隧道特殊地质地段的施工
几种不良和特殊地质地段隧道施工的处理措施
浅谈几种不良和特殊地质地段隧道施工的处理措施摘要：在修建隧道及地下工程中，工程地质状况及水文地质情况是人们面临的首要对象.在一般情况下，隧道的修建速度和质量好坏取决于对地质状况的认识和掌握程度。
当地质状况较好时，工程的进展就顺利，工程的工期、质量、造价等都能按计划地正常进行；当地质条件较差，遇到特殊及不良地质地段时，如富水软弱围岩、流沙、镕洞、膨胀岩、高地应力等，工程就会受阻，主要表现为工期的延长、质量的下降、工程造价的剧增，同时还有可能出现大的安全事故，导致人员的伤亡，设备的损坏等现象的发牛。
关键词：不良地质隧道处理措施中图分类号：p51 富水断层破碎围岩在隧道施工中，往往会遇到断层破碎带、富水软岩及大量涌水地段，给隧道施工带来严重困难。
断层破碎带是隧道施工中最常见的不良地质地段，特别是在山区沟谷中，地质上有“十沟九断”的说法。
断层带内岩休挤压破碎，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。
在富水软弱破碎园岩隧道施工中，虽然采用深孔注浆达到了止水田结的目的，但固结范园有限，加上地质及注浆有些不确定因素，为保障施工万无一失，—般在开挖前均采用超前支护，超前支护一般采用超前锚秆或超前小导管。
对于地下水压较大的隧道，开挖前一般还要采取排水降压措施钻孔深度应超出注桨范围。
开挖方法对于富水软弱破碎围岩隧道施工十分重要，开挖方法有半端面法、正台阶预留核心土开挖法、双侧壁导坑法。
2高地应力作用下的软岩2.1高应力软岩的概念高地应力是一个相对的概念，它是相对于围岩强度而言的。
也就是说，当围岩强度与围岩内部的最大地应的比值，即围岩强度应力比达到某一水平时，才能称为高地应力或极高应力。
2.2挤压性围岩挤压性软弱围岩在高地应力作用下发生挤压大变形及破坏的特征不仅受围岩本身力学性质的影响，还与原始地应力状况及工程因素等有关。
高地应力挤压性围岩隧道大变形有如下特征：（1）变形量大.国内隧道最大水平收敛达120cm，最大拱顶下沉37cm。
A5-5了解：特殊地质条件下隧道施工的基本准则.
A5-5了解：特殊地质条件下隧道施工的基本准则当隧道穿越瓦斯地层、岩溶地层、松散地层、黄土地层、膨胀岩地层、断层破碎带、富水沙层、软土地层，以及高地压、高地温等特殊地质地层时，在施工过程中，稍有不慎就很可能发生瓦斯爆炸、突水、突泥、流沙、坍方、岩爆、大变形等工程事故，影响施工进度，更严重地威胁施工人员的生命安全。
因此，在特殊地质条件下进行隧道施工时，应遵循“预防为主、防治结合，稳扎稳打、步步为营”的施工原则。
特殊地质地段隧道施工前，应认真核对设计所提供的工程地质和水文地质资料，充分调查、掌握不良地质条件的特殊性，深刻认识、分析不良地质条件的危害性。
针对不良地质条件的特殊性，制订科学、合理的施工方案和紧急预案。
特殊地质地段隧道施工，应充分考虑地质条件的特殊性（围岩所处的地质构造环境、围岩的破碎程度、地下水的作用等），结合隧道工程结构条件（隧道所处的位置、埋置深度、断面形状、尺寸大小等）、隧道施工条件（施工方法、施工速度、机械装备等），选择恰当的施工方法和措施，配备足够的机械设备和材料。
同时应考虑地质条件变化时，改变施工方法便利。
学习资料5-5-1 瓦斯地层瓦斯俗称沼气，其化学成分以甲烷(CH4)为主。
瓦斯常存在于煤系地层中。
瓦斯分子较小，其扩散速度比空气大1.6倍，很容易从破碎围岩的节理、裂隙溢出。
当隧道穿过煤系地层（煤层、油页岩层），或从其煤系地层附近通过时，瓦斯就会从破碎围岩的节理、裂隙溢出到坑道中。
如果坑道内瓦斯浓度与空气比例适当，在有火源时，就会引起爆炸，造成极大的危害和损失。
如果坑道内空气中瓦斯浓度较大，氧气浓度就低，很容易使人窒息死亡。
21世纪之初，在我国隧道工程中，如都汶高速公路董家山隧道施工期间的瓦斯大爆炸，尤其是在煤矿开采中发生瓦斯爆炸的事故已屡见不鲜，造成的损失之大、教训之惨痛也是前所未有的。
所以，在有瓦斯的地层中修建隧道，必须采取相应的安全措施，才能安全顺利施工。
