公路隧道施工技術(shù)規(guī)范特殊地質(zhì)地段的施工

1、14 特殊地質(zhì)地段的施工14.1 一 般 規(guī) 定14.1.1 當(dāng)隧道通過(guò)膨脹土層、軟弱黃土層、含水未固結(jié)圍巖、溶洞、破碎帶、巖爆、流沙以及瓦斯溢出地層時(shí)，宜采用輔助方法施工。14.1.2 施工中應(yīng)經(jīng)常觀察圍巖和地下水的變異情況，量測(cè)支護(hù)、襯砌的受力情況，注意地形、地貌的變化，防止突然事故的發(fā)生。如有險(xiǎn)情，應(yīng)立即分析情況并采取措施，迅速處理。滲漏水地段，應(yīng)先治水，其技術(shù)作業(yè)可按本規(guī)范10章和13章有關(guān)規(guī)定辦理。14.1.3 特殊地質(zhì)隧道，除大面積淋水地段、流沙地段外，均可采取錨噴支護(hù)施工。施工時(shí)應(yīng)符合下列要求：(1)當(dāng)開(kāi)挖面自穩(wěn)性很差，難以開(kāi)挖成形時(shí)，應(yīng)在清除危石后盡快在開(kāi)挖面上噴射厚度不小于5

2、cm的混凝土護(hù)面，必要時(shí)，可在開(kāi)挖輪廓線(xiàn)處和開(kāi)挖面上打設(shè)超前錨桿，超前錨桿長(zhǎng)度宜大于開(kāi)挖進(jìn)尺的3倍。(2)錨噴支護(hù)完成后仍不能提供足夠的支護(hù)能力時(shí)，應(yīng)及時(shí)設(shè)置鋼架支撐，加強(qiáng)支護(hù)。14.1.4 不宜采用錨噴支護(hù)的地段，應(yīng)采用構(gòu)件支撐，并符合下列要求：(1)支撐應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，能承受開(kāi)挖后的圍巖壓力。支撐基礎(chǔ)應(yīng)鋪設(shè)墊板。當(dāng)支撐出現(xiàn)變形、斷裂時(shí)，應(yīng)立即加固或部分撤換。(2)圍巖出現(xiàn)底部壓力，產(chǎn)生底鼓現(xiàn)象或可能產(chǎn)生沉陷時(shí)，應(yīng)加設(shè)底梁。(3)當(dāng)圍巖極為松軟破碎時(shí)，必須先護(hù)后挖，暴露面應(yīng)采用支撐封閉。(4)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。(5)支撐作業(yè)應(yīng)迅速、及時(shí)。14.1.

3、5 特殊地質(zhì)地段施工時(shí)，不宜采取全斷面開(kāi)挖。鉆爆設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制炮眼數(shù)量、深度和裝藥量。14.1.6 圍巖壓力過(guò)大，支撐下沉可能侵入襯砌設(shè)計(jì)斷面時(shí)，必須挑頂，并按以下方法進(jìn)行處理。(1)拱部擴(kuò)挖前發(fā)現(xiàn)頂部下沉，應(yīng)先挑頂后擴(kuò)挖；(2)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(mǎn)足設(shè)計(jì)斷面部分的拱圈，該混凝土達(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；(3)挑頂作業(yè)宜先護(hù)后挖。14.1.7 自穩(wěn)性極差的圍巖宜采取壓注水泥砂漿或化學(xué)漿液加固。14.1.8 模筑襯砌施工應(yīng)遵守本規(guī)范第8章的有關(guān)規(guī)定，并符合下列要求：(1)當(dāng)拱腳、墻基松軟時(shí)，灌筑混凝土前應(yīng)排凈基底積水，并采取措施加固基底；(

4、2)襯砌混凝土應(yīng)摻早強(qiáng)劑等，提高襯砌的早期承載能力；(3)仰拱施工，應(yīng)在邊墻完成后抓緊進(jìn)行，使結(jié)構(gòu)盡快封閉成環(huán)。14.1.9 特殊地質(zhì)地段施工方案應(yīng)由設(shè)計(jì)、施工主管技術(shù)負(fù)責(zé)人共同研究確定。施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)與實(shí)際情況不符時(shí)，施工單位應(yīng)會(huì)同有關(guān)方面共同研究，作出必要的修改。14.2 膨 脹 性 圍 巖14.2.1 隧道通過(guò)膨脹性地層時(shí)，應(yīng)對(duì)圍巖的壓力和流變情況進(jìn)入調(diào)查、量測(cè)、掌握圍巖變形及壓力的增長(zhǎng)特性。14.2.2 宜采用短臺(tái)階或中央導(dǎo)坑法開(kāi)挖，但開(kāi)挖分部不宜過(guò)多。14.2.3 應(yīng)緊跟開(kāi)挖盡快對(duì)圍巖施加約束。可用錨噴及鋼架或格柵聯(lián)合支護(hù)；膨脹壓力很大時(shí)，可在隧道底部打設(shè)錨桿，亦可在隧道頂部一定

