石灰岩岩溶施工方法
岩溶处理施工方案

岩溶处理施工方案1. 引言岩溶地区是指地质上以石灰石、石膏、石腊、石盐等溶蚀作用较为活跃的地质体,岩溶地质具有不稳定性和易溶蚀性的特点。
在岩溶地区进行施工时,需特别关注岩溶地质带来的困难和风险,采取科学的岩溶处理施工方案,以确保施工质量和安全。
本文将介绍一种针对岩溶地区的处理施工方案。
2. 岩溶识别与预测在进行岩溶处理施工前,首先需要对施工区域进行岩溶识别与预测,以了解岩溶地质条件和可能存在的问题。
通过地质勘察和研究,确定地下水位、地下水流动方向和速度、溶洞分布情况等重要参数,为后续施工方案的制定提供可靠的依据。
3. 区域划分与监测根据岩溶地质特征和预测结果,将施工区域划分为不同的区域,并对每个区域进行监测和评估。
监测主要包括地下水位和水质监测、地表沉降监测、地表裂缝监测等。
通过监测数据的收集和分析,及时发现地质变化和施工问题,并采取预防措施。
4. 岩溶处理技术4.1 岩溶填充技术岩溶填充技术是针对溶洞、溶洞隧道等空洞地质体进行处理的一种常用技术。
施工过程中,首先需清理溶洞内部的杂物和泥沙,然后采用适当的填充材料填充空洞。
填充材料可选择砂浆、水泥、砾石等,根据岩溶地质特点可加入抗渗透剂、抗水膨胀剂等,以提高填充效果和抗风险能力。
4.2 地下水治理在岩溶地区进行施工时,地下水问题是一大挑战。
通常采用以下措施进行地下水治理:•孔隙充填:对地下空腔进行充填,减少地下水渗流通道;•地下水隔离:通过灌浆、注浆等方法,在地下水流通通道上设置隔离层;•排水系统建设:建设合理的排水系统,控制地下水位。
4.3 表层处理岩溶地区地表易发生湿陷、塌陷等变形,因此需要进行表层处理以保证施工安全。
表层处理一般包括以下措施:•地表填筑:对不稳定的地表进行填筑,增加地表承载能力;•防渗措施:采用防水材料对地表进行覆盖,防止地下水渗透;•固结处理:通过加浆等方法加固地表层,提高稳定性。
5. 施工安全措施在岩溶处理施工过程中,需要制定详细的安全措施,以确保施工人员和设备的安全。
岩溶隧道施工

岩溶隧道施工一、工艺概述主要是指隧道通过可溶性岩层(石灰岩、白云岩、白云质灰岩、石膏、岩盐等地层)的施工。
岩溶隧道断层破碎带、富水地层施工前须根据设计提供的水文地质资料,结合现场实际情况,进行岩溶情况调查,分析岩溶分布范围和类型,根据岩溶发育的具体情况制定具有针对性的超前地质预报措施和施工方案。
二、作业内容主要作业内容有:岩溶调查、超前地质预报、岩溶段施工方案的确定、钻孔注浆施工等。
三、质量标准及验收方法岩溶段施工情况较为复杂,施工工序很多,钻孔注浆是最常用的施工措施。
1、钻孔岩溶隧道施工地质钻机钻孔作业允许偏差和检查方法必须符合规定。
2、注浆(1)岩溶隧道注浆作业检查方法必须符合规定:(2)注浆防水选用的注浆材料质量应符合设计要求。
(3)浆液配合比设计应符合设计要求。
(3)注浆效果必须符合设计要求。
(4)注浆压力、注浆量、注浆时间等注浆参数应符合设计要求。
(5)注浆孔数量、布置、间距、孔深应符合设计要求。
(6)注浆对地表的影响应符合设计要求。
(7)超前预注浆后的渗水量应小于设计值。
四、工序步骤及质量控制说明1、施工准备1.1完成岩溶段施工的施工方案的编制、会审和报批工作,并进行技术培训和交底。
