[PPT]不良地质和特殊地质地段隧道处理技术及案例159页

富水软弱破碎围岩隧道处理地下水原则一般是： 以堵截为主，排引为辅。
采用注浆堵水结合超前钻孔限量排水 特大涌水采用辅助导坑排水
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堵截地下水的办法主要有两类： • 整个富水段进行注浆止水，并加固松散岩体。 • 对富水地段沿隧道开挖轮廓线以外进行环形注浆， 形成止水帐幕，防止或减小地下水进入开挖工作面。 •排水辅助措施有导坑、钻孔等，目的是排水降压。
的围岩压力。
(2)围岩出现底部压力，产生底膨现象或可能产 生沉陷时应加设底梁
(3)当围岩极为松软破碎时，应采用先护后挖， 暴露面应用支撑封闭严密；
(4)根据现场条件，可结合管棚或超前锚杆等支 护，形成联合支撑
(5)支护作业应迅速、及时，以充分发挥构件支 撑的作用。
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5.选用掘进方法时注意事项
特殊地质地段隧道施工时，不宜采用全断面开挖。 应视地质、环境、安全、工程质量等条件合理选用。
当地下水与地表水连通时，埋深小于20m采用地 表注浆，埋深大于20m时采用洞内注浆
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马鹿箐隧道突水录像
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xx隧道高压水
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➢隧道
隧道是中国铁路瓦斯含量最高的长 大隧道，位于南昆铁路威（舍）红 （果）段的鲁番站与上西铺站之间。 隧道全长4975米。
隧道洞身有1085m是煤系 地层，主要煤层共14层，各煤层 瓦斯压力测算值大多超过0.6MPa，最高的达到1.34MPa。 据测算，隧道施工通过煤层时，瓦斯涌出量最多达到每小 时349立方米。因此，隧道属高瓦斯 有突出危险的隧道， 其施工难度和危险性，在我国铁路隧道建设史中还没有先 例。
不良地质段隧道施工
• 富水断层破碎围岩 • 高地应力硬岩(岩爆)地质
• 膨胀性和挤压性围岩 • 煤系地层
• 黄土地质
• 隧道施工坍方处理措施
• 岩溶地质
Байду номын сангаас
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第一节 概 述
一、不良和特殊地质地段的概念
(一)不良地质地段 不良地质地段是指滑坡、崩塌、岩堆、偏压地层、
岩溶、高应力、高强度地层、松散地层、软土地段 等不利于隧道工程的不良地质环境。
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四、不良地质地段隧道施工注意事项
1.选择施工方法注意事项
选择施工方法(包括开挖及支护)时，应以安全及工程质 量为前提，综合考虑隧道工程地质及水文地质条件、断面形 式、尺寸、埋置深度、施工机械装备、工期要求、经济和技 术的可行性等因素而定。同时应考虑围岩变化时施工方法的 适应性及其变更的可能性，以免造成工程失误和增加投资。
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第二节 富水断层破碎围岩 一、概述
断层破碎带是隧道施工中最常见的不良地质地段，断层 带内岩体挤压破碎，常呈块石、碎石或角砾状有的甚至呈 断层泥，岩体强度低，围岩压力增大，自稳能力下降，容 易坍塌，施工困难。
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富水软岩是指在各类土质、软岩、极严重风化的各 种岩层、极软弱破碎的断层带以及堆积、坡积层中， 在富含地下水的情况下，岩体强度很低，自稳能力极 差的围岩。
二、开挖施工要求
(一)充分应用超前地质预报 1.预报方法
地质预报方法主要有：钻孔超前探测；对超前导 坑进行地质、水文观测素描；地震波、声波、地质 雷达等物理探测。
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2. 预报的重点内容
预测开挖面前方的地质情况，围岩整体性、断层、 软弱破碎带在前方的位置和对施工的影响，地下水活 动情况等。
3.预报方式 ①长期预报
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➢山隧道
山隧道位于侯(马)月(山)铁路线山西 沁水县和翼城县相邻处，穿越中条 山主峰。Ⅰ线隧道长8 145 m，Ⅱ线 隧道长8 178 m，双线分修，电气化 单线断面。 主要地质问题： ❖Ⅰ线隧道进口通过192 m古河槽地段，为土夹碎石层； ❖洞身穿越煤系地层1 740 m，揭煤13次，有瓦斯； ❖穿越较大的断裂带4条， ❖膨胀性围岩地段占全隧总长 的96%。 ❖全隧昼夜涌水量约9 850m3。
6.掘进时遇有围岩压力过大注意事项
拱部扩挖前发现顶部下沉，应先挑顶后扩挖。当扩 挖后发现顶部下沉，应立好拱架和模板先灌筑满足设 计断面部分的拱圈，待混凝土达到所需强度并加强拱 架支撑后，再行挑顶灌筑其余部分。挑顶作业宜先护 后挖，暴露面应用支撑封闭严密。
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7.遇有松散、自稳差的围岩掘进时注意事项 采用压注水泥砂浆或化学浆液加固围岩的方法，
以提高其自稳性。 8.衬砌出现开裂或下沉时注意事项
当拱脚、墙基松软时，灌筑混凝土前应采取措 施加固基底。
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五、我国不良地质隧道施工现状
我国已接近或达到世界先进行列 ➢大瑶山隧道9号断层
大瑶山隧道处在京广铁路衡广复线 的坪石至乐昌间，全长14.3km，是当 时国内最长的双线电气化隧道。
隧道采用“三斜一竖”的施工方案,隧道中部穿过的465m长 的9#断层地段，最大涌水量每昼夜高达40000m3,是整座隧道 的控制地段。隧道全面 运用新奥法原理施工,最高单口独头月 成洞217双线米。1981年11月开工，1989年12月建成。
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(二)特殊地质地段：
特殊地质地段是指膨胀岩地层、断层破碎带、软弱黄土 地层、含水未固结围岩、溶洞、岩爆、流沙等地段以及瓦 斯溢出地层等
二、开挖和支护过程中可能造成的危害
➢土石坍塌
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➢隧道支撑严重变形 ➢衬砌结构断裂 ➢严重影响施工进度
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三、不良和特殊地质地段隧道工程的一般规定
➢制定完整预案，做好技术、物资、机械储备 ➢制定地质预测、预报方案 ➢根据预报结果及时调整施工方案 ➢必须加强量测工作，并及时反馈量测结果
总体预报，预报断层规模、分布、性质、构造分 带，富水性等，并分段作出工程地质评价。
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②中期预报 ➢岩石微观构造研究 ➢工程地质类比 ➢地震反射波法（TSP原理、TSP现场） ➢地质雷达法 ➢瞬变电磁法 ➢长距离地质超前钻孔
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③短期预报
➢利用超前炮孔预报 ➢掌子面超前地质钻孔预报
(二)注浆堵水并加固围岩
施工以“先治水、短开挖、弱爆破、强支护、早 衬砌、勤量测、稳步前进”为指导原则：
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2.加强监控和量测工作 3.使用喷锚技术注意事项 (1)爆破后如开挖工作面有坍塌可能时，应在清除 危石后及时喷射混凝土护面。 (2)锚喷支护后仍不能提供足够的支护能力时，应 及早装设钢拱架支撑加强支护。
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4.采用临时支护时注意事项 (1)支撑要有足够的强度和刚度，能承受开挖后