一、瓦斯的性质1、瓦斯为无色、无臭、无味的气体，常有碳化氢或硫化氢混合存在，有类似苹果的香味。
不良和特殊地质地段隧道施工
03
对于高瓦斯地层，应采取抽放措施降低瓦斯压力，并加强 支护，防止瓦斯突出和冒顶事故的发生。
采空区隧道施工
采空区隧道施工的难度在于采空区的空间位置和稳定性不确定，可能存在塌陷风险。 因此，施工前应进行详细的地质勘察和稳定性评估。
在施工过程中，应采取适当的支护措施，如使用大拱脚、小导管注浆等，以防止隧 道塌陷和变形。同时，应加强监测，及时发现和处理异常情况。
对于大范围的采空区，可能需要采用桥梁、桩基等特殊结构跨越，以确保隧道施工 的安全和质量。
岩溶发育地段隧道施工
岩溶发育地段隧道施工的难点在于岩溶 形态复杂多变，存在突水、突泥等风险。 因此，施工前应进行详细的地质勘察和
超前钻。
在施工过程中，应遵循“以堵为主、限 对于大型岩溶洞穴，可能需要采用桩基、
量排放”的原则，采取注浆、管棚等措 托梁等特殊结构跨越，以确保隧道施工
某富水地层隧道施工案例
总结词
止水要求高
详细描述
为防止突水、涌水，需采取有效的止 水措施，如设置止水帷幕、排水孔等 。
某富水地层隧道施工案例
总结词
施工难度大
详细描述
富水地层中施工开挖难度大，易发生泥泞、塌落等情况，需 采取相应措施确保施工安全。
某富水地层隧道施工案例
总结词
环境保护要求高
详细描述
隧道施工应尽量减少对周边环境的影 响，控制水土流失，保护生态环境。
事故情况。
04
不良和特殊地质地段隧道施 工案例分析
某软弱围岩隧道施工案例
总结词
技术难度大
详细描述
该隧道穿越软弱围岩地层，岩石强度低，稳定性差，容易发生坍塌和变形。
某软弱围岩隧道施工案例
总结词
隧道特殊和不良地质地段施工方案
隧道特殊和不良地质地段施工方案隧道内主要的特殊地质和不良地质地段为断层破碎带、岩溶发育地段、采空区、高低温地段、高地应力地段、放射性、瓦斯及有害气体地段。
1.断层破碎带施工断层破碎带地段容易发生突水突泥和塌方风险，通过超前地质预报和施工地质工作获取的地质信息及施工揭示的工程、水文地质情况，判定断层破碎带及影响带范围，制定施工方案和工程措施。
施工方法和措施：按照“早预报、先治水、管超前、短进尺、弱爆破、强支护、紧封闭、勤量测”的原则施工，步步为营，稳步前进。
根据设计文件要求并视围岩情况采用三台阶七步预留核心土法或中隔壁法短进尺、弱爆破辅以人工风镐开挖，严控装药量，尽量减少对围岩的扰动，合理疏排地下水，加强初期支护和二次衬砌结构，快速封闭成环，改善支护结构的受力状态，控制隧道的收敛及拱顶下沉。
施工中将超前地质预报和监控量测纳入工序管理，根据预报和监测结果，评价支护的可靠性和围岩的稳定状态，及时调整工程设计和施工措施，优化调整相应的施工方法和支护措施，改善围岩结构，提高围岩自稳能力，确保工程质量安全。
2.岩溶发育地段施工岩溶发育地段容易发生突水突泥和塌方风险，通过超前地质预报和施工地质工作获取的地质信息及施工揭示的工程、水文地质情况，判定溶蚀带和其它富水构造以及施工中可能发生突水、突泥、塌方等施工灾害地段。
施工方法和措施：按照“断面封闭、超前注浆、释能降压、超前支护、快速开挖、加强支护、及时封闭、监控量测、信息反馈、优化设计”的原则施工。
开挖采用微台阶法或三台阶七步法短进尺光面爆破，严控装药量，尽量减少对围岩的扰动，合理疏排地下水，加强支护结构，快速封闭成环，改善支护结构的受力状态，控制隧道的收敛及拱顶下沉。
施工中加强超前地质预报工作，做好超前地质钻探，做好防排水，加强洞内外监控量测，将超前地质预报和监控量测纳入工序管理，根据预报和监测结果，及时发现问题，及时调整工程设计和施工措施，必要时采用超前帷幕、周边注浆或局部注浆加固围岩并封堵地下水，优化调整相应的施工方法和支护措施，改善围岩结构，提高围岩自稳能力，加强工艺、工序控制，确保工程质量安全。
隧道工程辅助措施及特殊地段施工
3
1.辅助施工措施
■辅助施工措施的类型
预支护
辅助施工措施
预加固
预留核心土 超前锚杆 管棚 地层注浆
地表锚杆加固
预支护兼预加固：超前小导管注浆
水平旋喷 水平旋喷+管棚
1. 辅助施工措施
1.1 超前锚杆
