隧道不良地質(zhì)段地段施工概述 |
| 文章來源：魚泡隧道 提供人：劉剛 提供日期：2022-12-11 |
一、不良和特殊地質(zhì)地段的概念 (一)不良地質(zhì)地段 不良地質(zhì)：是指滑坡、崩塌、巖堆、偏壓地層、巖溶、高應力、高強度地層、松散地層、軟土地段等不利于隧道工程穩(wěn)定的不良地質(zhì)環(huán)境。 不良地質(zhì)地段的變異條件是非常復雜的。設計文件提供的地質(zhì)資料，施工前所制定的施工方法和防范措施及對策，不可能自始至終完全符合實際情況，因此，在施工全過程中，應經(jīng)常觀察地層與地質(zhì)條件的變化，勤檢查支護與襯砌的受力狀態(tài)，及時排險，防止突然事故的發(fā)生。 (二)特殊地質(zhì)地段 特殊地質(zhì)地段是指膨脹地層，軟弱黃土地層，含水未固結(jié)圍巖，溶洞，斷層，巖爆，流沙等地段以及瓦斯溢出地層等。
黃土的沖溝
溶洞 特殊地質(zhì)地段隧道，由于巖層的地質(zhì)成因復雜，地質(zhì)條件具有突變性，事故具有突發(fā)性，對隧道施工的危害性極大，如果僅靠常規(guī)的隧道施工技術和施工方法是很難克服殊地質(zhì)地段進行隧道施工時，除了應遵守一般技術要求外，還應采取針對性較強的輔助方法施工。在開挖、支護襯砌施工中，由于各種因素的影響可能會發(fā)生土石坍塌，坑道受壓支撐被壓壞，襯砌結(jié)構(gòu)斷裂和各種特殊施工難題，嚴重影響施工進度、安全和工程質(zhì)量。瓦斯溢出地層，更嚴重地威脅著隧道施工安全。 不良和特殊地質(zhì)地段的工程問題，雖然有的是在勘察階段就已經(jīng)查明的，在施工階段采取相應的對策，但有的則是在施工階段才發(fā)現(xiàn)的，使施工處于十分被動的局面。因此，掌握在不良和特殊地質(zhì)段隧道施工時應注意的問題和處理方法是十分必要的。 隧道現(xiàn)場圍巖及支護結(jié)構(gòu)變形監(jiān)控量測，以及反饋用于修改設計支護參數(shù)，指導施工，對隧道建筑構(gòu)造物來說，具有重要作用和積極的意義，效果也是十分顯著的。不良地質(zhì)和特殊地質(zhì)地段隧道圍巖變形大，變化快、事故具有突發(fā)性的特點，因此，積極采取現(xiàn)場圍巖變形量測，及時了解變形量，變形時間及空間變化規(guī)律是非常有益的。這樣，施工開挖與支護襯砌就有了較充分的科學依據(jù)，可以減少施工中人為主觀因素的影響等。 二、施工風險 從工程實際發(fā)生的情況來看，不良和特殊地質(zhì)隧道施工主要存在以下風險： 圍巖失穩(wěn)、坍塌 (大塌方或小塌方) 隧道支護變形 襯砌結(jié)構(gòu)斷裂 嚴重影響施工進度 瓦斯地層會威脅施工安全
巖爆現(xiàn)場 三、不良和特殊地質(zhì)地段隧道施工的一般規(guī)定 施工前要認真研究分析過程及水文地質(zhì)資料，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，作出風險評估，制定完整的施工技術方案，并結(jié)合專項應急救援預案。 宜積極采用巖土控制變形分析法施工技術。 支護及時封閉：仰拱距開挖工作面距離宜控制在40m以內(nèi)，洞口段、淺埋段、斷層破碎帶，二次襯砌應及時施作。 施工中發(fā)送地質(zhì)災害時應立即啟動應急救援預案。 根據(jù)超前地質(zhì)預報和監(jiān)控量測結(jié)果及時調(diào)整施工方案。 四、不良地質(zhì)地段隧道施工原則 (一)施工方法選擇 原則：“先治水、短開挖、弱爆破、強支護、早襯砌、勤量測、穩(wěn)步前進”為指導原則。 選擇隧道施工方法(包括開挖及支護)時，應以安全及工程質(zhì)量為前提，綜合考慮隧道工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件，斷面形式、尺寸、埋置深度，施工機械裝備，工期要求，經(jīng)濟和技術的可行性論證等因素而確定。同時應考慮圍巖變化時施工方法的適應性及變更的可能性，以免因施工方法或技術措施不妥造成施工失誤導致施工事故，延誤施工進度和增加投資。 （二）不良和特殊地質(zhì)地段，加強監(jiān)控和量測工作 采用新奧法施工的隧道，為掌握施工中圍巖和支護的力學動態(tài)及穩(wěn)定程度，以及確定施工工序，保證施工安全及工程質(zhì)量，應實施現(xiàn)場量測，充分利用監(jiān)控量測指導施工。 對軟巖淺埋地段隧道，須進行地表下沉觀測，以及對開挖面的地質(zhì)素描及對圍巖和支護的應力、應變測試等，這些對及時預報洞體穩(wěn)定程度和力學動態(tài)，及時修正支護設計參數(shù)和改變施工方法，采取針對性技術措施都是十分重要的。