5、范圍內(nèi)打入斜向超前錨桿和小導(dǎo)管，形成閉合環(huán)。斜向錨桿的外斜角度、桿長(zhǎng)、間距、范圍應(yīng)按本規(guī)范第13章的規(guī)定執(zhí)行。噴射混凝土層宜采用鋼纖維混凝土，提高噴層的抗拉和抗剪能力。14.2.4 鋼架支撐宜采用可縮性結(jié)構(gòu)。支撐的制作與安裝應(yīng)符合下列規(guī)定：(1)支撐的可縮接頭，根據(jù)位移量確定，可設(shè)23個(gè)。(2)接頭的伸縮，應(yīng)根據(jù)隧道最大控制位移計(jì)算確定，每個(gè)拉接頭最大伸縮量不宜大于100 mm。(3)可縮接頭的滑動(dòng)阻力?？砂翠摷苤纬惺茌S向力的1/2進(jìn)行計(jì)算。(4)當(dāng)采用鋼管制作支撐時(shí)，應(yīng)設(shè)灌漿孔?？煽s接頭收縮合攏后，管內(nèi)應(yīng)用噴射混凝土封閉。14.2.5 襯砌的拱部與側(cè)墻宜同時(shí)施工，仰拱應(yīng)盡早完成。仰拱與側(cè)墻

6、連接處應(yīng)盡可能做成圓弧狀，襯砌與圍巖應(yīng)密貼。14.2.6 當(dāng)圍巖壓力極大，其變形速率難以收斂時(shí)，應(yīng)在上臺(tái)階或中央導(dǎo)坑的底部行先修筑臨時(shí)混凝土仰拱，待變形基本收斂后，開(kāi)挖下部臺(tái)階，拆除臨時(shí)仰拱，并盡快灌筑永久性襯砌和仰拱。14.3 黃 土14.3.1 黃土圍巖隧道施工應(yīng)符合下列要求：(1)調(diào)查黃土中構(gòu)造節(jié)理的產(chǎn)狀與分布狀況。對(duì)因構(gòu)造節(jié)理切割而形成的不穩(wěn)定部位加強(qiáng)支護(hù)。(2)宜采用短臺(tái)階開(kāi)挖方法或分部開(kāi)挖法(留核心法)。初期支護(hù)應(yīng)緊跟開(kāi)挖面施作。(3)做好地表水截排工作，雨水不得漫溢于洞口仰坡和邊坡面。(4)施工中應(yīng)遵循“短開(kāi)挖、少擾動(dòng)、強(qiáng)支護(hù)、及時(shí)密貼、勤量測(cè)”的原則。(5)當(dāng)隧道覆蓋層淺、地表

7、有下沉可能時(shí)，應(yīng)按本規(guī)范13章中有關(guān)防止地表下沉的輔助方法治理。14.3.2 黃土圍巖隧道宜采用復(fù)合式襯砌，開(kāi)挖以后鋼支撐、鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土和錨桿作初期支護(hù)，必要時(shí)宜采用超前錨桿、管棚支撐加固圍巖。14.3.3 施工中洞內(nèi)應(yīng)完善排水設(shè)施，保持路面干燥。當(dāng)?shù)叵滤枯^大時(shí)，應(yīng)在洞內(nèi)采用井點(diǎn)降水法降低地下水位?；蛟诙赐馑淼篱_(kāi)挖線(xiàn)兩側(cè)設(shè)深井降水。井點(diǎn)降水和深井降水應(yīng)按本規(guī)范13.3.5、13.3.6條的規(guī)定執(zhí)行。14.4 溶 洞14.4.1 隧道通過(guò)巖溶地區(qū)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)地表有以下情況時(shí)，可初步判斷其巖層中存在溶洞、暗河。(1)四周匯水的洼地內(nèi)，發(fā)現(xiàn)在落水洞、漏斗或天然豎井存在；(2)落水洞、漏斗呈帶狀分