1.2人力资源准备。
1.3主要材料准备。
1.4主要施工设备。
2、施工调查2.1岩溶调查2.1.1仔细阅读设计施工图纸的地质、水文资料,根据设计施工图纸提供的地质纵断面图,判断隧道是否通过可溶岩地段,分析出各段的位置。
并对岩溶地段的地形地貌作地表调查,尤其是石芽、溶沟、溶槽、暗河、落水洞等的位置、形状、大小以及其影响范围,并对地表水流向进行详细的调查,弄清其与隧道的位置关系。
2.1.2根据设计施工图纸的地质、水文资料和调查情况逐一对可溶岩地段进行地层、结构、岩溶发育规模、水量和物探等方面的分析,评估对隧道的影响大小。
2.2地质预报2.2.1根据岩溶调查的结果,选取相对应的地质预报措施,并编制各岩溶段的地质预报方案。
石灰岩墙面施工工艺方法

石灰岩墙面施工工艺方法
石灰岩墙面是一种常用的建筑材料,有着美观耐用的特点。
为
了确保石灰岩墙面施工的质量和效果,以下是一些基本的施工工艺
方法。
1. 准备工作
在施工前,需要进行一些准备工作,确保施工区域清洁、无尘、无污渍。
对于已有墙面的施工,需要进行拆除不平整的墙面材料,
并进行修补。
同时,需要检查墙面结构是否牢固,有无脱落或裂缝。
2. 底层处理
在进行石灰岩墙面施工前,需要进行底层处理。
首先,清除墙
面杂质,并进行打磨处理,以满足石灰岩墙面的施工要求。
然后,
使用合适的底层材料进行处理,如水泥砂浆或腻子。
3. 石灰岩墙面安装
在底层处理完成后,可以开始进行石灰岩墙面的安装。
首先,
需要准备好所需的石灰岩砖块,并按照设计要求进行排列。
然后,
使用石灰岩胶粘剂将石灰岩砖块粘贴到底层材料上,确保牢固。
4. 填缝处理
安装完成后,需要对石灰岩墙面的缝隙进行处理。
使用合适的填缝材料,如石灰浆,填充墙面石灰岩砖块之间的缝隙。
确保填缝均匀、平整,并使用工具进行修整。
5. 养护处理
完成填缝后,需要进行养护处理,以确保石灰岩墙面的质量和稳定性。
根据石灰岩材料的要求,进行适当的养护时间,如保持湿润或使用特殊养护剂。
以上是石灰岩墙面施工的基本工艺方法。
在施工过程中,需要注意选择合适的材料和工具,并按照正确的施工步骤进行操作,以获得良好的施工效果。
请务必遵守相关安全规范,确保施工过程安全可靠。
石灰岩岩溶发育地区桥梁桩基施工技术探讨

4 )岩溶 的分布及发育程度。如果岩溶发育程 度较高 , 发生卡钻 , 锤埋 锤 , 会 掉 给施 工 留下 隐患 。
5 )溶 洞 内分 为 : 空溶 洞 、 溶 洞 , 充物 溶 洞 。 水 填 空 溶洞 在施 工 中最 危 险 , 孔时 突然 打穿 时 , 内泥 钻 孔 浆 一下 子会 全部 消 失 , 造 成孔 内壁 失 稳 , 孔 , 会 坍 埋
从成 孔机 型 、 冲孔 过程 、 终孔判 定与 终孔位 置入 手 , 总结 出一套 有效 的岩 溶地 区桩 基 施 工的 方
法、 处理 措施 与桩 基 质量控 制技 术 。 关键 词 : 梁工程 ; 溶地 区;桩基 ; 量控 制 桥 岩 质
中图分 类号 :能; 水溶洞在施工时 , L 冲孑 没有什 么大的风险 , 但泥浆 比重、 度很快下降 , 粘 或在成孔后灌 混凝 土 时 , 在潜在 的风 险 , 凝 土面 上 不 来 , 能会 出现 存 混 可 混凝土在正常灌注后 , 原来形成的护壁突然压穿 , 混 凝 土 面急速 下降 , 造成 混凝 土 面低 于 导管底 , 造成 断
