隧道特殊地質(zhì)情況處理措施

隧道特殊地質(zhì)情況處理措施圍巖塌方前預(yù)兆圍巖的變形破壞、失穩(wěn)坍方，是從量變到質(zhì)變的過程，在量變的過程中，必然會(huì)在圍巖的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)特征及巖石力學(xué)上反應(yīng)出一些征兆。因此，根據(jù)這些征兆來預(yù)測(cè)圍巖的穩(wěn)定性，進(jìn)行地質(zhì)預(yù)報(bào)，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(zhì)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(zhì)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(zhì)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(yù)示著圍巖即將發(fā)生坍方；巖石裂縫旁出現(xiàn)巖粉或洞內(nèi)無故發(fā)現(xiàn)有巖粉飛揚(yáng)時(shí)，可能即將發(fā)生坍方；圍巖發(fā)生裂縫，并逐步擴(kuò)大，很可能要發(fā)生坍方；支護(hù)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(shí)，說明圍巖壓力增大，有坍塌的可能；噴射砼出現(xiàn)大量的明顯裂紋，亦說明圍巖壓力增大，有可能出現(xiàn)失穩(wěn)坍方；圍巖或隧道支護(hù)，拱腳附近的小平收斂率大于 0.2mm/d，或拱項(xiàng)下沉

量大于0.2mm/d，并繼續(xù)增大時(shí)，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(jìn)度”的指導(dǎo)思想，切勿片面追求進(jìn)度而忽視質(zhì)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(xì)的切實(shí)可行的施工方案和作業(yè)指導(dǎo)書。做好超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作，采用地質(zhì)預(yù)報(bào)儀對(duì)開挖面前方的地質(zhì)情況作出詳細(xì)的預(yù)報(bào)。確保各種措施、技術(shù)交底的落實(shí)，保證標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)。開挖過程中，配備有經(jīng)驗(yàn)的地質(zhì)工程師， 24小時(shí)輪流值班，及時(shí)發(fā)現(xiàn)地質(zhì)變化，監(jiān)控指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的要求做好超前導(dǎo)管注漿加固圍巖或起到注漿堵水的作用。不良地質(zhì)隧道施工，嚴(yán)格遵循“先治水，短開挖、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、勤量測(cè)、早封閉”的施工原則保證不坍方。i=j不良地質(zhì)地段的質(zhì)量保證措施i=j不良地質(zhì)地段的質(zhì)量保證措施加強(qiáng)地質(zhì)預(yù)極，為搞好地質(zhì)預(yù)報(bào)，配有經(jīng)驗(yàn)的地質(zhì)工程師，監(jiān)控地質(zhì)變化、指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。嚴(yán)格注漿工藝，注漿施工人員必須經(jīng)過專門培訓(xùn)，實(shí)行崗位責(zé)任制，嚴(yán)格按配合比計(jì)量，確保注漿質(zhì)量。施工前根據(jù)設(shè)計(jì)文件提供的地質(zhì)資料，作好不良地質(zhì)地段的爆破試驗(yàn)，及時(shí)修正鉆爆參數(shù)，提高爆破效果。軟弱圍巖地段，堅(jiān)持 “弱爆破、短進(jìn)尺、多循環(huán)”的施工原則，嚴(yán)格控制裝藥量，采用控制爆破，減少爆破對(duì)圍巖的擾動(dòng)，確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和施工安全。加強(qiáng)初期支護(hù)，防止隧道坍方，仰拱超前，襯砌適時(shí)緊跟，保證隧道結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。精密合理地布設(shè)監(jiān)控量測(cè)點(diǎn)，使用先進(jìn)的量測(cè)方法，采用自動(dòng)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，處理分析量測(cè)結(jié)果，及時(shí)反饋，指導(dǎo)施工，調(diào)整支護(hù)參數(shù)。隧道防涌水措施斷層破碎帶是地下水運(yùn)移和儲(chǔ)存的場(chǎng)所，可能會(huì)產(chǎn)生突然涌水現(xiàn)象，對(duì)隧道圍巖穩(wěn)定性極為不利。