（三）使用錨噴技術注意事項 特殊地質(zhì)地段隧道，除大面積淋水地段、流沙地段外。均可采用錨噴支護施工。施工時應符合下列要求: 1.當開挖工作面自穩(wěn)性很差，難以開挖成型時，在清除危石后，應盡快在開挖面上噴射厚度不小于5cm的混凝土護面，必要時，可在開挖輪廓線處和開挖面上打超前錨桿，其長度宜大于開挖進尺的3倍。 2.當錨桿支護完成后，仍不能提供足夠的支護能力時，應及時設置鋼架支撐加強支護。 另外，隧道穿過未膠結(jié)松散地層和嚴寒地區(qū)凍脹地層等，施工時應采取相應的措施，如先護后挖，密閉支撐、邊開挖邊封閉的辦法。 （四）采用臨時支護時注意事項 不宜采用錨噴支護的特殊地質(zhì)地段，應用構(gòu)件支撐作臨時支護，并應符合下列要求: 1.支撐要有足夠的強度和剛度，能承受開挖后的圍巖壓力。構(gòu)件支撐基礎應鋪設墊板。當支撐出現(xiàn)變形、斷裂時，應立即加固或部分撒換，以確保安全和工程質(zhì)量； 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，應加設底梁； 3.當圍巖極為松軟破碎時，必須先護后挖，暴露面應采用支撐封閉嚴密； 4.根據(jù)現(xiàn)場條件，可結(jié)合管棚或超前錨桿等支護，形成聯(lián)合支撐； 5.構(gòu)件支撐作業(yè)應迅速、及時，以充分發(fā)揮構(gòu)件支撐的作用。
（五）選用掘進方法時注意事項 特殊地質(zhì)地段隧道施工時，不宜采用全斷面開挖。無論是采用鉆爆開挖法、機械開挖法或人工和機械混合開挖法，應視地質(zhì)環(huán)境，工程質(zhì)量和安全等條件合理選用。如選用鉆爆法施工時，采用光面爆破和預裂爆破技術，能使開挖輪廓線符合設計要求及減少對圍巖的擾動破壞。 爆破應嚴格按照鉆爆設計進行施工，而鉆爆設計時，應嚴格控制炮眼數(shù)量、深度和裝藥量。如遇到地質(zhì)變化，應及時修改完善設計和改變施工方法，采用相應的輔助施工方法。 （六）掘進時遇有圍巖壓力過大注意事項 圍巖壓力過大，支撐下沉可能侵入襯砌設計斷面時，必須挑頂，并按以下方法處理: 1.拱部擴挖前發(fā)現(xiàn)頂部下沉，應先挑后擴； 2.當擴挖后發(fā)現(xiàn)頂部下沉，應立好拱架和模板，先灌筑滿足設計斷面部分的拱圈，待混凝上達到所需設計強度并加強拱架支撐后，再行挑頂灌筑其余部分； 3.挑頂作業(yè)(即將隧道頂部提高)，宜先護后挖，暴露面應用支撐封閉嚴密。 （七）遇有松散、自穩(wěn)差的圍巖，掘進時注意事項 對于極松散的未固結(jié)圍巖、自穩(wěn)性極差的圍巖，當采用先支護后挖法施工時，仍不能開挖成型時，宜先用壓注水泥砂漿或化學漿液加固圍巖的方法，以達到提高圍巖自穩(wěn)性的目的。 （八）襯砌出現(xiàn)開裂或下沉時注意事項 特殊地質(zhì)地段隧道襯砌，為防止圍巖松脹，巖石壓力作用在襯砌結(jié)構(gòu)上，致使襯砌出現(xiàn)開裂，下沉等不良現(xiàn)象，采用模筑襯砌施工時，除應遵守《公路隧道施工技術規(guī)定》(JTG F60—2009)的有關規(guī)定施工外，并應注意下列要求: 1.當拱腳、墻基松散時，灌筑混凝土前應排凈基底積水，并采取措施加固基底； 2.襯砌混凝上應采用提高標號及摻速凝劑、早強劑或用早強水泥等，以達到提高襯砌的早期承載能力； 3.仰拱施工，應在邊墻完成后抓緊進行，或根據(jù)需要在初期支護完成后立即施作仰拱，使襯砌結(jié)構(gòu)盡快封閉，構(gòu)成環(huán)形以改善受力狀態(tài)，確保襯砌結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定堅固。 （九）特殊地質(zhì)地段隧道施工方案，應由設計，施工主管技術負責人共同研究確定。在監(jiān)控、量測過程中，發(fā)現(xiàn)設計與實際情況不符合時，或地質(zhì)變異時，施工單位應會同有關方面，如設計、監(jiān)理。 |
