點(diǎn),才能在保證隧道安全的條件下,快速、優(yōu)質(zhì)、低價(jià)地建成隧道建筑物。隧道工程的特點(diǎn),可歸納如下: (1)整個(gè)工程埋設(shè)于地下,因此工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件對(duì)隧道施工的成敗起著重要的、甚至是決定性的作用。例如:當(dāng)年修建穿越阿爾卑斯山的圣哥達(dá)隧道時(shí),由于遇到事先未料到的高溫(41C)和涌水(660lmin),給施工帶來(lái)很多困難,

2、最后延期二年才完成。因此,不僅要在勘測(cè)階段做好詳細(xì)的地質(zhì)調(diào)查和勘探,盡可能準(zhǔn)確地掌握隧道工程范圍內(nèi)的巖層性質(zhì)、巖體強(qiáng)度、完整程度、地應(yīng)力場(chǎng)、自穩(wěn)能力、地下水狀態(tài)、有害氣體和地溫狀況等資料,并根據(jù)這些原始材料,初步選定合適的施工方法,確定相應(yīng)的施工措施和配套的施工機(jī)具。而且,由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性和勘探手段的局限性,在施工中出現(xiàn)前所未料的情況仍不可避免。因此,在長(zhǎng)大隧道的施工中,還應(yīng)采取試驗(yàn)導(dǎo)坑(如日本青函隧道)、水平超前鉆孔、聲波探測(cè)、導(dǎo)坑領(lǐng)先等技術(shù)措施,進(jìn)一步查清掘進(jìn)前方的地質(zhì)條件,及時(shí)掌握變化的情況。以便盡快地修改施工方法和技術(shù)措施。(2)公路隧道是一個(gè)形狀扁平的建筑物,正常情況下只有進(jìn)、出

3、口兩個(gè)工作面,相對(duì)于橋梁、線路工程來(lái)說(shuō)隧道的施工速度比較慢,工期也比較長(zhǎng),往往使一些長(zhǎng)大隧道成為控制新建公路通車的關(guān)鍵工程。為此,需要附加地開(kāi)挖豎井、斜井、橫洞等輔助工程來(lái)增加工作面,加快隧道施工速度。此外,隧道斷面較小,工作場(chǎng)地狹長(zhǎng),一些施工工序只能順序作業(yè),而另一些工序又可以沿隧道縱向展開(kāi),平行作業(yè)。因此,要求施工中加強(qiáng)管理、合理組織、避免相互干擾。洞內(nèi)設(shè)備、管線路布置應(yīng)周密考慮,妥善安排。隧道施工機(jī)械應(yīng)當(dāng)結(jié)構(gòu)緊湊,堅(jiān)固耐用。(3)地下施工環(huán)境較差,甚至在施工中還可能使之惡化,例如爆破產(chǎn)生有害氣體等。必須采取有效措施加以改善,如人工通風(fēng)、照明、防塵、消音、隔音、排水等,使施工場(chǎng)地合符衛(wèi)生條

4、件,并有足夠的照明,以保證施工人員的身體健康,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。(4)公路隧道大多穿越崇山峻嶺,因此施工工地一般都位于偏遠(yuǎn)的深山狹谷之中,往往遠(yuǎn)離既有交通線,運(yùn)輸不便,供應(yīng)困難,這些也是規(guī)劃隧道工程時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮的問(wèn)題之一。(5)公路隧道埋設(shè)于地下,一旦建成就難以更改,所以,除了事先必須審慎規(guī)劃和設(shè)計(jì)外,施工中還要做到不留后患。當(dāng)然,隧道工程也有很多有利的方面,例如施工可以不受或少受晝夜更替、季節(jié)變換、氣候變化等自然條件改變的影響,可以竟日終年、穩(wěn)定地安排施工。10.1.2 隧道施工應(yīng)遵循的基本精神和原則以往,人們都認(rèn)為在地層中開(kāi)挖坑道必然要引起圍巖坍塌掉落,開(kāi)挖的斷面越大,坍塌的范圍也越大。因此,

5、傳統(tǒng)的隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法是將圍巖看成是必然要松弛塌落,而成為作用于支護(hù)結(jié)構(gòu)上的荷載。傳統(tǒng)的隧道施工方法則是將隧道斷面分成為若干小塊進(jìn)行開(kāi)挖,隨挖隨用鋼材或木材支撐,然后,從上到下,或從下到上砌筑剛性襯砌。這也是和當(dāng)時(shí)的機(jī)械設(shè)備、建筑材料、技術(shù)水平相一致的。近十幾年來(lái),巖石錨桿、噴射混凝土的機(jī)械和巖石力學(xué)方面的進(jìn)展,人們對(duì)開(kāi)挖隧道過(guò)程中所出現(xiàn)的圍巖變形、松弛、崩塌等現(xiàn)象有了深入的認(rèn)識(shí),為提出新的、經(jīng)濟(jì)的隧道施工方法創(chuàng)造了條件。1963年,由奧地利學(xué)者L臘布茲維奇教授命名為“新奧地利隧道施工法(New Astria Tunnelling Method)”,簡(jiǎn)稱“新奧法(NATM)”正式出臺(tái)。它是以控

6、制爆破或機(jī)械開(kāi)挖為主要掘進(jìn)手段,以錨桿、噴射混凝土為主要支護(hù)方法,理論、量測(cè)和經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的一種施工方法。同時(shí)又是一系列指導(dǎo)隧道設(shè)計(jì)和施工的原則,其中包括:(1)因?yàn)閹r體是隧道結(jié)構(gòu)體系中的主要承載單元,所以在施工中必須充分保護(hù)巖體,盡量減少對(duì)它的擾動(dòng),避免過(guò)度破壞巖體的強(qiáng)度。為此,施工中斷面分塊不宜過(guò)多,開(kāi)挖應(yīng)當(dāng)采用光面爆破、預(yù)裂爆破或機(jī)械掘進(jìn)。(2)為了充分發(fā)揮巖體的承載能力,應(yīng)允許并控制巖體的變形。一方面允許變形,使圍巖中能形成承載環(huán);另一方面又必須限制它,使巖體不致過(guò)度松弛而喪失或大大降低承載能力。為此,在施工中應(yīng)采用能與圍巖密貼、及時(shí)砌筑又能隨時(shí)加強(qiáng)的柔性支護(hù)結(jié)構(gòu),例如,錨噴支護(hù)等。這樣

7、,就能通過(guò)調(diào)整支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和參與工作的時(shí)間(包括底拱閉合時(shí)間)來(lái)控制巖體的變形。(3)為了改善支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力性能,施工中應(yīng)盡快使之閉合,而成為封閉的筒形結(jié)構(gòu)。另外,隧道斷面形狀要盡可能地圓順,以避免拐角處的應(yīng)力集中。(4)在施工的各個(gè)階段,應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)監(jiān)視,及時(shí)提出可靠的、數(shù)量足夠的量測(cè)信息,如坑道周邊的位移或收斂、接觸應(yīng)力等。并及時(shí)反饋用來(lái)指導(dǎo)施工和修改設(shè)計(jì)。(5)為了敷設(shè)防水層,或?yàn)榱顺惺苡捎阱^桿銹蝕,圍巖性質(zhì)惡化、流變、膨脹所引起的后續(xù)荷載,采用復(fù)合式襯砌。上述新奧法的基本原則可扼要的概括為:“少擾動(dòng)、早噴錨、勤量測(cè)、緊封閉”。10.1.3 隧道施工方法及其選擇一個(gè)多世紀(jì)以來(lái),

8、世界各國(guó)的隧道工作者在實(shí)踐中已經(jīng)創(chuàng)造出能夠適應(yīng)各種圍巖的多種隧道施工方法。習(xí)慣上將它們分成為:礦山法、掘進(jìn)機(jī)法、沉管法、頂進(jìn)法、明挖法等。礦山法因最早應(yīng)用于礦石開(kāi)采而得名,它包括上面已經(jīng)提到的傳統(tǒng)方法和新奧法。由于在這種方法中,多數(shù)情況下都需要采用鉆眼爆破進(jìn)行開(kāi)挖,故又稱為鉆爆法。有時(shí)候?yàn)榱藦?qiáng)調(diào)新奧法與傳統(tǒng)礦山法的區(qū)別,而將新奧法從礦山法中分出另立系統(tǒng)。掘進(jìn)機(jī)法包括隧道掘進(jìn)機(jī)(Tunnel Boring Machine,簡(jiǎn)寫為TBM)法和盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)法。前者應(yīng)用于巖石地層,后者則主要應(yīng)用于土質(zhì)圍巖,尤其適用于軟土、流砂、淤泥等特殊地層。沉管法,等則是用來(lái)修建水底隧道、地下鐵道、城市市政隧道等,以

