防坍塌技术交底.doc

防坍塌专项技术交底 一、工程概况 本项目共有九座隧道。地处滇南山区，属高原构造侵蚀、剥蚀，溶蚀中山区。线路经过地段为断陷盆地、中山区、河谷区，地形复杂多变，地壳抬升与河流溯源侵蚀作用强烈，地形起伏较大，区内谷坡陡峭、山高谷深，地质构造复杂，构造运动强烈，活动断裂及深大断裂发育；区域变质作用范围广，岩体破碎，风化作用强烈，岩土体自稳性差；区内降雨量丰富，连续强降雨或是局部性暴雨频发；受构造影响，项目区内断层、背斜、向斜、滑坡体众多，地下水发育，从而发生坍塌的可能性大，且发生的地段较多，施工中应注防范坍塌。 二、塌方与断层 （一）、塌方 塌方是隧道施工中最经常出现的重大地质灾害，约占各类重大地质灾害出现机率的80%以上，因此，塌方是隧道施工地质灾害防范的重点。引起塌方的主要不良地质有断层破碎带、岩溶陷落柱等。其中断层破碎带又是引起的塌方主要原因，占90%以上。而岩溶陷落柱主要存在我国北方煤系地层中和在下伏的中奥陶统灰岩中可能发生（在南方少见，此文不述）。 （二）、断层 因断层破碎带引起隧道塌方而造成地质灾害的机率高、危害大。因此作为工程施工人员有必要对断层影响带做深入的了解。断层是隧道施工中最常见的不良地质现象，断层破碎带分布区段是隧道围岩最不稳定的区段；断层及其破碎带又是岩溶发育地区溶洞水、地下暗河和淤泥带最主要的储存场所；封闭条件好的断层及其破碎带和小断层，也是煤系地层中的高压、过量瓦斯的主要聚集空间。赋存于断层及其破碎带中的溶洞、暗河、淤泥带是隧道突水突泥等地质灾害的最主要源泉，断层破碎带是透发瓦斯爆炸和煤与瓦斯突出的最主要地质因素之一。可以说隧道施工中发生的地质灾害，几乎都有断层“参与”，而且是最主要的“参与”者，所以断层及其破碎带是隧道施工地质灾害的最主要“祸根”。 １、断层影响带的界定范围和包含的内容，在工程地质界至今是众说不一，其内容主要包括：断层相关构造带、岩石（或煤岩）强度降低带和煤的化学性质、工艺性质变化带等三种异常带（与本工程有关的只有前两种）。 （1）、断层相关构造带 主要包括断层相关构造带，主要包括断层相关褶曲、褶皱和断层相关节理（小断层）。 ①、断层相关褶曲、褶皱： 主要包括断层位移活动派生的牵引褶曲或牵引褶皱，以及与断层形成密切伴生的褶皱。 a、断层位移活动派生的牵引褶曲或褶皱 这是一种在断层两盘位移作用下、在局部应力场中形成的第二序次构造，属于低次压性结构面。剖面上的牵引褶曲可为正、逆断层共有，剖面上的牵引褶皱则为逆断层所持有，平移断层不存在剖面上牵引褶曲或牵引褶皱。牵引褶曲或牵引褶皱的分布范围是紧靠断层或临近地段，对长期（长距离）超前地质预报无意义，但可作为短期（短距离）定性超前预报的依据—它的出现，说明离断层已经很近了。 b、与断层形成密切伴生 的褶皱 这是一种走向逆断层特有 断层相关构造。它与断层同时 生成，密切相伴，属于同序次 构造，全面以全剖面上褶皱出 现。这种小型褶皱分布于断层 影响带的最外带（如果它存在的话），它的始见点为断层影响带的边界，对长期预报具有实际意义，因此又称前兆褶皱（如图）。 ②、断层相关节理（小断层） 从地质力学角度看，断层相关节理（小断层）主要是与断层位移活动密切相关、在局部应力场中产生的各期低序次节理（小断层），统称为派生节理（小断层）；还有一种是在区域应力场条件下产生的、与断层为同序次、低级别的节理或小断层，则称为伴生节理（小断层）。 （2）、岩石强度降低带 岩石强度降低带是断层破碎带中的另一个异常带，在断层影响带内都存在一个向着断层的方向，岩石强度降低的岩石物理力学性质变化带。这个变化带的存在，其力学机理是：在断层生成过程中，两盘岩石的瞬间强烈位移，必然在对岩盘内产生局部应力场。在强大的内应力作用下，不但可以在断层影响带内形成褶皱、节理（小断层）等宏观构造，而且会在断层附近一定宽度的岩体中形成大量的显微构造，特别是形成大量的显微裂隙。后者则是断层两侧一定范围内岩石强度降低带的根本原因。 由于这个异常带常见的始见点离断层较远，而且所有断层都存在，所以岩石强度降低带的始见点就成了超前预报掌子面前方隐伏断层的重要前兆，其位置就成了断层预报的重要参数。 ２、断层破碎带与断层超前预报 断层的超前预报在工程实践中主要采取地面地质调查或复查、断层参数预测法、TSP超前地质预报系统的仪器探测法和掌子面编录预测法、地质雷达仪器探测法等。 断层预报的普遍原理：在自然应力状态下，地下岩体一般处于三维挤压的应力状态，少数也可以两维挤压、一维引起的应力状态。岩石作为一种弹性物质，具有积累应力的本能。当岩体内的主应力差造成的剪应力大于岩体本身的抗剪强度时，就将产生剪切破裂，剪切破裂面（剪切裂隙或剪切节理）将基本沿着（有一定夹角）最大剪应力作用面发生，并常常在岩体内的薄弱环节（缺欠）形成密