隧道特殊地质情况处理措施

隧道特殊地质情况处理措施围岩塌方前预兆围岩的变形破坏、失稳坍方，是从量变到质变的过程，在量变的过程中，必然会在围岩的工程地质和水文地质特征及岩石力学上反应出一些征兆。因此，根据这些征兆来预测围岩的稳定性，进行地质预报，从而保证施工的安全，防止隧道坍方。围岩的变形破坏、失稳坍方，有以下一些征兆：遇特殊和不良地质条件，如断层及其破碎带、溶洞、涌水、松散地层等稳定性差的围岩；水文地质条件的变化，如干燥的围岩突然出水、地下水突然增多、涌水量增大、水质由清变浊（地下水将断层泥带走）等都是即将发生坍方的前兆；开挖面上有不稳定块体出露处，往往是局部围岩坍方的部位；拱顶不断掉下小石块，甚至较大的石块相继掉落，预示着围岩即将发生坍方；岩石裂缝旁出现岩粉或洞内无故发现有岩粉飞扬时，可能即将发生坍方；围岩发生裂缝，并逐步扩大，很可能要发生坍方；支护受力（敲击发声清脆有力，拱架接头挤偏或压劈等）变形甚至发出声响时，说明围岩压力增大，有坍塌的可能；喷射砼出现大量的明显裂纹，亦说明围岩压力增大，有可能出现失稳坍方；围岩或隧道支护，拱脚附近的小平收敛率大于 0.2mm/d，或拱项下沉

量大于0.2mm/d，并继续增大时，说明围岩仍在发生变形，处于不稳定状态。隧道塌方措施“不坍才有进度”的指导思想，切勿片面追求进度而忽视质量，而造成因防坍措施不到位而造成坍方，给工程造成损失。在洞口段、断层破碎带及其它II类围岩地段，施工前必须制定详细的切实可行的施工方案和作业指导书。做好超前地质预报工作，采用地质预报仪对开挖面前方的地质情况作出详细的预报。确保各种措施、技术交底的落实，保证标准化作业。开挖过程中，配备有经验的地质工程师， 24小时轮流值班，及时发现地质变化，监控指导现场施工。根据设计图纸的要求做好超前导管注浆加固围岩或起到注浆堵水的作用。不良地质隧道施工，严格遵循“先治水，短开挖、弱爆破、强支护、勤量测、早封闭”的施工原则保证不坍方。i=j不良地质地段的质量保证措施i=j不良地质地段的质量保证措施加强地质预极，为搞好地质预报，配有经验的地质工程师，监控地质变化、指导现场施工。严格注浆工艺，注浆施工人员必须经过专门培训，实行岗位责任制，严格按配合比计量，确保注浆质量。施工前根据设计文件提供的地质资料，作好不良地质地段的爆破试验，及时修正钻爆参数，提高爆破效果。软弱围岩地段，坚持 “弱爆破、短进尺、多循环”的施工原则，严格控制装药量，采用控制爆破，减少爆破对围岩的扰动，确保结构稳定和施工安全。加强初期支护，防止隧道坍方，仰拱超前，衬砌适时紧跟，保证隧道结构强度。精密合理地布设监控量测点，使用先进的量测方法，采用自动数据处理系统，处理分析量测结果，及时反馈，指导施工，调整支护参数。隧道防涌水措施断层破碎带是地下水运移和储存的场所，可能会产生突然涌水现象，对隧道围岩稳定性极为不利。施工中采用超前地质预报、超前钻探、超前注浆堵水和正确的施工方法外，必须配备足够数量的抽水机和备用电源来保证充足的抽水能力。如果隧道为下坡施工，在隧道内设集水坑、集水井汇集排水，专人定时清理，施工污水抽排出洞外。抽水机设备采用电力机械，不使用内燃抽水机。