施工中采用超前地質(zhì)預(yù)報(bào)、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(shù)量的抽水機(jī)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(nèi)設(shè)集水坑、集水井匯集排水，專人定時(shí)清理，施工污水抽排出洞外。抽水機(jī)設(shè)備采用電力機(jī)械，不使用內(nèi)燃抽水機(jī)。隧道開挖中如預(yù)計(jì)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(jù)。如發(fā)現(xiàn)工作面有大量涌水時(shí)，即令工人停止工作，撤至安全地點(diǎn)。雨季施工注意事項(xiàng)1作好雨季施工條件的準(zhǔn)備，如生活及生產(chǎn)用房應(yīng)修建在最高洪水位上的地點(diǎn)，并不受坍方、滑坡、泥石流.落石等危害；雨季前對(duì)施工項(xiàng)目按設(shè)計(jì)作好永久性的路基排水設(shè)施。2路基土方施工時(shí)，無積水現(xiàn)象，邊溝及時(shí)疏通，以減少路基內(nèi)含水量。搞好施工地段的排水系統(tǒng)，防止雨水長(zhǎng)期浸泡路基，下雨時(shí)指定專人巡視，發(fā)現(xiàn)積水或水溝阻塞的地方，及時(shí)疏通放水。3在掘土面和工作場(chǎng)地隨時(shí)保持排水坡；挖、裝、運(yùn)、夯應(yīng)很好配合，應(yīng)隨挖、隨運(yùn)、隨鋪、隨夯實(shí)，雨前和收工前不允許留有松土。4當(dāng)施工場(chǎng)地積水時(shí)，應(yīng)及時(shí)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(shí)，嚴(yán)禁機(jī)械運(yùn)行。5開挖土石方邊坡自上而下按設(shè)計(jì)坡度分層開挖刷坡，并及時(shí)對(duì)邊坡面進(jìn)行覆蓋，避免邊坡受雨水沖刷，損壞邊坡。6雨后要及時(shí)檢查邊坡上方有無裂縫。如發(fā)現(xiàn)邊坡開裂，土石方有塌落的可能，應(yīng)慎重處理后方許開工。如山體移動(dòng)速度突然增加，或有崩塌性滑坡將出現(xiàn)時(shí)，則應(yīng)立即撤出人員和機(jī)械。7隧道洞口段施工應(yīng)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(hù)，防止雨季洞口坍塌。8搞好物資儲(chǔ)備，確保隧道正常施工。9砂、石等大堆料雨季防沖防洗，砼設(shè)計(jì)配合比應(yīng)準(zhǔn)確，施工前準(zhǔn)確測(cè)定砂石料的含水量，確保工程質(zhì)量。10大雨天停止明山各項(xiàng)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(diǎn)和運(yùn)輸設(shè)施應(yīng)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(shí)，搭設(shè)雨棚，以保證砼質(zhì)量。剛澆筑好的砼若遇雨，采用塑料薄膜進(jìn)行覆蓋，以免影響砼面層色質(zhì)量。雨季施工到來前，對(duì)工地進(jìn)行防洪檢查，完善排水設(shè)施，保持排水系統(tǒng)暢通。12加強(qiáng)與氣象站聯(lián)系，收集有關(guān)當(dāng)?shù)氐挠昙举Y料，如歷年雨季的起訖時(shí)間，歷年降雨日數(shù)，日最大及最小降雨量等；并了解公路沿線河流、水庫(kù)使用情況，有無決口或漫流的可能。13加強(qiáng)值勤工作，下雨時(shí)工地上必須認(rèn)真巡查，發(fā)現(xiàn)問題立即處理。瓦斯施工措施凡圖紙中標(biāo)有炭質(zhì)頁(yè)巖、煤層等含煤地層時(shí)，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(diǎn)設(shè)置瓦斯報(bào)警儀，監(jiān)測(cè)瓦斯?jié)舛茸兓闆r，及時(shí)報(bào)告監(jiān)理工程師。專業(yè)瓦斯檢查員、洞內(nèi)領(lǐng)班人員、生產(chǎn)指揮人員均攜帶便攜式瓦斯報(bào)警儀，隨時(shí)檢測(cè)瓦斯?jié)舛龋貏e注意頂部瓦斯容易聚集的地點(diǎn)。所有有關(guān)工種施工人員，通過專門訓(xùn)練，經(jīng)考試合格后，方允許上崗擔(dān)任防爆工作。隧道內(nèi)嚴(yán)禁使用明火照明，不得帶入易燃物品，嚴(yán)禁穿化纖衣服進(jìn)洞，施工操作時(shí)防止碰撞和產(chǎn)生火花，加強(qiáng)通風(fēng)和確保風(fēng)流穩(wěn)定。根據(jù)瓦斯溢出情況，必要時(shí)洞內(nèi)機(jī)電設(shè)備，不論固定式或移動(dòng)式均采用安全防爆類型。