山岭隧道下穿采空区施工技术研究
隧道穿越采空区施工技术研究
隧道穿越采空区施工技术研究在隧道工程施工中，采空区是隧道施工的一大难点，其处理技术及其安全措施实施的好坏直接影响到隧道施工及运营安全。
采空区与隧道的空间位置关系是决定采空区处理措施的关键因素。
根据两者的位置关系可以分为几类，然后根据采空区的分类给出了相应的采空区处治措施。
本文分析了隧道穿越采空区施工技术。
标签：隧道；采空区；施工技术引言：近年来，我国经济快速发展，交通网也越来越密集。
在地下资源丰富的山岭地区修建公路时，受到特定几何线形和路线纵坡等设计指标的制约以及特定地区的矿区条件等限制，隧道工程将不可避免地穿越既有采空区。
随着科技的发展，隧道穿越采空区的施工技术也是越来越先进，但是它还是面临着很多的问题，在一定程度上影响着施工技术。
一、采空区特征及对围岩稳定性影响（一）采空区探测隧道采空区形式多样，分布面积广。
通过走访矿区与分析原始矿产资料，结合采空区形成的地表裂缝情况，对影响隧道施工的采空区大体范围做了初步确定。
在初步调查的基础上，采用高密度电法、瞬变电磁法和电测深相结合的综合物探方法圈定采空区异常范围，然后采用孔间CT、孔地CT的二维CT方法对具体的采空区边界进行定位，得到采空区的明确状态和范围。
从采空区的范围分析得到隧道在穿越采空区时，施工扰动会对老采空区的稳定性产生影响，引起地表裂缝加剧，围岩应力重新分布，施工风险较大。
（二）采空区对隧道围岩的稳定性影响分析受采矿的影响，煤矿区岩体原有的应力平衡被打破，采空区上覆岩体形成冒落带、裂隙带和弯沉带，使得采空区承载力降低，长期不能稳定。
隧道开挖施工的过程中将不可避免地扰动地下岩土体，从面打破原有的平衡状态，并向新的平衡状态过渡。
隧道开挖后，自洞室临空面向地层探处一定范围内，地层应力将发生一定幅度的调整，宏观表现为地层物质的移动以及地层物质的变形，进一步造成洞内的严重变形甚至是塌陷。
采空区处于相对平衡状态的岩体易产生“活化”，形成新的冒落带，使得采空区稳定性降低，已有采空区和将来的开采都对隧道的设计、施工以及后期运营有重大影响。
隧道过采空区施工技术探讨
隧道过采空区施工技术探讨陶宪忠摘要:文章通过介绍龙排冲隧道安全顺利的通过采煤遗留下来的采空区等不良地质段的施工,对隧道穿过煤层采空区段的施工技术和方法进行分析和探讨。
关键词:铁路隧道煤层采空区施工技术探讨0 引言煤层采空区是隧道施工中常遇到的不良地质，因为煤层采空区可能是瓦斯聚集区、积水地带、围岩破碎带等不良地质，原始地层被完全破坏，成洞条件困难，施工中易发生变形或塌方。
因此有必要对隧道煤层采空区地段的施工技术进行全面、系统的分析和探讨。
本文结合龙排冲隧道煤层采空区地段的施工，对隧道煤层采空区地段的施工方法进行实地分析、探讨，以达到安全、优质、高效施工的目地。
1 工程概况龙排冲隧道位于云南省建水县面甸乡境内，为单线电气化铁路隧道，起迄桩号DK116+945～DK117+470，隧道全长525m。
测段位于区域性北西向断裂石屏-建水活动断裂带之东端，左侧为其支断裂～燕子洞断层，右侧为另一支断裂黑泥地断层，全部为Ⅴ级围岩，隧道从出口向进口独头掘进进行施工。
该隧道地质条件较差，施工过程中遇到了大量的以前采煤遗留下来的采空区。
煤层开采时间约为1982年～1987年之间，在洞身DK117＋120以后段线路附近见多处煤洞，洞口已填埋，坡面已垦为旱地，部分煤洞回填后形成小的塌陷区，原始地层被完全破坏，成洞条件困难。
