隧道富水施工技术要点及难点
隧道富水施工技术要点及难点
发表时间:2018-08-15T10:06:04.063Z 来源:《基层建设》2018年第21期作者:李永刚[导读] 摘要:通常在隧道施工过程中,所遇到最大施工难点是地下水的处理方法,这是由于一旦在隧道工程施工中出现富水突发问题,将会给隧道工程进度带来极大的影响。
中铁十局集团西北工程有限公司陕西西安 710077
摘要:通常在隧道施工过程中,所遇到最大施工难点是地下水的处理方法,这是由于一旦在隧道工程施工中出现富水突发问题,将会给隧道工程进度带来极大的影响。
但是由于施工现场水文地质条件和土层围岩特质都并不完全相同,因此在实际施工中很难完全进行富水预防工作,所以,如何高效地采取有效及时的措施来对突发富水进行治理就显得非常必要。
关键词:隧道;富水;施工技术
1隧道富水的影响与危害
在隧道开挖施工的过程中,常常会出现地下水位高于所挖隧道基层的现象,或者是地下水位与隧道基层标高基本在一个水平面上,则在施工中发生富水现象就是很难避免的。
当隧道施工出现涌水现象时,会造成一些不利的影响,主要有以下几类:(1)伴随涌水,掌子面的稳定性降低;这种问题尤其是在采用矿山法进行隧道施工中最易发生,因为矿山法是以掌子面自己稳定为基础的,然而在存在裂缝的土砂围岩与薄弱围岩中,涌水会减弱掌子面的稳固性,较易致使掌子面坍塌。
(2)随着涌水,隧道的支护功能减弱;涌水导致围岩和喷混凝土的附着减低,锚杆的锚固材料较易丧失,导致支护成效减弱。
(3)基底泥泞化;作业过程中,隧道底部水分占比较大,施工设备的行进对基底产生影响导致其泥泞化,致使施工速度与安全水平下降。
泥泞化突出的地方同样会致使支护下降,对隧道稳固性所产生的影响是不可小觑的。
(4)由于地下水位下降导致底层沉降:地下水位下降会导致地层下降,同时在很大程度上影响地表的构筑物。
地下水位下降由于比地表下降的范围大,不但在隧道周围,乃至100米之外的地方,在粘性土位置,同样会产生地层沉降问题。
(5)地下水位下降导致水井干枯。
2.隧道富水区域施工
2.1工程概况
太焦高铁太谷隧道全长11497m。
位于太岳中低山区,沿线地形起伏较大,地形陡峻入口,隧道最大埋深约383.41m。
隧道区属汾河水系,主干支流为乌马河,乌马河为太谷县内第一大河流,根据地下水赋存条件,含水介质及水力特征有第四系松散岩类中的孔隙水、基岩浅部的裂隙水以及构造破碎带中的构造裂隙水。
2.2制定方案
2.2.1综合地质超前预报
涌水之前,主要借助TSP203、超前水平钻探等对其进行专业的地质预报分析。
最终通过有效的验证说明,对于整体的基本构造进行说明,同时指出富水情况。
斜井掌子面斜5+790可能会有泥沙的出现,因此需要对整体施工进行有效的处理,一般借助水压测量等对整体进行专业的预报分析,借助各项资料说明最终结果。
2.2.2注浆堵水、开挖防水及支护
针对高压富水区域的注浆堵水以及开挖防水建设进行施工,需要充分的结合相应的水压、地质情况、参数、注浆技术等进行分析说明,此外还需要利用钻爆法、多方联合支护技术对其进行有效的开挖支护操作。
高压水泥的断层处理需要借助双层管棚进行合理的支护建设,设置管注浆进行加固处理,此外还有全新的钢架结构作为辅助,能够有效的规避水泥外漏的问题,顺利经过高压富水断层破碎带。
具体施工过程中,断层开挖的基本方式是软岩施工、支护处理、临时回填等,此后根据岩部的具体施工进行充分的说明,有效的规避隧道断面岩土处理不到位的各种情况。
2.3隧道内通风和防尘控制技术
一般来说,隧道的修建都需要进行爆破。
如果爆破后直接进行作业,就会对施工人员造成极大的身体伤害。
因此就需要施工队采用一定的方法,来降低爆破所产生的烟尘。
其中有效的方式就是洒水操作。
通过水来中和空气中的烟尘,这样能够保证施工快速进行。
而不需要等待烟尘自然散尽。
同时,因为爆破只是炸出一个缺口便进行开挖,其内部的空气稀薄,就需要使用器械进行供气,否则会导致人员的呼吸困难。
2.4施工排水控制方法
一般来说,对隧道影响最大的元素就是水。
因此在建设隧道的时候需要考虑如何进行防水和排水的处理。
这种处理中,一般采用多种方式结合。