隧道开挖中如预计要穿过涌水地层，采用超前钻孔探水，查清含水层厚度、岩性、水量、水压等，为防治涌水提供依据。如发现工作面有大量涌水时，即令工人停止工作，撤至安全地点。雨季施工注意事项1作好雨季施工条件的准备，如生活及生产用房应修建在最高洪水位上的地点，并不受坍方、滑坡、泥石流.落石等危害；雨季前对施工项目按设计作好永久性的路基排水设施。2路基土方施工时，无积水现象，边沟及时疏通，以减少路基内含水量。搞好施工地段的排水系统，防止雨水长期浸泡路基，下雨时指定专人巡视，发现积水或水沟阻塞的地方，及时疏通放水。3在掘土面和工作场地随时保持排水坡；挖、装、运、夯应很好配合，应随挖、随运、随铺、随夯实，雨前和收工前不允许留有松土。4当施工场地积水时，应及时排除，并刮去稀泥。在粘性土地段，如含水量已接近或超过塑限时，严禁机械运行。5开挖土石方边坡自上而下按设计坡度分层开挖刷坡，并及时对边坡面进行覆盖，避免边坡受雨水冲刷，损坏边坡。6雨后要及时检查边坡上方有无裂缝。如发现边坡开裂，土石方有塌落的可能，应慎重处理后方许开工。如山体移动速度突然增加，或有崩塌性滑坡将出现时，则应立即撤出人员和机械。7隧道洞口段施工应在雨季到来之前完成，并做好仰坡坡顶截水沟，搞好坡面防护，防止雨季洞口坍塌。8搞好物资储备，确保隧道正常施工。9砂、石等大堆料雨季防冲防洗，砼设计配合比应准确，施工前准确测定砂石料的含水量，确保工程质量。10大雨天停止明山各项作业。雨天停止土方开挖和回填作业。明山砌筑和砼灌注，其作业点和运输设施应有防雨遮盖措施和截排水措施。11雨季砼施工砼若遇雨天施工时，搭设雨棚，以保证砼质量。刚浇筑好的砼若遇雨，采用塑料薄膜进行覆盖，以免影响砼面层色质量。雨季施工到来前，对工地进行防洪检查，完善排水设施，保持排水系统畅通。12加强与气象站联系，收集有关当地的雨季资料，如历年雨季的起讫时间，历年降雨日数，日最大及最小降雨量等；并了解公路沿线河流、水库使用情况，有无决口或漫流的可能。13加强值勤工作，下雨时工地上必须认真巡查，发现问题立即处理。瓦斯施工措施凡图纸中标有炭质页岩、煤层等含煤地层时，即按瓦斯隧道组织施工，超前探查瓦斯种类和含量，制订瓦斯稀释措施、防爆措施以及紧急救援措施。定点设置瓦斯报警仪，监测瓦斯浓度变化情况，及时报告监理工程师。专业瓦斯检查员、洞内领班人员、生产指挥人员均携带便携式瓦斯报警仪，随时检测瓦斯浓度，特别注意顶部瓦斯容易聚集的地点。所有有关工种施工人员，通过专门训练，经考试合格后，方允许上岗担任防爆工作。隧道内严禁使用明火照明，不得带入易燃物品，严禁穿化纤衣服进洞，施工操作时防止碰撞和产生火花，加强通风和确保风流稳定。根据瓦斯溢出情况，必要时洞内机电设备，不论固定式或移动式均采用安全防爆类型。钻爆作业必须严格遵守下列规定：在煤层或有瓦斯地层中，不允许打400mm以下的浅眼，任何炮眼最大抵抗线不得小于300mm。打眼时应采取湿式凿岩，严禁干式凿岩。使用毫秒电雷管和安全炸药，并采取电力起爆。爆破电闸应安装在新鲜风流中，与开挖面保持不小于200m的距离。采用连续装药方式，雷管安放在最外一节炸药中，不得使用裸露药包。