施工中发生多次大变形，初期支护最大挤压变形达2m，详见：“施工照片”，因此结合龙排冲隧道的施工，对采空区隧道的施工方法进行探讨和总结，以达到安全快速施工的目地。
DK117+076掌子面有厚约1.5的煤层，在煤层中发现的充填的巷道（见图一）DK117+150～+222段大变形，右侧向洞内挤入1～1.5m，左侧向洞内挤入1.5～2m（见图二）2 施工方案、工艺本着“安全第一、稳扎稳打”的原则，结合现场隧道与采空区的空间位置关系的三种类型：采空区位于隧道顶部，采空区位于隧道中部，采空区位于隧道底部。
经反复研究、分析、探讨及方案比选，采用了纵向大管棚、斜向大管棚、型钢支撑加固、小导管注浆加固等施工技术，安全顺利的通过了采空区不良地质段。
基于不同地质条件下的山岭隧道进洞“零开挖”施工工法(2)
基于不同地质条件下的山岭隧道进洞“零开挖”施工工法基于不同地质条件下的山岭隧道进洞“零开挖”施工工法一、前言山岭隧道进洞是山地交通建设的重要环节之一，传统的开挖方法往往会对地质环境造成破坏，同时也面临着高风险和高成本的问题。
为了解决这些问题，基于不同地质条件下的山岭隧道进洞“零开挖”施工工法应运而生。
该工法通过采取特定的技术措施，最大程度地减少对地质环境的破坏，同时确保施工的质量和安全。
二、工法特点1. “零开挖”施工方法：该工法在施工过程中不进行传统的开挖作业，而是通过利用现有地质条件，将隧道内壁完全保留。
2. 改良与加固地质结构：通过加固地质结构，提高地质的稳定性，以避免隧道坍塌、石方开裂等问题。
3. 提高施工效率：采用现代化机具设备和施工工艺，可以大幅提高施工效率，缩短施工周期。
4. 环境友好：减少对山地环境的破坏，对保护生态环境起到积极的作用。
三、适应范围该工法适用于不同地质条件下的山岭隧道，尤其适用于软弱地层、岩石裂隙等地质条件较为复杂的地区。
四、工艺原理该工法的实际应用是基于对施工工法与实际工程之间的联系进行具体的分析和解释。
具体包括以下技术措施：1. 地质勘探与分析：通过充分了解山地地质结构，确定施工工法的主要技术方案。
2. 加固地质结构：根据实际需求，采用钢筋混凝土喷射、预应力锚杆等方法对地质结构进行加固。
3. 岩石治理：对需要处理的岩石、石方进行清理和修补，提高其稳定性。
4. 安全监测与预警系统：安装安全监测与预警系统，及时掌握施工过程中的变化，并采取相应的措施保证施工安全。
五、施工工艺1. 准备阶段：进行地质勘探、制定施工方案、确定施工各个阶段的工作要求和施工周期。
2. 加固地质结构：根据实际情况，采用钢筋混凝土喷射、预应力锚杆等方法对地质结构进行加固。
3. 岩石治理：对需要处理的岩石、石方进行清理和修补，提高其稳定性。
4. 施工监测与预警：安装安全监测与预警系统，及时掌握施工过程中的变化，并采取相应的措施保证施工安全。
高速公路隧道穿越采空区的处治方法
高速公路隧道穿越采空区的处治方法作者：杨绍波隧道技术来源：本站原创点击数：215 更新时间：2005-4-26摘要:结合大运调整公路祁县—临汾段韩信岭隧道的修建实例,对公路隧道穿越古煤矿采空区这一特殊的现象进行了研究,并提出了科学的处治方法。
关键词:裂隙,注浆,围岩强度引言近年来,随着我国经济建设的迅猛发展,公路交通路网密度越来越大,公路特别是山区高速公路,由于受几何线形和路线纵坡等设计指标的制约,将不可避免地难以绕避许多地质不良地段。
在著名的国家级重点工程———大运高速公路祁县—临汾段的韩信岭一带,就出现了高速公路隧道穿越采空区这一公路建设史上罕见的现象。
因此,如何提高隧道穿越采空区部位及其周边围岩的强度,以满足公路的通行要求,便成为采空区处治方法研究中的主要问题。
