不良地质隧洞施工技术方案研究
不良地质段施工

不良地质段施工水工隧洞可能经过断层破碎带、软弱夹层、浅埋段、溶洞、地下河等地质复杂地段,为防止施工中隧洞坍塌、突泥、涌水等事故,必须在开挖中采用科学有效的防护措施。
一、易坍塌地段施工在断层及破碎松软、渗水、漏水、流砂等不良地质构造中进行隧洞施工,防止围岩坍塌和衬砌沉陷变形是关键。
对于Ⅰ~Ⅲ类围岩洞段,初期支护主要采用锚喷支护,对于破碎带、断层及其他复杂地层洞段,结合以往施工经验,主要采取以下相应措施。
1.一般处理措施(1)思想上要重视,提前开展有关情况调查,根据调查情况,认真分析研究,选择合理施工方法,制定相应的技术措施避免在施工中造成困难,影响工程进展。
(2)采用地质超前预报,对地质和水文条件进行预报,根据预报结果和已揭露的岩石情况综合判断,对前方地质情况做到心中有数。
(3)缩短开挖进尺,严格控制爆破的单段起爆药量,确保爆破震动速度控制在2.0cm/s以内,同时加强爆破振动速度监测,及时调整爆破参数。
(4)爆破后要及时出渣,及时进行支护,减少掌子面暴露时间,并根据围岩量测情况判断该洞段是否加强支护。
(5)技术人员必须现场旁站值班,随时观察了解掌子面的情况,及时采取有效措施。
2.塌方预防措施防止塌方是保证安全施工和快速掘进的关键,因此施工人员必须从思想上引起足够重视,施工前根据设计提供的地质勘探资料,制订切实可行的施工方案。
施工过程中严格执行以下措施避免发生塌方:(1)勤观测。
随时观察和监测现场工程地质及水文地质变化情况,钻研变异规律,据以制订施工对策,在地质构造复杂地段,埋设YST型钢丝收敛计,及时预报岩体稳定情况。
随时观察和监测有无异常,根据观察和监测结果,不断修正、完善设计方案和施工方案。
(2)短开挖。
岩性不良地段,严格控制进尺,紧跟作业面一次支护快速衬砌,多打孔,少装药,放小炮,保证断面规整,为初期支护创造条件。
(3)强支护。
及时支护是消除塌方的重要手段,强支护是预防塌方的主要措施,施工中利用小导管注浆、长管棚、格栅拱等进行强支护。
隧洞不良地质处理方案论文

隧洞不良地质处理方案论文隧洞是很多建筑工程中常见的一部分,例如高速公路、铁路、地铁等等。
但是在施工过程中,由于隧洞穿越的地质环境比较复杂,不同地区的隧洞施工也面临不同的困难和挑战。
尤其是在不良地质条件下,隧洞施工的难度更加高涨,需要探索出一些有效的处理方案来降低隧洞施工的风险和难度。
一、不良地质条件下的隧洞施工难点在不同的地理环境下,隧洞施工的难度和风险各异。
具体来讲,不良的地质条件会增加隧洞施工的难度和风险,这些情况包括但不限于:1. 岩层破碎、压裂:部分地区的岩石破碎、压裂现象比较严重,这会增加隧洞施工时岩石的塌方、崩落等风险;2. 水文地质条件:一些地区的地下水较为丰富,隧道施工时易发生渗水、冒水、涌水等现象,而且这些水有时还会携带沉积物等杂质,进而影响施工安全;3. 地震地貌条件:地震地貌条件较差的区域,因为地震震动和地表下塌陷等因素,往往令隧道施工时面临更高的地质灾害和风险;4. 软弱地基条件:一些地区的地质条件偏软弱,如泥石流、软土等情况,这会在隧道施工过程中增加隧洞立面、钻爆难度。
二、处理方案针对不良地质条件下的隧洞建设,我们需要从以下几个方面着手来找到应对方案:1. 地质勘探在隧洞建设前,我们要进行客观、全面、科学的地质勘探,了解该地区的地质环境特征,掌握隧洞的地质构造、岩层、水文环境等基本信息,以便制定出准确的隧道施工方案。
