不良地质隧道设计与施工的常用处治措施.doc

最新【精品】范文 参考文献 专业论文不良地质隧道设计与施工的常用处治措施不良地质隧道设计与施工的常用处治措施 摘 要：文章总结了隧道设计与施工中常见的膨胀性地压、隧道漏水、松散地层、滑坡等不良地质的特征、情况以及应考虑的问题和采取的常用处治措施。 关键词：不良地质；隧道;措施;方法 中图分类号：F407。1 文献标识码：A 文章编号: 引 言 目前,高速公路隧道的建设进入了一个新的发展时期，隧道的数量比以往任何时间都要多得多,因此，针对不良地质隧道的设计与施工，显得越来越重要。 不良地质隧道，主要问题是膨胀性地压、滑坡、浅埋地段的偏压，使支撑、衬砌变形破坏;断层破碎带中大量涌水，使洞内出现流石、流泥、流砂,淹没坑道；软弱地层中的承载力小，使支撑、衬砌发生不均匀的下沉;松散地层的滑移，引起山体丧失稳定等等.这些问题给隧道的设计施工带来了严重困难。 不良地质隧道的设计应力求做到绕避合理,措施得当。依山傍河线坚持宁里勿外，早进晚出的原则;尽量不修短隧、明洞群,绕避偏压体、堆积层、滑动体、断层带;正确处理开挖与支撑，支撑与衬砌的关系，采用先护后挖法和钢骨架封闭式的衬砌;涌水长隧道采用人字纵坡,以利施工排水或利用辅助坑道截排地下水;采用清方减载或回填反压等措施以稳定山体. 不良地质隧道的施工，尽量做到继续查明地质情况，做好施工准备，不打无把握之仗。认真实行先排水、短开挖、强支撑、弱爆破、快衬砌、勤检查、固洞口等行之有效的措施。坚持正常的施工秩序，正规的作业程序，重视安全质量，认真贯彻岗位责任制。本文就膨胀性地压等不良地质隧道的设计与施工谈几点建议. 1 膨胀性地压 11 膨胀性地压的特征 围岩膨胀和软塑挤压,作用在支撑和衬砌上产生了膨胀(挤压）压力。膨胀性地压，不仅有强大的垂直压力和侧压力 （侧压力往往大于垂直压力)，且有较大的底压力，它与衬砌结构的形状和刚度均有密切关系。这类地压的时间效应异常显著，多数是在开挖暴露 34d后才有较大的地压出现,且在一定时间内持续地逐渐增长,初期增长较快,经过较长时间才能稳定. 12 设计与施工的主要措施 1）施工方法与工序安排。在膨胀性地层中施工,以采用上导坑或弧形导坑先拱后墙法为宜.工序安排应特别紧凑,开挖后，围岩暴露时间应尽量缩短,减少风化、水化作用，并在筑拱后,及时压浆加固。拆模板后，立即对拱背填充、压浆。在拱圈完成一定长度后，紧密落底，对开首轮马口，灌筑边墙、仰拱等。由于围岩暴露时间短,膨胀压力小，因此衬砌结构变形小,无裂纹和侵入净空现象。 2）分部开挖和支撑。导坑木支撑多采用框架式，预留沉落量 02004m，如设有下导坑其断面可选用单道并预留加固支撑空间。扩大使用扇形支撑时，开 挖由上而下，各号纵梁均需预留沉落量.如采用花拱支撑可采用弧形导坑开挖，分片架立。拉中槽或挖中层，拱脚岩层应保留足够的宽度，配合马口位置分段掘进。马口采用对开,长度为 24m，开挖时逐层下挖并架设卡口梁及横撑。 3)衬砌结构。采用钢骨架封闭式衬砌。施工中为了防止拱脚下沉，可采用加大拱脚断面；起拱线以上1m范围内用同级混凝土灌抵岩壁，向岩壁打入锚杆;拱架下设置方木排，扩大拱架承压面积等措施；并注意不使地下水浸泡拱、墙脚。为了防止衬砌浸蚀，拱脚一般提高 10cm,起拱线处放宽 1020 cm。 2 隧道漏水 在雨量充沛地区，地表沟谷发育，岩层褶皱断裂发育，为地下水的储存活动创造了有利条件.因此在一些断层破裂带，张性和张扭性裂隙密集带、向斜轴部，不同岩层接触带附近以及岩溶地区通过的隧道，施工期间就会有可能遇到大量地下水及承压涌水.这些地下水以裂隙水、断层水、岩溶水等几种为主要类型,而以裂隙水为主要存在形式。严重涌水的隧道，处理不当,施工期间就会发生坍塌、膨胀性地压以及不均匀沉陷等现象。在反坡端施工的洞口,大量涌水可以导致淹没导坑，高压涌水地区，突然涌水，会导致人员伤亡事故.为整治水害,应坚持以排、截为主的治水原则，采用机械排水、平导及迂回导坑截排地下水,开挖反坡水沟等方法，进行有效处理。 3 松散地层 松散地层，结构松散，胶结较弱，地压大、稳定性很差，有地下水时更甚，施工中极易发生坍方.隧道穿越此类地层的地段一般是：分布广泛的第四系地层的堆积体;极度风化破碎已失岩性的各类地层；古河床中冲积而成的漂卵石地层等。在松散地层中施工,为了减少对围岩的扰动，一般采用先护后挖方法（插钎、插板）。但有的地层含有大小孤、块石，用插钎法很难控制方向,且因间距过大，不能防止砂土下漏。