石 灰 岩 岩 溶发 育地 区桥 梁 桩 基 施 工 技 术 探 讨
王 超
42 0 ) 10 0 ( 湖南省炎汝高速公路建设 开发有限公 司 , 湖南 株洲
摘
要: 湖南省炎汝高速公路线路通过石灰岩岩溶较发育地区, 桩基础 区存 有溶沟溶槽、
溶洞、 隙等不 良地质 。设计为摩擦端承桩, 裂 以桩尖端承 力为全部受力, 桩身摩 阻力为安全储 备, 故桩基 持 力层 是桩 基 结构安 全控 制 的关键 。根 据 炎汝 高速 施 工现场 溶岩 地质 条件 与特 点 ,
2 期
王 超 : 石灰岩岩溶发育地区桥梁桩基施工技术探讨
溶岩注浆施工方案

岩溶路基注浆一、工程概况场地内下伏吉言主要为石灰岩,岩溶强发育,74根桩中有52根的桩位处于溶洞上,129钻孔中有81个钻孔揭露有土洞或溶洞发育,钻孔岩溶间洞隙率为62.5%。
溶洞充填情况为空洞、半充填、全充填;洞内填充物为黏性土、砂粒、石灰岩岩块(岩块块径多为2~30cm)等,经钻探揭露溶洞均有漏水、漏浆现象。
1.溶洞溶洞:其充填物主要为软塑黏性土,松散~稍密的粗砂,岩石碎屑,钻进时速度较快,普遍出现漏水、漏浆现象。
整个场地内基本均有分布,揭露洞高3.30m~0.20,平均3.30m,层顶高程-5.58m~-28.47m,层底高程-8.62m~-29.67m。
2.土洞土洞:在ZK062-2号桩和ZK072-1号桩处有揭露。
揭露洞高7.00m~8.50m,平均7.75m,层顶高程-0.32m~3.36m,层底高程-8.82m~-3.64m。
层高3.03~0.20,平均3.03m,层顶高程-5.58m~-28.47m,层底高程-8.62m~-29.67m。
其中在22号桩(ZK022-1和ZK022-2)位置处钻探时未揭露有土洞,但当钻孔终孔后地面出现塌陷,塌陷坑直径2m,深度4m。
3.岩土工作分析评价根据区域地质资料及详勘报告,本项目附近的地质构造相对简单,场地周边可见数条小断裂发育,断裂发育多为北东向,规模较小,对场地稳定性影响不大。
本次勘察揭露影响场地稳定的不良地质作用有岩溶(土洞、溶洞)强发育,且基本为溶洞,部分由充填(有半充填和全充填)、部分为空洞(即洞内除水之外几乎没有另外的充填物),岩溶是动态的,会进一步发展扩大,拟建场地属建筑不利地段,应采用措施对溶洞进行出理,做好预防地面溶洞塌陷,在钻孔施工时,22号桩处出现直径2m,深4m的圆形塌陷坑洞。
二、设计原则及范围1、岩溶注浆的目的(1)由于岩溶地区的地下水位随时间的变化会发生变化,而水位的改变会造成地层的强度下降,从而导致基底的承载力下降,从而危及基面建筑物的安全,通过岩溶注浆,可以将空洞的水置换成水泥凝固体,同时可以封闭土、石帷幕,阻隔上层滞水与岩溶水的联系,保持地下水位的稳定。
岩溶处理施工方案

岩溶处理施工方案岩溶处理施工方案一、项目背景目前,我国的岩溶地区分布较广,其中的岩溶地貌变化剧烈,易发生地质灾害,给周边的居民和建设工程带来了安全隐患。
因此,对岩溶地区进行处理是十分必要且紧迫的。
二、处理目标1.保障周边居民和建设工程的安全。
2.改善岩溶地区的生态环境,促进经济发展。