8、布地段；(3)地面塌陷和草木叢生以及冬季冒氣等地段；(4)地表水消失或附近有出水點(diǎn)(泉眼)的地段。14.4.2 應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)文件有關(guān)資料，進(jìn)一步查明溶洞分布范圍、類(lèi)型、巖層的完整穩(wěn)定程度、充填物和地下水流情況等，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)條件極復(fù)雜的巖溶區(qū)，應(yīng)查明情況，填重選定施工方案。探查溶洞時(shí)，應(yīng)有安全措施。14.4.3 巖溶地段隧道可采取以下幾種措施處治：14.4.3.1 引排水(1)遇到暗河或溶洞有水流時(shí)，宜排不宜堵，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。(2)當(dāng)巖溶水流的位置在隧道頂部或高于隧道頂部時(shí)，

9、應(yīng)在適當(dāng)距離處，開(kāi)鑿引水斜洞(可引水槽)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。14.4.3.2 堵填(1)對(duì)已停止發(fā)育、跨徑較小、無(wú)水溶洞，可根據(jù)其與隧道相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；或加深邊墻基礎(chǔ)，加固隧道底部。(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加固，并加設(shè)隧道護(hù)拱及拱頂回填的辦法處治。14.4.3.3 跨越(1)當(dāng)溶洞較大較深，不宜采用堵填封閉的方法，或充填物松軟不能承載隧道結(jié)構(gòu)時(shí)，可采用梁、拱跨越?？缭降牧憾嘶蚬白鶓?yīng)置于穩(wěn)固可靠的巖層上，必要時(shí)灌筑混凝土進(jìn)行加固。遇特大溶

10、洞時(shí)，可采取明洞結(jié)構(gòu)形式。(2)當(dāng)溶洞很大，地質(zhì)情況復(fù)雜時(shí)，隧道襯砌可采用拉桿拱、邊墻梁結(jié)構(gòu)；有條件進(jìn)，可采用錨索對(duì)溶洞與隧道連接處進(jìn)行加固，錨索應(yīng)為全長(zhǎng)末膠結(jié)的自由錨索。14.4.3.4 繞行在巖溶區(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)處治溶洞，以節(jié)省時(shí)間，加快施工進(jìn)度。繞行開(kāi)挖中，應(yīng)防止洞壁失穩(wěn)。14.4.4 溶洞地段施工應(yīng)符合下列要求：14.4.4.1 鑿眼機(jī)鉆進(jìn)速度較快時(shí)，可能已達(dá)到溶洞邊緣，應(yīng)觀察水情變化及裂隙溶蝕程度，當(dāng)滲水及溶蝕程度有所增大時(shí)，應(yīng)對(duì)掘進(jìn)、支撐、排水等工作加以妥善安排。14.4.4.2 當(dāng)達(dá)到溶洞邊緣，施工各工序應(yīng)緊密

11、銜接。當(dāng)采取下導(dǎo)坑引進(jìn)時(shí)，邊墻基礎(chǔ)應(yīng)堅(jiān)固，對(duì)小溶洞應(yīng)填實(shí)；對(duì)大溶洞可采取本節(jié)14.4.3.3款的措施處理。上部工序應(yīng)抓緊，盡快作好襯砌。14.4.4.3 在溶洞充填體中開(kāi)挖，當(dāng)充填物較松軟時(shí)，可用插鈑法(如工型鋼或槽型鋼等)施工，并注意預(yù)留沉落量。當(dāng)充填物為石塊堆積時(shí)，可在開(kāi)挖前預(yù)壓砂礫及水泥砂漿加固。14.4.4.4 施工中對(duì)溶洞頂部應(yīng)經(jīng)常檢查，及時(shí)處理危石。當(dāng)溶洞較高且頂部破碎時(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，并設(shè)置鋼筋和支架。14.4.4.5 在巖溶地段爆破，應(yīng)盡量做到多打眼，打淺眼，并控制藥量。14.4.4.6 當(dāng)反坡施工遇到溶洞時(shí)，應(yīng)準(zhǔn)備足夠數(shù)量的排水設(shè)備。14.

