加底峒岩溶隧道突泥灾害处治措施研究
加底峒岩溶隧道突泥灾害处治措施

加底峒岩溶隧道突泥灾害处治措施研究摘要: 文章以宜州至河池高速公路加底峒隧道岩溶突泥灾害的工程实例,介绍了灾害处治设计及实施方案,并提出了关于隧道突泥的普遍认识及一些有益的建议。
关键词: 隧道;突泥;处治1工程概况加底峒隧道位于广西河池市境内,处于黔中高原向广西盆地过渡地带,是宜河高速公路工程建设控制工程之一。
该隧道按双向四车道标准设计建设,采用左右分离式。
左线桩号位于zk46+650~zk47+553,全长903m;右线桩号位于yk46+635~yk47+548,全长913m。
隧址地区属于亚热带季风气候区,雨量丰富,夏热期长,河流小溪众多,并相互交叉贯通,岩层主要为白云质石灰岩,岩溶发育,特别是地表浅部溶蚀洼地、落水洞、漏斗成片出现,再加上隧址区处于向斜地质构造,极利于地下水的汇集,且汇集的地下水形成岩溶水使隧道施工的难度加大(如图1)。
图1加底峒隧道右线出口端2突泥灾害发生简介本次涌泥发生在yk47+430处。
从yk47+451开始,掌子面围岩风化严重,有弱夹层、局部有溶腔出现,整体稳定性较差。
当2009年8月18日开挖至yk47+430时,掌子面出现空腔并开始涌泥。
2009年8月21日,施工人员对溶腔内涌出的填充物进行挖除作业,正在对已经挖除完毕的yk47+447处进行初期支护作业时,溶洞内的填充物突然再次失稳外涌。
在8月24日和31日又分别再次发生涌泥,外涌的溶洞填充物将开挖台车、开挖机具、电焊机等掩埋,且开挖台车被溶洞涌泥推至yk47+465(图2)。
前后共发生4次涌泥,方量达4050m3。
现场地质勘察表明,从yk47+484段右侧围岩开始,隧道出现多个大小不一的溶腔,其内填充物均为处于软塑或流塑状态的粘性土。
在施工过程中,发生过数次小规模的涌泥事故,每次涌泥后都做了清除处理。
通过地质勘察发现到yk47+450时溶洞空腔向围岩深部及顶部延伸(图3),且从yk47+450.6开始,右侧拱脚均为溶洞软弱填充物。
浅谈隧道突水突泥处治措施与风险控制

浅谈隧道突水突泥处治措施与风险控制摘要:随着我国西部大开发战略的快速推进,西部地区交通基础建设大幅度展开,长大岩溶隧道建设越来越多。
岩溶地区长大隧道修建过程中,经常遇到突水突泥等大型地质灾害,轻则冲毁机具、贻误工期,重则造成人员伤亡和重大财产损失。
文章首先通过分析万利高速公路长安寨隧道施工中突水突泥发生的原因,然后根据岩溶洞穴的大小及洞穴与隧道部位的关系,制定了岩溶隧道溶洞处治措施以及突水突泥风险控制措施,对岩溶隧道施工中的突水突泥病害治理具有工程使用价值。
关键词:溶隧隧道;突水突泥;处治措施;风险控制0 前言突水、突泥等灾害已成为我国岩溶地区隧道修建中最严重、最常见的地质灾害之一,大规模的突水、突泥不但危及隧道施工安全,影响隧道施工进度,一旦施工措施不当,常会使隧道建成后运营环境恶劣,地表生态恶化,给人们的生产和生活造成重大损失。
在岩溶地区修建隧道工程的主要危害如下:诱发工程灾害和人员伤亡;引起地面塌陷和地表沉降;造成水资源减少和枯竭;导致水质污染。
综合上述,如何规避岩溶隧道工程灾害的发生、控制地面塌陷和地表沉降、减免水资源损失、防范地下水质污染,已成为当前国内外岩溶隧道施工中亟待解决的技术难题。
因此,针对不同的岩溶隧道工程,系统总结岩溶突水突泥机理,进行岩溶突水灾变特征、灾变过程及灾变机理的分析,提出有效的防治对策,确保工程安全优质高效施工,以及保证工程投入后正常运营,都具有十分重要的理论意义和工程使用价值。
1工程概况长安寨隧道位于重庆市万州区长滩镇南侧,距离赶场镇约4km,隧址区属中低山丘陵地貌区。