1.施工要点 在开挖掘进之前，在开挖面的拱部一定范围内，沿 隧道断面的周边，向地层内打入一排纵向锚杆(或小钢 管)，通过锚杆对围岩的加固作用，形成超前于工作面 的围岩加固棚，在此棚的保护下进行开挖。 开挖一个进尺后，再打入一排纵向锚杆，再掘进， 如此往复推进。
120°
31#
隧 道 中 线
内轨面
隧道施工方法
1.辅助施工措施 2.特殊地段的隧道施工
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2.特殊地段的隧道施工
■特殊地质地段 是指：膨胀土、软弱黄土、溶洞、断层、流沙、岩
爆，瓦斯地层等不良地质地段。 ■施工注意: ◆制订针对性强的施工方案。 ◆施工总原则： “先治水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌、勤检
◆目 的：保证隧道安全，同时加快施工速度，降低造价。 ◆适用于：富水河道段超浅覆、大断面、富水。
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1.6 水平旋喷+管棚
1.地表锚喷预加固类型与加固方法（以某隧道为例）
1）水平旋喷：在上部软岩区隧道轮廓线外施做一圈水平旋喷桩，桩 径50cm，孔深30m，环向间距0.35m，外插角6~8°，相邻加固体咬 合厚度大于10 cm。
◆破裂面估算法： 用浅埋隧道围岩松
动压力计算方法计 算破裂角β。
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1.辅助施工措施
1.6 水平旋喷+管棚
◆隧道下穿富水河道段超浅覆、大断面、富水等特点，由于覆 盖层较薄，多为松散堆积物，强度低，“自然拱”无法形成； 大断面开挖，可能会形成边挖边塌的局面，使得进洞困难；富 水地层，隧道开挖容易发生流砂，突泥涌水，采用管棚注浆和 水平旋喷相结合方案，可望取得良好加固效果。
特殊地质地段隧道开挖
——岩溶地质
岩溶的地质描述
1、岩溶的地质特征 岩溶又名喀斯特，是可溶性岩层（石灰岩、石膏、岩 盐等）以被水溶解的化学溶蚀作用为主，并伴随以机械作 用而形成沟槽、裂隙、洞穴以及由于洞顶塌落而使地表产 生陷穴等一系列现象和作用的总称。 岩溶特征分为：地表形态和地下形态特征。 （1）地表形态特征 i溶沟、溶槽和石芽、石林 地表水沿可溶性岩层地标的裂隙流动，进行溶蚀，冲 蚀，使岩层表面形成一些不同的沟槽；溶沟、溶槽进一步 发展后，沟槽间的石脊遭受切割破坏，残留着顶尖下粗的 锥形柱体，又称石芽；石芽林立即成为石林。
施工要点
1、施工原则
隧道通过岩溶地段本着“稳妥可靠，保证工期”“经 济合理，不留后患”的目标。坚持“以堵为主，限量排 放”“排堵结合，综合治理”的原则治理岩溶水，坚持 “短进尺，弱爆破，强支护，早封闭，勤量测”的原则通 过岩溶地区。
2、施工方法
（1）施工前的勘察 提供沿层关于岩层表面，软弱带岩溶发育带以及可能 的岩溶的资料，直接的现场勘查（钻孔）所获得的结果通 过非直接的（地球物理的）方法得了补充，这起决于地质 的地形等条件，应该对辅，及时处理危石、当溶洞较 大、较高且顶部破碎时，应先喷射混凝土加固，再在靠近 溶洞顶部附近打入锚杆，并应设置施工防护或钢筋防护网。 （3）在溶蚀地段的爆破作业应尽量做到多打眼、打浅眼， 并控制爆破药量，以减少对围岩的扰动，防止在一次爆破 后溶洞内的填充物大量涌入隧道，或溶洞水突然袭击隧道， 造成严重损失。 （4）在溶洞充填体中掘进，如充填物松软，可用超前支护 施工，如充填物为即松散的砾石、块石堆积或流塑状黏土 及沙石黏土等，可于开挖前采用地表注浆、洞内注浆或地 表和洞内注浆相结合的方式加固，如遇颗粒细、含水量大 流塑状土壤，可采用劈裂注浆技术，注入水泥浆或水泥水 玻璃双液浆进行加固。
特殊地质或严重不良地质地段的隧道位置选择的要求
特殊地质或严重不良地质地段的隧道位置选择的要求特殊地质或严重不良地质地段的隧道位置选择的要求？1）穿过滑坡、错落体内时，应使洞身埋置在错落体或滑动面以下一定深度的稳固地层中。
2）陡岸斜坡严重张裂不稳或者山坡有严重崩塌时，隧道位置宜往里靠，置于稳固地层中。