9、及埋深很淺的山嶺隧道。選擇施工方案時(shí),要考慮的因素有如下幾方面:A工程的重要性。一般由工程的規(guī)模、使用上的特殊要求,以及工期的緩急體現(xiàn)出來(lái);B隧道所處的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件;C施工技術(shù)條件和機(jī)械裝備狀況;D施工中動(dòng)力和原材料供應(yīng)情況;E工程投資與運(yùn)營(yíng)后的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益;F施工安全狀況,G有關(guān)污染、地面沉降等環(huán)境方面的要求和限制。應(yīng)該看到隧道施工方法的選擇,是一項(xiàng)“模糊”的決策過(guò)程,它依賴于有關(guān)人員的學(xué)識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、毅力和創(chuàng)新精神。對(duì)于重要工程則需匯集專家們的意見(jiàn),廣泛論證。必要時(shí)應(yīng)當(dāng)開(kāi)挖試驗(yàn)洞對(duì)理論方案進(jìn)行實(shí)踐驗(yàn)證。從目前我國(guó)公路隧道發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,在今后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),仍以采用新奧法為主,這

10、也符合世界潮流。所以,本書(shū)將著重論述新奧法施工中的有關(guān)問(wèn)題,而概略地介紹傳統(tǒng)的礦山法。其它方法一般不用于山嶺隧道,因此此處不作介紹,需要時(shí)可參考有關(guān)書(shū)籍。102 新奧地利隧道施工法新奧法施工,按其開(kāi)挖斷面的大小及位置,基本上又可分為:全斷面法、臺(tái)階法、分部開(kāi)挖法三大類及若干變化方案。10.2.1 全斷面法按照隧道設(shè)計(jì)輪廓線一次爆破成型的施工方法叫全斷面法。它的施工順序是:A用鉆孔臺(tái)車,鉆眼,然后裝藥、聯(lián)接導(dǎo)火線;B退出鉆孔臺(tái)車,引爆炸藥,開(kāi)挖出整個(gè)隧道斷面;C排除危石,安設(shè)拱部錨桿和噴第一層混凝土;D用裝碴機(jī)將石碴裝入出碴車,運(yùn)出洞外;E安設(shè)邊墻錨桿和噴混凝土;F必要時(shí)可噴拱部第二層混凝土和隧

11、道底部混凝土;G開(kāi)始下一輪循環(huán);H在初期支護(hù)變形穩(wěn)定后,或按施工組織中規(guī)定日期灌注內(nèi)層襯砌。全斷面法適用于IVVI類巖質(zhì)較完整的硬巖中。必須具備大型施工機(jī)械。隧道長(zhǎng)度或施工區(qū)段長(zhǎng)度不宜太短,否則采用大型機(jī)械化施工的經(jīng)濟(jì)性差。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),這個(gè)長(zhǎng)度不應(yīng)小于1km。根據(jù)圍巖穩(wěn)定程度亦可以不設(shè)錨桿或設(shè)短錨桿。也可先出碴,然后再施作初期支護(hù),但一般仍先施作拱部初期支護(hù),以防止應(yīng)力集中而造成的圍巖松動(dòng)剝落。全斷面法的優(yōu)點(diǎn)是:工序少,相互干擾少,便于組織施工和管理;工作空間大,便于組織大型機(jī)械化施工,因此,施工進(jìn)度高,目前,我國(guó)公路隧道一般都能保持月進(jìn)成洞平均150m左右,高者已接近300m月。采用全斷面法應(yīng)

12、注意下列問(wèn)題:摸清開(kāi)挖面前方的地質(zhì)情況,隨時(shí)準(zhǔn)備好應(yīng)急措施(包括改變施工方法等),以確保施工安全;各種施工機(jī)械設(shè)備務(wù)求配套,以充分發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的效率;加強(qiáng)各項(xiàng)輔助作業(yè),尤其加強(qiáng)施工通風(fēng),保證工作面有足夠新鮮空氣;加強(qiáng)對(duì)施工人員的技術(shù)培訓(xùn),實(shí)踐證明,施工人員對(duì)新奧法基本原理的了解程度和技術(shù)熟練狀況,直接關(guān)系到施工的效果。1022 臺(tái)階法臺(tái)階法中包括長(zhǎng)臺(tái)階法、短臺(tái)階法和超短臺(tái)階法等三種,其劃分一般是根據(jù)臺(tái)階長(zhǎng)度來(lái)決定的,如圖10.2.1所示。至于施工中究竟應(yīng)采用何種臺(tái)階法,要根據(jù)以下兩個(gè)條件來(lái)決定:A初期支護(hù)形成閉合斷面的時(shí)間要求,圍巖越差,閉合時(shí)間要求越短;B上斷面施工所用的開(kāi)挖、支護(hù)、出碴等機(jī)

13、械設(shè)備對(duì)施工場(chǎng)地大小的要求。(a)長(zhǎng)臺(tái)階法 (b)短臺(tái)階法 (C)超短臺(tái)階法圖10.2.1在軟弱圍巖中應(yīng)以前一條件為主,兼顧后者,確保施工安全。在圍巖條件較好時(shí),主要考慮是如何更好的發(fā)揮機(jī)械效率,保證施工的經(jīng)濟(jì)性,故只要考慮后一條件?,F(xiàn)將各種臺(tái)階法敘述如下:(1)長(zhǎng)臺(tái)階法。這種方法是將斷面分成上半斷面和下半斷面兩部分進(jìn)行開(kāi)挖,上、下斷面相距較遠(yuǎn),一段上臺(tái)階超前50m以上或大于5倍洞跨。施工時(shí)上下都可配屬同類機(jī)械進(jìn)行平行作業(yè),當(dāng)機(jī)械不足時(shí)也可用一套機(jī)械設(shè)備交替作業(yè),即在上半斷面開(kāi)挖一個(gè)進(jìn)尺,然后再在下斷面開(kāi)挖一個(gè)進(jìn)尺。當(dāng)隧道長(zhǎng)度較短時(shí),亦可先將上半斷面全部挖通后,再進(jìn)行下半斷面施工,即為半斷面法

14、。長(zhǎng)臺(tái)階法的作業(yè)順序?yàn)椋?)對(duì)于上半斷面。用兩臂鉆孔臺(tái)車鉆眼、裝藥爆破,地層較軟時(shí)亦可用挖掘機(jī)開(kāi)挖。安設(shè)錨桿和鋼筋網(wǎng),必要時(shí)加設(shè)鋼支撐、噴射混凝土。用鏟斗為16m3的推鏟機(jī)將石碴推運(yùn)到臺(tái)階下,再由裝載機(jī)裝入車內(nèi)運(yùn)至洞外。根據(jù)支護(hù)結(jié)構(gòu)形成閉合斷面的時(shí)間要求,必要時(shí)在開(kāi)挖上半斷面后,可建筑臨時(shí)底拱,形成上半斷面的臨時(shí)閉合結(jié)構(gòu),然后在開(kāi)挖下半斷時(shí)再將臨時(shí)底拱挖掉。但從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)來(lái)看,最好不這樣做,而改用短臺(tái)階法。2)對(duì)于下半斷面。用兩臂鉆孔臺(tái)車鉆眼、裝藥爆破。裝碴直接運(yùn)至洞外。安設(shè)邊墻錨桿(必要時(shí))和噴混凝土。用反鏟挖掘機(jī)開(kāi)挖水溝。噴底部混凝土。開(kāi)挖下半斷面時(shí),其炮眼布置方式有兩種:平行隧道軸線的水平

15、眼;由上臺(tái)階向下鉆進(jìn)的豎直眼,又稱插眼,如圖1022所示。前一種方式的炮眼主要布置在設(shè)計(jì)斷面輪廓線上,能有效地控制開(kāi)挖斷面。后一種方式的爆破效果較好,但爆破時(shí)石碴飛出較遠(yuǎn),容易打壞機(jī)械設(shè)備。圖10.2.23)待初期支護(hù)的變形穩(wěn)定后,或根據(jù)施工組織所規(guī)定的日期敷設(shè)防水層(必要時(shí))和建造內(nèi)層襯砌。長(zhǎng)臺(tái)階法的縱向工序布置和機(jī)械配置如圖10.2.3所示。相對(duì)于全斷面法來(lái)說(shuō),長(zhǎng)臺(tái)階法一次開(kāi)挖的斷面和高度都比較小,只需配備中型鉆孔臺(tái)車即可施工,而且,對(duì)維持開(kāi)挖面的穩(wěn)定也十分有利。所以,它的適用范圍較全斷面法廣泛,凡是在全斷面法中開(kāi)挖面不能自穩(wěn),但圍巖堅(jiān)硬不用底拱封閉斷面的情況,都可采用長(zhǎng)臺(tái)階法。(2)短臺(tái)