鉆爆作業(yè)必須嚴(yán)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(shí)應(yīng)采取濕式鑿巖，嚴(yán)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(yīng)安裝在新鮮風(fēng)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(fēng)流中瓦斯含量達(dá)到1%時(shí)，必須停止用電鉆打眼；放炮地點(diǎn)附近20m以內(nèi)風(fēng)流中瓦斯含量達(dá)到1%時(shí)，禁止放炮。開挖工作面風(fēng)流中瓦斯含量達(dá)到1.5%時(shí)，必須停止工作撤出人員，切斷電源，進(jìn)行處理；電動(dòng)機(jī)或其他開關(guān)地點(diǎn)附近20m以內(nèi)風(fēng)流中瓦斯含量達(dá)到1.5%時(shí)，必須停止運(yùn)轉(zhuǎn)，撤出人員，切斷電源，進(jìn)行處理。加強(qiáng)瓦斯檢查制度，在鉆眼、裝藥、放炮前和放炮后四個(gè)環(huán)節(jié)上搞好瓦斯巡回檢測(cè)工作，瓦斯檢查應(yīng)按下列規(guī)定進(jìn)行：瓦斯含量在0.5%以下時(shí)，每隔0.5h到1h檢查一次；0.5%以上時(shí)，應(yīng)隨時(shí)檢查并不能離開挖面，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)報(bào)告。當(dāng)瓦斯含量在2%時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)通風(fēng)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(jìn)入檢查。瓦斯檢查人員工作時(shí)應(yīng)配備安全防護(hù)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(shù)不應(yīng)大于10-1Cm/s，在隧底和拱墻均設(shè)置全封閉防水層，以防有害氣體溢出，施工縫進(jìn)行氣密性處理，其透氣系數(shù)不應(yīng)大于10-icm/s。#溶洞施工措施溶洞注漿情況施工過程時(shí)，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(dǎo)管超前、鋼拱架、錨、噴、網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)，為了防止溶洞地下水的過量排放，攜帶大量泥砂，引起結(jié)構(gòu)安全及環(huán)境問題，遵循“以堵為主、限量排放”的設(shè)計(jì)原則，即通過超前預(yù)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(bǔ)充注漿進(jìn)一部降低圍巖滲透系數(shù)，提高圍巖抗水壓能力，達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的防水標(biāo)準(zhǔn)，最后通過抗水壓襯砌施工和完全堵水，保證結(jié)構(gòu)和環(huán)境的安全。注漿方案的選擇與確定根據(jù)地質(zhì)地質(zhì)預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)成果及水壓、水量測(cè)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(fēng)鉆鉆探，以探測(cè)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(yù)注漿方案，在溶管和溶隙發(fā)育及出水?dāng)y帶泥砂的地段也應(yīng)進(jìn)行超前預(yù)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(bǔ)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(zhǎng)期溶蝕和搬運(yùn)、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(xì)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(shí)間增長(zhǎng)，巖溶出水通道會(huì)逐漸增大。溶洞揭露初期的涌出物篩分曲線。根據(jù)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(dòng)性好，膠結(jié)體強(qiáng)度高，耐久性好，無毒、對(duì)環(huán)境無污染，在致密的粉細(xì)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(jìn)行充填和封堵，然后再采用超細(xì)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(xì)水泥漿、超細(xì)水泥-水玻璃漿及超細(xì)型的HSC和TGRM漿。