1处治方法研究的目的通过对公路隧道围岩采空区的处治方法、材料选择、浆液配比及其与围岩整体胶结强度的关系等方面的研究,达到技术合理、经济节约、工艺可行的目的,为今后公路隧道围岩采空区的处治方法积累经验,这对于快速发展的高速公路建设具有非常重要的意义,其目的在于:1.1研究压力注浆技术在隧道穿越采空区部位的应用条件,探讨工艺的可行性,为隧道穿越采空区的公路工程施工,提供可靠的技术保证。
1.2从理论和工程实践上探讨隧道穿越采空区注浆工艺参数,指导今后类似地质条件下的加固处理。
1.3依据工程地质条件,结合公路建设的特征,提出处治设计的有关参数,为设计工程师服务。
2煤矿采空区工程地质特征2.1地层岩性韩信岭隧道采空区路段位于山西省灵石县常家山村—沟东村一带,属低山丘陵区,采空区路段地层岩性主要由①第四系(Ｑ);②第三系(Ｎ);③二叠系(Ｐ);④石炭系(Ｃ)等组成。
2.2构造特征采空区路段位于华北陆台、山西地台之中部,晋中盆地之南缘,吕梁—太行断块之内的晋中新裂陷,吕梁块隆、临汾运城新断裂、沁水块坳结合部位,具有明显的陆台型构造特征,其中以断裂构造为主,褶皱构造次之。
公路隧道穿越采空区处治技术探讨
公路隧道穿越采空区处治技术探讨公路隧道的建设和维护是保障交通运输顺利进行的重要举措。
然而，在公路隧道建设中，采空区的处治一直是一个难题。
采空区是指矿山开采后形成的空洞或裂隙，常常存在不稳定性和安全隐患。
因此，在公路隧道穿越采空区处治技术方面，需要进行深入的研究和探讨。
一、采空区处治技术的选择1.填补法：通过将水泥浆等材料注入采空区，填补空洞，增强地基的稳定性。
这种方法成本较低，施工简单，但填补效果难以控制，且硬化后的填充物可能出现收缩、开裂等问题。
2.桩基法：在采空区的周围埋设桩基，通过桩基的承载能力来增强地基的稳定性。
这种方法适用于地质条件较差的采空区，但施工难度较大，且对于较大跨度的采空区效果不佳。
3.加固法：通过在采空区内安装加固设施，如钢梁、钢筋网等，增强地基的稳定性。
这种方法可以根据具体情况进行灵活设计，但施工复杂，工期长，成本较高。
二、采空区处治技术的应用实例1.铁路隧道穿越采空区的处治：对于铁路隧道穿越采空区，我们可以采用填补法，将水泥浆注入空洞，填补空洞，并通过监测手段对填补效果进行实时监测。
同时，可以在采空区周围埋设桩基，增强地基的稳定性。
2.公路隧道穿越采空区的处治：对于公路隧道穿越采空区，可以采用加固法，通过在采空区内安装钢梁、钢筋网等加固设施，增强地基的稳定性。
同时，可以在采空区周围埋设桩基，增加地基的承载能力。
三、采空区处治技术的发展趋势随着科技的不断发展，采空区处治技术也在不断创新和进步。
1.多学科交叉应用：将土木工程、地质工程、材料科学等多学科的知识和技术相结合，共同解决采空区处治问题。
2.智能化监测与控制：通过无线传感器、物联网等技术手段，实时监测采空区的变形、应力等参数，并进行灵活控制和调节。
3.环境友好性：在选择处治技术时，要注重对环境的保护，尽量减少对生态环境的破坏。
四、结论公路隧道穿越采空区的处治技术是一个复杂而重要的问题。
在选择采空区处治技术时，需要根据具体情况进行综合考虑，并且随着科技的发展，不断进行创新和探索。
隧道穿越采空区施工技术研究
约 ２ ８ ｍ， 距 离 采 空 区水 平距 离 ４ ４ ｍ， 垂 直 距 离 ３ １ ｍ。 隧 道 在穿 越 这 两 处 采 空 区 时 ， 施 工 扰 动 会 对
老 采空 区的稳 定性 产生影 响 ， 引 起地 表裂缝 加 剧 ， 围
