膨胀性围岩隧道

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隧道围岩级别划分和判定

隧道围岩级别划分和判定

隧道围岩级别划分与判定隧道围岩分级就是评定围岩性质、判断隧道围岩稳定性,作为选择隧道位置、支护类型的依据和指导安全施工。

1 国标《锚杆喷射混凝土支护技术规范》围岩分级1.1围岩分级围岩级别的划分应根据岩石坚硬性岩体完整性结构面特征地下水和地应力状况等因素综合确定并应符合表1.1规定。

注1 围岩按定性分级与定量指标分级有差别时一般应以低者为准。

2 本表声波指标以孔测法测试值为准如果用其他方法测试时可通过对比试验进行换算。

3 层状岩体按单层厚度可划分为厚层大于0 .5m中厚层0 .1~0 .5m薄层小于0 .1m4 一般条件下确定围岩级别时应以岩石单轴湿饱和抗压强度为准当洞跨小于5m,服务年限小于10 年的工程确定围岩级别时可采用点荷载强度指标代替岩块单轴饱和抗压强度指标可不做岩体声波指标测试5 测定岩石强度做单轴抗压强度测定后可不做点荷载强度测定。

3公路隧道围岩分级3.1公路隧道围岩分级围岩级别可根据调查、勘探、试验等资料、岩石隧道的围岩定性特征、围岩基本质量指标(BQ)或修正的围岩质量指标[BQ]值、土体隧道中的土体类型、密实状态等定性特征,按表3.1确定。

当根据岩体基本质量定性划分与(BQ)值确定的级别不一致时,应重新审查定性特征和定量指标计算参数的可靠性,并对它们重新观察、测试。

在工程可行性研究和初勘阶段,可采用定性划分的方法或工程类比方法进行围岩级别划分。

注:本表不适用于特殊条件的围岩分级,如膨胀性围岩、多年冻土等。

3.2围岩分级的主要因素公路隧道围岩分级的综合评判方法采用两步分级,并按以下顺序进行: (1)根据岩石的坚硬程度和岩体完整程度两个基本因素的定性特征和定量的岩体基本质量指标(BQ),综合进行初步分级。

(2)对围岩进行详细定级时,应在岩体基本质量分级基础上,考虑修正因素的影响修正岩体基本质量指标值。

(3)按修正后的岩体基本质量指标[BQ],结合岩体的定性特征综合评判,确定围岩的详细分级。

膨胀围岩压力名词解释

膨胀围岩压力名词解释

膨胀围岩压力名词解释
膨胀围岩压力是指在岩体中存在膨胀性岩石或含有膨胀性物质的情况下,由于
膨胀作用产生的岩石内部应力。

膨胀围岩压力是岩体工程中一个重要的概念,特别是在地下建筑、隧道和矿山
开采等领域。

膨胀性岩石在受到水分浸泡或温度变化等外力作用时,会发生体积扩大的现象,进而产生内部应力。

这些应力对于岩石的力学性质和岩体的稳定性具有重要影响。

膨胀围岩压力的大小取决于多种因素,包括膨胀性岩石的类型、含水量、温度
变化等。

在实际工程中,需要对膨胀围岩压力进行准确的测量和分析,以评估岩体的稳定性和确定合适的支护措施。

为了应对膨胀围岩压力带来的工程问题,工程师们采取了一系列的对策。

例如,在地下工程中,可以通过合适的支护结构和加固措施来控制围岩膨胀压力的影响。

此外,岩石的预处理和合理的施工方法也可以减少膨胀围岩压力对工程造成的影响。

综上所述,了解膨胀围岩压力的概念及其对岩体工程的影响是非常重要的。


过准确的测量和分析,我们可以采取合适的措施来应对这一问题,确保工程的安全和可靠性。

隧道围岩分级

隧道围岩分级

岩爆是高应力地区地下洞室中围岩脆性破坏时,应变能突然释放造成的一种动力失稳现象,属于高应力地区洞室开挖中常见的一种地质问题。

在隧洞开挖过程中,围岩突然破坏,并把破坏后的岩石弹射出来,有时伴发出响声,轻微的呈片状弹射,严重的可将巨石猛烈抛出,甚至抛出数以吨计的岩片和岩块,威胁人身和设备安全,影响施工进度。