2. 预处理在正式施工前,我们可以对隧洞周围结构进行预处理,例如在隧洞周围施工绞刀桩、灌注桩,这样可以降低隧洞施工时的应力,减少隧道塌方、渗水等不良现象的发生,有助于满足隧道施工的安全性和稳定性。
3. 加强措施在施工过程中,我们还应加强隧洞施工的安全措施,采取一些防止崩塌、落石、涌水等措施。
例如可以使用螺旋钢管桩、地下预应力锚杆、喷锚网等技术手段来加强隧洞稳定性。
此外,针对地下水丰富的情况,可以在隧道出口处设置排水设备,对出现的水进行及时排泄,保证施工安全性。
某水电站引水隧洞不良地质条件洞段支护技术研究

某 水 电站位于 四川省 ,由拦河 闸坝首部枢 纽、 引水系统
和 地 下 厂 房 三部 分组 成 ,为 长 隧 洞 引 水 式 电站 。
该 电站主 要任务是发 电,工程 规模为三等 中型工程。主
要 建 筑 物 按 3级 设 计 。拦 河 坝 洪 水 标 准 为 : 设计洪水 P = 2 %, 校核洪水 P = O . 2 %; 水 电站 厂 房 洪 水 标 准 为 : 设计洪水 P = 2 %,
校核洪水为 P = O . 5 %。
② 从未 塌 方 前 掌 子 面 所 见 岩 性 来看 , 为 灰绿 色 碎 屑 ,其 原 岩 成 份 仍 为 闪 长 岩 类 ,挤 压 较 紧 密 , 半 湿 润 状 态 ,未 见 地 表 次 生物 质 ,属 构 造 糜 棱 岩 特 征 。
( 3 ) 地下 水 特 征
t 1 ) ~1 5 1 5~2 0 8 0—1 0 0
5~8 2—3 8~1 0 3~5 5 O~8 0 2 0
8~1 0 1 0~11 1 0 ~1 2 基本 稳定
5 ~8 <5 0 7~0 9 0 5 ~0 7 0 5~0 6 0 . 3 稳定 性差 不稳定
沟段地下水位按地表水 位选取 。支护分析 中因该 不 良地 质条
件 洞 段位 于 狼 狼 沟 与 火 石溪 沟 之 间 ,外 水 压 力 按 0 . 6倍 地 下
水位考 虑。
Байду номын сангаас
引水隧洞围岩物理力学参数建议值见表 1 ,断裂结构面
力 学 参 数 建议 值见 表 2 。 表1 引 水 隧 洞 围 岩 物理 力 学 参 数建 议值
( 1中 国水 电顾 问集 团 西 北勘 测设 计研 究 院 ,陕 西 西安 7 1 0 0 6 5 ; 2重庆 西 南 水运 工程 科 学研 究 所 , 重庆 4 0 0 0 1 6)
在不良地质条件下隧洞的开挖与支护

布 孔要求 : “ 快”、 “ 准” 。 “ 快 ” ,即 布 孔速 度 要 快 , 不 耽误 时 问 ; “ 准 ” ,根 据 爆 破 设 计 准 确 布 置 孔 位 。 测 量 及 布 孔 时 间一 般 不超 过 3 0 mi n为 宜 。
通 ,施 测 的方 法 要 先 进 ,措 施 要 可 靠 ; “ 复 ” ,即 所 有 施 工
测 量 工 作 必 须 做 到 有 放 必 复 , 分别 由 专 人 负 责 ,并 应 对 测 量 标 志 定 期 进 行 复 测 ,测 量 内业 工作 应 有 专 人 进 行 校 核 ,确 保
测 量 准 确 无误 。
( 2 )造 孔
钻 孔采 用 多 臂 台车 , 由熟 练 风 钻 工 进 行 钻 孔 作 业 。 每 排
炮按 “ 平 、直 、 齐” 的要 求进 行 检 查 。周 边 孔 偏 差 ≤5 c m,