16、階法。這種方法也是分成上下兩個(gè)斷面進(jìn)行開(kāi)挖,只是兩個(gè)斷面相距較近,一般上臺(tái)階長(zhǎng)度小于5倍但大于115倍洞跨。上下斷面采用平行作業(yè)。短臺(tái)階法的作業(yè)順序和長(zhǎng)臺(tái)階相同。由于短臺(tái)階法可縮短支護(hù)結(jié)構(gòu)閉合的時(shí)間,改善初期支護(hù)的受力條件,有利于控制隧道收斂速度和量值,所以適用范圍很廣,類圍巖都能采用,尤其適用于、類圍巖,是新奧法施工中主要采用的方法之一。短臺(tái)階法的缺點(diǎn)是上臺(tái)階出碴時(shí)對(duì)下半斷面施工的干擾較大,不能全部平行作業(yè)。為解決這種干擾可采用長(zhǎng)皮帶機(jī)運(yùn)輸上臺(tái)階的石碴;或設(shè)置由上半斷面過(guò)渡到下半斷面的坡道,將上臺(tái)階的石碴直接裝車運(yùn)出。過(guò)渡坡道的位置可設(shè)在中間,亦可交替他設(shè)在兩側(cè)。過(guò)渡坡道法在斷面較大的三車道

17、隧道中尤為適用。采用短臺(tái)階法時(shí)應(yīng)注意下列問(wèn)題:初期支護(hù)全斷面閉合要在距開(kāi)挖面30m以內(nèi),或距開(kāi)挖上半斷面開(kāi)始的30天內(nèi)完成。初期支護(hù)變形、下沉顯著時(shí),要提前閉合,要研究在保證施工機(jī)械正常工作的前提下臺(tái)階的最小長(zhǎng)度。(3)超短臺(tái)階法。這種方法也是分成上下兩部分,但上臺(tái)階僅超前35m,只能采用交替作業(yè)。超短臺(tái)階法施工作業(yè)順序?yàn)椋▓D10.2.4):用一臺(tái)停在臺(tái)階下的長(zhǎng)臂挖掘機(jī)或單臂掘進(jìn)機(jī)開(kāi)挖上半斷面至一個(gè)進(jìn)尺。安設(shè)拱部描桿、鋼筋網(wǎng)或鋼支撐。噴拱部混凝土。用同一臺(tái)機(jī)械開(kāi)挖下半斷面至一個(gè)進(jìn)尺。安設(shè)邊墻錨桿、鋼筋網(wǎng)或接長(zhǎng)鋼支撐,噴邊墻混凝土(必要時(shí)加噴拱部混凝土)。開(kāi)挖水溝、安設(shè)底部鋼支撐,噴底拱混凝土。

18、灌注內(nèi)層襯砌。如無(wú)大型機(jī)械也可采用小型機(jī)具交替地在上下部進(jìn)行開(kāi)挖,由于上半斷面施工作業(yè)場(chǎng)地狹小,常常需要配置移動(dòng)式施工臺(tái)架,以解決上半斷面施工機(jī)具的布置問(wèn)題。由于超短臺(tái)階法初期支護(hù)全斷面閉合時(shí)間更短,更有利于控制圍巖變形。在城市隧道施工中,能更有效地控制地表沉陷。所以,超短臺(tái)階法適用于膨脹性圍巖和土質(zhì)圍巖,要求及早閉合斷面的場(chǎng)合。當(dāng)然,也適用于機(jī)械化程度不高的各類圍巖地段。超短臺(tái)階法的缺點(diǎn)是上下斷面相距較近,機(jī)械設(shè)備集中,作業(yè)時(shí)相互干擾較大,生產(chǎn)效率較低,施工速度較慢。采用超短臺(tái)階法施工時(shí)應(yīng)注意以下問(wèn)題:在軟弱圍巖中施工時(shí),應(yīng)特別注意開(kāi)挖工作面的穩(wěn)定性,必要時(shí)可采用輔助施工措施,如向圍巖中注漿

19、或打入超前水平小鋼管,對(duì)開(kāi)挖面進(jìn)行預(yù)加固或預(yù)支護(hù)。最后還應(yīng)指出,在所有臺(tái)階法施工中,開(kāi)挖下半斷面時(shí)要求做到以下幾點(diǎn):1)下半斷面的開(kāi)挖(又稱落底)應(yīng)在上半斷面初期支護(hù)基本穩(wěn)定后進(jìn)行,或采用其它有效措施確保初期支護(hù)體系的穩(wěn)定性;采用單側(cè)落底或雙側(cè)交錯(cuò)落底,避免上部初期支護(hù)兩側(cè)同時(shí)懸空;又如,視圍巖狀況嚴(yán)格控制落底長(zhǎng)度,一般采用13m,并不得大于6 m。2)下部邊墻開(kāi)挖后必須立即噴射混凝土,并按規(guī)定做初期支護(hù)。3)量測(cè)工作必須及時(shí),以觀察拱頂、拱腳和邊墻中部位移值,當(dāng)發(fā)現(xiàn)速率增大,應(yīng)立即進(jìn)行底(仰)拱封閉,或縮短進(jìn)尺,加強(qiáng)支護(hù),分割掌子面等。1023 分部開(kāi)挖法分部開(kāi)挖法可分為三種變化方案:臺(tái)階分

20、部開(kāi)挖法、單側(cè)壁導(dǎo)坑法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法,見(jiàn)圖10.2.5。(1)臺(tái)階分部開(kāi)挖法。又稱環(huán)形開(kāi)挖留核心土法,一般將斷面分成為環(huán)形拱部(圖中的1、2、3)、上部核心土(4)、下部臺(tái)階(5)等三部分。根據(jù)斷面的大小,環(huán)形拱部又可分成幾塊交替開(kāi)挖。環(huán)形開(kāi)挖進(jìn)尺為0.51.0m,不宜過(guò)長(zhǎng)。上部核心土和下臺(tái)階的距離,一般為1倍洞跨。(a)臺(tái)階分步開(kāi)挖法 (b)單側(cè)壁導(dǎo)坑法 (c)雙側(cè)壁導(dǎo)坑法圖10.2.5臺(tái)階分部開(kāi)挖法的施工作業(yè)順序?yàn)椋河萌斯せ騿伪劬蜻M(jìn)機(jī)開(kāi)挖環(huán)形拱部。架立鋼支撐、噴混凝土。在拱部初期支護(hù)保護(hù)下,用挖掘機(jī)或單臂掘進(jìn)機(jī)開(kāi)挖核心土和下臺(tái)階,隨時(shí)接長(zhǎng)鋼支撐和噴混凝土、封底。根據(jù)初期支護(hù)變形情況或施工安

21、排建造內(nèi)層襯砌。單側(cè)壁導(dǎo)坑法的施工作業(yè)順序?yàn)椋?)開(kāi)挖側(cè)壁導(dǎo)坑,并進(jìn)行初期支護(hù)(錨桿加鋼筋網(wǎng)、或錨桿加鋼支撐、或鋼支撐,噴射混凝土),應(yīng)盡快使導(dǎo)坑的初期支護(hù)閉合;2)開(kāi)挖上臺(tái)階,進(jìn)行拱部初期支護(hù),使其一側(cè)支承在導(dǎo)坑的初期支護(hù)上,另一側(cè)支承在下臺(tái)階上;3)開(kāi)挖下臺(tái)階,進(jìn)行另一側(cè)邊墻的初期支護(hù),并盡快建造底部初期支護(hù),使全斷面閉合;4)拆除導(dǎo)坑臨空部分的初期支護(hù);5)建造內(nèi)層襯砌。單側(cè)壁導(dǎo)坑法是將斷面橫向分成3塊或4塊,每步開(kāi)挖的寬度較小,而且封閉型的導(dǎo)坑初期支護(hù)承載能力大,所以,單側(cè)壁導(dǎo)坑法適用于斷面跨度大,地表沉陷難于控制的軟弱松散圍巖中。(3)雙側(cè)壁導(dǎo)坑法,又稱眼鏡工法。當(dāng)隧道跨度很大,地表

22、沉陷要求嚴(yán)格,圍巖條件特別差,單側(cè)壁導(dǎo)坑法難以控制圍巖變形時(shí),可采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法?,F(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)表明,雙側(cè)壁導(dǎo)坑法所引起的地表沉陷僅為短臺(tái)階法的12左右。這種方法一般是將斷面分成四塊:左、右側(cè)壁導(dǎo)坑(1)、上部核心土( 2)、下臺(tái)階(3)。導(dǎo)坑尺寸擬定的原則同前,但寬度不宜超過(guò)斷面最大跨度的13。左、右側(cè)導(dǎo)坑錯(cuò)開(kāi)的距離,應(yīng)根據(jù)開(kāi)挖一側(cè)導(dǎo)坑所引起的圍巖應(yīng)力重分布的影響不致波及另一側(cè)已成導(dǎo)坑的原則確定。雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工作業(yè)順序?yàn)椋?0.2.4 施工中可能發(fā)生的問(wèn)題及其對(duì)策新奧法施工的基本原則,是根據(jù)圍巖性質(zhì)允許產(chǎn)生適量的變形,但又不使圍巖松動(dòng)塌落。在設(shè)計(jì)、施工過(guò)程中,若對(duì)圍巖性質(zhì)判斷不準(zhǔn)或情況不明,或噴