当崩塌地段短，崩落石块小，情况不严重，可采用明洞方案，或与路基防护工程作比较。
3）隧道应防止通过严重不良地质、地下水极为发育的低洼部位。
4）通过岩堆地段时，若岩堆严密稳定，可修建隧道，但应防止洞身置于岩堆与基岩接触面处；若为不稳定岩堆，隧道应内移置于基岩中，并留有足够的安全厚度。
5）隧道穿过泥石流沟床下部时，应使洞身置于基岩中或稳定的地层内，并保证拱顶以上有一定的安全覆盖厚度。
6）明洞根底应置于基岩或牢固可靠的地基上，明洞洞顶回填应考虑河床下切或上涨以及相互转化的可能性，并加不小于0.5m的安全覆盖厚度。
7）通过岩溶地区时，宜选择在难溶岩的地段和地下水不发育的地带。
应防止穿越岩溶严重发育的地下溶蚀大厅、溶洞群及地质构造破碎带等地段；不能避开时，宜选择在较狭窄，影响范围最小处，以垂直或大角度穿过。
8）隧道应避开流砂地段；无法避开时，应选择其范围最小且相对稳定地段以短距离通过。
9）隧道应避开松软易坍的第四纪堆积层；当其部分洞身无法避开时，应选择影响范围最小的地段通过。
10）隧道应尽量避开构造松散的冰碛层；必须通过冰碛层时，宜选择构造相对严密的、影响范围最短的地段通过。
11）隧道宜避开穿越富煤区和瓦斯含量最高的地带；当必须通过煤系地层时，隧道应有一定厚度的隔层，或以大角度横穿，尽量减少其影响长度。
12）黄土地区隧道，应避开有地下水活动，陷穴密集，冲沟发育，地层不稳和滑坡、泥石流等地段。
13）多年冻土地区，由于受冻胀、融沉、热融滑坍等多种特殊物理地质现象影响，隧道洞身应避开穿过地下冰及地下水发育的地带。
14）水库地区的隧道位置，应避开受水库充水及消水影响易于发生滑塌病害的松散、破碎地带，选择在稳定的基岩或坍岸范围以外的稳固地层内。
不良和特殊地质地段隧道施工的处理措施
在修建 隧道及地下工程 中， 工程地质状 况及水 文地质情况是人 有半端面法 、 正 台阶预留核心土开挖法 、 双侧壁导坑法。 开挖手段上 ， 采取两种方法 ： 一种是在特别软弱 的围岩段 ， 采用 决于对地质状况 的认识和掌握程度 。当地质状况较好时 ， 工程的进 非钻爆开挖 ， 如利用十字镐 、 风镐开挖或利用小型挖装机开挖 ； 另一 展就顺利 ， 工程 的工期 、 质量 、 造价等都能按计划地 正常进行 ； 当地 种是采用控制爆破措施 ， 如松动爆破 、 微振动爆破等 。 这两种方法的 质条件较差 ，遇到了特殊及不 良地质地段 时 ，如富水 软弱围岩 、 流 目的是 一致 的， 就是尽可能地减小开挖对 围岩 的扰动 。 沙、 溶洞 、 膨胀岩 、 瓦斯 、 高地应 力等 ， 工程 就会 受阻 ， 主要 表现为工 ２ 膨胀性和挤压性 围岩 期 的延长 、 质量 的下降 、 工程造价的剧增 ， 同时还有可能 出现大 的安 膨胀性 围岩是指矿物成分主要由亲水性矿物组成 ， 同时具有吸 全事故 ， 导致人员 的伤亡 ， 设备的损坏等现象 的发生 。 水显著膨胀 软化 和失水收缩硬裂两种特性 ， 且具有湿胀干缩往复变 １富水 断层破碎 围岩 形 的高塑性粘性 土。决定膨胀性 的亲水 矿物主要是蒙脱 石粘土矿 在 隧道施工 中， 往 往会 遇到断层破碎带 、 富水软 岩及 大量涌水 物 。 地段 ， 给隧道施 工带来严重 困难。 膨胀性围岩的判别 ， 目前 国内外大体上依据以下两个方面 ： 一 断层破碎带是隧道施 工中最常见 的不 良地质地段 ， 特 别是在 山 是 间接反映岩石膨胀英标 ， 如矿物构成 成分 、 颗粒含量 、 阳离子 交换 区沟谷中 ， 地质上有“ 十沟九断” 的说法。 断层带 内岩体挤压破碎 ， 常 量 和干燥饱和吸水率 ； 二是直接定 量反 映皋石膨 胀力 学指标以及不 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 同荷载下的膨胀 率大小 的指标 。 增大 ， 自稳能力下降 ， 容易坍塌 ， 施工 困难 。 ２ ． １膨胀性 围岩的判别 。