三、处理方法1.系统调查评价通过对岩溶地区进行详细的调查评价,了解地质构造、地层特征、岩溶类型等情况,为后续的施工方案提供科学依据。
2.灌浆处理根据岩溶地区的实际情况,设计选择合适的灌浆处理方式。
可以采用水泥浆、膨润土、高分子材料等材料进行注浆处理,加固地层,防止地质灾害的发生。
3.排水处理在岩溶地区,地下水位常常较高,容易引发地质灾害。
因此,进行排水处理是十分关键的一步。
可以采用泵站排水、地下排水井等方式,将地下水排除,减少地质灾害的风险。
4.植被修复岩溶地区的植被覆盖常常较差,为了改善生态环境,可以进行植被修复。
根据地形地貌特点,选择适合的植被进行种植,增加植被覆盖率,减少土壤侵蚀和水土流失。
5.人工护坡在岩溶地区,常常存在坡体的塌陷和滑坡等问题,为了加强坡体的稳定性,可以进行人工护坡。
可以选择钢筋混凝土护坡、格栅护坡等方式,保证坡体的稳定性,减少地质灾害的发生。
6.监测与预警在岩溶地区进行处理后,需要进行监测与预警,及时发现可能出现的地质灾害,采取相应的预防和处理措施。
可以利用遥感、地震监测等技术手段,对地质灾害进行实时监测与预警,保障周边居民和建设工程的安全。
四、施工流程1.调查评价阶段:开展岩溶地区的详细调查评价工作,了解地质构造、地层特征、岩溶类型等情况。
2.设计制定阶段:根据调查评价结果,制定合理、科学的施工方案。
3.施工准备阶段:准备施工所需的材料、设备等,并进行施工现场的布置。
4.施工实施阶段:按照施工方案进行岩溶处理工作,包括灌浆处理、排水处理、植被修复、人工护坡等。
5.监测与预警阶段:在施工完成后,进行监测与预警工作,及时发现并处理可能出现的地质灾害。
岩溶地区旋挖钻机施工工艺工法分析

岩溶地区旋挖钻机施工工艺工法分析提纲:1. 岩溶地区特点及施工难点分析2. 旋挖钻机施工工艺及应用3. 旋挖钻机适用性分析4. 上述施工工艺的优点与不足5. 旋挖钻机施工在岩溶地区的应用案例1. 岩溶地区特点及施工难点分析岩溶地区是指以石灰岩、石膏、岩盐和石灰质火山岩等岩性为主的地区。
这些区域的基岩石质松散,结构疏松,容易发生浸蚀和溶洞等地质灾害。
由此造成的地质环境非常恶劣,常常导致传统的施工方法难以实施。
在岩溶地区进行基础工程的施工非常困难。
这是由于基岩的石质低龄,加之长年的水侵蚀使得其结构疏松,导致难以控制整体的安全稳定性。
更严重的是,这些区域的地下水含量高,对施工的影响非常大,增加了施工的困难,使得基础工程施工难度非常大。
这些挑战要求采用新的工艺和技术来保证施工的安全和质量。
2. 旋挖钻机施工工艺及应用旋挖钻机是一种常用于基础工程施工的机械设备。
其工艺原理为在掘进时,机器旋转钻进地面,通过这种方式可以轻松地进行土方开挖、钢筋施工和混凝土灌注等。
旋挖钻机中的钻头换装方便,可以适应不同环境下的施工。
同时,其自动化程度高,可以更好地保障施工的安全和质量。
在岩溶地区的施工过程中,旋挖钻机施工工艺的应用非常广泛,因为它可以克服控制难度高、阳刚性和渗透性极低、扬程和抗渗性能差等挑战。
特别是,钻杆长、转速大和之间的均匀性,可以保证施工的高效性和质量,适用于快捷大量地落位并且质量要求高的灌注桩和挖孔桩等工程。
3. 旋挖钻机适用性分析旋挖钻机适用范围广泛。