23、射混凝土、打錨桿、立鋼支撐時(shí)間和方法有誤,圍巖松動(dòng)就會(huì)超過(guò)預(yù)計(jì)。此時(shí),應(yīng)根據(jù)觀察和量測(cè)結(jié)果找出原因,進(jìn)行改正。但是,很多場(chǎng)合不能明確原因,因此只能針對(duì)所發(fā)生的現(xiàn)象采取措施。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),將新奧法中經(jīng)常出現(xiàn)的一些異常現(xiàn)象及應(yīng)采取的措施列于表10.2.1中,其中A指進(jìn)行比較簡(jiǎn)單的改變就可解決問(wèn)題的措施,B指包括需要改變支護(hù)方法等比較大的變動(dòng)才能解決問(wèn)題的措施。當(dāng)然,表中只列出大致的對(duì)策標(biāo)準(zhǔn),優(yōu)先用哪種措施,要視各個(gè)隧道的圍巖條件、施工方法、變形狀態(tài)綜合判斷。施工中的現(xiàn)象及其處理措施 表10.2.1施工中的現(xiàn)象措施 A措施 B開(kāi)挖面及其附近正面變得不穩(wěn)定1. 縮短一次掘進(jìn)長(zhǎng)度。 2. 開(kāi)挖時(shí)保留核心

24、土。 3. 向正面噴射混凝土。 4. 用插板或并排鋼管打入地層進(jìn)行預(yù)支護(hù)1. 縮小開(kāi)挖斷面。 2. 在正面打錨桿。 3. 采取輔助施工措施對(duì)地層進(jìn)行預(yù)加固開(kāi)挖面頂部掉塊增大1. 縮短開(kāi)挖時(shí)間及提前噴射混凝土。 2. 采用插板或并排鋼管。 3. 縮短一次開(kāi)挖長(zhǎng)度。 4. 開(kāi)挖面暫時(shí)分部施工。1. 加鋼支撐。 2. 預(yù)加固地層開(kāi)挖面出現(xiàn)涌水或者涌水量增大1. 加速混凝土硬化(增加速凝劑等)。 2. 噴射混凝土前作好排水。 3. 加掛網(wǎng)格密的鋼筋網(wǎng)。 4. 設(shè)排水片。1. 采取排水方法(如排水鉆孔、井點(diǎn)降水等)。 2. 預(yù)加固地層 地基承載力不足,下沉增大1. 注意開(kāi)挖,2. 不3. 要損壞地基圍巖

25、。 4. 加厚底腳處噴混凝土,5. 增加支撐面積。1. 增加錨桿。 2. 縮短臺(tái)階長(zhǎng)度,3. 及早閉合支護(hù)環(huán)。 4. 用噴混凝土作臨時(shí)底拱。 5. 預(yù)加固地層。產(chǎn)生底鼓及早噴射底拱混凝土1. 在底拱處打錨桿。 2. 縮短臺(tái)階長(zhǎng)度,3. 及早閉合支護(hù)環(huán)。噴混凝土噴混凝土層脫離甚至塌落1. 開(kāi)挖后盡快噴射混凝土。 2. 加鋼筋網(wǎng)。 3. 解除涌水壓力。 4. 加厚噴層。打錨桿或增加錨桿噴混凝土層中應(yīng)力增大,產(chǎn)生裂縫和剪切破壞。1. 加鋼筋網(wǎng)。 2. 在噴混凝土層中增設(shè)縱向伸縮縫。1. 增加錨桿(用比原來(lái)長(zhǎng)的錨桿)。 2. 加入鋼支撐。錨桿錨桿軸力增大,墊板松弛或錨桿斷裂。1. 增強(qiáng)錨桿(加長(zhǎng))。

26、2. 采用承載力大的錨桿。 3. 為增大錨桿的變形能力,4. 在墊錨板間加入彈簧等。鋼支撐鋼支撐中應(yīng)力增大,產(chǎn)生屈服松開(kāi)接頭處螺栓,鑿開(kāi)噴混凝土層,使之可自由伸縮。1. 增強(qiáng)錨桿。 2. 采用可伸縮的鋼支撐,3. 在噴混凝土層中設(shè)縱向伸縮縫。凈空位移增大,位移速度變快。1. 縮短從開(kāi)挖到支護(hù)的時(shí)間。 2. 提前打錨桿。 3. 縮短臺(tái)階、底拱一次開(kāi)挖的長(zhǎng)度。 4. 當(dāng)噴混凝土開(kāi)裂時(shí),5. 設(shè)縱向伸縮縫。1. 增強(qiáng)錨桿。 2. 縮短臺(tái)階長(zhǎng)度,3. 提前閉合支護(hù)環(huán)。 4. 在錨桿墊板間夾入彈簧墊圈等。 5. 采用超短臺(tái)階法,6. 或在上半端面建造臨時(shí)底拱。10.3 傳統(tǒng)的礦山法在傳統(tǒng)的礦山法中,歷史

27、上形成的變化方案很多,其中也包括:全斷面法、臺(tái)階法、側(cè)壁導(dǎo)坑法、等。它與新奧法的根本區(qū)別,除了施工原理不同外,在具體作業(yè)上還有:傳統(tǒng)的礦山法中不強(qiáng)調(diào)采用錨噴支護(hù),而大量采用鋼、木支撐;不強(qiáng)調(diào)要及早閉合支護(hù)環(huán);很少采用復(fù)合式襯砌,而是大量采用剛度較大的單層襯砌;不進(jìn)行施工量測(cè)等。近年來(lái),由于施工機(jī)械的發(fā)展,以及傳統(tǒng)礦山法明顯的不符合巖石力學(xué)的基本原理和不經(jīng)濟(jì),已逐漸由新奧法所取代。只有在一些缺少大型機(jī)械的中、短隧道中,或不熟悉新奧法的施工單位還采用傳統(tǒng)的礦山法。本書(shū)只簡(jiǎn)單地?cái)⑹鲆?、二種典型的,并具有中國(guó)特色的,現(xiàn)在仍可能采用的傳統(tǒng)礦山法。1031 漏斗棚架法全名叫下導(dǎo)坑漏斗棚架法,亦稱下導(dǎo)坑先墻

28、后拱法。它是硬巖層中修筑隧道的一種基本的傳統(tǒng)方法,也是我國(guó)八十年代前修筑公路、鐵路隧道采用得最廣泛的方法之一。此法的基本施工程序(圖10.3.1)是:首先開(kāi)挖下導(dǎo)坑,在下導(dǎo)坑開(kāi)挖面后約3050 m處,開(kāi)始架設(shè)“漏斗棚架”,然后在漏斗棚架上方開(kāi)挖、部(“挑頂”)和部(“擴(kuò)大”)。它們的間距以互不干擾為原則,一般可采用1520m。挑頂和擴(kuò)大爆下的石碴直接堆放在棚架上,并通過(guò)漏斗口向下裝入礦車內(nèi)運(yùn)出洞外。石碴裝完后即可拆除棚架,開(kāi)挖(“刷幫”)和邊墻、水溝。此時(shí)整個(gè)隧道開(kāi)挖完畢。在一定的安全距離(1020m)外灌注邊墻和拱圈混凝土。最后鋪底砌水溝。圖10.3.1下導(dǎo)坑的形狀一般為梯形,堅(jiān)硬圍巖中也可

29、用矩形。其寬度2.83.0。(鋪單運(yùn)輸線),或3.84.4m(鋪雙運(yùn)輸線),高度視裝碴機(jī)裝載高度而定,一般約2.83.0m,見(jiàn)圖10.3.2。在中長(zhǎng)隧道中為運(yùn)輸暢通多采用雙線導(dǎo)坑。圖10.3.2漏斗棚架的結(jié)構(gòu)構(gòu)造如圖10.3.3所示。采用漏斗棚架法施工時(shí)應(yīng)注意如下問(wèn)題:下導(dǎo)坑開(kāi)挖是領(lǐng)先工序,它的開(kāi)挖速度直接影響整個(gè)隧道的施工進(jìn)度,因此,要千方百計(jì)予以保證;漏斗棚架是卸、裝碴的關(guān)鍵結(jié)構(gòu),必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度以承受爆破時(shí)石碴的沖擊作用;挑頂時(shí)如發(fā)現(xiàn)拱頂有坍塌的預(yù)兆,應(yīng)立即用圓木支頂住。漏斗棚架法施工的優(yōu)點(diǎn):便于人力、小型機(jī)具開(kāi)挖;挑頂、擴(kuò)大的石碴通過(guò)漏斗棚架裝車,效率高,節(jié)省人力和機(jī)械;工作面

30、多,可以安排較多的人力和機(jī)具,進(jìn)行平行作業(yè),加快施工進(jìn)度。漏斗棚架法的缺點(diǎn):設(shè)置棚架需消耗大量木材和鋼材;斷面分塊多,對(duì)圍巖擾動(dòng)大,而且拱頂圍巖暴露過(guò)長(zhǎng),所以,只適用于VI類圍巖;工作面多雖可平行作業(yè),但相互干擾大,尤其刷幫開(kāi)挖容易損壞風(fēng)、水管、電力線和堵塞運(yùn)輸。圖10.3.31032 上下導(dǎo)坑先拱后墻法上下導(dǎo)坑先拱后墻法,又稱拱圈支承法,是軟地層中修筑隧道的一種基本的傳統(tǒng)方法,也是我國(guó)以往修筑隧道采用得最廣泛的方法之一。66圖10.3.4此法的基本施工程序(圖10.3.4)是:首先開(kāi)挖下導(dǎo)坑,并盡快架設(shè)木支撐。在下導(dǎo)坑開(kāi)挖面后約3050rn處開(kāi)挖上導(dǎo)坑和架設(shè)木支撐。上、下導(dǎo)坑間開(kāi)挖漏斗(如圖