主要注漿參數(shù)根據(jù)鉆孔充填物種類及狀態(tài)、水量及水壓大小，現(xiàn)場(chǎng)選擇注漿材料并調(diào)整漿液配比和注漿參數(shù)，超前預(yù)注漿、徑向注漿、局部注漿和補(bǔ)充注漿的主要注漿參數(shù)5全斷面超前預(yù)注漿施工工藝深孔超前全斷面預(yù)注漿采用分段前進(jìn)式注漿方式，主要采取安設(shè)孔口管前進(jìn)式分段注漿施工工藝，即在開挖面距離溶洞一定距離時(shí)，在掌子面施做3m~5m的止?jié){墻，安設(shè)115m?210m長(zhǎng)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(shí)施鉆一段、注一段，達(dá)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(gè)鉆孔長(zhǎng)度20m?35m，根據(jù)鉆孔水量、水壓大小及含泥量確定注漿段長(zhǎng)，一般情況下注漿段長(zhǎng)為3m?5m，在溶洞充填物中注漿分段長(zhǎng)度1m?2m。整段注漿結(jié)束后，進(jìn)行效果檢查，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，進(jìn)行開挖，每循環(huán)開挖長(zhǎng)度15m?30m,留5m左右作為止?jié){巖盤。如施做止?jié){墻過程中，預(yù)埋有流水管路，應(yīng)先進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)a單孔單段注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：鉆下一段孔時(shí)，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(dāng)注漿壓力達(dá)到6MPa?9MPa，流量小于10L/min。在難以進(jìn)漿的孔中，注漿壓力可達(dá)10MPa1b全段結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：設(shè)計(jì)的所有注漿孔均達(dá)到注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)，無漏注現(xiàn)象；檢查孔壁均不坍塌、無砂流出，檢查孔出水量小于021/minm。對(duì)檢查孔進(jìn)行壓水試驗(yàn)，當(dāng)壓水試驗(yàn)壓力達(dá)到10MPa時(shí)，地層的透水率小于2Lu?4Lu。大管棚支護(hù)及注漿在超前預(yù)注漿結(jié)束經(jīng)檢查符合要求后，通過導(dǎo)向管對(duì)周邊進(jìn)行鉆孔，鉆到深度后安設(shè)大管棚并進(jìn)行注漿以形成超前剛性支護(hù)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(zhǎng)2m、3m。布設(shè)時(shí)環(huán)向間距40cm，外插角15°。每節(jié)管棚鉆設(shè)①8mm單向閥溢漿孔41個(gè)，制作成TSS管模式。管棚布設(shè)完成后，對(duì)管棚進(jìn)行全孔一次性注漿或分段后退式注漿，注漿材料采用超細(xì)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(jìn)行局部注漿加固°TSS管管長(zhǎng)6m，環(huán)向間距20cm，外插角15°，每2m施做一個(gè)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(xì)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(fēng)鉆鉆孔，孔深5m，然后將TSS管頂入。注漿材料采用超細(xì)水泥單液漿和TGRM、HSC漿。對(duì)開挖過程中局部處水較大的部位，可重新設(shè)置止?jié){墻進(jìn)行局部注漿，將水完全堵住，保證開挖安全。4開挖和支護(hù)開挖隧道溶洞是施工中最為困難的一個(gè)，為確保施工安全，采取CRD工法進(jìn)行分步開挖與支護(hù)。實(shí)際施工過程中，將整個(gè)斷面分成若干步開挖和支護(hù)，開挖過程中嚴(yán)密監(jiān)測(cè)圍巖和初期支護(hù)的變形情況，如發(fā)現(xiàn)異常即使采取相應(yīng)的措施。支護(hù)參照設(shè)計(jì)總結(jié)多種注漿方案、注漿材料、注漿工藝是高壓、富水、粉細(xì)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(shù)，減少水壓力和涌水量，保證開挖和支護(hù)安全，開挖時(shí)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(zhǎng)，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(hù)結(jié)構(gòu)變形、開裂或坍塌。高壓、動(dòng)水、粉細(xì)砂充填型溶洞應(yīng)采用大范