将防水、堵水、排水几个项目整合成一个统一的水系统。
这个水系统能够全方面地针对隧道中出现的水进行处理。
尤其是雨水和地下水。
这两种水对于隧道的杀伤最大。
如果隧道的防水措施不够好,很容易在隧道的顶部发生渗漏,导致顶层结构内部积水,造成隧道顶部的坍塌。
而地下水的排除则需要依靠排水沟。
如果排水沟设置的不好,就会导致地下积水,在冬季的时候,一旦发生冻结,就会对路面造成巨大的杀伤,让路面出现断裂或者破损的情况。
2.5富水区注浆技术
2.5.1隧道局部超前预注浆堵水
局部超前预注浆堵水段落按照地质详勘报告及探水结果来确定,注浆材料主要采用单浆液,困难时采用水泥-水玻璃双液浆。
注浆范围为出水通道范围内、隧道开挖外轮廓线以外5-6m,单孔注浆有效扩散半径R=3.6m,注浆结束最终压力为净水压力的2-3倍。
2.5.2隧道超前帷幕注浆预加固
当超前探水孔中出水量过大时,需对隧道采取全断面超前帷幕注浆措施进行预加固。
全断面深孔预注浆分2次进行,第一次钻孔数22个,第二次钻孔数24个,第一次注浆孔位离开挖边界0.5m,第二次注浆孔位离开挖边界1.0m,第一次注浆孔的外插角为9.3°,第二次注浆孔的外插角9.7°。
为防止串浆,第一次注浆与第二次注浆之间宜间隔2~3h。
注浆材料主要采用单液浆,困难时采用水泥-水玻璃双液浆,水灰比为0.6~1.1,水泥浆与水玻璃体积比1∶0.5,凝胶时间根据现场情况确定。
当注浆压力达到3MPa,进浆量小于1L/min且压力升高较快时,则可停止注浆,最大注浆压力不能超过5MPa。
2.5.3隧道后注浆止水
在隧道施工过程中,施作初期支护后,若仍出现渗漏水情况,需进行隧道后注浆止水。
对于出现大面积淋水或严重渗漏水现象,采用全断面注浆止水;而对于局部大量涌水或严重渗漏水时,采用局部注浆止水。
注浆前,先对围岩进行了现场注浆实验,确定采用水泥-水玻璃双液注浆,终压采用静水压力的1.5倍,不低于2MPa。
水泥浆水灰比1∶1,水玻璃模数为2.6,浓度为35°Bé,水泥浆与水玻璃体积比
1∶0.3,缓凝剂掺量为水泥用量的2%。
注浆时按跳孔间隔方式进行,从水头高的一端开始注浆。
当注浆压力达到设计终压并继续注浆10min 以上,或单孔注浆量与设计注浆量大致相同,且进浆速度小于20L/min,可以结束本孔注浆。
待一个注浆段的注浆孔全部注完后,钻检查孔对注浆效果进行检验,检查孔数
量不少于总孔数的5%且不小于3个,并取岩芯观察填充情况,同时检查孔内涌水量不大于5L/min,否则应加密钻孔注浆,补充浆液。
2.6超前小导管施工
2.6.1施工工艺
小导管建设为20~30cm长的圆锥状,另外一端设置的有6~12mm钢筋箍。
正常100cm范围内不开孔,后续间隔15cm就会有10mm泄水孔。
小导管最后需要固定在钢架中,同时注浆的导管需要按照要求严格设定,整体质量要有相应的保障,注浆终压0.5~1.0MPa。
一般情况下户在封闭的环境中完成注浆操作。
2.6.2泄水孔
(1)纵向超前泄水钢花管。
有效的保证隧道上、水压、以及涌水量的正常施工,开挖建设需要设定5根纵向泄水孔,对水流进行合理的引流。
使用的是热轧无缝钢管,基本参数为:外径108mm,壁厚8mm,孔深47m,水量增多的区域需要设定外插角1°~2°。
泄水孔间距30cm,孔径20mm。
(2)径向泄水钢花管。
要想最大限度的减少水压以及涌水量,对整个施工建设做出保证,就需要设置42mm径向泄水钢花管,合理的把水流引到正确的区域。
帷幕注浆直接把水转移到轮廓线之外,并且结合排水管进行处理,开挖施工区域需要进行减压设置,能够适当的降低整体的压力,确保整体施工的安全性。
结束语
总之,在隧道施工中对富水问题进行治理是一项工程施工难点,必须要做好预防工作,积极应对事故问题,及时采取有效处理方案进行治理。
上文通过分析富水问题的危害指出加强治理涌水现象的必要性,并以实际工程中的双液浆止水技术为例,来分析了隧道工程中的涌水治理施工技术方法,希望能够为相关人士提供一些借鉴依据。
参考文献:
[1]司小东,李宏哲,张建国,何传锋.土岩组合地区富水砂层隧道施工注浆技术研究[J].工程地质学报,2017,25(05):1351-1356.