12、4.4.7 當(dāng)判斷有巖溶水時(shí)，應(yīng)利用超前探水鉆孔作涌水預(yù)報(bào)，探明開(kāi)挖面前方幾米到幾十米的水情，防止突水事故的發(fā)生。14.4.4.8 溶洞內(nèi)不得任意拋填隧道開(kāi)挖棄渣。14.4.5 遇采空區(qū)時(shí)，應(yīng)采取弱爆破，強(qiáng)支護(hù)，謹(jǐn)慎開(kāi)挖。施工措施可按本節(jié)14.4.3、14.4.4條執(zhí)行。14.5 塌 方14.5.1 塌方地段應(yīng)加強(qiáng)預(yù)報(bào)工作。處理塌方前，應(yīng)詳細(xì)調(diào)查其范圍、形狀、塌穴地質(zhì)構(gòu)造，查明其誘發(fā)原因和塌方類(lèi)型，據(jù)此確定處理方案。14.5.2 隧道塌方后，應(yīng)先加固未塌方地段，防止塌穴擴(kuò)大。14.5.3 塌方規(guī)模較小時(shí)，首先加固塌體兩端洞身，并盡快施作噴射混凝土或錨噴聯(lián)合支護(hù)封閉塌穴頂部和側(cè)部，然后清渣。在保

13、證安全的前提下，亦可在塌渣上架設(shè)施工臨時(shí)支架，穩(wěn)定頂部，然后清渣。臨時(shí)支架待灌筑襯砌混凝土達(dá)到要求強(qiáng)度后方可拆除。14.5.4 當(dāng)塌方規(guī)模很大，塌渣體完全堵死洞身時(shí)，宜采用先護(hù)后挖的方法。在查清塌穴規(guī)模大小和穴頂位置后，可采用管棚法或注漿固結(jié)法穩(wěn)固圍巖體和渣體，待其基本穩(wěn)定后，按先上部后下部的順序清除渣體，亦可用全斷面法按短進(jìn)尺、弱爆破、早封閉的原則開(kāi)挖塌體，并盡快完成襯砌。14.5.5 塌方冒項(xiàng)，在清渣前應(yīng)支護(hù)陷穴口，地層極差時(shí)，在陷穴口附近地面應(yīng)打設(shè)地表錨桿，洞內(nèi)可采用管棚支護(hù)和鋼架支撐。14.5.6 在塌方處，模筑襯砌背后與塌穴洞孔周壁必須緊密支撐。當(dāng)塌方較小時(shí)，可用漿砌片石或干砌片石將

14、其充填；當(dāng)塌穴較大時(shí)，可用漿砌片石回填，厚度宜為2m，其以上空間應(yīng)采用鋼支撐等頂住穩(wěn)固圍巖；特大塌穴應(yīng)作特殊處理。襯砌厚度應(yīng)按松散體荷載計(jì)算確定。14.5.7 塌方地段防排水除遵守本規(guī)范10章有關(guān)規(guī)定處，尚應(yīng)遵守下列規(guī)定：(1)對(duì)于地表沉陷和裂縫，應(yīng)采用不透水土夯填密實(shí)，并開(kāi)挖截水溝，防止地表水下滲到塌穴和塌渣體內(nèi)；(2)塌方冒頂時(shí)，應(yīng)在陷穴口地表四周挖溝排水，并設(shè)棚遮蓋穴頂，防止雨水流入。陷穴口填標(biāo)高應(yīng)高出地面并封口。14.5.8 巖爆引起塌方時(shí)，應(yīng)采取以下措施：(1)迅速將人員和機(jī)械，撤至安全地段；(2)采用磨擦型錨桿進(jìn)行支護(hù)，增大錨桿的初錨固力；(3)采用鋼纖維噴射混凝土，抑制開(kāi)挖面拱部

15、圍巖的剝落；(4)采取掛鋼筋網(wǎng)，必要時(shí)可用鋼支撐加固；(5)充分作好巖爆現(xiàn)象觀察記錄；(6)可采取聲波探測(cè)，加強(qiáng)巖爆預(yù)報(bào)工作。14.6 流 沙14.6.1 施工中應(yīng)調(diào)查流沙特性、規(guī)模，了解地質(zhì)構(gòu)成、貫入度、相對(duì)密度、鑿徑分布、塑性指數(shù)、地層承載力、滯水層分布、地下水壓力和透水系數(shù)等，并制訂處治方案。14.6.2 在流沙地段開(kāi)挖隧道，可采取以下治理措施：(1)加強(qiáng)防排水工作，防止沙層稀釋和挾走沙粒，必要時(shí)采取井點(diǎn)法降低地下水位，其集水管可用加氣砂漿充填。(2)將泥水抽排至洞外。當(dāng)隧道很長(zhǎng)時(shí)，可在洞內(nèi)合適位置設(shè)時(shí)蓄泥水池，將泥水在該池內(nèi)經(jīng)處理沉淀后抽出洞外，池內(nèi)沉積的淤泥定期清除。(3)采用化學(xué)藥