（ １ ）采 空 区探 测 。敖 包 沟 隧 道 采 空 区形 式 多
ＢＲ Ｉ ＤＧＥ ＡＮＤ Ｔ ＵＮＮＥ Ｌ ＣＯＮＳ ＴＲＵＣＴ １ ０Ｎ ＡＮＤ Ｍ ＡＣＨＩ ＮＥ ＲＹ
文章 编 号 ： ｌ ０ ０ ０ ０ ３ ３ Ｘ （ ２ ０ １ ３ ） １ ０ — ０ ０ ８ ６ ０ ３
隧道 穿 越采 空 区施 工 技术 研 究
牵 鹏
安 全 顺 利 地 完 成 了 隧 道 的施 工 ， 可为 类似 工程提供 经验 和依据 。
关键 词 ： 采 空区 ； 隧道 ； 施 工方 法 ； 控 制 措 施 中图分 类号 ： Ｕ４ ５ ９ ． ４ 文 献标志 码 ： Ｂ
Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｎ Ｃｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｔｅ ｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｏ ｆ Ｔｕ ｎ ｎｅ ｌ Ｃｒ ｏ ｓ ｓ ｉ ｎ ｇ Ｇｏ ａ ｆ
ｏｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏｎ ａ ｎｄ ｂｌ ａ ｓ ｔ ｉ ｎｇ ｃ ｏｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ，ｔ ｈ ｅ ｔｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ｉ ｎｉ ｓ ｈｅ ｄ ｓ ａ ｆ ｅ ｌ ｙ ａ ｎｄ ｓ ｍ ｏｏ ｔ ｈｌ ｙ， ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ
０ 引 言
巴准铁路敖包 沟隧道为浅埋双线 隧道 ， 隧道起 讫
里 程 为 Ｄ１ Ｋ３ １ ４ － ５ ８ ０ ～Ｄ １ Ｋ ３ ４ －７ ４ ６ ０ ， 全长 ３ １ ８ ０ ｍ。
公路隧道穿越采空区处治技术探讨
治 不合 理而 危害 隧道 施工 和运 营期 的安 全 。
１ 采 空区分 类
采 空区与 隧道结 构 的空 间位 置关 系是 决 定 采空
区处 治方式 的关 键 因素 ， 根据采 空 区与隧道 结构 因此
的 位 置 关 系将 采 空 区分 为 上 位 式 采 空 区 、 位 式 采 空 区 、 位 式 采 空 区 、 叠 式 采 空 区 四 类 ， 侧 下 重 然后 根 据 采 空 区 的 分 类 给 出 了相 应 的 采 空 区处 治措 施 ， 隧 道 穿越 采 空 区处 治 技 术 的 研 究 奠 定 了基 础 。 为 关 键 词 ： 道 工 程 ； 空 区 ； 空 区 分 类 ； 治技 术 隧 采 采 处
当采空 区位 于 隧道拱 肩 （ 与拱顶 呈 ４ 。 ） 边 ５角 与
山隧 道 、 国道 ２ ２线 重 庆 至合 川 高 速公 路 的西 山 坪 １ 隧道 、 武广 铁路 客 运专线 新 南岭 隧道 等 。
墙墙 脚 范 围 内的 区域 时 （ 图 ３所 示 ）将 其 定 义 为 如 ，
侧 位式 采空 区 。
・
５ ２・
北 方 交 通
２ １ ０１
公 路 隧 道 穿越 采 空 区处 治技 术探 讨
吴 永 全
（ 宁省 高等级公路 建设局 ， 阳 辽 沈
摘
１００ ） １０５
要： 在公路 隧道 工程施 工中 ， 空区与 隧道 的空间位 置关 系是决定采 空区处治措施 的关键 因素 ， 采 根据 两者