[2]邹维国.大断面富水砂质黄土隧道施工技术研究[J].中外建筑,2017(08):237-240.
[3]杨昌贤,马志富,张凤武,杨保旭.牡绥铁路双丰隧道富水第三系砂泥岩地层超前注浆加固施工技术[J].铁道标准设计,2017,61(07):125-130.
[4]宋国振.隧道岩溶富水断层带施工中注浆止水施工技术的应用[J].工程技术研究,2017(04):84-85.
[5]雷勇锋.富水隧道排水施工技术[J].施工技术,2017,46(07):111-115.
[6]展宏跃.重载铁路隧道穿越富水砂层综合施工技术研究[J].铁道标准设计,2017,61(04):111-116.。
高铁隧道穿越高压富水断裂带快速堵水施工工法
高铁隧道穿越高压富水断裂带快速堵水施工工法高铁隧道穿越高压富水断裂带快速堵水施工工法一、前言高速铁路的发展已经成为城市间快速交通的重要方式,而隧道工程作为高铁线路的重要组成部分,对地质条件要求较高。
但是,在一些特殊地质环境下,如高压富水断裂带,施工可能会遇到水涌、岩爆等严重问题。
因此,针对高压富水断裂带的隧道施工,需要采用快速堵水施工工法,保障施工安全和工期。
二、工法特点高铁隧道穿越高压富水断裂带快速堵水施工工法有以下主要特点:1. 采用搅拌桩分段压水技术,将整个施工断面分为若干个部分,逐段压入搅拌桩堵水,有效控制水压。
2. 结合注浆封孔技术,在每一个搅拌桩当中,注入优质的水泥浆,形成高强度的阻水层,保证隧道周边地质的稳定。
3. 采用快速施工工艺,缩短工期,提高施工效率。
每段搅拌桩在施工周期内进行完整的堵水施工。
4. 高质量施工,通过严格的质量控制和现场监测,确保工程质量和施工安全。
三、适应范围该工法适用于高压富水断裂带隧道工程,特别是需要快速堵水施工的项目。
四、工艺原理该工法的实施原理是通过植桩、注浆封孔和现场施工控制等技术措施,有效堵塞断裂带中的水源,保证施工过程中的安全和稳定。
采用搅拌桩分段压水技术,可以将隧道断面分为若干个部分,然后逐段进行搅拌桩的施工,将水压控制在可控范围内。
同时,在每个搅拌桩施工当中进行注浆封孔,形成高强度的阻水层,确保水源被有效封堵。
五、施工工艺1. 预处理:对隧道周边的地质条件进行勘察和分析,确定断裂带位置和水源情况。
2. 植桩施工:根据实际需要,确定植桩的数量和位置,并进行专门的施工准备。
3. 搅拌桩施工:采用专用的设备进行搅拌桩施工,将整个断面分段压入搅拌桩,进行水压控制。
4. 注浆封孔:在每个搅拌桩施工完毕后,进行注浆封孔,形成阻水层。
5. 现场施工控制:通过严格的现场施工控制,确保每个施工阶段的工作质量和施工安全。
六、劳动组织根据具体工程规模和施工条件,确定施工所需的劳动人数、施工队伍和工作安排,合理组织施工。
矿山法隧道穿过强富水风化凹槽施工技术
矿山法隧道穿过强富水风化凹槽施工技术本文示例工程为轨道交通工程牵引变电所~中间风井区间隧道工程,区间左线起止里程ZDK21+657.945~ZDK22+169.243,长511.298m,穿越Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩地带。
隧道采用矿山法施工,衬砌采用复合式衬砌,在里程ZDK21+656.72~ZDK21+963间断性处于V级围岩地层,其中在里程ZDK21+850~ZDK21+943段通过地质风化凹槽。
区间隧道风化凹槽段洞身断面穿越地层从上至下主要为全风化花岗闪长岩<9-1>、土状强风化花岗闪长岩<9-2>、中风化花岗闪长岩<9-3>、微风化花岗闪长岩<9-4>。
二、重难点分析由于花岗闪长岩残积土及全、强风化花岗闪长岩遇水易软化、崩解,遇水后强度明显降低,自稳能力变差,且具有砂土和粘性土的特征,为小颗粒从大颗粒的孔隙中涌出提供可能的条件。
