隧道不良地質(zhì)處理方案

隧道不良地質(zhì)處理方案巖溶地段施工方法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。1、溶洞對隧道施工的影響當(dāng)隧道穿過可溶性巖層時，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。有時遇到填滿飽含水份的充填物溶槽，當(dāng)隧道掘進(jìn)至其邊緣時，含水充填物不斷涌入坑道，難以遏止，甚至使地表開裂下沉，山體壓力劇增。有時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、分支錯綜復(fù)雜、范圍寬廣，處理十分困難。2、隧道遇到溶洞的處理措施在開挖施工中,利用超前地質(zhì)預(yù)報手段進(jìn)一步調(diào)查溶洞的地質(zhì)條件，查明分布位置大小、類型、充填物、巖層的穩(wěn)定情況等，一般按照以疏導(dǎo)為主、堵排結(jié)合、因地制宜、綜合治理的原則，采取跨越、繞行、加固洞穴、引排截流巖溶水、清除充填物或注漿加固、回填等處理措施。主要處理措施如下：（1）隧道通過巖溶區(qū)，應(yīng)查明溶洞分布范圍和類型，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，有比較堅實的填充，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，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，平導(dǎo)可作為泄水通道，正洞堵塞時也可利用平導(dǎo)在前方開辟掘進(jìn)工作面，不致正洞停工。（3）對于巖溶發(fā)育地區(qū)的隧道，施工中應(yīng)建立以長距離物探（地震波法）為宏觀控制、鉆探法為主，其他物探方式為輔，紅外線探測連續(xù)施測的綜合預(yù)報管理體系。（4）開挖方法宜采用臺階法，必要時采用CD法。在二三級圍巖條件下，且溶洞僅穿過隧底一小部分?jǐn)嗝鏁r可采用全斷面。爆破開挖時，應(yīng)“密布眼、少裝藥”的原則進(jìn)行，有滲漏水是小心施爆。減少對圍巖的擾動。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。（5）施工中注意檢查溶洞頂部，及時處理危石。當(dāng)溶洞較大較高且頂部破碎時，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)。（6）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。（7）巖溶地段隧道常用處理溶洞的方法，有“引、堵、越、繞”四種。引遇到暗河或溶洞有水流時，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)施渲泄水流或開鑿泄水洞將水排除洞外。當(dāng)巖溶水流的位置在隧道頂部或高于隧道頂部時，應(yīng)在適當(dāng)距離處，開鑿引水斜洞（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，可將水引入平行導(dǎo)坑排出。堵對已停止發(fā)育、跨徑較小，無水的溶洞，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)。當(dāng)隧道拱頂部有空溶洞時，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。越當(dāng)隧道一側(cè)遇到狹長而較深的溶洞，可加深該側(cè)的邊墻基礎(chǔ)通過隧道底部遇有較大溶洞并有流水時，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。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，可在邊墻部位或隧底以下筑拱跨過。當(dāng)隧道中部及底部遇有深狹的溶洞時，可加強(qiáng)兩邊墻基礎(chǔ)，并根據(jù)情況設(shè)置橋臺架梁通過。隧道穿過大溶洞，情況較為復(fù)雜時，可根據(jù)情況，采用邊墻梁、行車梁等。繞在巖溶區(qū)施工，個別溶洞處理耗時且困難時，可采取迂回導(dǎo)坑繞過溶洞，繼續(xù)進(jìn)行隧道前方施工，并同時處理溶洞，以節(jié)省時間，加快施工進(jìn)度。繞行開挖時，應(yīng)防止洞壁失穩(wěn)。松散地層的施工松散地層結(jié)構(gòu)松散，膠結(jié)性弱，穩(wěn)定性差，在施工中極易發(fā)生坍塌。如極度風(fēng)化破碎已失巖性的松散體；漂卵石地層、砂夾礫石和含有少量粘土的土壤以及無膠結(jié)松散的干沙等。隧道穿過這類地層，應(yīng)減少對圍巖的擾動，必須先超前支護(hù)強(qiáng)行增加圍巖的整體性，開挖后及時鋼支撐錨噴封閉，同時做好控制地下水等措施。下面簡述幾種主要施工方法：1、超前支護(hù)隧道開挖前，先向圍巖內(nèi)打入釬、管、板等構(gòu)件，用以預(yù)先支護(hù)圍巖，防止坑道掘進(jìn)時巖體發(fā)生坍塌。（1）超前錨桿或超前小鋼管：采用這種方法是爆破前，將超前錨桿或小鋼管打入掘進(jìn)前方穩(wěn)定的巖層內(nèi)。末端支撐在拱部圍巖內(nèi)的懸吊錨桿或格柵拱支撐上。使其起到支護(hù)掘進(jìn)進(jìn)尺范圍內(nèi)拱部上方，有效地約束圍巖在爆破后的一定時間內(nèi)不發(fā)生松弛坍塌。超前鋪桿宜采用早強(qiáng)型砂漿錨桿，以盡早發(fā)揮超前支護(hù)作用。（2）超前管棚法：此法適用于圍巖為砂粘土、粘砂土、亞粘土、粉砂、細(xì)砂、砂夾卵石夾粘土等非常散軟、破碎的土壤，鉆孔后極易塌孔的地層。在采用此法時，管棚長度應(yīng)按地質(zhì)情況選用，但應(yīng)保證開挖后管棚有足夠的超前長度。為增加管棚剛度，可在鋼管內(nèi)灌入混凝土或設(shè)置鋼筋籠，注入水泥砂漿。于是在地層中建立起一個臨時承載棚，在其防護(hù)下施工。2、超前小導(dǎo)管預(yù)注漿超前小導(dǎo)管預(yù)注漿是沿開挖外輪廓線，以一定角度打入管壁帶孔的小導(dǎo)管，并以一定壓力向管內(nèi)壓注水泥或化學(xué)漿液的措施。它既能將洞周圍巖體預(yù)加固，又能起超前預(yù)支護(hù)作用。此法適用于自穩(wěn)時間很短的砂層、砂卵（礫）石層等松散地層施工。3、降水、堵水、排水在松散地層中含水，對隧道施工的危害極大。排除施工部位的地下水，有利于施工。降水、堵水的方法較