岩爆多呈两种破坏形态:一是劈裂破坏,二是剪切破坏。

劈裂破坏属于低应力时围岩的脆性破坏, 其断裂面与孔口边界平行,断裂面呈劈裂状.由于围岩出现断裂时只有断裂面释放能量,断裂面产生的能量在裂缝开展中消耗一部分,有一部分将转移到附近的岩体上,因此转化成喷射岩石的动能不多,劈裂破坏的岩爆较弱。

剪切破坏是高应力条件下岩石的极限强度破坏。

洞口岩石破坏呈两条相交的对数螺旋线形,直壁孔口的极限破坏呈楔形(这与实际发生岩爆后的岩爆坑相符),反映发生这种破坏时的围岩应力已经达到了极限状态,当岩石达到极限强度造成不稳定状态时,不仅破坏区岩石释放能量比破裂时多,而且破坏区以外也有一部分岩石发生应力降,也要释放能量,因而有较大能量转化为动能,造成岩石出现强烈的弹射现象。

岩爆的防治措施:针对可能发生岩爆的强度和规模,采用加强施工监测和预报分析,调整施工方法,进行喷锚支护和安全防护等措施,减轻岩爆的烈度,避免人员和设备的损伤,保证施工进度。

膨胀性围岩隧道工程病害述评

膨胀性围岩隧道工程病害述评

素喷 、 网喷 、 喷等方 法加 固, 直墙 衬砌 结构 , 锚 对 采取 在拱脚 和边
墙打设锚 杆加固 ; 加强衬砌 工作缝 的防水 、 增设盲沟及 侧沟排水 。 整治达 5 年之 久 . 虽经 多次 整治 费用 达上亿元 , 但仍未 根除病 害。
1 2 崔 家 沟 隧 道 ( 路 单 线 , 长 3 3 m) . 铁 全 84 : 膨 胀 性 围 岩 种 类 : 质 页 岩 、 砂 岩 页 岩 和 砂 质 互 层 , 体 风 泥 粉 岩
化颇 重 。
: o世纪 5 ~7 O 0年代 , 国在膨胀 性围岩 中采用 传统法修 建 我
铁 路 隧 道 也遇 重 大 困 难 , 隧 道 旌工 中 出现 围 岩 膨 胀 坍 塌 、 压 . 在 挤
膨 胀 性 嗣 岩 物 理 力 学 指 标 : 胀 量 6 ~ 3 ; 胀 0 2 ~ 膨 5 膨 .5
关键 词 : 膨胀 性 围岩 ; 计 施 工 ; 害 分 析 设 病
膨胀性 围岩通 常是 指 含有 蒙脱 石 、 岭 土 等 矿 物 的软质 岩 高 石 , 水 膨 胀 . 水 收 缩 和 往 复 胀 缩 变 形 的 围 岩 。 常 见 膨 胀 性 岩 吸 失 石种类有 : 灰岩 、 岩 、 质砂 岩 、 质页岩 、 灰 岩 、 土岩 、 凝 泥 泥 炭 泥 粘 云 母 岩 、 枚 岩 、 纹 岩 等 , 类 围 岩 抗 压 强 度 较 低 , 轴 抗 压 强 度 干 蛇 这 单 在 3 MP 0 a以下 , 理 裂 隙 较 为 发 育 , 有 一 定 的裂 隙 水 。膨 胀 性 节 含
其 严重 的, 出现 的种种病 害情 况表 明 , 从 必须提 高对膨 胀性 围岩 的认 识 , 改进 施 工方 法和 针对 围岩 情 况 , 计 合理 的结 设