而该段地层处于风化地质凹槽处,地下水通过风化地质界面向凹槽聚集,在该段地层下开挖时极易产生管涌、流土等渗透变形进而造成隧道冒顶、坍塌等重大安全事故。
同时,隧道断面下部存在微风化花岗闪长岩<9-4>地层,在下断面开挖时,需要进行岩层爆破处理而,爆破的震动也将会影响到上部软弱地层的扰动,进一步加大了开挖风险。
地质情况见下图。
图1 左线风化凹槽段纵断面图三、富含地下水的软弱围岩地层段施工技术(一)开挖面超前地质探测为确保暗挖隧道的安全优质、快速顺利施工,有效地采取施工方案,选择合理的注浆方法,在隧道施工中采取了多种地质超前预测预报手段,并形成地质素描,通过对地质预报信息的综合分析,可以比较准确地判明前方地质情况。
1.探测过程进入左线风化凹槽(里程ZDK21+850~ZDK21+943)段施工前,每10m进行一次超前钻孔,以探明前方地质情况,掌子面里程为ZDK21+840时,开始在掌子面采用地质钻机进行常规超前探测工作。
富水复合地层盾构法隧道施工及其装备优化关键技术与应用
富水复合地层盾构法隧道施工及其装备优化关键技术与应用1. 引言1.1 概述在现代城市化进程中,地下交通系统的建设一直是解决城市交通拥堵问题的关键所在。
然而,在许多城市建设过程中遇到了一个共同的挑战,即复杂多变的地质环境和大量富水地层给隧道施工带来了很大困难。
为了克服这些困难并提高施工效率,富水复合地层盾构法应运而生。
1.2 文章结构本文旨在全面探讨富水复合地层盾构法隧道施工及其装备优化关键技术与应用。
文章分为五个部分:引言、富水复合地层盾构法隧道施工技术、富水复合地层盾构法隧道装备优化技术、富水复合地层盾构法隧道施工技术在实际工程中的应用以及结论与展望。
1.3 目的本文的目的是系统阐述富水复合地层盾构法隧道施工及其装备优化关键技术,深入分析该方法在实际工程中的应用,并总结经验教训,为相关领域的从业人员和研究者提供一些有价值的参考和借鉴。
通过本文的撰写,旨在促进富水复合地层盾构法隧道施工技术的发展和应用,为城市交通建设贡献力量。
2. 富水复合地层盾构法隧道施工技术:2.1 背景介绍:富水复合地层指地下水位高、土层较软或含有水化岩等条件下盾构施工的特殊地质环境。
在传统的盾构施工中,遇到富水复合地层往往会面临一系列挑战,如泥浆稳定性差、密封性要求高、洞口控制难度大等问题。
2.2 工程实施步骤:针对富水复合地层盾构法隧道施工,通常需要进行以下关键步骤:(1) 前期调查:对目标区域进行详细勘察和调查研究,获取地下水位、土壤类型、岩性等相关信息。
(2) 支护设计:根据调查结果,结合盾构机的特点和隧道设计要求,进行支护结构设计,确保在施工过程中维持良好的围岩稳定性和密封性。
(3) 泥浆系统优化:针对富水条件下泥浆稳定性差的问题,可以采用添加剂提高泥浆的黏度和稳定性,并进行系统优化,保持泥浆的持续循环和净化。
(4) 泥水平衡控制:通过合理设计盾构机的喷注量、螺旋输送机的送料速度等参数,实现泥水平衡控制,防止因过量输入或排出导致隧道内外水压差大。
富水红黏土隧道施工工法(2)
富水红黏土隧道施工工法富水红黏土隧道施工工法一、前言隧道作为重要的交通和工程建设的基础设施,对于连接城市以及运输货物和人员都具有重要意义。
富水红黏土是一种常用的隧道施工中的重要土层,而其特性对隧道施工产生了一定的挑战。
因此,本文将介绍富水红黏土隧道施工工法,包括工法特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例等。
二、工法特点1.富水红黏土隧道施工工法是基于富水红黏土的特性和工程要求而发展的一种施工工法。
2.该工法采用了先进的施工技术和设备,能够有效应对富水红黏土的工程问题。