工作面风流中瓦斯含量达到1%时，必须停止用电钻打眼；放炮地点附近20m以内风流中瓦斯含量达到1%时，禁止放炮。开挖工作面风流中瓦斯含量达到1.5%时，必须停止工作撤出人员，切断电源，进行处理；电动机或其他开关地点附近20m以内风流中瓦斯含量达到1.5%时，必须停止运转，撤出人员，切断电源，进行处理。加强瓦斯检查制度，在钻眼、装药、放炮前和放炮后四个环节上搞好瓦斯巡回检测工作，瓦斯检查应按下列规定进行：瓦斯含量在0.5%以下时，每隔0.5h到1h检查一次；0.5%以上时，应随时检查并不能离开挖面，发现异常及时报告。当瓦斯含量在2%时，应加强通风稀释，并使瓦斯不致造成局部聚集，只有在瓦斯含量降到允许值后，才可进入检查。瓦斯检查人员工作时应配备安全防护装备。在瓦斯地段二次衬砌(含仰拱)采用气密性砼，其透气系数不应大于10-1Cm/s，在隧底和拱墙均设置全封闭防水层，以防有害气体溢出，施工缝进行气密性处理，其透气系数不应大于10-icm/s。#溶洞施工措施溶洞注浆情况施工过程时，溶洞容易发生涌水涌砂，采用全断面注浆和径向注浆通过及小导管超前、钢拱架、锚、喷、网联合支护，为了防止溶洞地下水的过量排放，携带大量泥砂，引起结构安全及环境问题，遵循“以堵为主、限量排放”的设计原则，即通过超前预注浆和径向注浆加固围岩，封堵大部分涌水，提高围岩承载能力和局部和补充注浆进一部降低围岩渗透系数，提高围岩抗水压能力，达到设计规定的防水标准，最后通过抗水压衬砌施工和完全堵水，保证结构和环境的安全。注浆方案的选择与确定根据地质地质预测、预报成果及水压、水量测试资料决定采用何种注浆方案，注浆后，开挖过程中一般采用5m浅孔风钻钻探，以探测溶洞具体位置，确保止水岩厚度，以防止突然涌水、突泥。在高压、富水、填充型溶洞地段必须采用超前预注浆方案，在溶管和溶隙发育及出水携带泥砂的地段也应进行超前预注浆，在一般溶隙地层和节理、裂隙发育及局部渗漏水地段可采用径向注浆及局部和补充注浆方案。注浆材料的选择、配比及性能a溶洞受地下水长期溶蚀和搬运、沉积及绕核循环等作用，形成了大型溶洞，溶洞冲填物含有大量泥砂，且初期涌出物均为颗粒很细的泥砂，随着涌出物不断增多，水量逐渐增大，粒径逐渐变粗，说明随着涌水时间增长，岩溶出水通道会逐渐增大。溶洞揭露初期的涌出物筛分曲线。根据溶洞中的充填物类型、颗粒组成、空隙、水量和水压大小，注浆材料一般选择浆液流动性好，胶结体强度高，耐久性好，无毒、对环境无污染，在致密的粉细砂中，注浆效果比较理想。如地层中存在溶腔、岩溶管道和较大的溶隙或出水量较大部位，可采用普通水泥浆或水泥一水玻璃双液浆先进行充填和封堵，然后再采用超细型注浆材料。注浆材料的配比和主要性能本工程主要选用了普通水泥浆、普通水泥-水玻璃浆、超细水泥浆、超细水泥-水玻璃浆及超细型的HSC和TGRM浆。主要注浆参数根据钻孔充填物种类及状态、水量及水压大小，现场选择注浆材料并调整浆液配比和注浆参数，超前预注浆、径向注浆、局部注浆和补充注浆的主要注浆参数5全断面超前预注浆施工工艺深孔超前全断面预注浆采用分段前进式注浆方式，主要采取安设孔口管前进式分段注浆施工工艺，即在开挖面距离溶洞一定距离时，在掌子面施做3m~5m的止浆墙，安设115m〜210m长的孔口管，孔口管直径为①108mm，外壁缠有麻丝，采用锚固材料将孔口管固定在①135mm钻孔中，然后连接法兰盘和止水球阀，实施钻一段、注一段，达到注浆压力后，再钻一段、再注一段的钻、注交替钻孔注浆方式。