31、中虛線所示),以便于上斷面出碴。距上導(dǎo)坑1520米,進(jìn)行上導(dǎo)坑落底開(kāi)挖。然后由上導(dǎo)坑向兩側(cè)開(kāi)挖(“擴(kuò)大”),邊開(kāi)挖邊架設(shè)扇形支撐。在扇形支撐之間立拱架模板,灌注拱圈混凝土,邊灌注邊頂替、拆除扇形支撐。開(kāi)挖中層(“落底”)。左右錯(cuò)開(kāi),縱向跳躍開(kāi)挖馬口、,每個(gè)馬口的縱向長(zhǎng)度一般取拱圈灌注節(jié)長(zhǎng)的一半。緊跟馬口開(kāi)挖后,立即架設(shè)邊墻模板,由下而上灌注邊墻混凝土、。挖水溝、鋪底。采用上下導(dǎo)坑先拱后墻法施工時(shí)應(yīng)注意下列問(wèn)題:開(kāi)挖馬口時(shí)要絕對(duì)避免拱圈兩側(cè)拱腳同時(shí)懸空;邊墻灌注到頂部時(shí)要仔細(xì)地做到與拱腳的聯(lián)接,保證襯砌的整體性。和漏斗棚架法比起來(lái),它有如下優(yōu)點(diǎn),拱部圍巖暴露時(shí)間短,開(kāi)挖馬口、灌注邊墻都是在拱圈保

32、護(hù)下進(jìn)行的,因此,施工安全,能適用于較軟弱的、類圍巖。其缺點(diǎn)是襯砌整體性差,開(kāi)挖兩個(gè)導(dǎo)坑成本高、速度慢。10.4 不良地質(zhì)條件下隧道施工10.4.1 概述在修建隧道中,常遇到一些不利于施工的特殊地質(zhì)地段。如膨脹土圍巖、黃土、溶洞、斷層、松散地層、流沙、巖爆等。在開(kāi)挖、支護(hù)和襯砌過(guò)程中,由于各種因素的影響都可能發(fā)生土石坍塌,坑道支撐變形,襯砌結(jié)構(gòu)斷裂,嚴(yán)重影響施工進(jìn)度、安全和質(zhì)量。隧道穿越含有瓦斯的地層,更嚴(yán)重地威脅著施工安全。隧道通過(guò)特殊地質(zhì)地段施工時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):A施工前應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)所提供的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)資料進(jìn)行詳細(xì)分析了解,深入細(xì)致地作施工調(diào)查,制訂相應(yīng)的施工方案和措施,備足有關(guān)機(jī)具及材

33、料,認(rèn)真編制和實(shí)施施工組織設(shè)計(jì),使工程達(dá)到安全、優(yōu)質(zhì)、高效的目的。反之,即便地質(zhì)并非不良,也會(huì)因準(zhǔn)備不足,施工方法不當(dāng)或措施不力導(dǎo)致施工事故,延誤施工進(jìn)度。B特殊地質(zhì)地段隧道施工,以“先治水、短開(kāi)挖、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、早襯砌、勤檢查、穩(wěn)步前進(jìn)”為指導(dǎo)原則。在選擇和確定施工方案時(shí),應(yīng)以安全為前提,綜合考慮隧道工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件、斷面型式、尺寸、埋置深度、施工機(jī)械裝備、工期和經(jīng)濟(jì)的可行性等因素而定。同時(shí)應(yīng)考慮圍巖變化時(shí)施工方法的適應(yīng)性及其變更的可能性,以免造成工程失誤和增加投資。C隧道開(kāi)挖方式,無(wú)論是采用鉆爆開(kāi)挖法、機(jī)械開(kāi)挖法,還是采用人工和機(jī)械混合開(kāi)挖法,應(yīng)視地質(zhì)、環(huán)境、安全等條件來(lái)確定。如用

34、鉆爆法施工時(shí),光面爆破和預(yù)裂爆破技術(shù),既能使開(kāi)挖輪廓線符合設(shè)計(jì)要求,又能減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)破壞。爆破應(yīng)嚴(yán)格按照鉆爆設(shè)計(jì)進(jìn)行施工,如遇地質(zhì)變化應(yīng)及時(shí)修改完善設(shè)計(jì)。D隧道通過(guò)自穩(wěn)時(shí)間短的軟弱破碎巖體、淺埋軟巖和嚴(yán)重偏壓、巖溶流泥地段、砂層、砂卵(礫)石層、斷層破碎帶以及大面積淋水或涌水地段時(shí),為保證洞體穩(wěn)定可采用超前錨桿、超前小鋼管、管棚、地表預(yù)加固地層和圍巖預(yù)注漿等輔助施工措施,對(duì)地層進(jìn)行預(yù)加固、超前支護(hù)或止水。E為了掌握施工中圍巖和支護(hù)的力學(xué)動(dòng)態(tài)及穩(wěn)定程度,以及確定施工工序,保證施工安全,應(yīng)實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè),充分利用監(jiān)控量測(cè)指導(dǎo)施工。對(duì)軟巖淺埋隧道須進(jìn)行地表下沉觀測(cè),這對(duì)及時(shí)預(yù)報(bào)洞體穩(wěn)定狀態(tài),修

35、正施工方案都十分重要。F穿過(guò)未膠結(jié)松散地層和嚴(yán)寒地區(qū)的凍脹地層等,施工時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)的措施外,均可采用錨噴支護(hù)施工。爆破后如開(kāi)挖工作面有坍塌可能時(shí),應(yīng)在清除危石后及時(shí)噴射混凝土護(hù)面。如圍巖自穩(wěn)性很差,開(kāi)挖難以成形,可沿設(shè)計(jì)開(kāi)挖輪廓線預(yù)打設(shè)超前錨桿。錨噴支護(hù)后仍不能提供足夠的支護(hù)能力時(shí),應(yīng)及早裝設(shè)鋼架支撐加強(qiáng)支護(hù)。G當(dāng)采用構(gòu)件支撐作臨時(shí)支護(hù)時(shí),支撐要有足夠的強(qiáng)度和剛度,能承受開(kāi)挖后的圍巖壓力。圍巖出現(xiàn)底部壓力,產(chǎn)生底膨現(xiàn)象或可能產(chǎn)生沉陷時(shí)應(yīng)加設(shè)底梁。當(dāng)圍巖極為松軟破碎時(shí),應(yīng)采用先護(hù)后挖,暴露面應(yīng)用支撐封閉嚴(yán)密。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件,可結(jié)合管棚或超前錨桿等支護(hù),形成聯(lián)合支撐。支撐作業(yè)應(yīng)迅速、及時(shí),以充分發(fā)揮

36、構(gòu)件支撐的作用。H圍巖壓力過(guò)大,支撐受力下沉侵入襯砌設(shè)計(jì)斷面,必須挑頂(即將隧道頂部提高)時(shí),其處理方法是:拱部擴(kuò)挖前發(fā)現(xiàn)頂部下沉,應(yīng)先挑頂后擴(kuò)挖。當(dāng)擴(kuò)挖后發(fā)現(xiàn)頂部下沉,應(yīng)立好拱架和模板先灌筑滿足設(shè)計(jì)斷面部分的拱圈,俟混凝土達(dá)到所需強(qiáng)度并加強(qiáng)拱架支撐后,再行挑頂灌筑其余部分。挑頂作業(yè)宜先護(hù)后挖。I對(duì)于極松散的未固結(jié)圍巖和自穩(wěn)性極差的圍巖,當(dāng)采用先護(hù)后挖法仍不能開(kāi)挖成形時(shí),宜采用壓注水泥砂漿或化學(xué)漿液的方法,以固結(jié)圍巖,提高其自穩(wěn)性。J特殊地質(zhì)地段隧道襯砌,為防止圍巖松弛,地壓力作用在襯砌結(jié)構(gòu)上,致使襯砌出現(xiàn)開(kāi)裂、下沉等不良現(xiàn)象。因此,采用模筑襯砌施工時(shí),除遵守隧道施工技術(shù)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定施工外,