膨胀性 围岩 的判 别可按《 铁 路膨胀岩 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 隧道技术规范》 进行判定 ， 主要 的试验指标包括极 限膨胀力 、 极限膨 弱破碎 的断层带 以及求积 、 坡 积层 中 ， 在 富含 地下 水的情况下 ， 岩体 胀率 、 极限膨胀量 、 干燥饱 和吸水率 、 围岩强度 比等 内容 。 ２ ． ２膨胀性围岩对 隧道施工 的危害。由于膨胀性围岩的特殊工 强度很低 ， 自 稳能力极差的围岩。大量涌水是隧道施工 中比较常见 的不 良地质现象。在雨量充沛和地下水 丰富地区 ， 隧道穿过断层破 程地质性质及其 围岩压力特性 ， 使膨胀 土隧道围岩普遍具 有开裂 、 碎带 、 裂 隙密集带 、 向斜 部 、 不 同岩层 接触带或岩熔发育地段 时 ， 施 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 、 工期间可能会发生地下水 和承压水大量涌出。 破坏性大 、 延续时间长和整治较 困难等特点 。膨胀性 围岩对 隧道施 对 于富水软弱破碎围岩 隧道 ， 设计 一般根据地表探测 和少量 的 工 的影 响 如 下 ： 地质钻孔为 主 ， 推断地下深 处的隧道地质条件 ， 这往往与隧道施 工 １ ） 围岩开裂。隧道开挖后 ， 由于开挖面上岩体原 始应 力释放产 实际遇到的地质条件存在差异 。 而隧道施 工对地质 的变化又非常敏 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 感， 特别是复杂地层施 工 ， 更要求准确预报施 工前 方的工程地 质和 因素都可 以使土 中产生裂 隙张开扩大 ， 沿 围岩周边产生裂 缝 ， 尤其 水文地质条件。因此 ， 应把地质超前预报作为一个工序纳入生产过 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。 程。 ２ ） 隧道下沉 。由于隧道下部膨胀岩体 的承载力较低 ， 加之隧道 富水软弱破碎围岩隧道的显著特点就是地下 水对施工 的影 响。 上部围岩压力过大 ， 隧道下沉变形明显。 另外 ， 隧道 只能采用分部开 这类 隧道地下水发育 ， 除裂隙水外 ， 往往与地表水 串通 ， 形成补给通 挖 ， 在后 部工序开挖暴露 的围岩 出现风化膨胀 ， 产生较大 的收缩地 道， 使施工长期处 于地下水干扰 之中。并且软 弱破碎地层地下水一 压力 ， 加 上坑道的下沉 ， 往往造成 支撑 过渡变形 、 失效 ， 进 而引起土 般不 能形成集 中水流 ， 往往 以散水形式从坑道周壁或隧底 流出 ， 施 体坍塌 、 挤压和膨胀变形等现象 。 工处理更加 困难。 ３ ） 围岩膨胀 突出和坍塌 。隧道 开挖过程 中或开挖后 ， 围岩产生 为了防止或减轻地下水对施工特别是对开挖 的影响 ， 必须对地 膨胀变形 ， 周边土体向洞内膨胀 突出， 造成开挖断面缩小。 在土体丧 由于 围岩压力 和膨胀压力 的综合作 下水进行处理 。近年来 ， 在富水软弱破碎围岩隧道施工 中探索 出许 失支撑或支撑力不够 的状态下 ， 多行之有效 的办法 ， 使这些 隧道 的施 工得 以正常进行 ， 并加快 了施 用 ， 使 土体产生局部破坏形 成坍塌现象 。 工进度 ， 提高 了工程质量 ， 保障了施工安全。 ４ ） 隧道底部 隆起 。隧道底部开挖后 ， 洞底围岩的上部压力解 除， 富水软弱破碎 围岩隧道处理地 下水 的原则一般是 以堵截为 主， 又无支护体约束时 ， 由于应 力释放 ， 洞底 围岩产生卸荷膨胀 ， 加之 坑 排引为辅 。堵截地下水 的办法主要有两类 ： 一类是整个富水段进行 道积水 ， 使洞底 围岩产生浸水膨胀 ， 造成彻底 围岩 隆起变形 。 注浆 止水 ， 并加 固松 散岩体 ， 这种 办法是将 富水段岩层结构通 过高 ５ ） 衬砌变形和破坏 。 在整体式（ 模筑混凝土） 衬砌 中， 常发生下列 压注 浆进行调整 ， 相 当于提高 围岩等级 ， 使围岩在原有基础 上整个 现象 ： ８ １ ． ． 在先拱后墙法施工 中， 拱部衬砌完成后至开控 马 口的这段时 综合指标得以改善， 主要措施有深孔劈裂、 挤压注浆。 