第8章不良和特殊地质地段隧道施工.ppt

第八章 不良和特殊地质地段隧道施工 第一节　概 述 浆砌片石 图9 加深边墙基础 混凝土墙基 图10支墙内套设涵管 浆砌片石 浆砌片石 支墙 图12 架梁跨过 图11 筑拱跨过 隧道中线 隧底 混凝土 溶洞 填充 ④绕行施工 在岩溶区施工，个别溶洞处理耗时且困难时，可采取迂回导坑绕过溶洞，继续进行隧道施工，并同时处理溶洞，以节省时间，加快施工进度。绕行开挖时，应防止洞壁失稳。 三、溶洞地段隧道施工的注意事项 (1)当施工达到溶洞边缘，各工序应紧密衔接，支护和衬砌赶前。同时应利用探孔或物探作超前预报，设法探明溶洞的形状、范围、大小、充填物及地下水等情况，据以制定施工处理方案及安全措施。 (2)施工中注意检查溶洞顶部，及时处理危石。当溶洞较大、较高且顶部破碎时，应先喷射混凝土加固，再在靠近溶洞顶部附近打入锚杆，并应设置施工防护架或钢筋防护网。 (3)在溶洞地段的爆破作业应尽量做到多打眼、打浅眼，并控制爆破药量且减少对围岩的扰动。防止在一次爆破后溶洞内的填充物突然大量涌入隧道，或溶洞水突然袭击隧道，造成严重损失。 (4)在溶洞充填体中掘进，如充填物松软，可用超前支护施工。如充填物为极松散的砾石、块石堆积或流塑状粘土及砂粘土等可在开挖前采用地表注浆、洞内注浆或地表和洞内注浆相结合加固。如遇颗粒细、含水量大的流塑状土壤，可采用劈裂注浆技术，注入水泥浆或水泥水玻璃双液浆进行加固。 (5)溶洞未做出处理方案前，不要将弃渣随意倾填于溶洞中。因弃渣覆盖了溶洞，不但不能了解其真实情况，反而会造成更多困难。 第五节 岩爆 埋深较深的隧道工程，在高应力、脆性岩体中，由于施工爆破扰动原岩，岩体受到破坏，使掌子面附近的岩体突然释放出潜能，产生脆性破坏，这时围岩表面发生爆裂声，随之有大小不等的片状岩块弹射剥落出来，这种现象称之岩爆。 一、隧道内岩爆的特点 (1)岩爆在未发生前并无明显的预兆。 (2)岩爆时，岩块自洞壁围岩母体弹射出来，一般呈中厚边薄的不规则片状。 (3)岩爆发生的地点，多在新开挖工作面及其附近，个别的也有距新开挖工作面较远处。岩爆发生的频率随暴露后的时间延长而降低。 二、岩爆产生的主要条件 地层的岩性条件和地应力的大小是产生岩爆与否的两个决定性因素。 三、岩爆的防治措施 防治岩爆发生的措施主要有二：一是强化支护，二是弱化围岩。 强化支护的措施很多，如喷射混凝土或喷钢纤维混凝土、锚杆加固、锚喷支护、锚喷网联合、钢支撑网喷联合，紧跟混凝土衬砌等。这些措施的出发点是给围岩一定的径向约束，使围岩的应力状态较快地从平面转向三维应力状态，以达到延缓或抑制岩爆发生的目的。 弱化围岩的主要措施是注水、超前预裂爆破、排孔法、切缝法等。注水的目的是改变岩石的物理力学性质，降低岩石的脆性和储存能量的能力。后三者的目的是解除能量，使能量向有利的方向转化和释放。 四、岩爆地段隧道施工的注意事项 (1)平导应掘进超前正洞一定距离，以了解地质。 (2)爆破应选用预先释放部分能量的方法，先期将岩层的原始应力释放一些，以减少岩爆的发生。 (3)根据岩爆发生的频率和规模情况，考虑缩短爆破循环进尺。初期支护和衬砌要紧跟开挖面，以尽可能减少岩层的暴露面和暴露时间，防止岩爆的发生。 (4)岩爆引起坍方时，应迅速将人员和机械撤到安全地段；充分作好岩爆现象观察记录；采用声波探测预报岩爆工作。 第六节 瓦斯地层隧道施工 瓦斯是地下坑道内有害气体的总称。 (1)瓦斯(沼气)为无色、无臭、无味的气体，由于空气中瓦斯浓度增加，氧气相应减少，很容易使人室息或发生死亡事故。 (2)瓦斯比重为0.554仅占空气一半。 (3)瓦斯不能自燃，但极易燃烧，其燃烧的火焰颜色，随瓦斯浓度的增大而变淡，空气中含有少量瓦斯时火焰呈兰色，浓度达5％左右时，火焰呈淡青色。 一、瓦斯的性质 二、瓦斯的燃烧和爆炸性 当坑道中的瓦斯，浓度小于5％遇到火焰时，瓦斯只是在火源附近燃烧而不会爆炸；瓦斯浓度在5％~6％到14％~16％时，遇到火源具有爆炸性；瓦斯浓度大于14％~16％时，一般不爆炸，但遇火能平静地燃烧。 瓦斯燃烧时，遇到障碍而受压缩，即能转燃烧为爆炸。瓦斯爆炸时爆炸波运动造成暴风在前，火焰在后，暴风遇到积存瓦斯，使它先受到压力，然后火焰点燃发生爆炸。第二次瓦斯受到的压力比原来的大，因此爆炸后的破坏力也更剧烈。 三、瓦斯放出的类型 发生瓦斯放出有三个主要因素：地应力、瓦斯和围岩结构，而地应力和围岩中瓦斯的存在是引起瓦斯放出的主要因素。从岩层中放出瓦斯，可分为三种类型：