37、還應(yīng)注意:當(dāng)拱腳、墻基松軟時(shí),灌筑混凝土前應(yīng)采取措施加固基底。襯砌混凝土應(yīng)采用高標(biāo)號(hào)或早強(qiáng)水泥,提高混凝土等級(jí),或采用摻速凝劑、早強(qiáng)劑等措施,提高襯砌的早期承載能力。仰拱施工,應(yīng)在邊墻完成后抓緊進(jìn)行,或根據(jù)需要在初期支護(hù)完成后立即施作仰拱,使襯砌結(jié)構(gòu)盡早封閉,構(gòu)成環(huán)形改善受力狀態(tài),以確保襯砌結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期穩(wěn)定堅(jiān)固。10.4.2 膨脹土圍巖膨脹土系指土中粘土礦物成分主要由親水性礦物組成,同時(shí)具有吸水顯著膨脹軟化和失水收縮硬裂兩種特性,且具有濕脹干縮往復(fù)變形的高塑性粘性土。決定膨脹性的親水礦物主要是蒙脫石粘土礦物。(1)膨脹土圍巖的特性穿過(guò)膨脹土地層的隧道,常常可以見(jiàn)到開(kāi)挖后不久圍巖因開(kāi)挖而產(chǎn)生變形,

38、或者因浸水而膨脹,或因風(fēng)化而開(kāi)裂等現(xiàn)象。使坑道的頂部及兩側(cè)向內(nèi)擠入,底部膨起,隨著時(shí)間的增長(zhǎng)導(dǎo)致圍巖失穩(wěn),支撐、襯砌變形和破壞。這些現(xiàn)象說(shuō)明膨脹土圍巖性質(zhì)是極其復(fù)雜的。它與一般土質(zhì)的圍巖性質(zhì)有著根本的區(qū)別。膨脹土圍巖的基本特性,主要有以下三方面:1)膨脹土圍巖大多具有原始地層的超固結(jié)特性,使土體中儲(chǔ)存有較高的初始應(yīng)力。當(dāng)隧道開(kāi)挖后,引起圍巖應(yīng)力釋放,強(qiáng)度降低,產(chǎn)生卸荷膨脹。因此,膨脹土圍巖常常具有明顯的塑性流變特性,開(kāi)挖后將產(chǎn)生較大的塑性變形。2)膨脹土中有各種形態(tài)發(fā)育的裂隙,形成土體的多裂隙性。膨脹土圍巖實(shí)際上是土塊與各種裂隙和結(jié)構(gòu)面相互組合形成的膨脹土體。由于膨脹土體在天然原始狀態(tài)下具有高

39、強(qiáng)度特性,隧道開(kāi)挖后洞壁土體失去邊界支撐而產(chǎn)生脹縮,同時(shí)因風(fēng)干脫水使原生隱裂隙張弛,使圍巖強(qiáng)度急劇衰減。因此,隧道施工開(kāi)挖過(guò)程中,常有初期圍巖變形大,發(fā)展速度快等現(xiàn)象。3)膨脹土圍巖因吸水而膨脹,失水而收縮,土體中干濕循環(huán)產(chǎn)生脹縮效應(yīng)。一是使主體結(jié)構(gòu)破壞,強(qiáng)度衰減或喪失,圍巖壓力增大。二是造成圍巖應(yīng)力變化,無(wú)論膨脹壓力或收縮壓力,都將破壞圍巖的穩(wěn)定性,特別是膨脹壓力將對(duì)增大圍巖壓力起疊加作用。(2)膨脹土圍巖對(duì)隧道施工的危害由于膨脹土圍巖具有上述基本特征,施工中常見(jiàn)下列幾種情況,簡(jiǎn)述如下:1)圍巖裂縫:隧道開(kāi)挖后,由于開(kāi)挖面上主體原始應(yīng)力釋放產(chǎn)生脹裂;另外,因?yàn)楸韺油馏w風(fēng)干而脫水,產(chǎn)生收縮裂縫

40、。同時(shí),兩種因素都可以使土中原生隱裂隙張開(kāi)擴(kuò)大。沿圍巖周邊產(chǎn)生裂縫,尤其在拱部圍巖容易產(chǎn)生張拉裂縫與上述裂縫貫通,形成局部變形區(qū)。2)坑道下沉:由于坑道下部膨脹土體的承載力較低,加之上部圍巖壓力過(guò)大,而產(chǎn)生坑道下沉變形??拥赖南鲁?,往往造成支撐變形、失效,進(jìn)而引起主體坍塌等現(xiàn)象。3)圍巖膨脹突出和坍塌:膨脹土開(kāi)挖過(guò)程中或開(kāi)挖后。圍巖產(chǎn)生膨脹土變形,周邊土體向洞內(nèi)膨脹突出,開(kāi)挖斷面縮小。在土體喪失支撐或支撐力不夠的狀態(tài)下,由于圍巖壓力和膨脹壓力的綜合作用,使土體產(chǎn)生局部破壞,由裂縫發(fā)展到出現(xiàn)溜塌,然后逐漸牽引周圍土體連續(xù)破壞,形成坍塌。4)底膨:隧道底部開(kāi)挖后,洞底圍巖的上部壓力解除,又無(wú)支護(hù)體

41、約束的條件下,由于應(yīng)力釋放,洞底圍巖產(chǎn)生卸荷膨脹;加之坑道積水,使洞底圍巖產(chǎn)生浸水膨脹。因而造成洞底圍巖膨出變形。5)襯砌變形和破壞:在先拱后墻法施工中,拱部襯砌完成后至開(kāi)挖馬口的這段時(shí)間,由于圍巖和膨脹壓力,常常產(chǎn)生拱腳內(nèi)移,同時(shí)發(fā)生不均勻下沉,拱腳支撐受力大,發(fā)生扭曲、變形或折斷。拱頂受擠壓下沉,也有向上凸起。拱頂外緣經(jīng)常出現(xiàn)縱向貫通拉裂縫,而拱頂內(nèi)緣出現(xiàn)擠裂、脫皮、掉塊現(xiàn)象。在拱腰部位出現(xiàn)縱向裂縫,這些裂縫有時(shí)可發(fā)展到張開(kāi)、錯(cuò)臺(tái)。當(dāng)采用直墻時(shí),邊墻常受膨脹側(cè)壓而開(kāi)裂,甚至張開(kāi)、錯(cuò)臺(tái),少數(shù)曲墻也有出現(xiàn)水平裂縫的情況。當(dāng)?shù)撞课醋鲅龉盎騼H做一般鋪底時(shí),有時(shí)會(huì)出現(xiàn)底部膨起,鋪底被破壞。(3)膨脹

42、土圍巖的隧道施工要點(diǎn)1)加強(qiáng)調(diào)查、量測(cè)圍巖的壓力和流變?cè)谂蛎浲恋貙又虚_(kāi)挖隧道,除了認(rèn)真實(shí)施設(shè)計(jì)文件所提出的技術(shù)要求外,在施工過(guò)程中應(yīng)對(duì)圍巖壓力及其流變情況進(jìn)行充分的調(diào)查和量測(cè),分析其變化規(guī)律。對(duì)地下水亦應(yīng)探明分布范圍及規(guī)律,了解水對(duì)施工的影響程度,以便根據(jù)圍巖動(dòng)態(tài)采取相應(yīng)的施工措施。如原設(shè)計(jì)難以適應(yīng)圍巖動(dòng)態(tài)情況,也可據(jù)此作適當(dāng)修正。2)合理選擇施工方法膨脹土隧道圍巖壓力的施工效應(yīng),是導(dǎo)致隧道變形病害的主要原因。采用合理的施工方法,對(duì)隧道的穩(wěn)定性有著十分重要的作用。因此,在施工中應(yīng)以盡量減少對(duì)圍巖產(chǎn)生擾動(dòng)和防止水的浸濕為原則,所以宜采用無(wú)爆破掘進(jìn)法。如采用掘進(jìn)機(jī)、風(fēng)鎬、液壓鎬等開(kāi)挖。在開(kāi)挖過(guò)程中

43、盡可能縮短圍巖暴露時(shí)間,并及時(shí)襯砌,以盡快恢復(fù)洞壁因土體開(kāi)挖而解除的部分圍巖應(yīng)力,減少圍巖膨脹變形。開(kāi)挖方法宜不分部或少分部,多采用正臺(tái)階法、側(cè)壁導(dǎo)坑法和“眼鏡法”。正臺(tái)階法適用于跨度小的隧道,它分部少相互干擾小,且能較早地使支護(hù)(襯砌)閉合。側(cè)壁導(dǎo)坑法和“眼鏡法”較適用于跨度較大的隧道,它具有防止上半斷面支護(hù)(襯砌)下沉的優(yōu)點(diǎn),但全斷面閉合時(shí)間較遲,必須注意防止邊墻混凝土受壓向隧道內(nèi)擠。3)防止圍巖濕度變化隧道開(kāi)挖后,膨脹土圍巖風(fēng)干脫水或浸水,都將引起圍巖體積變化,產(chǎn)生脹縮效應(yīng)。因此,隧道開(kāi)挖后及時(shí)噴射混凝土,封閉和支護(hù)圍巖。在有地下水滲流的隧道,應(yīng)采取切斷水源并加強(qiáng)洞壁與坑道防、排水措施,