隧道进口段位于一冲沟的左侧,高程约为294~340m,斜坡坡度22~30°,相对高差46m。
K线隧道出口段位于河流槽谷的左侧,高程约297~316m,斜坡坡度39~41°,局部成陡坎,相对高差19m。
G、J线隧道出口段位于河流槽谷的左侧,高程约279~339m,斜坡坡度37~39°,局部成陡坎,相对高差60m。
隧道岩溶涌水突泥成因分析及整治措施

隧道岩溶涌水突泥成因分析及整治措施[摘要] 在岩溶地区修建隧道时,常遇到突水、涌泥等地质灾害,对人员及财产造成重大的损失。
本文将隧洞岩溶涌水突泥的成因分为地质因素和工程因素两大类,进行了详细的分析,针对不同涌水情况,提出了整治对策,为隧道涌水突泥灾害的分析、治理提供一定的参考。
[关键字] 隧道工程涌水突泥成因整治措施1 前言随着我国隧道、矿山、水利及其它地下工程建设的快速发展,遇到的工程地质条件不断复杂,面临的问题也越来越有挑战性,特别是高压、富水区高埋深岩溶隧道面临高压突水、涌泥的危险,详细地分析了成因,提出相应措施,对隧道岩溶涌水灾害的防治具有很重大的意义。
2 成因分析隧道岩溶突水的实质是地下水原有的输水网络或存储条件受到外界因素的影响而失去平衡而导致失稳的现象,其影响因素众多且复杂,但总体上可分为地质因素和工程因素两大类。
2.1 地质因素(1)地形地貌。
从多个隧道建设中的突水实例调查发现,整个工程的地形地貌条件与突水的发生密切相关:地表岩溶洼地、沟槽地区为雨水等的汇集提供有利条件,而岩溶洼地、槽谷中的落水洞或漏斗使降雨转入地下,成为地下水的补给区。
在隧道横断面上,地形地貌可分平坦型、凸形、山谷正下方平行型、山谷侧下平行型和单斜面型;在纵断面上,地形地貌可分平坦型、凸型、横贯河流型、盆地型和平凸型。
在横断面地形类别中,山谷正下方平行型和侧下平行型隧道的比突水量最大,凸型隧道的比突水量则最小。
从纵剖面来看,横贯河流型、盆地型和平凸型隧道的比突水量最大,平坦型和凸型隧道的比突水量则相对要小很多。
从中可以看出,突水量的大小与地形地貌有较大的关系,在隧道前期勘察过程中应多注意,尽避开可能发生突水的地段。
(2)地层岩性。
大型突水灾害多发生在灰岩、白云岩等可溶岩地层中,地层岩性越纯、单层厚度越大则岩溶越发育,越易形成大型岩溶管道。
在碳酸盐岩中,除化学沉积,还有碎屑沉积,为发育大型含水岩溶管道创造了条件。
中坝岩溶隧道突水突泥施工处治技术研究

中坝岩溶隧道突水突泥施工处治技术研究摘要随着深部地下空间的开发利用,分布有岩溶水的地下工程就比较容易发生涌突水灾害,甚至引发灾害链式反应,进而造成更大的灾难。
因此岩溶突水突泥慢慢地便成为制约地下空间开发利用的主要灾害。
本文结合叙(永)—大(村)铁路中坝隧道施工,对岩溶隧道突水突泥灾害在施工中存在的技术问题以及相关的处理方法进行分析,其结果对于岩溶隧道突水突泥处治工作具有一定的借鉴与指导意义。
关键词岩溶隧道;突水突泥;处治技术1 工程概述在100多年的国内外隧道建设历程中,在岩溶分布的地区,由于岩溶地质的复杂性使得其中潜在的风险因素非常多,特别容易诱发突水突泥等风险事故。
因此,突水突泥必须作为岩溶隧道勘测设计阶段以及施工阶段重点考量的地质灾害现象之一[1-2]。
中坝隧道属于叙(永)—大(村)铁路线,建设在四川泸州市的古蔺县境内,隧道的全长为4001m,隧道最大埋深达415m。
隧道所处区域山高谷深,地形起伏较大,区内岩溶沟槽及冲沟较发育,水流量受季节的影响变化大[3]。
隧道于2010年12月开工,至2012年7月14日,施工至里程D9K55+221,完成隧道开挖1600米,完成衬砌1480米。
2012年7月14日上午11时,掌子面发生高压涌水,至2015年8月,累计发生突泥突水20余次。