态数值模拟 ， 验证位移监测资料 ， 从而制定采空区处 治 措施 和 优化 后期 支护 方案 。
隧道穿越采空区施工技术
隧道穿越采空区施工技术[摘要]隧道穿越不良地质段一直是施工过程中存的技术难题，本文主要讲述隧道通过地下小煤窑采空区时的一些施工工艺及技术，有一定的推广价值。
[关键词]隧道采空区施工技术中图分类号：u45 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）12-0047-021、工程概况内蒙古伊泰集团准东铁路公沟隧道穿越地隶属鄂尔多斯高原台地、丘陵沟壑区，工点范围内地质构造简单，岩层产状呈平缓波状起伏，工点范围内无控制性大型构造，进口段节理发育。
地表植被较发育，地表标高介于1338～1387m，最大埋深56m.2、不良地质不良地质主要为隧道进口段dk45+422～dk45+500位于采空塌陷区，线路行走于满世忽吉图村煤矿与敖家沟煤矿的分界线附近，当前开采的主要为3#煤，采空顶底板标高1316～1321米，采空高度2.5～4米，开采方法为房柱式开采，留有不规则煤柱；该段岩体破碎，裂缝发育，塌陷间距一般为3～5米，塌陷及裂缝走向主导为n40〔o〕e，与煤矿巷道走向基本一致。
该段位于切层深大滑坡前缘，成因为后缘山体采空塌陷导致应力变化，主滑区地貌特征表现为坡面发育多组纵横及环形裂缝，山体前缘微凸，后缘坡面明显错动，后壁高0.5～1.4米，滑体主轴s58〔o〕e，主轴长度260米，滑体最大厚度为20米，滑体物质组成以泥岩为主，表层为黄土，滑床为泥岩。
3、隧道衬砌支护结构及防排水措施3.1 衬砌及支护结构隧道采用柔性支护体系结构的复合式衬砌，即以钢拱架、锚杆、喷射混凝土等为初期支护，模筑混凝土为二次衬砌，并在两次衬砌之间敷设eva防水板加土工布。
采空区端洞门形式根据地理状况采用台阶式洞门。
3.2 防排水3.2.1 洞内防排水洞内复合式衬砌段采用ф80mm边墙纵向排水管，环向ф50mm的排水半管、eva防水板和土工布进行环向防排水。
环向施工缝采用遇水膨胀止水条和外贴式止水带，纵向施工缝采用钢边橡胶止水带。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
山岭隧道下穿采空区施工技术研究
发表时间：2019-06-24T16:02:38.660Z 来源：《基层建设》2019年第7期作者：薛景沛[导读] 摘要：本文通过新建太原至焦作铁路施工案例，引出并详细介绍了在山岭隧道施工中下穿采空区的注意事项。
中铁隧道股份有限公司郑州 450000摘要：本文通过新建太原至焦作铁路施工案例，引出并详细介绍了在山岭隧道施工中下穿采空区的注意事项。
所采取的措施主要包括三个方面，分别是控制爆破来减小震动、通过帷幕注浆和超前预注浆加固确保下穿采空区的施工安全。
关键词：山岭隧道；下穿采空区；控制爆破；注浆加固所选隧道全长11.54km，起讫里程为DK246+665～DK258+205，长度为11.54km，最大埋深327m。
隧道内使用CRTS-Ⅰ型双块式无砟轨道作为轨道，按照350km/h客运专线双线隧道的标准进行设计，轨道中心线间距4.6米，隧道是全线的控制性工程，因隧道质地情况复杂，要穿过采空区一处425m，可能出现塌方、突泥涌水等险情，并有可能伴随采空区软弱泥岩的出现导致的塌方情况。
1 工程概况