44、防止施工積水對(duì)圍巖的浸濕等。如局部滲流,可采用注漿堵水阻止地下水進(jìn)入坑道或浸濕圍巖。4)合理進(jìn)行圍巖支護(hù)膨脹土圍巖支護(hù)必須適應(yīng)圍巖的膨脹特性。在施工時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):A噴錨支護(hù),穩(wěn)定圍巖。噴錨支護(hù)作為開(kāi)挖膨脹土圍巖的施工支護(hù),可以加強(qiáng)圍巖的自承能力,允許有一定的變形而又不失穩(wěn)。采用噴錨支護(hù),應(yīng)緊跟開(kāi)挖,必要時(shí)在噴射混凝土的同時(shí)采用鋼筋網(wǎng)。也可采用鋼纖維混凝土提高噴層的抗拉和抗剪能力。當(dāng)膨脹壓力很大時(shí),可用錨噴及鋼架或格柵聯(lián)合支護(hù),在隧道底部打設(shè)錨桿,也可以在隧道頂部打入超前錨桿或小導(dǎo)管支護(hù)。膨脹土圍巖隧道的支護(hù),盡可能使其在開(kāi)挖面周壁上迅速閉合。如果是臺(tái)階開(kāi)挖,可在上半部開(kāi)挖后盡快作出半部閉合

45、,使圍巖盡早受到約束。總之,不論采用哪一種類型的支護(hù),都必須根據(jù)工程實(shí)際情況及圍巖變形狀態(tài)而定。B襯砌結(jié)構(gòu)及早閉合。膨脹土圍巖隧道開(kāi)挖后,圍巖向內(nèi)擠壓變形一般是在四周同時(shí)發(fā)生,所以施工時(shí)要求隧道襯砌及早封閉。從理論上講,拱部、邊墻及仰拱宜整體完成,襯砌受力條件最好。但受施工條件的限制往往難以實(shí)現(xiàn)。因此,在灌筑拱圈部分時(shí),應(yīng)在上臺(tái)階的底部先設(shè)置臨時(shí)混凝土仰拱或噴射混凝土作臨時(shí)仰拱,以使拱圈在邊墻、仰拱未完成前,自身形成臨時(shí)封閉結(jié)構(gòu)。然后當(dāng)進(jìn)行下部臺(tái)階施工時(shí),再拆除臨時(shí)仰拱,并盡快灌筑永久性仰拱。10.4.3 黃土黃土是在干燥氣候條件下形成的一種具有褐黃、灰黃或黃褐等顏色,并有針狀大孔、垂直節(jié)理發(fā)

46、育的特殊性土。黃土在我國(guó)分布較廣。黃河中游的河南西部、山西南部、陜西和甘肅的大部分地區(qū)為我國(guó)黃土和濕陷性黃土的主要分布區(qū)。這些地區(qū)的黃土分布厚度大、地層全而連續(xù),發(fā)育亦較典型。(1)黃土對(duì)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,有的原生節(jié)理呈X型,成對(duì)出現(xiàn),并有一定延續(xù)性。在隧道開(kāi)挖時(shí),土體容易順著節(jié)理張松或剪斷。如果這種地層位于坑道頂部,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(shí)處理不當(dāng),常會(huì)引起較大的坍塌。2)黃士沖溝地段:隧道在黃土沖溝或塘邊地段施工時(shí),當(dāng)隧道在較長(zhǎng)的范圍內(nèi)沿著沖溝或塬邊平行走向,而覆蓋較薄或偏壓很大的情況下

47、,容易發(fā)生較大的坍塌或滑坡現(xiàn)象。3)黃土溶洞與陷穴:黃土溶洞與陷穴,是黃土地區(qū)經(jīng)常見(jiàn)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(xiǎn)。隧道若修建在其鄰側(cè),則有可能承受偏壓。4)水對(duì)黃土隧道施工的影響;在含有地下水的黃土層中修建隧道,由于黃土在干燥時(shí)很堅(jiān)固,承壓力也較高,施工可順利進(jìn)行。當(dāng)其受水浸濕后,呈不同程度的濕陷后,會(huì)突然發(fā)生下沉現(xiàn)象,使開(kāi)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,極容易造成坍塌。施工中洞內(nèi)排水不良,洞內(nèi)道路會(huì)形成泥濘難行,不論是無(wú)軌還是有軌運(yùn)輸都會(huì)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作業(yè)等

48、方面帶來(lái)很大的困難。(2)黃土隧道的施工方法1)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(duì)因構(gòu)造節(jié)理切割而形成的不穩(wěn)定部位,在施工時(shí)加強(qiáng)支護(hù)措施,防止坍塌,以策安全施工。2)施工中應(yīng)遵循“短開(kāi)挖、少擾動(dòng)、強(qiáng)支護(hù)、實(shí)回填、嚴(yán)治水、勤量測(cè)”的施工原則,緊湊施工工序,精心組織施工。3)開(kāi)挖方法直采用短臺(tái)階法或分部開(kāi)挖法(留核心法),初期支護(hù)應(yīng)緊跟開(kāi)挖面施作。4)黃土圍巖開(kāi)挖后暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng),圍巖周壁風(fēng)化至內(nèi)部,圍巖體松弛加快,進(jìn)而發(fā)生坍方。因此,宜采用復(fù)合式襯砌,開(kāi)挖后以噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)和鋼支撐作初期支護(hù),以形成嚴(yán)密的支護(hù)體系。必要時(shí)可采用超前錨桿、管棚支撐加固圍巖。在初期支

49、護(hù)基本穩(wěn)定后,進(jìn)行永久支護(hù)襯砌。襯砌背后回填要密實(shí),尤其是拱頂回填。5)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。在含有地下水的黃土層中施工時(shí),洞內(nèi)應(yīng)施作良好的排水設(shè)施。水量較大時(shí),應(yīng)采用井點(diǎn)降水等法將地下水位降至隧道襯砌底部以下,以改善施工條件加快施工速度。在干燥無(wú)水的黃土層中施工,應(yīng)管理好施工用水,不使廢水漫流。(3)黃土隧道施工的注意事項(xiàng)1)施工中如發(fā)現(xiàn)工作面有失穩(wěn)現(xiàn)象,應(yīng)及時(shí)用噴射混凝土封閉、加設(shè)錨桿、架立鋼支撐等加強(qiáng)支護(hù)。試驗(yàn)表明,在黃土隧道中噴射混凝土和砂漿錨桿作為施工臨時(shí)支護(hù)效果良好。2)施工時(shí)特別注意拱腳與墻腳處斷面,

50、如超挖過(guò)大,應(yīng)用漿砌片石回填。如發(fā)現(xiàn)該處主體承載力不夠,應(yīng)立即采取相應(yīng)措施進(jìn)行加固。3)黃土隧道施工,宜先作仰拱,如果不能先作仰拱時(shí),可在開(kāi)挖與灌筑仰拱前,為防止邊墻向內(nèi)位移,應(yīng)加設(shè)橫撐。4)施工中如發(fā)現(xiàn)不安全因素時(shí),應(yīng)暫停開(kāi)挖,加強(qiáng)臨時(shí)支護(hù),以便采取適應(yīng)性的工序安排。10.4.4 溶洞溶洞是以巖溶水的溶蝕作用為主,間有潛蝕和機(jī)械塌陷作用而造成的基本水平方向延伸的通道。溶洞是巖溶現(xiàn)象的一種。巖溶是指可溶性巖層,如石灰?guī)r、白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、石膏、巖鹽等,受水的化學(xué)和機(jī)械作用產(chǎn)生溝槽、裂縫和空洞以及由于空洞的頂部塌落使地表產(chǎn)生陷穴、洼地等類現(xiàn)象和作用。我國(guó)石灰?guī)r分布極廣,常會(huì)遇到溶洞。因此,在這

51、些地區(qū)修建隧道,必須予以注意。(1)溶洞的類型及對(duì)隧道施工的影響溶洞一般有死、活、干、濕、大、小幾種。死、干、小的溶洞比較容易處理,而活、濕、大的溶洞,處理方法則較為復(fù)雜。當(dāng)隧道穿過(guò)可溶性巖層時(shí),有的溶洞巖質(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(shí)遇到填滿飽含水份的充填物溶槽,當(dāng)坑道掘進(jìn)至其邊緣時(shí),含水充填物不斷涌入坑道,難以遏止,甚至使地表開(kāi)裂下沉,山體壓力劇增。有時(shí)遇到大的水囊或暗河,巖溶水或泥砂夾水大量涌入隧道。有的溶洞、暗河迂回交錯(cuò)、分支錯(cuò)綜復(fù)雜、范圍寬廣,處理十分困難。(2)隧道遇到溶洞的處理措施1)隧道通過(guò)巖溶區(qū),應(yīng)查明溶洞分布范圍和類型,

52、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。對(duì)尚在發(fā)育或穿越暗河水囊等地質(zhì)條件復(fù)雜的巖溶區(qū),應(yīng)查明情況審慎選定施工方案。對(duì)有可能發(fā)生突然大量涌水、流石流泥、崩坍落石等,必須事先制定措施,確保施工安全。2)隧道穿過(guò)巖溶區(qū),如巖層比較完整、穩(wěn)定,溶洞已停止發(fā)育,有比較堅(jiān)實(shí)的填充,且地下水量小,可采用探孔或物探等方法,探明地質(zhì)情況,如有變化便于采取相應(yīng)的措施。如溶洞尚在發(fā)育或穿越暗河水囊等巖溶區(qū)時(shí),則必須探明地下水量大小、水流方向等,先要解決施工中的排水問(wèn)題,一般可采用平行導(dǎo)坑的施工方案,以超前鉆探方法,向前掘進(jìn)。當(dāng)出現(xiàn)大量涌水、流石流泥、崩坍落石等情況時(shí),平導(dǎo)可作為泄水通道,正洞堵塞