2015年8月6日,当施工至D9K55+240,在施作喷浆作业时,废弃的左侧平导发生突泥,突泥填满左侧支洞约150米,正洞178米,右侧救援通道173.5米平均厚度2米。
为尽快完成突泥治理,恢复施工,并确保后期施工安全,经仔细研究提出以下治理措施。
2 突泥突水施工技术方案依据中坝隧道突水突泥灾害情况及前期已施工的处治措施,制定突泥突水灾害处理采用施工泄水导洞、超前释能降压、固结填充物、注浆止水等组合措施,具体的施工工序为:释能降压排水→向填充物注浆→清除突出物→施作止浆墙→左侧导坑开挖→施作大管棚工作室及导向墙→施工大管棚→洞身开挖、支护→临时仰拱及隧底施工→托梁施工→衬砌结构施工→桩基施工。
岩溶地段隧道处理措施

岩溶地段隧道处理措施摘要:在岩溶地质隧道施工中,经常遇到涌水以及大小不同的溶洞影响工程施工问题,本文结合江西省万载至宜春高速公路XX隧道施工过程中的岩溶地质情况,重点探讨了隧道岩溶段断层破碎带、浅埋软弱围岩、隧道偏压、突泥涌水等常见问题采取的处理措施,简单介绍了规模较大溶洞及跨越溶洞区采取的处理措施。
关键词:岩溶地质、隧道、处理措施岩溶是地表水和地下水对溶性岩层经过化学作用和机械破坏作用形成的地下溶蚀现象,不同的岩溶发育成不同的溶洞、裂隙等。
岩溶地段隧道不良地质要素有断层地段、软弱围岩、突泥涌水、冲沟、溶洞及采空区等几个方面。
当隧道穿过可溶性岩层时,有的围岩破碎,容易发生坍塌。
有的溶洞位于隧道底部,充填物松软且深,使隧道基底难于处理。
有时遇到填满饱含水份的充填物溶槽,当隧道掘进至其边缘时,含水充填物不断涌入坑道,难以遏止,甚至使地表开裂下沉,形成“天窗”,隧道的初期支护压力剧增。
有时遇到大的水囊或暗河,岩溶水或泥砂夹水大量涌入隧道.有的溶洞、暗河迂回交错、分支错综复杂、范围宽广,处理十分困难。
正确处理岩溶地质对隧道的施工具有重要意义。
1。
超前地质预报当地质纵断面图上标明前方有断裂破碎带时,采用TGP或TSP地质超前预报系统,用地震反射波法度前方150m范围内围岩情况进行预测。
通过超前预报,及时发现异常情况,预报掌子面前方不良地质体的位置、产状及其围岩结构的完整性与含水的可能性,为正确选择开挖断面、支护设计参数和优化施工方案提供依据,并为预防隧道涌水、突泥、突气等可能形成的灾害性事故及时提供信息,使工程单位提前做好施工准备,保证施工安全,同时还可节约大量资金。
所以隧道地质超前预报对于安全科学施工、提高施工效率、缩短施工周期、避免事故损失、节约投资等意义重大,具有重大的社会效益和经济效益。
若围岩相当破碎时,采用超前探孔探明前面是否存在溶洞、冲沟等;然后结合超前地质预报资料,进行详细分析,制定相应的施工方案。
隧道岩溶涌水突泥病害发展机理及处治方案探究

隧道岩溶涌水突泥病害发展机理及处治方案探究发表时间:2019-01-09T16:11:17.180Z 来源:《防护工程》2018年第29期作者:吕和章[导读] 工程因素、地质因素等均可能成为岩溶隧道涌水突泥现象出现的原因中铁十一局集团第五工程有限公司重庆 400037摘要:工程因素、地质因素等均可能成为岩溶隧道涌水突泥现象出现的原因,人们需要仔细地分析涌水突泥灾害的原因及其特征后,根据实际情况提出较为可行的灾害防治方案,以最大可能地降低灾害发生时的危害。
因此,如何采取最合适的方式对隧道涌水突泥病害进行科学处治是文章关注的重点。
关键词:隧道岩溶涌水突泥病害;发展机理;处治方案探究1工程概况1.1隧道岩溶涌水突泥病害的发生过程某分离式特长隧道,位于A市至B市高速公路上,其中,左、右线长4707m,线间距40m。
动工建设时间为2000年3月1日,竣工时间是2003年11月。
瓦斯及煤、岩溶为主要隧道穿越的不良地质,并有石油、硫化氢和天然气等有害气体含于其中。