21 8 0 - 2 , 2 0 0 m、 1 , 7 5 0 - 1 , 9 0 0 m 高 程 还残 留有 Ⅲ一 Ⅳ级 剥 夷 面 ( 如 九龙 河谷 ,大 木 克地 带 ) 。在 可 溶 岩分 布 地 区 ,沿 各 级 剥 夷 面均 发 育有 层 状 分布 不 同规 模 的溶 洞 、 暗洞 等 客斯 特地 貌 。 工 程 区地 层 岩 性 主 要 为 震 旦 系 上 统 灯 影 组 及 寒 武 系 下 统 ,次 为 第 四 系 。 工 程 区地 质 构 造 有 普 渡 河 背 斜 及 三 条 普 渡 河 次 断 层 、褶 皱 及 断 层 。 物 理地 质现 象主 要表 现 为 岩 体 风 化 、 卸 荷 崩 塌 及 岩溶 。 该 隧 洞 主 要 以 Ⅲ、 Ⅳ 、 V类 围 岩 为 主 ,局
浅谈不良地质隧洞超前导洞施工方法

1 工 程 概 况
层 与海陆 交互沉积 层和燕 山晚期花 岗岩 , 部地段 分布 局 有喜 山期辉 绿岩 ( 岩脉 产 出 ) 地 层岩 性 依次 为 : 山 呈 , 燕 晚期 中粒 花岗岩 , 分布 于测 区山 区地 带 , 呈灰 白 ~浅 肉
地层岩性 主要 为第 四 系全新 统 ~晚 更新 统 残坡 积
收 稿 日期 :0 1 0 1 ; 2 1 — 2— 6
修 回 日期 :0 1— 5— 4 2 1 0 0
作者简介: 钟一桢 (9 2一) 男 , 18 , 本科 , 助理 工程 师, 从事水利工程技术管理工作 。
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56 ・
弱 夹层 , 进时 常见岩脉 坍塌 。 掘
山体 多处 出露 有泉 水 , 室开 挖 时 , 下水 有 可 能 洞 地
沿节理裂 隙下渗 到洞室 中 ; 绿 岩脉 风 化强 烈 , 化 深 辉 风 度大, 洞室 开挖时有 岩脉 风化土瞬 时塌落 的危 险 。
3 工程地质 3 1 工程地 质 .
第 6期 21 0 1年 6月
广 东水 利 水 电
GUANGDONG ATER W RESOURCES AND HYDROPOW ER
NO. 6
Jn2 1 u .0 1
浅谈 不 良地 质隧 洞 超 前导 洞施 工 方法
钟 一 桢
f 惠州 东江水 剩抠 纽技 术 中心 , 东 惠州 5 6 2 ) 广 10 3
6 05 。 . m
水工隧洞不良地质洞段开挖施工技术措施

水工隧洞不良地质洞段开挖施工技术措施在隧洞工程在开挖过程中,会遇到一些不良地质段,如堆积体、断层破碎带、塌方、岩溶以及地下渗漏水等,通过地质超前预报,采取相应开挖技术措施,确保开挖施工既安全又经济合理。
标签:隧洞施工;不良地质洞段;施工原则;地质超前预报;施工方法黔中灌区总干渠C4标属一期输水工程,位于总干30+685~40+699,全长10.014km,包含上官寨隧洞、红土洞隧洞、红土洞渡槽、大红岩隧洞、玻利隧洞及相间的渠道,其中隧洞总长8639m,占本标段86%。
本工程的主要不良地质洞段指上官寨隧洞进出口堆积体、中部断层破碎带、出口塌方段、玻利隧洞岩溶以及地下渗漏水段。
1 施工原则(1)认真分析研究工程与水文地质资料。
必要进采用超前钻探与打超前导洞等方法进一步了解地质条件,做好地质超前预报。
(2)不良地质段施工严格遵守“早预报、勤量测、管超前、弱爆破、短进尺、强支护、快封闭、紧衬砌”的原则。