另一类是对富 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 水地段沿隧道开挖轮廓线以外进行环形注浆， 形成止水帷幕， 防止 沉 ， 拱脚支撑受力 大 ， 发生扭 曲、 变形或折 断 ； ｂ ． 拱 顶受挤压下沉 ， 也 或减小地下水进入开挖工作面。 这种办法并不能改变开挖段的岩体 有 向上 凸起 ， 拱顶外缘经 常出现纵 向贯通拉裂缝 ， 出现挤裂 、 脱皮、 结构。主要措施有浅孔注浆、 管棚注浆、 小导管注浆、 中空锚杆注浆 掉块现象 ； ｃ ． 在拱腰部位出现纵 向裂缝 ， 这些裂缝有时可逐渐发展 到 以及目 前正处于研究阶段的水平旋喷注浆技术等。 张开 、 错台； ｄ ． 当采 用旦墙式边墙 时 ， 边墙 常受膨胀侧 压而开裂 ， 甚 在富水软弱破碎围岩隧道施工中， 虽然采用深孔注浆达到了止 至张开 、 错 台， 少数 也有 出现水平裂缝的情况 。 参考文献 水固结的目的， 但固结范围有限， 加上地质及注浆有些不确定因素， １ 】 李建文． 宏观地质预报在 隧道 Ｔ Ｓ Ｐ 探 测和解译 中的应 用【 Ｊ ］ ． 山西建 为保障施工万无一失， 一般在开挖前均采用超前支护。 超前支护一 【 筑． ２ ０ ０ ９ （ ２ ９ ） ． 般采用超前锚杆或超前小导管。 ２ ｌ ｉ ￣ 长青， 许人 平 ， 叶勇 ， 等． 地质 雷达在岩质 隧道 施＿ Ｔ － 超前 预报 中 对于地下水压较大的隧道，开挖前一般还要采取排水降压措 ［
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14 特殊地质地段的施工14.1 一般规定14.1.1 当隧道通过膨胀土层、软弱黄土层、含水未固结围岩、溶洞、破碎带、岩爆、流沙以及瓦斯溢出地层时，宜采用辅助方法施工。
14.1.2 施工中应经常观察围岩和地下水的变异情况，量测支护、衬砌的受力情况，注意地形、地貌的变化，防止突然事故的发生。
如有险情，应立即分析情况并采取措施，迅速处理。
渗漏水地段，应先治水，其技术作业可按本规范10章和13章有关规定办理。
14.1.3 特殊地质隧道，除大面积淋水地段、流沙地段外，均可采取锚喷支护施工。
施工时应符合下列要求：(1)当开挖面自稳性很差，难以开挖成形时，应在清除危石后尽快在开挖面上喷射厚度不小于5cm的混凝土护面，必要时，可在开挖轮廓线处和开挖面上打设超前锚杆，超前锚杆长度宜大于开挖进尺的3倍。
(2)锚喷支护完成后仍不能提供足够的支护能力时，应及时设置钢架支撑，加强支护。
14.1.4 不宜采用锚喷支护的地段，应采用构件支撑，并符合下列要求：(1)支撑应有足够的强度和刚度，能承受开挖后的围岩压力。
支撑基础应铺设垫板。
当支撑出现变形、断裂时，应立即加固或部分撤换。
(2)围岩出现底部压力，产生底鼓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，必须先护后挖，暴露面应采用支撑封闭。
(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)支撑作业应迅速、及时。
14.1.5 特殊地质地段施工时，不宜采取全断面开挖。
钻爆设计时，应严格控制炮眼数量、深度和装药量。
14.1.6 围岩压力过大，支撑下沉可能侵入衬砌设计断面时，必须挑顶，并按以下方法进行处理。
(1)拱部扩挖前发现顶部下沉，应先挑顶后扩挖；(2)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，该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；(3)挑顶作业宜先护后挖。
14.1.7 自稳性极差的围岩宜采取压注水泥砂浆或化学浆液加固。
14.1.8 模筑衬砌施工应遵守本规范第8章的有关规定，并符合下列要求：(1)当拱脚、墙基松软时，灌筑混凝土前应排净基底积水，并采取措施加固基底；(2)衬砌混凝土应掺早强剂等，提高衬砌的早期承载能力；(3)仰拱施工，应在边墙完成后抓紧进行，使结构尽快封闭成环。