在营运后,人们已对隧道展开了数次病害处治。
特别是针对隧道病害,人们于2012年进行了比较全面的整治,包括路面病害、隧道结构性病害、硫化氢有害气体等,此为最近的一次整治。
2014年8月19日22:10,有涌水突泥病害于左线隧道ZK37+187左边沉砂池上部预留孔出现,沉砂池已无法完全容纳涌出物,涌出物中包括泥沙、块石和含较多泥的岩溶水,隧道车道中固体涌出物约长50m;2014年8月22日21:00、2014年9月20日18:03,涌水突泥现象再次于隧道相同区域出现,且每次均比上次涌出更多量物质,类圆球状,呈长途搬运痕迹。
几次涌水突泥现象导致了公路通车中断,但并未使公路上车辆及人员受到损害。
本次隧道突泥涌水的特征有:①突发性。
涌水突泥突然发生,在严重时,会造成开裂内鼓、初支掉块,隧道安全会受到较大影响;②水量大。
涌水突泥来势猛、流程远、涌水量大,并且许多砂砾石会含于其中,使洞中设施有被淹没的可能;③高压性。
隧道溶洞处理方案(10.14)

谢家峒隧道右线溶洞的处理建议北京路桥河都一标项目经理部2011年10月13日谢家峒隧道溶洞处理建议一、谢家峒隧道溶洞情况介绍广西河池至都安高速公路谢家峒隧道是整个项目的主控工程之一,位于广西宜州市龙头乡境内,为分离式隧道,进洞口位于横财峒村西侧,出洞口位于闷水蔸水库一侧。
左线起止桩号为ZK27+735—ZK29+002右线起止桩号为YK27+73—YK29+057由于征拆原因,施工采用从出口都安端进行掘进,截至8 月8 日(已停工),左右线掌子面桩号为左线:ZK28+685进尺317米;右线:YK28+878(大溶洞进口),进尺179 米。
谢家峒隧道出口端在施工中出现了大量的溶洞,估计有些与贯穿隧道底部的地下河有关:4月17日,YK29+045隧道正中底板位置出现溶洞,溶洞长约14 米、宽约13 米、深约35 米,溶洞底部水位高程约为154米,水位在下暴雨时上涨约2米,后经指挥部开会讨论确定采用回填片石先行跨越后继续掘进;4月18日ZK28+958.5进洞右侧出现溶洞,隧道开挖边墙刚好从溶洞边缘穿过,不影响隧道掘进施工,溶洞向右侧延伸约10 米,高约8 米; 5 月12 日,ZK28+952 进洞右侧底板位置出现溶洞,溶洞口直径约3米,深约10米,开挖时落石已将其填满;5月21日,ZK28+842进洞右侧拱腰位置出现溶洞,溶洞规模大,水位随雨天变化,最高水位距离仰拱底仅 4 米; 6 月2日,ZK28+817左侧出现一个溶洞,溶洞规模大,向右洞方向延伸约70 米,溶洞高度从隧道地面起约30 多米,跨度约10米,深约10米。
6月23日,右洞YK28+910拱顶部位发现直径约2米的小溶洞2个;7月1日右洞在YK28+878揭露一最大的溶洞,当时溶腔高出隧道地面约30 多米、跨度约50 米,与左洞ZK28+817溶洞相连通,长约70米,溶洞底有水。
以上就是目前谢家峒隧道所揭露的溶洞,溶洞众多,根据设计院提供的隧道底板的物探资料显示,底部也存在大量的、大小不一的溶洞,足以说明谢家峒隧道出口端是位于溶洞群里通过。
岩溶地区营运隧道常见病害处置方法探讨

岩溶地区营运隧道常见病害处置方法探讨岩溶地区的隧道建设和运营是一项复杂而关键的工程项目。
隧道在长期运营过程中,由于地质条件和自然环境的限制,常常会出现各种病害问题,严重影响隧道的正常运行和安全性。
针对岩溶地区隧道常见的病害问题进行合理的处置方法是非常必要的。
1. 地面塌陷岩溶地区地表容易因为地下溶洞的存在而发生塌陷。
一旦隧道地面发生塌陷,会造成隧道使用困难甚至中断。
处置方法包括:- 定期进行地下勘探和地质监测,及时发现地下溶洞的存在并采取补救措施。