实施控制爆破、超前注浆加固、帷幕注浆加固的段落为DK249+840-DK250+265，此段下穿采空区段洞身地层为石灰岩，灰黑色，弱风化，以硬质为主，节理发育，岩体破碎，呈中薄层结构，隧道洞顶30m以上为15号煤层采空区，该段位于向斜轴部，易积水。
2 主要施工方案
隧道下穿采空区爆破引起的震动会对围岩造成较大的扰动，且在施工中会出现由于裂隙水或者采空区距离隧道顶部较浅部位会引来拱顶塌方，突泥涌水带来的施工风险较大，遵循着“先探测、后开挖、短进尺、弱爆破、强支护、严控水、快封闭、勤测量、早衬砌”的原则组织工作，进行施工，要想达到理想的效果和状态，控制爆破和超前预注浆加固是减小影响的关键。
3 隧道下穿采空区施工采取的方法和措施
在隧道挖掘前进之前，首先要做的超前地质预报、开挖方法、加强措施、支护措施、监测措施、安全措施和事故处理措施等一系列问题。
其中控制爆破技术和超前加固措施是下穿采空区的核心技术。
3.1超前地质预报技术
首先对采空区的位置进行实地的范围及采空区的积水等情况进行实地调查，且通过优化超前水平钻探方式超前水平钻探施工参数进行调整，调整内容包含超前水平钻位置进行调整，原设计钻孔位置为断面中部，改为开挖轮廓拱顶中部；对超前水平钻施钻角度进行调整，由原设计5°增加至8°，以保证探孔钻探至开挖轮廓线外5m范围，以确保最大程度的探明前方拱顶软弱、破碎围岩。
图3-1原设计探孔孔口位置图3-2 优化后探孔孔口位置
图3-3 原设计超前水平探孔钻探位置
图3-4 优化后超前水平探孔钻探位置 3.2控制爆破技术
（1）工程爆破震动的安全规定。
某些情况下地表建筑物和隧道围岩、衬砌的开裂、损坏，甚至坍塌是由于质点的振动强度超过某一限度，而围岩介质质点的振动是由爆破震动引起的。
不过，质点的振动强度会随着传播距离的增大而减小。
由于岩体变形或应变的程度是用质点的速度来衡量的，就可以通过控制隧道结构物或周围的峰值振动来人为控制爆破。
（2）计算单段最大共同作用装药量与开挖进尺的数值范围。
隧道振动爆破的关键是计算和设计最大共同作用装药量与开挖进尺，因为控制爆破时通常不是控制一次爆破的总药量，而是控制同时起爆的同段药量，依照已有的测量数据所得，36.9m是构筑物离线路中心线最近的距离，那么爆破半径取值范围是48-71m[2]。
设计的爆破计划为，最大装药量分布在周边眼，Ⅲ级围岩上的台阶弧长是23.8米，周边眼之间的距离是46cm，周边眼个数是52个，周边眼装药密度是0.3kg/m，Ⅳ级围岩上台阶长度15m，周边眼间距40cm，周边眼数量是33个，装药集中度0.25kg/m。
根据钻爆进行设计，Ⅲ级围岩每循环掘进长度为1.5米，最大段装药量范围是22.5kg~57kg，此范围内满足要求；由于每循环进尺为3m，最大段装药量是45kg时仍满足安全规定要求，因此可以按照振动监测的结果指导现场实际施工，用来调整进度；Ⅳ级围岩在每循环进尺2m，最大装药量范围是17.5kg-37.1kg的范围内仍能满足安全规定要求。
（3）爆破器材。
使用至少包含1、3、5、7、9、11、13、15这八个段位的非点毫秒雷管才能满足断面开挖和减轻爆破振动的要求，同时还应选用药卷直径为32mm，每只药卷长度为300mm重量是200g的乳化炸药。
（4）掏槽形式。
要选择楔形掏槽，为降低掏槽区最大共同装药量，使得振动强度变为最低，掏槽眼应分层分次起爆。
（5）振动监测。
施工前在地面或建筑物周围设置监测点，监测点为地表隧道开挖方向左右各10m，每间隔50m设置一个断面，施工时实施全程监测记录下振速。
施工前要将居民用水情况和地表建筑的详细调查结果形成文字记录在册。
爆破装药
下采用前进式注浆，否则使用后进式注浆超前中管棚注浆加固。