除了能较好地适应岩溶地区这类特殊的地质环境外,它还适用于边坡挖填工程、地下工程和水利工程等多种基础工程领域。
旋挖钻机可以根据现场环境快速调节桩长,有很高的移动性;同时,其自动化程度和高精度的施工也可以更好地胜任大型基础工程的施工。
然而,在一些地质环境特别恶劣的区域,旋挖钻机存在适用性局限性。
例如,如果地下水深度太深或施工现场狭小,则这种机器可能就难以充分发挥其施工效率。
岩溶地区地基处理方法-总结

岩溶地基的处理措施岩溶是由石灰岩、泥灰岩等可溶性岩石长期受水的化学溶蚀和机械作用而形成的。
岩溶为可溶性岩层的特有现象,基表面形式有溶槽、溶沟、溶洞、石笋等,空隙有的被泥土充填,有的是空洞,一般以隐蔽的形式存在。
岩溶所引起的各种地表变形破坏,会严重影响地基稳定性,会造成公路铁路断道,桥涵下沉开裂,水库渗漏,建筑物损坏等等。
因此,需要根据岩溶情况慎重研究,作出妥善处理,本文结合工程的地质情况、场地特征、工程实际等探讨了针对不同基础采用不同的方法处理复杂岩溶地基的问题。
1、岩溶地基处理的一般原则:(1)重要建筑物宜避开岩溶强烈发育区;(2)当地基含石膏、岩盐等易溶岩时,应考虑溶蚀继续作用的不利影响;(3)不稳定的岩溶洞隙应以地基处理为主,并可根据其形态、大小及埋深,采用清爆换填、浅层楔状填塞、洞底支撑、梁板跨越、调整柱距等方法处理(4)岩溶水的处理宜采取疏导的原则;(5)在未经有效处理的隐伏土洞或地表塌陷影响范围内不应作天然地基。
对土洞和塌陷宜采用地表截流、防渗堵漏、挖填灌填岩溶通道、通气降压等方法进行处理,同时采用梁板跨越。
对重要建筑物应采用桩基或墩基;(6)应采取防止地下水排泄通道堵截造成动水压力对基坑底板、地坪及道路等不良影响以及泄水、涌水对环境的污染的措施;(7)当采用桩(墩)基时,宜优先采用大直径墩基或嵌岩桩,并应符合下列要求:1)桩(墩)以下相当桩(墩)径的3倍范围内,无倾斜或水平状岩溶洞隙的浅层洞隙,可按冲剪条件验算顶板稳定;2)桩(墩)底应力扩散范围内,无临空面或倾向临空面的不利角度的裂隙面可按滑移条件验算其稳定;3)应清除桩(墩)底面不稳定石芽及其间的充填物。
嵌岩深度应确保桩(墩)的稳定及其底部与岩体的良好接触。
2 、岩溶的处理地基基础措施:①当条件允许时,尽量采用浅基,充分利用上覆性能较好的土层为持力层或使基底与洞体间保留相当厚度的完好岩体。
②当以岩石作持力层时,局部加深基础,通过钻孔灌注桩或墩穿过单个洞体,使基础荷载传递到下部完好的岩体上。
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4.石灰岩岩溶施工方法本合同段隧道穿越地层多为灰岩地区,在厚大的灰岩中进行隧道开挖时会遇到隐伏性岩溶、溶洞。
因此处理好石灰岩岩溶不良地质条件在本工程中显得尤为重要,本隧道主要采用超前地质预报进行地质探测,及时了解地形情况,在根据所测得的资料来拟定合适的施工方案来解决好石灰岩岩溶问题。
4.1 雷达超前地质预报4.1.1雷达超前地质预报的原理地质雷达与对控雷达在原理上十分相似,是基于地下介质的电性差异,向地下发射高频电磁波,并接收地下介质反射的电磁波进行处理、分析、解释的一项工程物探技术,其探测原理如图1 所示。
图1 地质雷达工作原理示意射体深度;x 为发射机和接收机间的距离;v 为雷达脉冲波速。