整个钻孔长度20m〜35m，根据钻孔水量、水压大小及含泥量确定注浆段长，一般情况下注浆段长为3m〜5m，在溶洞充填物中注浆分段长度1m〜2m。整段注浆结束后，进行效果检查，达到标准后，进行开挖，每循环开挖长度15m〜30m,留5m左右作为止浆岩盘。如施做止浆墙过程中，预埋有流水管路，应先进行顶水注浆，将水完全封后，再开始全断面注浆。注浆效果检查标准a单孔单段注浆结束标准：钻下一段孔时，上一段孔孔壁不坍塌；注浆过程中，压力逐渐上升，流量逐渐下降，当注浆压力达到6MPa〜9MPa，流量小于10L/min。在难以进浆的孔中，注浆压力可达10MPa1b全段结束标准：设计的所有注浆孔均达到注浆结束标准，无漏注现象；检查孔壁均不坍塌、无砂流出，检查孔出水量小于021/minm。对检查孔进行压水试验，当压水试验压力达到10MPa时，地层的透水率小于2Lu〜4Lu。大管棚支护及注浆在超前预注浆结束经检查符合要求后，通过导向管对周边进行钻孔，钻到深度后安设大管棚并进行注浆以形成超前刚性支护体系。它和超前注浆帷幕体系共同作用，以提高超前帷幕效果。大管棚采用外径①108mm,壁厚6=8mm的无缝钢管，每节长2m、3m。布设时环向间距40cm，外插角15°。每节管棚钻设①8mm单向阀溢浆孔41个，制作成TSS管模式。管棚布设完成后，对管棚进行全孔一次性注浆或分段后退式注浆，注浆材料采用超细水泥单液浆和HSC单液浆。8.TSS管注浆开挖前，在工作面周边施做直径①42mm的TSS管进行局部注浆加固°TSS管管长6m，环向间距20cm，外插角15°，每2m施做一个循环。注浆加固范围为开挖轮廓线外1m〜2m。注浆材料采用超细水泥-水玻璃双液浆、HSC浆（TGRM浆）。径向注浆和局部注浆径向注浆加固范围为开挖轮廓线外5m，注浆孔梅花型布置，开孔环向间距60cm，纵向间距60cm。径向注浆采用①42mm的TSS管注浆。径向注浆孔TSS管采用引孔顶入法，即先用风钻钻孔，孔深5m，然后将TSS管顶入。注浆材料采用超细水泥单液浆和TGRM、HSC浆。对开挖过程中局部处水较大的部位，可重新设置止浆墙进行局部注浆，将水完全堵住，保证开挖安全。4开挖和支护开挖隧道溶洞是施工中最为困难的一个，为确保施工安全，采取CRD工法进行分步开挖与支护。实际施工过程中，将整个断面分成若干步开挖和支护，开挖过程中严密监测围岩和初期支护的变形情况，如发现异常即使采取相应的措施。支护参照设计总结多种注浆方案、注浆材料、注浆工艺是高压、富水、粉细砂层填充型溶洞加固和堵水的一种有效方法，虽然注浆难以形成连续均匀的加固圈，完全起到抗水压作用，但可以减低围岩渗透系数，减少水压力和涌水量，保证开挖和支护安全，开挖时要余留一定厚度止浆岩盘来抵抗前方水压，否则一旦开挖过长，留下止浆岩盘太薄，容易被高压水击穿，发生涌水、涌砂，造成支护结构变形、开裂或坍塌。高压、动水、粉细砂充填型溶洞应采用大范