在含水砂层中,插板法不仅进度缓慢,且易于震坍.一般在施工中采用如下几种特殊的施工方法. 31 压浆加固地层法 压浆加固地层法是在开挖前打入压浆导管，在开挖断面外,压入水泥浆液，使围岩结成一个薄壳，在其防护下进行施工.在无胶结的松散砂砾或砂夹碎、卵石的隧道均会有良好的效果。压浆加固地层法可以保证安全质量，使开挖顺利进行。但耗用水泥较多，且在地层含泥量大或有较大地下水时,不易达到预期效果。同时，施工中应对浆液的扩散规律进行试验和研究，否则，难以收到有效的加固作用. 32 钻钎护顶法 隧道通过的漂卵石地层,一类为粘砂土充填，胶结密实，漂卵石数量不会超过 50,较为稳定，采用先护后挖法即可通过.另一类是无粘结物充填的漂卵石堆积层，极度松散无胶结构,开挖时一触即坍，施工会十分困难，如采用一般插钎法，打入极为不易且难以掌握方向，达不到护顶的目的.若在地表钻孔压浆，由于漂卵石之间孔隙大，难以控制压浆范围，将来耗费大量水泥。这种情况，宜采用钻钎护顶法，即采用凿岩机钻钎护顶,并易于控制钻钎方向和位置,顺利通过漂卵石堆积层。 33 降低水位法 在含水砂层中，若水具有承压性质，则围岩极不稳定，施工困难.则宜采取降低水位、水压的措施，减少砂层含水量，以稳定地层,利于施工。 4 滑坡 滑坡在隧道施工时，是常有现象，分析滑坡时，要分析滑坡深浅，稳定程度，在整治方案上，针对具体情况，分别对待，采取多种措施，综合治理。 41 设计措施 若滑坡为坡残积土沿基岩顶面滑动,并且滑坡后基岩裸露，且处暂时稳定状态，推断进一步发展与扩大的可能性甚小，边坡不高，则宜以路堑方案通过。采用抗滑桩和挡护结合整治的措施，并设天沟与渗沟拦截地表水和排除地下水。如果滑坡沿开挖临空的坡脚滑出,滑面随开挖深度而变化，说明岩性软弱,不宜继续下挖,宜改用隧道和明洞通过.无修隧道条件，则采用明洞.第三种情况是，滑坡地段，或由于开挖失去平衡,加之雨水下渗，古滑坡复活，产生顺层推移式滑坡，则宜采用在滑体上部清方减载，回填反压，在滑体下部增加抗滑力.若出现在洞口，则将明洞增长，并将明洞与暗洞的衔接处，暗洞采用钢骨架混凝土加强衬砌，在洞顶增设纵向截水沟，拦截地表水。 42 施工方法 隧道部分:采用上下导坑先拱后墙法施工。明洞部分：拱部及外墙明挖，内墙跳跃挖井，先墙后拱。衬砌完成后，及时压浆，填充拱墙背后空隙.坍滑地段采用花拱支撑，并在地表裂纹地段进行压浆封闭处理。以往的实践表明,一般洞口滑坡采用接长明洞，结合减载反压，是一项有效的措施.同时要注意，清方减载应不致因塌方而导致上部山体变形;加载反压倾角较大且有软弱夹层；断层破碎带；岩层软硬不均和松散堆积层等。施工中措施不当，坍方后也易造成偏压。在设计时，要注意针对不同情况，选用偏压衬砌,同时，要考虑偏压地质构造可能出现的顺层滑动，以及断层破碎带造成的不对称荷载影响。 5 注意事项 1)做好地质工作，在勘测时即应查明地质构造，岩性、工程地质特征和水文地质条件等,对围岩稳定性作出评价,这对不良地质隧道的设计与施工都有极为重要的指导意义。施工期间，对不良地质地段，更要加强地质预报，如采用超前钻孔，弹性波测试等,及时、准确地预告前方可能出现的地质问题，才能使施工人员掌握主动，便于采取相应措施. 2)不良地质隧道围岩稳定性差，开挖时要采取少扰动地层的施工技术,如先护后挖法，压浆加固地层法或钻钎护顶法以及锚喷支护，处理好开挖和支护，支护与衬砌的关系,尽量避免坍方发生。 3）加强衬砌结构的整体性，及早封闭，尽快压浆.不良地质隧道地层分布情况复杂，侧压力较大，有时还有明显的地压。要注意选择衬砌断面型式，加强结构的整体性，选用钢骨架曲墙带仰拱断面类型，不宜选用刚度大，厚砼衬砌.施工时，工序应紧凑、及早封闭、缩短围岩暴露时间,尽快压浆以改善衬砌受力状态。对于出现膨胀性地压隧道,采用二次衬砌法. 4)慎重对待水害,加强治水工作。地下水对不良地质隧道施工，危害极大。它不仅使施工条件恶化，而且软化岩层,促使围岩丧失稳定,或导致软塑膨胀,地压增大，产生坍方；在施工时加以彻底治理，不留后患,较之运营后再行整治,事半功倍. 结语 在隧道施工过程中遇到的地质问题往往千差万别，不尽相同,有时甚至是诸种不良地质叠加和组合。施工中要区别各种情况，具体问题具体对待，采取有针对性的处置措施，尽可能把不良地质给施工带来的损失降低到最低程度。 参考文献： 1 JTJO2690，公路隧道设计规范 S-最新【精品】范文