由置于隧道掌子面发射天线送入隧道掘进方向的掌子面高频电磁波脉波(主频为数十兆至数百兆乃数千兆赫) , 当其在岩体传播过程中遇到不同目标体(岩石破碎带、溶洞、断层裂隙等) 的电性介面时就有部分电磁能量被反射折向掌子面, 被接收天线接收, 并由主机记录, 得到从发射经岩体界面反射回到接收天线的双程走时t。
当岩体介质的波速已知时,可根据测到的精确t 值求得目标体的位置和深度。
这样, 可对各测点进行快速、连续地探测, 并根据反射波组的波形与强度特征, 经过数据处理得到地质雷达剖面图像。
而通过多条测线的探测, 则可了解隧道掌子面目标体断面分布情况。
4.1.2雷达超前地质预报的检测设备及其优点a检测设备、方法及测线布置对于不同深度、不同岩性的探测目的层与目的物,在应用地质雷达检测时,需选择相应频率的天线和适当的仪器参数。
要探测到较深的地质情况,就必须选用相对较低频率的天线,本次检测选用了100MHz天线。
使用的设备:美国劳雷公司SIR-3000型地质雷达;由于隧道断面场地限制,在隧道上断面采用了连续测试及点测试方法,用100MHz天线进行连续扫描,采集地质雷达图像数据。
具体检测线布置见如下示意图。
在地质雷达图像上,隧道中线点为1个连续短标记;起、终点分别为2个连续短标记。
图 2-1地质雷达测试剖面布置图(面对掌子面)b优点SIR-3000型地质雷达地质超前预报探测系统,采用隧道高频地震反射回波的方法,探查隧道前方围岩的不良地质体(例如:岩体构造破碎带、岩性接触带和岩溶发育带等)。
为隧道的快速掘进、支护材料的提前准备,以及灾害事故的预防提供地质资料与信息。
专门为隧道及地下工程施工超前地质预报研制开发的技术成果,已经经过国内著名隧道专家组评审,鉴定为具有国际先进技术水平。
隧道地质超前预报系统可预报隧道前方200米左右(本数值为中等硬度围岩条件,视当地地质构造有所偏差)的岩性变化、断层、破碎带、岩溶发育带、空洞等,并能计算出上述范围内的纵波、横波速度、波速比,泊松比,相应岩体的动弹模量和剪切模量等岩石力学参数。
TGP206隧道地质超前预报探测系统动态范围大,通过改变偏移距离和激发能量即可实现大范围预报。
TGP206隧道地质超前预报探测系统性能提高突出表现在高分辨能力的增强,即对隧道围岩病害地质体的判释能力的提高方面。
根据隧道地质超前预报和隧道地质检测两个方面的需要,开发出TGP隧道地质预报仪和相关软件处理系统。
该隧道地质超前预报仪器系统既可以进行隧道地质超前预报,扩展配置又可以对开挖过程中未发现的隧道隐蔽病害(如隧底岩溶等)进行检测,和检测隧道围岩的弹性波速度、划分隧道围岩类别,以及检查混凝土衬砌与围岩之间是否存在脱空缺陷等。
这种多功能仪器适应隧道弹性波多项目检测的需要,软件处理系统全部为WINDOWS编程,界面良好,处理中既有自动处理方式,也有手动处理方式,还具有深入分析异常可靠程度的追踪评估功能。
这种功能设计的操作既适应非物探人员,又适应物探或专业人员利用弹性波传播特性对隧道复杂地质条件进行深入的研究。
4.2石灰岩溶隧道4.2.1石灰岩溶形态及其发育条件4.2.1.1石灰岩溶形态由于溶蚀作用和由此引起的机械冲刷坍陷等共同作用的结果,在地表与地下形成的奇特地形形态有十几种,如:溶沟和石芽、溶蚀裂隙、漏斗、溶蚀洼地、落水洞、坡立谷、峰林、干谷、溶洞、暗河等。