【专业知识】隧道工程知识:膨胀土围岩对隧道施工的危害

【专业知识】隧道工程知识:膨胀土围岩对隧道施工的危害

【专业知识】隧道工程知识:膨胀土围岩对隧道施工的危害【学员问题】膨胀土围岩对隧道施工的危害?【解答】由于膨胀土围岩的特殊工程地质性质及其围岩压力特性,使膨胀土的隧道围岩具有普遍开裂、内挤、坍塌和膨胀等变形现象。

膨胀土隧道围岩变形常具有速度快、破坏性大、延续时间长和整治较困难等特点。

施工中常见的几种情况,简述如下:(1)围岩裂缝:隧道开挖后,由于开挖面上土体原始应力释放产生胀裂;另外,因为表层土体风干而脱水,产生收缩裂缝。

同时,两种因素都可以使土中原生隐裂隙张开扩大。

沿围岩周边产生裂缝,尤其在拱部围岩容易产生张拉裂缝与上述裂缝贯通,形成局部变形区。

(2)坑道下沉:由于坑道下部膨胀土体的承载力较低,加之上部围岩压力过大,而产生坑道下沉变形。

坑道的下沉,往往造成支撑变形、失效,进而引起土体坍塌等现象。

(3)围岩膨胀突出和坍塌:膨胀土开挖过程中或开挖后,围岩产生膨胀土变形,周边土体向洞内膨胀突出,开挖断面缩小。

在土体丧失支撑或支撑力不够的状态下,由于围岩压力和膨胀压力的综合作用,使土体产生局部破坏,由裂缝发展到出现溜塌,然后逐渐牵引周围土体连续破坏,形成坍塌。

(4)底鼓:隧道底部开挖后,洞底围岩的上部压力解除,又无支护体约束的条件下,由于应力释放,洞底围岩产生卸荷膨胀;加之坑道积水,使洞底围岩产生浸水膨胀。

因而造成洞底围岩鼓出变形。

(5)衬砌变形和破坏:在先拱后墙法施工中,拱部衬砌完成后至开挖马口的这段时间,由于围岩和膨胀压力,常常产生拱脚内移,同时发生不均匀下沉,拱脚支撑受力大,发扭曲、变形或折断。