14.1.9 特殊地质地段施工方案应由设计、施工主管技术负责人共同研究确定。
施工过程中发现设计与实际情况不符时，施工单位应会同有关方面共同研究，作出必要的修改。
14.2 膨胀性围岩14.2.1 隧道通过膨胀性地层时，应对围岩的压力和流变情况进入调查、量测、掌握围岩变形及压力的增长特性。
14.2.2 宜采用短台阶或中央导坑法开挖，但开挖分部不宜过多。
14.2.3 应紧跟开挖尽快对围岩施加约束。
可用锚喷及钢架或格栅联合支护；膨胀压力很大时，可在隧道底部打设锚杆，亦可在隧道顶部一定范围内打入斜向超前锚杆和小导管，形成闭合环。
斜向锚杆的外斜角度、杆长、间距、范围应按本规范第13章的规定执行。
喷射混凝土层宜采用钢纤维混凝土，提高喷层的抗拉和抗剪能力。
14.2.4 钢架支撑宜采用可缩性结构。
支撑的制作与安装应符合下列规定：(1)支撑的可缩接头，根据位移量确定，可设2～3个。
(2)接头的伸缩，应根据隧道最大控制位移计算确定，每个拉接头最大伸缩量不宜大于100 mm。
(3)可缩接头的滑动阻力。
可按钢架支撑承受轴向力的1/2进行计算。
(4)当采用钢管制作支撑时，应设灌浆孔。
可缩接头收缩合拢后，管内应用喷射混凝土封闭。
14.2.5衬砌的拱部与侧墙宜同时施工，仰拱应尽早完成。
仰拱与侧墙连接处应尽可能做成圆弧状，衬砌与围岩应密贴。
14.2.6当围岩压力极大，其变形速率难以收敛时，应在上台阶或中央导坑的底部行先修筑临时混凝土仰拱，待变形基本收敛后，开挖下部台阶，拆除临时仰拱，并尽快灌筑永久性衬砌和仰拱。
14.3 黄土14.3.1黄土围岩隧道施工应符合下列要求：(1)调查黄土中构造节理的产状与分布状况。
对因构造节理切割而形成的不稳定部位加强支护。
(2)宜采用短台阶开挖方法或分部开挖法(留核心法)。
初期支护应紧跟开挖面施作。
(3)做好地表水截排工作，雨水不得漫溢于洞口仰坡和边坡面。
(4)施工中应遵循“短开挖、少扰动、强支护、及时密贴、勤量测”的原则。
(5)当隧道覆盖层浅、地表有下沉可能时，应按本规范13章中有关防止地表下沉的辅助方法治理。
14.3.2 黄土围岩隧道宜采用复合式衬砌，开挖以后钢支撑、钢筋网、喷射混凝土和锚杆作初期支护，必要时宜采用超前锚杆、管棚支撑加固围岩。
14.3.3施工中洞内应完善排水设施，保持路面干燥。
当地下水量较大时，应在洞内采用井点降水法降低地下水位。
或在洞外隧道开挖线两侧设深井降水。
井点降水和深井降水应按本规范13.3.5、13.3.6条的规定执行。
14.4 溶洞14.4.1 隧道通过岩溶地区，当发现地表有以下情况时，可初步判断其岩层中存在溶洞、暗河。
(1)四周汇水的洼地内，发现在落水洞、漏斗或天然竖井存在；(2)落水洞、漏斗呈带状分布地段；(3)地面塌陷和草木丛生以及冬季冒气等地段；(4)地表水消失或附近有出水点(泉眼)的地段。
14.4.2 应根据设计文件有关资料，进一步查明溶洞分布范围、类型、岩层的完整稳定程度、充填物和地下水流情况等，据以确定施工方法。
对尚在发育或穿越暗河、水囊等地质条件极复杂的岩溶区，应查明情况，填重选定施工方案。
探查溶洞时，应有安全措施。
14.4.3岩溶地段隧道可采取以下几种措施处治：14.4.3.1 引排水(1)遇到暗河或溶洞有水流时，宜排不宜堵，应在查明水源流向及其与隧道位置的关系后，用暗管、涵洞、小桥等设施渲泄水流或开凿泄水洞将水排除洞外。
(2)当岩溶水流的位置在隧道顶部或高于隧道顶部时，应在适当距离处，开凿引水斜洞(可引水槽)将水位降低到隧底标高以下，再行引排。
当隧道设有平行导坑时，可将水引入平行导坑排出。
14.4.3.2 堵填(1)对已停止发育、跨径较小、无水溶洞，可根据其与隧道相交的位置及其充填情况，采用混凝土、浆砌片石或干砌片石予以回填封闭；或加深边墙基础，加固隧道底部。
(2)当隧道拱顶部有空溶洞时，可视溶洞的岩石破碎程度在溶洞顶部采用锚杆加固，并加设隧道护拱及拱顶回填的办法处治。
14.4.3.3 跨越(1)当溶洞较大较深，不宜采用堵填封闭的方法，或充填物松软不能承载隧道结构时，可采用梁、拱跨越。
跨越的梁端或拱座应置于稳固可靠的岩层上，必要时灌筑混凝土进行加固。