4.2.1.2石灰发育阶段可以岩溶发育过程分为4个阶段——幼年期、青年期、中年期、老年期。
(1)发育初期,大多是石芽、溶沟,逐渐发育成溶斗和落水洞,为岩溶发育的幼年期。
(2)岩溶地貌进一步发育,地下洞穴大量发育,并且互相贯通暗河成为一个统一的地下水系统,地下水面以上,溶洞干涸,地下水面以下的洞穴充水,形成地下河,为岩溶发育的青年期。
(3)进一步发育,地面逐渐被蚀低,离地面较浅的溶洞的顶板开始崩塌,地下河的某些段塌顶成为地面河。
岩溶地貌进入中年期。
(4)最后,地下河和溶洞大量崩塌,成为地面岩溶盆地和平原地貌。
此时石灰岩已大量蚀去,石灰岩的残积堆积物发育。
除了溶蚀平原上残留少量的残丘及孤峰,地面起伏很小,形成一个准平原。
为岩溶地貌的老年期。
4.2.1.3石灰岩溶发育条件岩溶的发育条件:具有可溶性岩层;具有足够流量且具溶解能力的水(酸性水);地表水有下渗,地下水有流动的途径。
三者缺一不可!!也就是说,岩溶发育必须是:(1)具有可溶性岩石(如碳酸盐岩、碳酸盐类岩石——石灰岩、白云岩、泥灰岩等;硫酸盐岩——石膏、硬石膏、芒硝;卤盐类岩石——钾、钠、镁盐岩石等);(2)岩石是透水的(风化、节理裂隙发育、褶皱、断裂);(3)水必须具有侵蚀性(一般为酸性水,如溶解CO2的水或富含SO42-);(4)水在岩石中应处于不断的运动状态中。
4.2.2石灰岩溶对隧道工程的危害通过分析岩溶形态的特性及其发育的不均衡性和不规则性,不难看出,岩溶有利用的一面(如观赏旅游价值、岩溶伴生物的医疗价值),但作为一种特殊的地质现象,更主要的是对人们的生活和工程建设构成很大的威胁,给人们的生命财产构成威胁,甚至是灾难,也给隧道及地下工程的建设和使用、维护带来一些列困难。
富水高水压地段的隧道衬砌设计参数选择很难把握;施工阶段的突水、突泥对施工安造成很大威胁,甚至生命的代价,也严重影响施工进度;修建地下工程后,因原岩溶水循环系统平衡破坏,造成地表水系、地貌和生态破坏,甚至造成地表结构物破坏、水资源缺乏等;因岩溶的发育和岩溶管道水、溶蚀物等对隧道结构形成威胁,影响正常使用、运营。
特长隧道岩溶问题是国内外隧道施工中的重大难题。
我国在铁路、公路、水工隧道施工中均遇到了岩溶突水、突泥、顶板溶洞充填物陷落冒顶、底板塌陷等问题,投入了大量的人力、物力、精力来解决和处置这些地质问题,积累了一些经验,取得了一些成效,但仍然发生了一系列问题,甚至是血的教训。
4.2.3石灰岩溶隧道施工中存在的问题在隧道施工过程中,溶洞使得隧道的施工力学动态更为复杂,易造成围岩中应力的过度集中,隧道周边变形量增加,并可能引起隧道开挖中局部围岩的坍塌、掉块,影响隧道施工,直接危及施工人员和机械设备的安全。
若溶洞中存在岩溶水或填充物等,施工过程中常发生的突水、突泥等工程灾害,危及隧道施工的安全,影响隧道施工的进度,一旦施工措施不当,常会使隧道建成后运营环境恶劣,地表环境恶化,给人们的生产和生活造成重大损失。
当前溶洞对隧道工程影响的研究一是有关岩溶区隧道影响范围内岩溶的探测问题;二是研究岩溶隧道灾害的超前预报、灾害的处理措施和岩溶隧道的施工方法等;三是研究不同形态和尺度溶洞引起的隧道稳定性问题,主要研究不同规模、位置的溶洞对隧道位移场、应力场和隧道支护结构内力变化的影响及对隧道施工动态的影响。