(3)做好排水。
(4)加强量测,及时分析监测成果指导施工。
2 地质超前预报超前预报主要是加强施工期间的地质工作,是在开挖之前,除根据开挖时揭露出来的实际地质情况,校正补充地勘时未能查到的资料外,根据这些成果资料,分析推断掌子面前方的地质情况,是否存在前期勘察时没有查到的不良地质体,以便预先采取措施。
地质超前预报主要方法有:水平钻孔、超前导坑、断层参数预测法、地质体投射法正洞地质编录与预报、地质物探综合分析法。
施工中采用综合地质超前预报,为隧洞开挖方式、支护措施等提供科学依据。
3 施工方法(1)堆积体处理松散地层的特点是:结构松散,稳定性差,若有地下水时则更甚。
在施工中极易发生坍塌。
处理方法如下:①爆破前,将超前锚杆(中空锚杆)或小钢管打入掘进前方稳定的岩层内,末端支承在格栅钢支撑上;②对于极易坍孔的部位,可采用超前管棚法进行超前支护。
管棚由钢管和钢格栅构成,管棚钢管内径为50mm,壁厚5mm,钢管中心间距为管径的2~3倍,每节钢管长度为4~6m,水流。
不良地质地段隧道开挖辅助施工技术研究

镣
04m, 间距 可取 03~04 m。实 . 管 . . 际布管时 , 从拱顶到拱脚 管间距 由密 渐疏 。钢 管 直径 比孔 径 一般 小 3~ 6// 主要是根据钻头尺寸控制 。 ni l, 超前 钢 管 兼 起 管 棚 和 注 浆 作
1 用 ,钢 管 壁 四周 通 常 钻 小 于tl m hOm
( )短管棚法 。小管棚法施工插入土体的钢管直径一般 1 不超过 5 m,长度 不超过 5m。钢管沿 隧道拱 部开 挖轮廓 0m 线外缘 ,以一定 的仰角布设 ,对 于松散 无 自稳 ,无粘聚力的 粉细砂及砂砾石所构成 的地层 ,仰 角在 5 。~1。 0 之间 ,如先 用喷混凝土封闭掌子面 ,可采用 1。~ 0 仰角 。排管间距根 5 3。 据围岩地质特征 、破碎软弱状 况和浆液可注程度以及注浆压 力 而定 ,如 可注 性 好,注浆 半径 约
图 4 钢管及冲击锤示意 图
图 5 导 向 管棚 施 工原 理 图
架 立 钢筋 1mm 4
( )大管棚 法。大管棚法 施工 插入 围岩 的超前 钢管 直 2 径一般为 5 0~10 m 5 m,壁厚 4 5~ m,长度 1 . 6m 0~2 5 m。
一
个循环 长度 视施 工 要求 而 定 ,需 要考 虑 各方 面 的 因素 ,
结合使用 ,称 为注浆 管棚法 。按钢 管 的长度 分为短 管棚 和
长管 棚 。
1。 2 ;超前锚杆主要有两种形式 : ( )悬 吊式 超 前锚 杆 。在爆 破 开 挖前 ,将 超前 锚 杆 , 1
沿开挖轮廓线 ,打入掘进 前方 稳定 的 岩层 内。末 端支 承在 拱部围岩 内专为超 前锚 杆提供 支点 的径 向悬 吊锚杆 上 ,或 支承在作为初期支 护 的结 构锚 杆上 ,起到 支护 掘进进 尺范
隧洞不良地质地段施工工艺和方法

鼓、 黪掉竣墟段预测 ; 岩体突然开裂或原裂隙逐渐增 压劈等 ) 变形甚至发出声响时, 说明围岩压力增大 , 有塌
宽等危害性预测 ;位移变形加快影 响 围岩稳定预测 ; 可 塌 的可能 。⑧第 一次衬砌砌出现大量 的明显裂纹 , 亦说 能 出现 塌方 、 动影响预 测 ; 滑 地质条 件变化 对施工影 响 程序预测。 1 超前地质探 测和预 测方法 . 2 采用 鸭P 0 2 2隧洞地震 波超 前地质 预报系统 预测 ;