16、液注漿固結(jié)圍巖時(shí)，注劑可采用懸浮型或溶液型漿液。(4)應(yīng)自上而下分部開(kāi)挖，先護(hù)后挖，邊挖邊密封，遇縫必緒。流沙出現(xiàn)后，盡快用板材封閉開(kāi)挖面。(5)可采用工字型鋼支撐或木支撐，設(shè)置底梁，支撐的上下、縱橫均應(yīng)連接牢固。架設(shè)拱架時(shí)，拱腳應(yīng)用方木或厚板鋪墊。支撐背面應(yīng)用木板或槽型鋼鈑遮擋，嚴(yán)防流沙從支撐間逸出。(6)在流沙逸出口附近較干燥圍巖處，應(yīng)盡快打入錨桿或施作噴射混凝土層，加固圍巖，防止逸出擴(kuò)大。14.6.3 流沙地段開(kāi)挖邊墻馬口，其長(zhǎng)度不得大于2m，并應(yīng)采取措施防止拱圈兩側(cè)不均勻下沉。拱部和邊墻襯砌混凝土的灌筑應(yīng)盡量縮短時(shí)差，盡快形成封閉環(huán)。14.7 瓦 斯 地 層14.7.1 瓦斯溢出地段，

17、應(yīng)預(yù)先確定瓦斯探測(cè)方法，并制訂瓦期稀釋措施、防爆措施、緊急救援措施等。14.7.2 瓦期地層宜采用超前導(dǎo)坑法開(kāi)挖，探查瓦斯種類(lèi)和含量，并稀釋瓦斯?jié)舛?，同時(shí)加強(qiáng)通風(fēng)。通風(fēng)應(yīng)按本規(guī)范11章的規(guī)定執(zhí)行。14.7.3 鉆爆作業(yè)必須遵守下列規(guī)定：(1)在煤層或有瓦斯巖層中，不允許打40cm以下的淺眼，任何炮眼最大抵抗線(xiàn)不得小于30cm；(2)打眼時(shí)應(yīng)采取濕式鑿巖，嚴(yán)禁干式鑿巖；(3)應(yīng)使用毫秒電雷管和安全炸藥，并采取電力起爆；(4)爆破電閘應(yīng)安裝在新鮮風(fēng)流中，并與開(kāi)挖面保持200m左右距離；(5)應(yīng)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。14.7.4 瓦斯地層施工必須采取下列安全措

18、施：(1)預(yù)先對(duì)各有關(guān)人員進(jìn)行專(zhuān)門(mén)訓(xùn)練，經(jīng)考試合格確認(rèn)其已掌握有關(guān)防止瓦斯爆炸方面的技術(shù)操作知識(shí)后，方可擔(dān)任防爆工作。(2)裝渣運(yùn)輸使用的金屬器機(jī)和車(chē)輛不得與渣體撞擊，鏟裝前必須將石渣洗濕，防止磨擦和碰擊火花。(3)通風(fēng)用的風(fēng)筒、風(fēng)道、風(fēng)門(mén)和風(fēng)墻等設(shè)施，必須按規(guī)定制作，保持密閉，防止漏風(fēng)和松動(dòng)塌落，施工中應(yīng)派專(zhuān)人維修和保養(yǎng)。禁止頻繁開(kāi)啟風(fēng)門(mén)，確保風(fēng)流穩(wěn)定。(4)風(fēng)機(jī)用電應(yīng)單獨(dú)供給，當(dāng)其它電源因瓦斯超限而切斷時(shí)，風(fēng)機(jī)電源必須能正常供電。(5)組織工地救護(hù)組，進(jìn)行專(zhuān)門(mén)搶救訓(xùn)練。備齊急救和搶險(xiǎn)設(shè)備，并指定專(zhuān)人保管，經(jīng)常保持其良好狀態(tài)，不得挪做他用。(6)隧道內(nèi)嚴(yán)禁使用明火照明，不得帶入易燃物品。14.7.5 瓦斯檢測(cè)手段可采用瓦斯遙測(cè)裝置、定點(diǎn)報(bào)警儀和手持式光波干涉儀。應(yīng)重點(diǎn)檢測(cè)下列地點(diǎn)：(1)開(kāi)挖面及其附近20m范圍內(nèi)的風(fēng)流中；(2)斷面變化交界處上部，導(dǎo)坑上部，襯砌與未初砌交界處上部以及襯砌臺(tái)車(chē)內(nèi)部等容易積聚瓦斯的地方；(3)局扇