- 加强隧道地基的加固和巩固,例如采用灌浆和地下注浆等技术,提高地基的稳定性。
- 实行定期巡查和维护,及时发现地面的变形和沉降,采取补救措施。
2. 滑坡隧道周围的山体容易发生滑坡,给隧道的使用带来严重危险。
处置方法包括:- 加强山体的监测,建立定期巡查机制,及时发现山体位移的迹象。
- 对容易发生滑坡的山体进行治理,采取爆破、挖掘、钢筋网等技术加固山体。
- 加强排水系统的建设和维护,减少山体滑坡的可能性。
3. 排水问题岩溶地区有较高的地下水位,隧道在建设和运行中容易遇到排水问题。
处置方法包括:- 建立完善的排水系统,包括集水管道和排水泵站等设施,减少地下水位对隧道的影响。
- 定期检查和维护排水系统,保证其正常运行。
- 根据地质条件和降水情况,合理安排排水系统的设计和布置。
4. 沉降由于隧道在岩溶地区的施工和运营过程中,地下水位的变化和地质活动等因素的影响,隧道地面容易产生沉降现象。
处置方法包括:- 加强对隧道地面的监测,及时发现地面的变形和沉降。
- 对发生沉降的隧道地面进行加固和修复,采用灌浆、补土、加固材料等方式进行修复。
- 建立沉降监测和预警机制,及时采取措施避免隧道的进一步损坏。
岩溶地区隧道的常见病害问题需要根据具体情况采取不同的处理方法。
在隧道建设和运营过程中,加强地质勘探和监测,定期进行巡查和维护,及时采取补救措施等措施是确保隧道安全运行的关键。
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加底峒岩溶隧道突泥灾害处治措施研究摘要: 文章以宜州至河池高速公路加底峒隧道岩溶突泥灾害的工程实例,介绍了灾害处治设计及实施方案,并提出了关于隧道突泥的普遍认识及一些有益的建议。
关键词: 隧道;突泥;处治1工程概况加底峒隧道位于广西河池市境内,处于黔中高原向广西盆地过渡地带,是宜河高速公路工程建设控制工程之一。
该隧道按双向四车道标准设计建设,采用左右分离式。
左线桩号位于ZK46+650~ZK47+553,全长903m;右线桩号位于YK46+635~YK47+548,全长913m。
隧址地区属于亚热带季风气候区,雨量丰富,夏热期长,河流小溪众多,并相互交叉贯通,岩层主要为白云质石灰岩,岩溶发育,特别是地表浅部溶蚀洼地、落水洞、漏斗成片出现,再加上隧址区处于向斜地质构造,极利于地下水的汇集,且汇集的地下水形成岩溶水使隧道施工的难度加大(如图1)。
图1加底峒隧道右线出口端2突泥灾害发生简介本次涌泥发生在YK47+430处。
从YK47+451开始,掌子面围岩风化严重,有弱夹层、局部有溶腔出现,整体稳定性较差。
当2009年8月18日开挖至YK47+430时,掌子面出现空腔并开始涌泥。
2009年8月21日,施工人员对溶腔内涌出的填充物进行挖除作业,正在对已经挖除完毕的YK47+447处进行初期支护作业时,溶洞内的填充物突然再次失稳外涌。
在8月24日和31日又分别再次发生涌泥,外涌的溶洞填充物将开挖台车、开挖机具、电焊机等掩埋,且开挖台车被溶洞涌泥推至YK47+465(图2)。
前后共发生4次涌泥,方量达4050m3。
现场地质勘察表明,从YK47+484段右侧围岩开始,隧道出现多个大小不一的溶腔,其内填充物均为处于软塑或流塑状态的粘性土。
在施工过程中,发生过数次小规模的涌泥事故,每次涌泥后都做了清除处理。
通过地质勘察发现到YK47+450时溶洞空腔向围岩深部及顶部延伸(图3),且从YK47+450.6开始,右侧拱脚均为溶洞软弱填充物。
该溶腔呈上大下小倒喇叭形,上部长约30m,下部长约20.6m,因此该溶腔的面积和跨度均较大。
经过对现场监控量测数据及对场区地质条件的分析,发现灾害前期曾多天降雨,致使地表水经基岩裂隙等通道进入溶腔中,使得溶腔内填充物成为软塑或流塑状,而且造成岩溶内水头压力过大。