超 前地质探测主要是根据地表 、 已开挖 的隧洞 地段 干燥 的围岩突然 出水 、 地下水 突然增 多、 涌水量增大 。 水 预测开挖工作 面前方一定长 度范围内 ( 一般每次预 测长 方 的前兆 。③ 开挖面上有不稳定块体 出露处 , 往往是局 度为 1 0—1m) 5 围岩的工程地质 和水文地质条件 。根据 部 围岩塌方 的部 位。④ 拱顶不断掉下小石块 , 甚至较大
21 00年第 6期
或略开 外 ) 周边 等距 离布置 , 单 时的具体情况来选用 。一般超前长度为循环进尺 的 35 沿隧洞顶拱开挖 轮廓线 ( . 0 孑 距 0 m, . m( 5 , 倍, 搭接 长度为超 前长度 的 4 % ~6 %, 0 0 即大致形成 双 排孔 ,L 3 c 孔深 3~3 0 注浆 循环 段长 )孔 径 层或双排 锚杆。 ③超前锚杆 的长度应与掘进循环进尺一 起考虑 , 并应根据实 际施 工能力适 当选择 。④施工 过程 中, 超前 锚杆 的设 置应充 分考 虑岩 体结 构面特 性 , 一般 可以仅拱部设置 , 必要 时也可 以在边墙 局部设置 。超前
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V类 围岩开挖工艺流程 : 施工准备一测量 放线一超 前小导管预注浆支护一单侧壁导坑法 分部开挖一 型钢支撑 、 系统锚杆 、 钢筋 网喷砼 挂 支护一监测 同岩变形 基本稳定一二次模筑仰拱 砼施T一二 次模筑边顶 拱砼 施工一 转入下一循 +
进出 F1类 围岩段开挖工 艺流程 :施工准 1 V 备一测量放线—超前小 导 管预注浆支护( 若有 ) 一短 台阶分层 分部 开挖一型 钢拱架 支撑 、 系统锚杆 、挂钢筋网喷砼支护一监测 围岩 变形 基本稳 定一二次模箭1 拱砼施工一二 次模 筑边 印 顶拱砼施工一转人下一循环 3 洞身 Ⅲ~ 2 - Ⅳ类围岩洞段 开挖工 艺 施工严格遵循 “ 短进尺 、 支护 、 强 弱爆破 、 勤 量测 ” 的原则。 洞身 Ⅲ~ Ⅳ类围岩开挖T艺流程 : 施工准备一测量 放线一 超前锚杆支护 ( 若有 ) 一 上层开挖 支护一 下层 开挖支护一监测 围岩变形 皋本稳定一二次模筑砼施工 —转入下一循环 3 - 3洞身 Ⅱ 围岩洞段开挖 ]艺 类 : 开挖支护程序见后附罔 ,开挖工艺流程见
施 工监 测
子面及顶拱安全 。出渣后再 次进行安全检查及 处理 , 并用反铲扒除工作 面积 渣 , 一循环钻 为下 爆作业做好准备。 3 钻爆开挖施工方法 5 . 能够 由挖掘机 直接 掏挖的部位采用由挖掘 机直接掏挖 , 角部位辅助 以人工锄挖成型。 边 装 载机集渣装车 ,5 自卸汽 车出渣 。对 于岩体较 1t 硬 、 掘机挖掘 困难的部位采取造孔 、 药量微 挖 小 差爆 破。 L 造孑施工采用多臂 钻造孔 , 手风钻辅助 造孑 。爆破后采用 1 m 反铲扒渣 , 作业面清 L ., 0 将 出后 , 满足作 业面施 工要求 后 , 出渣 、 边 边进行