这几个方面是相互联系,互相促进的。
由此可见岩溶隧道相关问题的复杂性。
一般岩溶隧道施工中存在的问题有:(1)由于受勘测手段的限制,加上目前处于铁路建设高潮的时期,设计单位不可能在设计时有非常准确的地质资料,所以岩溶地质不一定非常详尽,因此导致在施工中不能提前预知,从而给施工带来困难。
(2)在设计图中能预知岩溶地段,但岩溶的具体形态、位置也有可能与实际不一致,从而造成施工措施不到位而引起的问题。
(3)设计与实际岩溶有较大差别造成的岩溶突泥、涌水等灾害问题。
(4)施工中由于施工方法不当引起的问题。
4.2.4石灰岩溶隧道施工的方法岩溶隧道处于复杂地质条件下,它受天然形成的地质状态(如地应力、地质物理参数、地下水、地质断层等因素)和人工开挖操作(如开挖方式、支护方式、支护时间等因素)影响很大。
由于其所处的地质环境不同,其围岩稳定特性也不同,因此采用的支护方式和开挖方式也就与一般隧道略有不同。
大概而言,在方法中一般开挖工序上有差别,并更多的应用辅助工程措施。
目前隧道的开挖方式主要有:全断面开挖法、台阶法、分部开挖法、导坑法、单侧壁导坑法、双侧壁导坑法等。
全断面开挖法适用于Ⅰ~Ⅲ级围岩;台阶法适用于Ⅲ~Ⅳ级围岩,上下台阶之间的距离,能满足机具正常作业,并减少翻渣工作量;分部开挖法适用于Ⅴ~Ⅵ级围岩,一般环形开挖进尺以0.5~1.5m为宜;导坑法适用于Ⅴ~Ⅵ级围岩,各工序安排紧凑,能保证施工安全;单(双)侧壁导坑法适用于围岩较差、沉降需要控制的隧道。
而支护方式通常采用锚喷、锚网喷、锚喷网架、锚喷网加注浆、钢架支护、钢筋混凝土支护、注浆加固和预应力锚索支护等,实际应用中常常采用多次支护、联合支护等形式。
4.2.5岩溶隧道施工开挖方法岩溶隧道由于处于复杂的工程地质和水文地质条件下,无论是出露溶洞还是隐伏溶洞,其对隧道的结构本身和隧道围岩都有非常不利的影响。
这种影响不仅仅表现在勘察设计阶段,在施工过程中因施工方法的不正确等原因而造成突发性灾害事故。
故对岩溶隧道提倡动态的施工设计,根据现场施工情况的反馈及时有效的指导隧道后续施工。
一般来说隧道施工开挖方法分为明挖法和暗挖法两大类,其中暗挖法按开挖隧道的横断面分部情形来分又可分为全断面开挖法、台阶法、分部开挖法,当然,暗挖法中也包括TBM和盾构法。
对岩溶隧道而言,根据实际情况,可采用的开挖方法有全断面开挖法、台阶开挖法、留核心土台阶开挖法、分部开挖法等。
其在方法上与一般的隧道相似,差异之处在于岩溶区段与非岩溶区段开挖工序上略有不同,并且采取更多的辅助工程措施,但所遵循的原则是一致的。
(一)全断面开挖全断面开挖法是按设计开挖断面一次开挖成型,常适用于Ⅰ~Ⅲ级围岩。
全断面开挖的主要优缺点为:(1)全断面开挖法有较大的工作空间,适用于大型配套机械化施工,施工速度较快,且因工序少和干扰少,便于施工组织和管理。
一般应尽量采用全断面开挖法。
但开挖面较大,围岩相对稳定性降低,且每循环工作量相对较大,因此要求施工单位具有较强的开挖、出渣能力和相应的支护能力;(2)采用全断面开挖,钻爆施工效率较高,采用深孔爆破可加快掘进速度,且爆破对围岩的震动次数较少,有利于围岩的稳定。
但每次深孔爆破震动强度却较大,因此要求进行严格的钻爆设计和控制爆破作业。