拱顶受挤压下沉,也有向上凸起。

拱顶外缘经常出现纵向贯通拉裂缝,而拱顶内缘出现挤裂、脱皮、掉块现象。

在拱腰部位出现纵向裂缝,这些裂缝有时可发展到张开、错台。

当采用直墙时,边墙常受膨胀侧压而开裂,甚至张开、错台,少数曲墙也有出现水平裂缝的情况。

当底部未做仰拱或仅做一般铺底时,有时会出现底部鼓起,铺底被破坏。

以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成,供参考,如有问题请及时沟通、指正。

某膨胀性围岩地层铁路隧道仰拱上拱原因分析及整治

某膨胀性围岩地层铁路隧道仰拱上拱原因分析及整治

某膨胀性围岩地层铁路隧道仰拱上拱原因分析及整治谭永庆【摘要】The FC tunnel of designed speed of 250 km/h and double-block ballastless track is 10649 m in length and it located in inter-bedded strata of lower cretaceous mudstone and sandstone. After track-laying, various degrees of heaving appeared in local paragraphs, resulting in separation of track beds from surface layer of the invert, cracks in inverted arch and filling layer, and changes of track geometry. This paper analyzes the causes of the heaving of the inverted arch by means of field investigation, basal drilling, sampling test and local test probe. According to defects conditions and construction progress, inverted arch rework, basal drilled pile reinforcement and the reinforcement of bolt are used to treat the defects and ensure line service.%某隧道长10649 m,设计行车速度250 km/h,采用双块式无砟轨道结构,洞身通过地层主要为白垩系下统泥岩,局部夹薄层砂岩;在铺轨完成后,隧道局部段落基底出现不同程度上拱,导致无砟轨道道床板与仰拱填充表层脱空,仰拱及填充层开裂,轨道结构几何状态发生变化.通过现场调查、基底钻探、取样化验及局部破检探查等手段,查找、分析病害原因,根据病害情况及整治工期要求,分别采取仰拱返工、基底钻孔桩加固或锚杆加固等方式进行处理,如期完成了整治,确保线路开通运行.【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2017(061)007【总页数】4页(P146-149)【关键词】铁路隧道;仰拱;上拱;泥岩;膨胀性;整治【作者】谭永庆【作者单位】中铁第一勘察设计院集团有限公司,西安 710043【正文语种】中文【中图分类】U457+.2仰拱对维持隧道结构的整体稳定有着十分重要的作用[1],尤其是在泥岩等膨胀性围岩地层中,因此,在泥岩地层中修建隧道必须重视仰拱的设计与施工,充分考虑其危害,及时采取有效的措施,防止病害的发生。

大坂TBM开挖隧洞强膨胀性泥岩组份结构及力学特性

大坂TBM开挖隧洞强膨胀性泥岩组份结构及力学特性

大坂TBM开挖隧洞强膨胀性泥岩组份结构及力学特性作者:尚彦军章跃林孙元春曲永新曹小红来源:《新疆地质》2020年第02期摘要:TBM开挖中遇膨胀岩发生卡机等问题,是制约施工速度和机械安全的重要地质因素。

针对大阪引水隧洞穿越中侏罗统西山窑组(J2x)泥质岩时发生多次卡机,刀盘被掩埋等问题,开展了泥质岩粘土矿物组份、微观结构研究。

通过测试粉砂质泥岩、泥岩和碳质泥岩物理水理指标(比表面积、蒙脱石含量、干燥饱和吸水率),评价膨胀程度。

据碳质泥岩工程力学参数(膨胀力、岩石强度)实验,得到力学强度。

研究发现,J2x3~J2x4 3类泥质岩中,劈理化碳质泥岩为强膨胀岩,膨胀率为9.85%,膨胀力为250 kPa。

挤压构造作用下,破劈裂发育和高蒙脱石含量(34.47%)决定了其强的膨胀特性。

重塑样抗压强度0.36 MPa,属极软岩。

基于此,采用二次加固、重型管片等变更设计方案,工程取得成功。

关键词:TBM;西山窑组;碳质泥岩;膨胀;蒙脱石膨胀岩属劣质岩,岩层多为薄层和中厚层状。

裂隙发育,多被灰白、灰绿色等富含蒙脱石物质充填[1]。

岩石膨胀机理在于阳离子水化使矿物晶体膨胀,双电层渗透压使颗粒间膨胀等。

2∶1型三层结构型粘土矿物,蒙脱石比表面积是伊利石的10倍,高岭石的80倍,具很强的吸水膨胀特性[2,3]。

通常岩石中有效蒙脱石含量小于10%为非膨胀,10%~15%为弱膨胀,15%~25%为中等膨胀,大于25%为强膨胀[4]。

膨胀性矿物蒙脱石常以混层形式出现,混层比(蒙脱石占混层矿物总数百分比)大小决定膨胀程度强弱[5]。

来源于南水北调中线工程潞王坟段浅层强风化膨胀岩方块样,位于大气影响急剧带,其物性指标、力学特性、膨胀特性较客观地反映了强风化膨胀岩基本特性,即饱和快剪内聚力及内摩擦角都很小[6]。

神延线(神木-延安)某浅埋隧道施工中发现,成洞衬砌距进口约27 m处发生沿隧道纵轴方向长约24 m、宽313 mm裂缝,7天内裂缝宽度发展至517 mm,是由于灰黄色泥岩中含大量蒙脱石所致[7]。