53、時(shí)也可利用平導(dǎo)在前方開(kāi)辟掘進(jìn)工作面,不致正洞停工。3)巖溶地段隧道常用處理溶洞的方法,有“引、堵、越、繞”四種。A引遇到暗河或溶洞有水流時(shí),直排不宜堵。應(yīng)在查明水源流向 及其與隧道位置的關(guān)系后,用暗管、涵洞、小橋等設(shè)施渲泄水流 或開(kāi)鑿泄水洞將水排除洞外(圖10.4.1)。當(dāng)巖溶水流的位置 在隧道頂部或高于隧道頂部時(shí),應(yīng)在適當(dāng)距離處,開(kāi)鑿引水斜洞 (或引水槽)將水位降低到隧底標(biāo)高以下,再行引排。當(dāng)隧道設(shè) 有平行導(dǎo)坑時(shí),可將水引入平行導(dǎo)坑排出。B堵對(duì)已停止發(fā)育、跨徑較小,無(wú)水的溶洞,可根據(jù)其與隧道相 圖10.4.1橋涵渲泄水流示意圖 交的位置及其充填情況,采用混凝土、漿砌片石或干砌片石予以回填封閉

54、;或加深邊墻基礎(chǔ),加固隧道底部(圖10.4.2)。當(dāng)隧道拱頂部有空溶洞時(shí),可視溶洞的巖石破碎程度在溶洞頂部采用錨桿或錨噴網(wǎng)加固,必要時(shí)可考慮注漿加固并加設(shè)隧道護(hù)拱及拱頂回填進(jìn)行處理(圖10.4.3)。 圖10.4.2 溶洞堵填示意圖 圖10.4.3 噴鋪加固與護(hù)拱示意圖C越當(dāng)隧道一側(cè)遇到狹長(zhǎng)而較深的溶洞,可加深該側(cè)的邊墻基礎(chǔ)通過(guò)(圖10.4.4)。隧道底部遇有較大溶洞并有流水時(shí),可在隧道底部以下砌筑圬工支墻,支承隧道結(jié)構(gòu),并在支墻內(nèi)套設(shè)涵管引排溶洞水(圖10.4.5)。隧道邊墻部位遇到較大、較深的溶洞,不宜加深邊墻基礎(chǔ)時(shí),可在邊墻部位或隧底以下筑拱跨過(guò)(圖10.4.6)。當(dāng)隧道中部及底部遇有深

55、狹的溶洞時(shí),可加強(qiáng)兩邊墻基礎(chǔ),并根據(jù)情況設(shè)置橋臺(tái)架梁通過(guò)(圖10.4.7)。隧道穿過(guò)大溶洞,情況較為復(fù)雜時(shí),可根據(jù)情況,采用邊墻梁、行車梁等,由設(shè)計(jì)單位負(fù)責(zé)特殊設(shè)計(jì)后施工。 圖10.4.4加深邊墻基礎(chǔ)示意圖 圖10.4.5 支墻內(nèi)套設(shè)涵管示意圖 D繞在巖溶區(qū)施工,個(gè)別溶洞處理耗時(shí)且困難時(shí),可采取迂回導(dǎo)坑繞過(guò)溶洞,繼續(xù)進(jìn)行隧道前方施工,并同時(shí)處理溶洞,以節(jié)省時(shí)間,加快施工進(jìn)度。繞行開(kāi)挖時(shí),應(yīng)防止洞壁失穩(wěn)。(3)溶洞地段隧道施工的注意事項(xiàng)1)當(dāng)施工達(dá)到溶洞邊緣,各工序應(yīng)緊密銜接,支護(hù)和襯砌趕前。同時(shí)應(yīng)利用探孔或物探作超前預(yù)報(bào),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

56、案及安全措施。2)施工中注意檢查溶洞頂部,及時(shí)處理危石。當(dāng)溶洞較大較高且頂部破碎時(shí),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)。圖10.4.6筑拱跨過(guò)示意圖 圖10.4.7架梁跨過(guò)示意圖3)在溶蝕地段的爆破作業(yè)應(yīng)盡量做到多打眼、打淺眼,并控制爆破藥量減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)。防止在一次爆破后溶洞內(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(kāi)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

57、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)溶洞未做出處理方案前,不要將棄渣隨意傾填于溶洞中。因棄渣覆蓋了溶洞,不但不能了解其真實(shí)情況,反而會(huì)造成更多困難。10.4.5 坍方隧道開(kāi)挖時(shí),導(dǎo)致坍方的原因有多種,概括起來(lái)可歸結(jié)為:一是自然因素,即地質(zhì)狀態(tài)、受力狀態(tài)、地下水變化等;二是人為因素,即不適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì),或不適當(dāng)?shù)氖┕ぷ鳂I(yè)方法等。由于坍方往往會(huì)給施工帶來(lái)很大困難和很大經(jīng)濟(jì)損失。因此,需要盡量注意排除會(huì)導(dǎo)致坍方的各種因素,盡可能避免坍方的發(fā)生。(1)發(fā)生坍方的主要原因1)不良地質(zhì)及水文地質(zhì)條件A隧道穿過(guò)斷層及其破碎帶,或在薄層巖體的小曲褶、錯(cuò)動(dòng)發(fā)育地段,一經(jīng)開(kāi)挖,潛在應(yīng)力釋放快、圍巖

58、失穩(wěn),小則引起圍巖掉塊、坍落,大則引起坍方。當(dāng)通過(guò)各種堆積體時(shí),由于結(jié)構(gòu)松散,顆粒間無(wú)膠結(jié)或膠結(jié)差,開(kāi)挖后引起坍塌。在軟弱結(jié)構(gòu)面發(fā)育或泥質(zhì)充填物過(guò)多,均易產(chǎn)生較大的坍塌。B隧道穿越地層覆蓋過(guò)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。C水是造成坍方的重要原因之一。地下水的軟化、浸泡、沖蝕、溶解等作用加劇巖體的失穩(wěn)和坍落。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。2)隧道設(shè)計(jì)考慮不周A隧道選定位置時(shí),地質(zhì)調(diào)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(méi)有繞開(kāi)可以繞避的不良地質(zhì)地段。B缺乏較詳細(xì)的隧道所處位置的地質(zhì)及水

59、文地質(zhì)資料,引起施工指導(dǎo)或施工方案的失誤。3)施工方法和措施不當(dāng)A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,沒(méi)有及時(shí)改變施工方法;工序間距安排不當(dāng);施工支護(hù)不及時(shí),支撐架立不合要求,或抽換不當(dāng)“先拆后支”;地層暴露過(guò)久,引起圍巖松動(dòng)、風(fēng)化、導(dǎo)致坍方。B噴錨支護(hù)不及時(shí),噴射混凝土的質(zhì)量、厚度不符合要求。C按新奧法施工的隧道,沒(méi)有按規(guī)定進(jìn)行量測(cè),或信息反饋不及時(shí),決策失誤、措施不力。D圍巖爆破用藥量過(guò)多,因震動(dòng)引起坍塌。E對(duì)危石檢查不重視、不及時(shí),處理危石措施不當(dāng),引起巖層坍塌。(2)預(yù)防坍方的施工措施1)隧道施工預(yù)防坍方,選擇安全合理的施工方法和措施至關(guān)重要。在掘進(jìn)到地質(zhì)不良圍巖破碎地段,應(yīng)

60、采取“先排水、短開(kāi)挖、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、早襯砌、勤量測(cè)”的施工方法。必須制訂出切實(shí)可行的施工方案及安全措施。2)加強(qiáng)坍方的預(yù)測(cè)。為了保證施工作業(yè)安全,及時(shí)發(fā)現(xiàn)坍方的可能性及征兆,并根據(jù)不同情況采用不同的施工方法及控制坍方的措施,需要在施工階段進(jìn)行坍方預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)坍方常用的幾種方法:A觀察法(a)在掘進(jìn)工作面采用探孔對(duì)地質(zhì)情況或水文情況進(jìn)行探察,同時(shí)對(duì)掘進(jìn)工作面應(yīng)進(jìn)行地質(zhì)素描,分析判斷掘進(jìn)前方有無(wú)可能發(fā)生坍方的超前預(yù)測(cè)。(b)定期和不定期地觀察洞內(nèi)圍巖的受力及變形狀態(tài);檢查支護(hù)結(jié)構(gòu)是否發(fā)生了較大的變形;觀察是否巖層的層理、節(jié)理裂隙變大,坑頂或坑壁松動(dòng)掉塊;噴射混凝土是否發(fā)生脫落;以及地表是否下沉等。

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