当施工掘进中揭露溶腔时,导致溶腔内填充物突然涌入隧道,诱发了此次突发性的灾害。
图2 突泥现场图3 溶洞向顶部发育3灾害的处治3.1制定方案现场堆积了4050m3突泥物,无法形成处治的良好施工平台。
由于隧道处于富水区,基岩裂隙水和岩溶水的补给很强,这将导致荣腔内压力迅速增大。
而对岩溶水的处理原则是宜疏不宜堵[3]。
而且堆积物容积太大,自重力也大。
若采取常用的封堵固结法措施则很可能会引起溶腔内压力骤增从而产生高应力,这将对隧道后期施工和营运造成“潜伏性”的隐患[4]。
因此决定采取应力释放的方法。
通过对该隧道的地质特征及前期发生的突泥的特点进行仔细分析,并结合以往大规模涌水突泥事故后围岩能暂时自稳的工程经验,作出了“先除泥加固、再除泥、后处治”的处治方案。
3.2 对影响段进行加固涌泥的挤压和冲击作用,导致YK47+452~YK47+450.6段的拱架已经完全变形。
为了加强隧道的结构稳定性,故先对影响段(YK47+465~YK47+450.6)段进行加固。
加固之前首先将该段的涌泥清除完毕,再进行施作。
具体措施如下:(1)为了保证施工安全,首先采用C25喷射混凝土对溶腔岩面进行初喷,喷层面积为:长×高=22m×8.5m=187m2,厚度为5cm,一共需要喷射混凝土187m×0.05m=9.35m3。
(2)将该段因为涌泥而被损坏的初期支护进行拆除,并对YK47+465~YK47+450.6段进行加强支护,采用I20a工字钢支护,钢拱架按0.5m/榀进行施工。
(3)对于初支拱架背后至溶腔岩壁之间的空腔,采用C25泵送混凝土进行填充,填充厚度为2m。
3.3清除YK47+450~YK47+430段涌泥为了释放溶腔内的高应力和对该溶腔段进行套拱施作,需针对空腔内及涌出堆积物进行释放并清除涌泥,具体从YK47+450开始。
为了防止填充物一次性全部下涌,采取先墙体加封闭固结再开挖的方法,具体措施如下(图4):(1)施作砂袋墙。
分别在掌子面堆渣体左右拱脚处沿纵向开挖排水沟进行排水。
先制作一高为2m的稳固施工平台,然后用砂包袋对掌子面堆渣体进行加固、填筑,从而对掌子面形成反压,同时发挥临时性挡土墙的作用。
砂袋的数量根据实际需求和施工平台的尺寸而定,但是砂袋墙的堆砌高度始终保持高于渣面以防塌块伤人[5] 。
(2)对掌子面进行封闭。
将掌子面中的土质、淤泥质部分用C25喷射混凝土进行封闭,喷层厚度为20cm,从而使整个掌子面形成一个完全封闭面,起到止浆墙的作用。
同时在堆渣体周围沿纵向上安设Φ22锚杆,并张挂钢筋网,目的是防止上部落石滚落或滑落而对施工造成安全威胁[6]。
(3)进行固结。
根据劈裂灌浆原理,采用水泥-水玻璃双液注浆方法,利用该种浆液速凝且凝固时间可控,浆液结石率高,结石体强度大的特性[7],决定采用水泥-水玻璃双液注浆。
用60×6mm长度为8m的长导管在掌子面范围内进行双液注浆,同时对掌子面周边堆渣进行固结,初定比例为1:0.7(导管布设间距根据现场试验所得的注浆扩散有效半径确定;1为水比例,0.7为水玻璃与水泥浆结合的比例,水泥与水玻璃的比例按照现场施工注浆一个循环所需要的工作时间根据试验室最终试验结果确定)。
(4)开挖涌泥。
开挖掘进过程中严格遵循“短进尺、强支护、快闭合”原则,开挖时采用“三台阶”进行施工。
第一个台阶的高度不宜大于3m,每次开挖落底时对拱底围岩情况进行钻探,如遇淤泥质,则在拱底设置Ф42×4,长度为4.5m,梅花形布置,间距为50cm×50cm小导管注浆设置拱底止浆带,先对拱底进行固结,然后开挖,开挖时预留3m左右的止浆带,保证泥浆不会由拱底冒出。
直至开挖完毕后,在拱底进行固结处理。