3.工法中充分考虑了施工过程的安全性和质量控制,能够保证施工过程的安全和稳定。
三、适应范围富水红黏土隧道施工工法适用于富水红黏土隧道的施工,特别适用于土层较软、富含水分的情况。
该工法在具有一定经济性和技术可行性的基础上,可广泛应用于不同地质条件和工程要求的隧道施工项目中。
四、工艺原理1. 施工工法与实际工程的联系:工法通过对富水红黏土的性质分析,结合实际工程的要求,制定了相应的施工工艺。
2. 采取的技术措施:工法利用先进的工艺和技术手段,如土体加固和排水处理等,控制富水红黏土的液化和塌陷等问题。
五、施工工艺富水红黏土隧道施工工艺包括准备工作、土体加固、导坑施工、顶进段施工、仰拱施工等多个阶段。
在每个阶段中,都有详细的施工步骤和要求,确保施工进展顺利、质量可控。
六、劳动组织富水红黏土隧道施工工法要求合理组织人力资源,包括施工人员的配备和培训、施工队伍的协作和合理分工等。
同时,还需要科学安排施工进度,确保工期的合理控制。
七、机具设备该工法所需的机具设备主要包括挖掘机、钻探机、塔吊、土方车辆、排水设备等。
这些机具设备具有一定的专业性和技术要求,在施工过程中能够提高施工效率和质量。
八、质量控制富水红黏土隧道施工工法对质量控制非常重视。
通过严格的质量检查和测试手段,确保施工过程中的质量符合设计要求。
隧道富水施工技术要点及难点
隧道富水施工技术要点及难点摘要:通常在隧道施工过程中,所遇到最大施工难点是地下水的处理方法,这是由于一旦在隧道工程施工中出现富水突发问题,将会给隧道工程进度带来极大的影响。
但是由于施工现场水文地质条件和土层围岩特质都并不完全相同,因此在实际施工中很难完全进行富水预防工作,所以,如何高效地采取有效及时的措施来对突发富水进行治理就显得非常必要。
关键词:隧道;富水;施工技术1隧道富水的影响与危害在隧道开挖施工的过程中,常常会出现地下水位高于所挖隧道基层的现象,或者是地下水位与隧道基层标高基本在一个水平面上,则在施工中发生富水现象就是很难避免的。
当隧道施工出现涌水现象时,会造成一些不利的影响,主要有以下几类:(1)伴随涌水,掌子面的稳定性降低;这种问题尤其是在采用矿山法进行隧道施工中最易发生,因为矿山法是以掌子面自己稳定为基础的,然而在存在裂缝的土砂围岩与薄弱围岩中,涌水会减弱掌子面的稳固性,较易致使掌子面坍塌。
(2)随着涌水,隧道的支护功能减弱;涌水导致围岩和喷混凝土的附着减低,锚杆的锚固材料较易丧失,导致支护成效减弱。
(3)基底泥泞化;作业过程中,隧道底部水分占比较大,施工设备的行进对基底产生影响导致其泥泞化,致使施工速度与安全水平下降。
泥泞化突出的地方同样会致使支护下降,对隧道稳固性所产生的影响是不可小觑的。
(4)由于地下水位下降导致底层沉降:地下水位下降会导致地层下降,同时在很大程度上影响地表的构筑物。
地下水位下降由于比地表下降的范围大,不但在隧道周围,乃至100米之外的地方,在粘性土位置,同样会产生地层沉降问题。
(5)地下水位下降导致水井干枯。
2.隧道富水区域施工2.1工程概况太焦高铁太谷隧道全长11497m。
位于太岳中低山区,沿线地形起伏较大,地形陡峻入口,隧道最大埋深约383.41m。
隧道区属汾河水系,主干支流为乌马河,乌马河为太谷县内第一大河流,根据地下水赋存条件,含水介质及水力特征有第四系松散岩类中的孔隙水、基岩浅部的裂隙水以及构造破碎带中的构造裂隙水。
隧道工程施工:富水软弱破碎围岩隧道的开挖要点
隧道工程施工:富水软弱破碎围岩隧道的开挖要点
地道工程施工:富水脆弱破裂围岩地道的开
挖重点
1.采纳超前地质展望预告手段,提早认识开挖工作眼前面地质、地下水状况,采纳有效的预防举措。
2.施工中宜采纳注浆堵水联合超前钻孔限量排水。