简析膨胀性围岩隧道施工中的临时仰拱

简析膨胀性围岩隧道施工中的临时仰拱

简析膨胀性围岩隧道施工中的临时仰拱1 引言膨胀性围岩通常是指含有蒙脱石、高岭土等矿物的软质岩石,吸水膨胀,失水收缩和往复胀缩变形的围岩。

这类围岩抗压强度较低,被水浸湿后,裂隙回缩变窄或闭合,强度迅速降低,吸水的同时围岩产生体积膨胀,对隧道支撑和衬砌产生膨胀压力。

在膨胀围岩段进行隧道开挖施工过程中,围岩产生的膨胀压力会对已完成的初期支护结构产生影响,当膨胀压力过大时,初期支护结构向隧道内侧的变形量就会过大侵入二衬界限。

如果膨胀性围岩短期内接受到大量水源的补给,相应区域内围岩的软化程度会变高,突变的膨胀压力过大会造成初期支护结构的破坏,围岩会因为失去自稳能力而形成塌方。

因此在膨胀围岩区段内进行隧道开挖施工的难度较大。

在杉阳隧道膨胀围岩段进行隧道开挖施工时采用了一系列综合措施处置膨胀围岩可能产生的危害,其中临时仰拱作为施工辅助措施是抵抗膨胀压力减少变形最有效的办法之一,这种方法施工工艺简单实用,能够实现较好的施工效果。

2 工程概况大瑞铁路杉阳隧道位于云南省永平县境内,地处横断山脉滇西纵谷地带,地形切割强烈,距澜沧江活动断裂带约2km,通过区域为中山构造剥蚀地貌,地形起伏大,相对高差约1080m,隧道施工主要穿越上白垩系砂岩、石英砂岩夹砾岩、侏罗系泥岩、砂岩夹石英砂岩、板岩及泥灰岩。

杉阳隧道出口段穿越泥岩,砂岩。

岩质较软,岩性变化快且频繁,该段位于板块缝合带—澜沧江断裂带及影响带,受构造影响,隧道岩体破碎疏松,有利于地下水的运移,基岩裂隙水发育,泥岩遇水后膨胀,软化失稳。

3 施工方法杉阳隧道出口端正洞开挖至DK102+392时,揭示掌子面为Ⅴ级围岩,泥岩为主,线路左侧方向出露炭质泥岩,在进行该区段隧道开挖施工时,采取了加强超前支护及初期支护强度,初期支护钢架预留变形量,设置临时仰拱等工程措施,具体施工方法如下:1、在隧道开挖前采取综合地质预报技术手段,对掌子面前方的围岩进行初步判识和解读,一般采用TSP203、红外探水、超前水平钻钻芯取样等方法,当确认前方围岩为膨胀性围岩时,则按照膨胀围岩段的施工方法进行施工。

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膨胀性围岩隧道施工膨胀岩具有吸水膨胀的特性,其工程地质特征不同于一般围岩,而具有特殊性和复杂性,是当今岩石力学领域中难题之一。

在此环境中修建隧道,多发生洞内围岩膨胀突出、支撑变形、坍塌、衬砌开裂等现象,据此需确定膨胀性围岩的分级以及判定标准、开挖、支护、防排水、二次衬砌以及监控量测等方法及手段。

8.1膨胀性围岩分类根据产生膨胀的原因,分为三种类型,即吸水膨胀、风化膨胀和应力释放引起的膨胀。

吸水膨胀:含有蒙脱石、高岭土等粘土矿物的软岩、变质岩等岩层,吸水后会呈现明显的膨胀性。

风化膨胀:隧道开挖后围岩接触外界空气引起风化现象,随着岩石的剥落、崩坏而发生膨胀性。

地应力释放引起的膨胀:在地应力、地形和地质构造运动等作用下,而使岩层内部形成地应力,由于隧道开挖而得到释放,当地应力大而围岩强度低时,则隧道会出现膨胀围岩压力。

8.2膨胀性围岩判别标准根据《铁路膨胀岩技术规范》规定,膨胀岩按其膨胀性的大小可划分为弱膨胀岩、中等膨胀岩、强膨胀岩三级。

只要符合表8.1中的任两项指标即可进行定级。

表8.1 膨胀岩的分级指标表8.3开挖方法遵循新奥法原理,运用锚喷支护,支护体系尽早封闭成环,重视仰拱作用,加强防排水,减少对围岩的扰动和爆破时间等手段是进行膨胀岩隧道施工的有效途径。