开挖时保留4~5m的止浆墙厚度,待开挖完前方3m的固结体后,及时重新设置止浆墙,即重新布孔进行下一个循环的注双液浆。
(5)重复上述施工,直到把涌泥基本清除完毕。
图4 施作砂袋墙3.4对溶腔段进行处治在对后方影响段及涌泥进行处治后,再对中间溶腔段进行处治。
考虑到该溶腔面积大,跨度大,且从YK47+450.6开始,右侧拱脚均为溶洞软弱填充物,因此决定采用套拱技术对该处溶腔(YK47+450.6~YK47+430)进行过渡处理(图5)。
具体处理如下:(1)首先施作套拱基础:自隧道右侧拱脚初期支护外轮廓线向外开挖2m,且自隧道右侧拱脚向下开挖1.5m,纵向长度为20.6m(YK47+450.6~YK47+430),采用C25混凝土分2~3次浇注。
具体浇注尺寸为:长×宽=1.5m×2.8m。
(2) 在套拱基础顶部预埋Φ25钢筋用于连接套拱I20a工字钢拱架。
具体方法:对应着套拱拱架,在纵向从YK47+450.6开始每隔0.5m预埋Φ25钢筋,钢筋埋于混凝土中60cm,外露40cm。
(3)在YK47+450.6~YK47+430段,按0.5m/榀安装I20a工字钢套拱拱架。
套拱拱架左侧拱脚:对应每榀拱架在左侧拱脚设置1根L=3mф22药卷式锁脚锚杆;套拱拱架右侧拱脚:拱脚安放在套拱基础顶,与预埋好的ф25钢筋焊牢。
(4)拱架之间采用ф25钢筋做纵向连接筋,环向间距1米。
(5)用ф8钢筋网(100mm×100mm)布于套拱拱架外侧并与I20a工字钢拱架焊接牢固。
(6)在套拱顶部沿纵向每隔4米预埋一根ф150钢管,L=4.7m,钢管上部端头露出套拱顶面2.5m,下部端头沿隧道径向露出隧道初期支护内沿10cm,用于以后向套拱顶部输送2.5m厚的砂子缓冲层,以缓冲溶洞顶部坠落物对套拱产生的巨大冲击力。
(7)喷射C25早强混凝土将I20a钢拱架与钢筋网连成一体,厚度为26cm,有效保障隧道正拱施工安全并兼做套拱混凝土外模。
(8)在套拱外缘按纵向2m/环间距布设ф100透水盲管(L=25.6m),盲管与排水孔连通,通过排水孔将溶腔内汇水排至初期支护外,汇入隧道正洞排水系统。
(9)为了确保本段套拱安全、可靠,在正洞拱顶外(套拱内)15cm处,布设单层钢筋网:主筋,ф22@25cm;分布筋,ф10@25cm。
(10)从YK47+450.6开始在隧道正洞初期支护中预埋钢管:注浆管:ф150钢管,L=1.86m,环向间距3m、纵向间距3m,用于泵送C25套拱混凝土;排气管:ф150钢管,L=1.96m,纵向间距3m,只设置在拱顶。
(11)泵送C25混凝土浇注套拱(厚度150cm),浇注时采用分段浇注的方法,即:每2~3m为一个循环。
图5 套拱施工示意图4处治结果及结论通过实施上述处治方案,安全地通过了加底峒右线出口岩溶段。
在此次灾害的抢险处治过程中,认识到在高压、富水、岩溶地层中进行隧道施工时,一定要充分考虑到岩溶发育的复杂性,周围环境条件的诱发性和地下工程的隐蔽性。
(1)在岩溶地区进行隧道建设,应重点做好施工前期的地质勘探分析,并在施工阶段做好地质超前预报工作。
(2)不良地质体后方已开挖围岩所出现的不良地质现象对不良地质体的出现具有预测性。
(3)发生涌泥时,围岩应力场将发生改变并将重新分布,在围岩应力稳定前,都有可能再次发生涌泥;(4)涌水突泥灾害具有突发性,但在大规模涌泥后,围岩往往仍具有暂时自稳性。
但组织处治施工时,相对于“及时性”原则而言,更应该遵循“适时性”原则,这也是新奥法最核心的思想。
(5)当不宜采取封堵封闭的措施时,采取释放应力的方法也是可行的。
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