侧地形坡度一般 4 4。  ̄5。 地段内基岩裸 露 , 分布 的地层 为二迭系东 坝组 第三层 (23和第 四层 (24, Pd) P d )主要岩性 为黑褐色火 山角砾熔岩 、褐铁矿化杏f状 玄武 _ = 岩、 杏仁状 玄武岩 , 夹灰 黑色致 密状玄 武岩 等 , 并有 少量熔结凝 灰岩及 多条 2m 5m厚且 断 c ~c 续分布的凝灰岩条带 。 该 地段 岩层 呈 单斜 构 造 。产状 为 N 5~ 7 。 8 。 , WL4  ̄6 0 5E N 4- 50 根据坝址区勘察成果 , 发育 的主要结构 面为流层 面和其 它节理裂隙 ,并有 部分挤 压面 、 小断层等 Ⅳ级结构 面和少量属 Ⅲ 级结构面的断层。 根据 坝址统计 , 主要节理按产 状分有 以下三组 : N 5-0 。E 0 8。节 @ 2。5 ̄ S L7 ̄ 0, E ~ 理面起伏 , 粗糙 , 延伸长 , 多数闭合 , 地表极 少数
环
S WL5 ̄7o节理较 平直 , 糙 , 0~o, 粗 延伸 较长 , 地 表多 数张开 夹泥 , 间距 0 m - 2 ; N 0~ 0 . -. ③ 7 ̄8 ̄ 1 - m 0 EN , WL4  ̄6 o流 层面 , 0 ̄ 0 , 面粗糙 , 局部结 合 紧 密, 延伸较 3  ̄m, m 5 间距 0 m-. 。 . -5 2 -m 0 地表裸露基岩多属强风化 , 根据坝址 区勘 察成果 , 弱风化底界水平埋深一般 5 m 7 m 表 0  ̄5 。 部岩体有卸荷松弛现象 。 2开挖支护方案及程序 根据本工程隧洞 的特点和工期要求 ,采用 三臂凿岩 台车为主 的大型机械化 钻爆法 施丁 ; 出渣采用 3 3 卸装载机配 1t 卸车运输 。 m侧 5自 喷 砼采用湿 喷机进行湿 喷, 锚杆 、 注浆导 管施 工选 用凿岩 台车或手风钻钻孔 为主的方 案。初 拟洞 挖方案见表 1 所示 。 3开挖工艺及措施 3 隧洞进出 口段开挖工艺 . 1 施 工严格 遵循“ 短开挖 、 小扰动 、 支护 、 强 及
如图 1
洞 身 Ⅱ类 围岩 开挖 工 艺流程框 图
3 . 4主要 一艺作业措施 T = 3 . 测量放线 .1 4 控制测量采用全 站仪作 导线控制 网。施工 测量采用经纬仪配水准仪进行 。测量作业 由专 业 人员认真进行 , 每个月进行一次测量 检查 、 复 测, 确保测量控制工序质量。 3 2钻孔作业 _ 4 由熟练的 台车 、风钻工严格按照设计钻爆 图进行钻孔作业 。 各钻手分 区、 分部位定人定位 施钻 , 实行严格 的钻 手作业质量经济责任制 。 每 排炮 由值班 T程 师按 “ 、 、 的要 求进行检 平 直 齐” 查 。周 边 孔 偏 差 不 得 大 于 表 1隧洞 开挖施 工方 案表 5 m/ 爆 破孔偏差 不得 大于 c m,
摘 要 : 文针 对 洞 口段 、 良地 质洞段 等洞段 , 格按 “ 奥 法” 艺施 工 , 本 不 严 新 工 开挖钻 爆 遵循 “ 超前 预 支护 、 短进 尺 、 弱爆破 、 支护 、 强 旱
封 闭、 勤量 测” 原则施 工 , 保成 洞稳 定。 的 确 关键 词: 洞 ; 隧 超前 支护 ; 开挖 ; 施工技 术 时密闭 、 勤观测” 的原 则。 1工程概况 隧洞进 出口段 Ⅳ类 围岩及 V类 匍岩开挖支 隧洞穿过的地段 为念生肯沟和梨园大沟夹 持 的山脊地形 , 山脊高程一般 13m 14 m 两 护程序 。 80 ~80 ,
垒
lge n rd cs h n e e h oo isa d P o u t
工 程 技 术
不 良地 质 隧洞 施工 技术 方案研 究
李 怀 国
( 中国水利水电第一 工程局有限公 司云 南分局 , 南 昆明 6 0 0 ) 云 52 0