831开挖方法由于膨胀岩隧道的特点,开挖尽量以最大限度地减少对围岩不扰动为原则,选用钻爆法开挖,宜一次成型(全断面开挖);当一次成型有困难时采用分部开挖,如台阶法、侧壁导坑法、中隔壁法等,采用分部开挖时,各开挖工序的各个阶段必须保持稳定。

831.1台阶法分上下两个台阶,断面分块少,互相干扰也小,台阶长一般采用<1〜1.5倍隧道开挖宽度。

锚喷支护能尽快封闭围岩,可有效地控制上台阶围岩变形。

如拱部断面扁平则受力不利,尤其开挖下台阶时,拱脚喷层悬空,将引起拱部围岩和支护下沉,拱脚向洞内变形,施工时采用临时仰拱或横撑将拱脚顶紧,形成拱部临时封闭结构,防止拱部过大变形。

为减少对装碴运输的干扰和便于拆除,临时仰拱宜采用喷射混凝土、型钢或拼装式结构。

当围岩自稳性能差,初期支护需尽早闭合,宜采用超短台阶法施工,台阶长宜<3〜5m若隧道断面大,采用 多台阶法施工。

台阶法施工参见图 8-1。

831.2侧壁导坑法 运用该方法可防止拱 部支护下沉,尤其在浅 埋、大跨、软弱膨胀性围 岩对控制地表沉陷更为 有效,但缺点是开挖左右导坑、扩大、挖底等分块过多,围岩受多次 开挖扰动,而引起岩体松驰,且全断面闭合时间较长,易产生边墙向 洞内变形和底鼓,对此选用长锚杆和临时仰拱的办法解决。

侧壁导坑法施工参见图8-2。

831.3拱脚侧导坑台阶法 在拱脚附近开挖超前小 导坑,并迅速用混凝土将其填 好,使坑道相互干扰小,且混 凝土块可以防止侧壁挤入和 拱部支护下沉。

但导坑内回填 的混凝土需部分凿除,混凝土 块未凿除前,导坑无法继续前 进。

此方法安全可靠,但速度图8-2侧壁导坑法示意图图8-1台阶法施工示意图可缩支撑1 2 3 4 5 —开挖顺序慢、造价高,在膨胀压力很大时才考虑采用表8-2 预留变形量分级弱膨胀岩 中等膨胀岩强膨胀岩 预留变形量(cm )1015> 20注:强膨胀岩应由计算确定,但不得小于 20cm8.3.3钻爆法开挖米取的技术措施在膨胀性围岩中爆破时,应尽量减小对围岩的扰动。

为减少爆破 震动对围岩的扰动,米取下列措施:短进尺、多循环、光面爆破和预裂爆破;土质或软弱围岩采用人 工配合风镐开挖;开挖断面尽量圆顺,中间部分采用钻爆法开挖,周 边则采用风镐开挖,尽量减少爆破震动对围岩稳定的影响; 为减少水 对围岩的作用,采用无水钻爆作业,用电钻打眼;采用分部开挖时, 必须坚持各开挖工序的各个阶段的稳定性;设臵吸能变形层。