遇特大溶洞时，可采取明洞结构形式。
(2)当溶洞很大，地质情况复杂时，隧道衬砌可采用拉杆拱、边墙梁结构；有条件进，可采用锚索对溶洞与隧道连接处进行加固，锚索应为全长末胶结的自由锚索。
14.4.3.4 绕行在岩溶区施工，个别溶洞处理耗时且困难时，可采取迂回导坑绕过溶洞，继续进行隧道前方施工，并同时处治溶洞，以节省时间，加快施工进度。
绕行开挖中，应防止洞壁失稳。
14.4.4溶洞地段施工应符合下列要求：14.4.4.1凿眼机钻进速度较快时，可能已达到溶洞边缘，应观察水情变化及裂隙溶蚀程度，当渗水及溶蚀程度有所增大时，应对掘进、支撑、排水等工作加以妥善安排。
14.4.4.2当达到溶洞边缘，施工各工序应紧密衔接。
当采取下导坑引进时，边墙基础应坚固，对小溶洞应填实；对大溶洞可采取本节14.4.3.3款的措施处理。
上部工序应抓紧，尽快作好衬砌。
14.4.4.3 在溶洞充填体中开挖，当充填物较松软时，可用插钣法(如工型钢或槽型钢等)施工，并注意预留沉落量。
当充填物为石块堆积时，可在开挖前预压砂砾及水泥砂浆加固。
14.4.4.4施工中对溶洞顶部应经常检查，及时处理危石。
当溶洞较高且顶部破碎时，应先喷射混凝土加固，再在靠近溶洞顶部附近打入锚杆，并设置钢筋和支架。
14.4.4.5 在岩溶地段爆破，应尽量做到多打眼，打浅眼，并控制药量。
14.4.4.6当反坡施工遇到溶洞时，应准备足够数量的排水设备。
14.4.4.7当判断有岩溶水时，应利用超前探水钻孔作涌水预报，探明开挖面前方几米到几十米的水情，防止突水事故的发生。
14.4.4.8 溶洞内不得任意抛填隧道开挖弃渣。
14.4.5 遇采空区时，应采取弱爆破，强支护，谨慎开挖。
施工措施可按本节14.4.3、14.4.4条执行。
14.5 塌方14.5.1 塌方地段应加强预报工作。
处理塌方前，应详细调查其范围、形状、塌穴地质构造，查明其诱发原因和塌方类型，据此确定处理方案。
14.5.2 隧道塌方后，应先加固未塌方地段，防止塌穴扩大。
14.5.3 塌方规模较小时，首先加固塌体两端洞身，并尽快施作喷射混凝土或锚喷联合支护封闭塌穴顶部和侧部，然后清渣。
在保证安全的前提下，亦可在塌渣上架设施工临时支架，稳定顶部，然后清渣。
临时支架待灌筑衬砌混凝土达到要求强度后方可拆除。
14.5.4 当塌方规模很大，塌渣体完全堵死洞身时，宜采用先护后挖的方法。
在查清塌穴规模大小和穴顶位置后，可采用管棚法或注浆固结法稳固围岩体和渣体，待其基本稳定后，按先上部后下部的顺序清除渣体，亦可用全断面法按短进尺、弱爆破、早封闭的原则开挖塌体，并尽快完成衬砌。
14.5.5 塌方冒项，在清渣前应支护陷穴口，地层极差时，在陷穴口附近地面应打设地表锚杆，洞内可采用管棚支护和钢架支撑。
14.5.6 在塌方处，模筑衬砌背后与塌穴洞孔周壁必须紧密支撑。
当塌方较小时，可用浆砌片石或干砌片石将其充填；当塌穴较大时，可用浆砌片石回填，厚度宜为2m，其以上空间应采用钢支撑等顶住稳固围岩；特大塌穴应作特殊处理。
衬砌厚度应按松散体荷载计算确定。
14.5.7 塌方地段防排水除遵守本规范10章有关规定处，尚应遵守下列规定：(1)对于地表沉陷和裂缝，应采用不透水土夯填密实，并开挖截水沟，防止地表水下渗到塌穴和塌渣体内；(2)塌方冒顶时，应在陷穴口地表四周挖沟排水，并设棚遮盖穴顶，防止雨水流入。
陷穴口填标高应高出地面并封口。
14.5.8 岩爆引起塌方时，应采取以下措施：(1)迅速将人员和机械，撤至安全地段；(2)采用磨擦型锚杆进行支护，增大锚杆的初锚固力；(3)采用钢纤维喷射混凝土，抑制开挖面拱部围岩的剥落；(4)采取挂钢筋网，必要时可用钢支撑加固；(5)充分作好岩爆现象观察记录；(6)可采取声波探测，加强岩爆预报工作。
14.6 流沙14.6.1施工中应调查流沙特性、规模，了解地质构成、贯入度、相对密度、凿径分布、塑性指数、地层承载力、滞水层分布、地下水压力和透水系数等，并制订处治方案。
14.6.2 在流沙地段开挖隧道，可采取以下治理措施：(1)加强防排水工作，防止沙层稀释和挟走沙粒，必要时采取井点法降低地下水位，其集水管可用加气砂浆充填。