隧道斷層開挖施工方法
摘要:隧道掘進(jìn)遇到斷層及破碎帶是施工的一大難題。由于斷層破碎帶存在涌水、涌泥及發(fā)生大規(guī)模隧道坍塌的危險(xiǎn),為確保施工過程中不發(fā)生安全事故,順利通過斷層破碎帶,有效降低施工階段發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害所引發(fā)的風(fēng)險(xiǎn),應(yīng)做好超前地質(zhì)預(yù)報(bào),根據(jù)結(jié)果選用正確的施工方法。
超前地質(zhì)預(yù)報(bào)
對前方圍巖地質(zhì)進(jìn)行地質(zhì)探測,根據(jù)預(yù)報(bào)結(jié)果和地勘資料對前方100米范圍內(nèi)圍巖情況進(jìn)行判段。若現(xiàn)場施工條件未能達(dá)到超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的施工條件時(shí),則先采用地質(zhì)雷達(dá)對前方25米范圍內(nèi)圍巖地質(zhì)進(jìn)行探測,然后根據(jù)以上幾種探測手段所探測的結(jié)果對前方圍巖進(jìn)行綜合判定。
注漿堵水加固
施工過程中遇大量涌、突水情況時(shí),應(yīng)結(jié)合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)報(bào)告、地質(zhì)素描資料綜合分析,查明掌子面前方地下水分布狀況及水量情況后,采取以“防、排、堵、引相結(jié)合”的施工措施,根據(jù)不同的情況,分別采用全斷面帷幕注漿、全斷面周邊注漿、局部斷面注漿等注漿方式,將地下水盡可能封堵在圍巖內(nèi),集中排放,通過隧道二次襯砌防排水系統(tǒng)排出洞外,以確保施工及結(jié)構(gòu)的安全。
1、全斷面帷幕注漿堵水
當(dāng)隧道穿越的厚度較大(不小于30m)的軟塑狀斷層破碎帶、大型溶洞軟塑狀充填體,2/3探水孔出水,總水量大于10m3/h時(shí),采用全斷面帷幕注漿堵水。
注漿范圍為開挖輪廓線外6m,注漿段長度按31米設(shè)計(jì),分三環(huán)實(shí)施,*環(huán)22個(gè)注漿孔,孔深15m,第二環(huán)22個(gè)注漿孔,孔深22m,第三環(huán)61個(gè)注漿孔,孔深31m,全斷面共布設(shè)105個(gè)注漿孔。
2.全斷面周邊預(yù)注漿堵水
當(dāng)隧道通過巖溶地層及非巖溶地層界面、厚度較小(小于30m)的斷層破碎帶、溶蝕裂隙,任一探水孔流量>2m3/h,總水量小于10m3/h時(shí),采用全斷面周邊注漿堵水。
注漿范圍為開挖輪廓線外6m,注漿段長度一般按31米設(shè)計(jì),分三環(huán)實(shí)施,*環(huán)22個(gè)注漿孔,孔深15m,第二環(huán)22個(gè)注漿孔,孔深22m,第三環(huán)50個(gè)注漿孔,孔深31m,全斷面共布設(shè)94個(gè)孔。
3、局部斷面預(yù)注漿堵水
當(dāng)隧道通過灰?guī)r地區(qū),斷面內(nèi)局部發(fā)生涌、突水時(shí),采用局部斷面注漿堵水。
注漿范圍為開挖輪廓線外6m,注漿段長度一般按31米設(shè)計(jì),分三環(huán)實(shí)施,*環(huán)10個(gè)注漿孔,孔深15m,第二環(huán)10個(gè)注漿孔,孔深22m,第三環(huán)14個(gè)注漿孔,孔深31m,全斷面共布設(shè)34個(gè)孔。
4、局部斷面排水
當(dāng)隧道開挖掌子面只有1~2處涌突水,且流量不大時(shí),應(yīng)采取排水為主的施工措施。采用80㎜鉆頭成孔,孔深30m,先把涌水暫時(shí)排出,后與二次襯砌防排水系統(tǒng)相結(jié)合,排出洞外。
5、預(yù)注漿參數(shù)
一個(gè)注漿段完成后留10m不開挖,作為下一階段的止?jié){巖盤。注漿孔自掌子面沿開挖方向,以隧道中軸為中心呈傘狀布置,注漿孔前段暗設(shè)φ76×4㎜套管,采用80㎜鉆頭成孔,后續(xù)注漿段采用60㎜鉆頭成孔。注漿孔孔底間距不大于3m,漿液擴(kuò)散半徑為2m,注漿壓力為靜水壓力(2.5~4)倍,注漿材料采用水泥、水玻璃雙液漿,漿液濃度應(yīng)根據(jù)地質(zhì)及水文條件進(jìn)行調(diào)整。
6、預(yù)注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)
單孔注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)終壓并繼續(xù)注漿10min以上,可結(jié)束本孔注漿,單孔注漿量與設(shè)計(jì)注漿量基本相同,結(jié)束時(shí)的進(jìn)漿量在20L/min以下時(shí)可結(jié)束本孔注漿。
7、堵水注漿效果檢查
一個(gè)注漿段的全部注漿孔注漿完成后,在主要出水點(diǎn)附近設(shè)置至少5個(gè)檢查孔,測孔內(nèi)涌水量,一般每孔每延米涌水量大于0.15L/min或局部孔涌水量大于3L/min的應(yīng)追加鉆孔注漿,再次壓注直到達(dá)到設(shè)計(jì)要求為止。
隧道開挖支護(hù)及二襯施工
隧道開挖施工時(shí)嚴(yán)格按照“管超前、短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、勤量測”的原則進(jìn)行組織施工,開挖初支施工完畢后,加強(qiáng)仰拱距掌子面、二襯距掌子面的步距控制,及時(shí)施做仰拱和二襯施工,合理安排二次襯砌盡快封閉成環(huán),確?,F(xiàn)場施工安全。
開挖過程中嚴(yán)格實(shí)施監(jiān)控量測工作,針對監(jiān)控量測數(shù)據(jù)及時(shí)分析,以真實(shí)有效的監(jiān)控量測數(shù)據(jù)為指導(dǎo),根據(jù)監(jiān)控量測結(jié)果變化突變時(shí),及時(shí)調(diào)整現(xiàn)場施工參數(shù)。
隧道開挖施工時(shí)嚴(yán)格按照“管超前、短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、勤量測”的原則進(jìn)行組織施工,開挖初支施工完畢后,加強(qiáng)仰拱距掌子面、二襯距掌子面的步距控制,及時(shí)施做仰拱和二襯施工,合理安排二次襯砌盡快封閉成環(huán),確?,F(xiàn)場施工安全。
開挖過程中嚴(yán)格實(shí)施監(jiān)控量測工作,針對監(jiān)控量測數(shù)據(jù)及時(shí)分析,以真實(shí)有效的監(jiān)控量測數(shù)據(jù)為指導(dǎo),根據(jù)監(jiān)控量測結(jié)果變化突變時(shí),及時(shí)調(diào)整現(xiàn)場施工參數(shù)。
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