8.4膨胀岩隧道的支护采用新奥法原理,膨胀岩的支护遵循以下原则:在不使围岩丧失-4 -拱脚侧壁导坑台阶 法施工参见图8-3。

832预留变形量 膨胀岩隧道开挖断 面应预留变形量,其量 值视膨胀岩性质、埋深、施工方法、支护条件等, 采用工程类比法确定; 也可按表8-2选用。

锚杆L=6.0m 鮎3根1 0.7m喷混凝土衬砌1 2 3开挖顺序200H图8-3 拱脚侧导坑台阶法示意图极限平衡和失稳条件下,允许围岩有足够变形;支护变形特征适应围岩膨胀速率的变化;支护变形特征适应围岩膨胀收敛持续时间。

膨胀岩隧道的初期支护由喷射混凝土、锚杆、钢筋网、钢架或可缩式钢支撑等组成,必要时在喷射混凝土内加入钢纤维或增设钢筋网。

为了保证结构的完整性,并能抵抗膨胀岩的底鼓力,要求膨胀岩隧道的钢架采用封闭型钢架,在膨胀压力较大的隧道中多数采用可缩式钢架,但也使用格栅钢架,因为它有钢材利用较合理、与混凝土粘结牢的特点。

841支护参数初期支护参数的大小,根据设计或以往类似的经验确定。

参照表8-3单线膨胀岩隧道初期支护参数表及表8-4双线膨胀岩隧道初期支护参数表。

表8-3单线膨胀岩隧道初期支护参数表表8-4 双线膨胀岩隧道初期支护参数表842支护作业技术措施弱膨胀围岩采用封闭形钢架,宜采用U型型钢或格栅钢架。

可缩式钢架采用滑动节的个数与整个布点活动量来满足膨胀岩的膨胀量与约束量。

可缩钢架伸缩节在工厂制作,经试压、紧固方可用于工程。

喷射混凝土应分段由下而上依次进行,分层施作,层间间隔依变形要求来控制或采用隧道纵向预留变形缝来适应膨胀岩变形。

可拆换支护背板的总压缩量,应与预留变形量相一致。

网喷混凝土施工,一般先喷一层约4cm厚混凝土,并安设钢筋网,然后再补喷到设计的厚度;两层钢筋网时,当第一层钢筋网的覆盖小于3cm 后,再加设第二层网,并补喷至设计厚度。

在渗水地段,先及时引、排水,然后变更混凝土配合比,使喷射混凝土与围岩面粘合。

在涌水地段喷混凝土时,应首先采用注浆堵水,必要时实施引排,然后施作喷射混凝土。

8.4.3预防底鼓的技术措施选取合理的仰拱拱形,并及时施作仰拱,使支护衬砌及早形成闭合结构,以增加衬砌的整体刚度,同时防止水流浸泡基底,以控制边墙变形和底鼓现象。

底鼓现象严重的层状岩石,采用长锚杆加固底部围岩,尤其在应力集中、塑性区大的墙脚附近,可提高节理裂隙面上的抗剪强度和岩体的整体刚度;在松散破碎围岩可采用注浆加固底层,以增加岩体的强度和整体性,减少膨胀压力和底鼓。

做好隧底的防排水工作,不让水浸泡底部围岩,防止围岩软化和膨胀844支护补强与辅助技术措施针对膨胀岩隧道施工中开挖面失稳、支撑下沉、断面挤入、衬砌开裂破坏等现象,处理措施如下:稳定开挖面,在开挖面喷混凝土并设臵锚杆,设超前锚杆等。

加强基脚,向底部地层注浆加固,向两侧打底部锚杆,支撑加底板及横向肋,或设临时仰拱。

防止边墙挤入、底部上鼓,在两侧边墙增打长锚杆,锚杆长度要超过围岩塑性区范围;设底部横撑、打底部锚杆;修筑仰拱;缩短台阶长度,及早闭合;下半断面、仰拱同时施工;设纵向伸缩缝;采用可缩性支撑。

防止开裂采用钢纤维混凝土,设加强钢筋,设纵向伸缩缝。

膨胀岩隧道施工中的不利现象与处理措施参见表8-5表8-5 膨胀岩隧道施工中的现象与措施8.5防排水施工水是膨胀性围岩地下工程产生病害的主要根源,围岩含水量的变化直接使其强度和体积发生变化,即使很少的水,依然可加速围岩的坍塌。

膨胀岩地段的防、排水,坚持以防为主,防、堵、截、排相结合的原则,并结合当地的气象、水文、地质,因地制宜地进行。

8.5.1防及时施作锚喷闭合支护,封闭暴露围岩,防止施工用水和水汽浸入岩体。

隧道浅埋地段的地表低洼处必须填平,小河沟(槽)采用浆砌封闭,控制地表水下渗。

8.5.2堵在有水地段,如断层破碎带、节理发育、地下水丰富地段,采用全断面预注浆圭寸堵。

8.5.3截边坡、仰坡、坡顶天沟、截水沟等要保证其截排能力良好并设臵防下渗设施;控制洞外路堑水不得向隧道内排放。

8.5.4排对洞内渗漏水点,及时施作盲沟或采用弹性软式透水管,将水归入沟槽,汇集排入洞内水沟;隧道两端(包括明洞)设臵系统完善、功能良好的排水设施。

洞内设专用防渗漏排水沟、槽,严禁在岩体上直接挖沟排放;洞内永久排水系统必须畅通,确保使用。

8.6监控量测准确掌握膨胀岩隧道通过地段的地质和水文情况是困难的,在施工期间加强施工监测,能对围岩和支护情况作出正确评价,并反馈于设计,为设计、施工提供安全、经济的依据。

8.6.1监控量测项目工程地质、水文地质、取样试验及支护状况的观察;隧道周边位移;衬砌内力,见表8-6。

表8-6 监控量测项目表注:H)――隧道埋深;b――隧道最大开挖宽度。

862量测断面间距及每断面测点数见表8-7表8-7量测断面间距及每断面测点数净空变化、拱顶下沉量测在每次开挖后12h内取得初读数,最迟不得大于24h,且在下一循环开挖前必须完成863量测频率量测项目的量测频率根据位移速度和量测断面距离开挖面距离按表8-8、8-9确定,当按表8-8、表8-9选择量测频率出现较大差异时,取量测频率较高的作为实施的量测频率。

表8-8量测频率(按位移速度)表8-9量测频率(按距开挖工作面距离)各项量测作业均持续到变形基本稳定后2〜3周结束8.6.4量测数据整理与分析围岩稳定性的综合判别,根据量测结果按下列指标进行:8.641 实测最大位移值或回归预测最大位移值不应大于表8-10和表8-11所列指标,并按表8-12变形管理等级指导施工。

表8-10单线隧道初期支护极限相对位移(%2 、拱脚水平相对净空变化指两测点间净空水平变化值与其距离之比;拱顶相对下沉是指拱顶下沉值减去隧道下沉值后与原拱顶至隧底高度至比;3 、墙腰水平相对净空变化极限值可按拱脚水平相对净空变化值乘以 1.2〜1.3表8-11双线隧道初期支护极限相对位移(%2 、拱脚水平相对净空变化指两测点间净空水平变化值与其距离之比;拱顶相对下沉是指拱顶下沉值减去隧道下沉值后与原拱顶至隧底高度至比;3 、墙腰水平相对净空变化极限值可按拱脚水平相对净空变化值乘以 1.2〜1.3后采用。

-11 -表8-12变形管理等级8.642根据位移变化速度判别净空变化速度持续大于1.0mm/d时,围岩处于急剧变形状态,应加强初期支护系统。

净空变化速度小于0.2mm/d时,围岩达到基本稳定。

8.643根据位移时态曲线的形态来判别当围岩位移速率不断下降时,围岩趋于稳定状态;当围岩位移速率保持不变时,围岩不稳定,要加强支护;当围岩位移速率不断上升时,围岩进入危险状态,必须立即停止掘进,加强支护。

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