3.特大涌水时可采纳协助坑道排水,协助坑道开挖应超前适合距离。
4.当地下水与地表水连通时,经技术、经济比选,宜采纳注浆
堵水举措。
当地道埋深在20m 之内时,可采纳地表注浆。
当隧道埋深超出20m 时,则应采纳开挖工作面预注浆。
5.宜采纳正台阶预留中心土环形开挖法。
双线和多线地道宜采用中近邻法、交错中近邻法或两侧壁导坑法。
6.掘进循环进尺宜为0.5~1.0m。
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隧道富水破碎带施工方案探讨
隧道富水破碎带施工方案探讨隧道工程在施工过程中,富水和破碎带是常见的难题,给施工带来了一定的困扰。
本文将探讨针对隧道富水和破碎带问题的施工方案,以期能够有效解决这一难题。
一、富水问题富水是指在隧道施工工程中,由于地质条件或地下水位较高而导致隧道内部不断涌水的现象。
富水问题严重影响着隧道的施工进度和质量。
为解决富水问题,我们可以采取以下措施:1.注浆封固:对于富水问题较为严重的隧道,可以采用注浆封固的方式,在地表和地下隧道交界处注入固化材料,形成有效的封堵层,减少水的渗漏。
2.降水排水:在施工过程中,可设置抽水设备,将隧道内部的积水及时抽走,保持隧道内部干燥,有利于后续施工。
3.隧道衬砌:在设计隧道时,可以考虑增加衬砌的厚度,提高整体的抗水性,减少水的渗透。
二、破碎带问题破碎带是指在隧道开挖或施工过程中,由于地质层、岩层或构造等因素形成的易破裂的带状区域。
破碎带问题会导致隧道的稳定性下降,给施工带来极大的困难。
针对破碎带问题,我们可以采取以下施工方案:1.预处理:在发现破碎带之前,可以进行相应的勘测和预处理工作,以减少隧道因破碎带导致的塌方和坍塌。
2.加固支护:在破碎带区域进行加固支护,可以采用锚杆、注浆、加固网等方式,增加破碎带区域的稳定性。
3.合理施工工艺:在破碎带区域的开挖过程中,可以采用分段开挖、交替作业等方式,控制破碎带的扩展范围,保证施工的顺利进行。
结语隧道富水和破碎带是隧道施工中常见的问题,如能在施工前做好充分的准备工作,并采取科学合理的施工方案,就能有效减少隧道施工过程中的不稳定因素,保障施工的顺利进行。
希望本文提出的措施对隧道施工中的富水和破碎带问题有所帮助。
高压富水断层隧道施工风险与关键技术
高压富水断层隧道施工风险与关键技术摘要:近年来,随着城市发展的迅速扩张,更多的地铁线路延伸到郊区,出现了越来越多的山区地铁隧道,隧道跨越高压断层区恶劣地质和富含水的缺陷的情况也在增加。
富水高压断层区具有松散岩体、自我稳定能力差、开发的地下水、结构裂缝、地表水和地下水之间良好的水力连接等特点。
高水压下突泥涌水地质灾害的高概率对施工安全有重要影响。
关键词:高压;富水断层;隧道;施工技术引言近年来,随着社会的发展和交通建设水平的不断提高,特别是地下工程施工技术的不断突破,在复杂的地质条件下修建长大隧道是可能的。
当隧道穿过富含高压水的断层时,频繁的涌水和泥浆爆炸往往会严重影响施工,造成严重的安全事故。
如何成功突破富含高压水的缺陷结构,是对所有工程师和技术人员的考验。
全面预注浆是一种加固地层、重叠水源的方法,对保持围岩稳定性,提高隧道施工安全性具有积极作用。
1、高压富水断层产生的原因岩石受力产生变形,当力达到或超过岩石的抗压强度时,其连续性和完整性被破坏,其中沿断裂面存在明显的剪切滑动和位移的破坏为断层构造。
断层,作为在隧道开挖的过程中一种最为常见的不良地质现象,是隧道围岩最不稳定的区段之一。
隧道突水突泥的主要源泉在于赋存于断层及其破碎带中的岩溶、暗河及淤泥带;同时,断层破碎带也是引发瓦斯爆炸等地质灾害的最为关键的地质因素之一。
2、施工工法选择根据断层区的工程和水文地质特点,将断层区放回原位,经各方论证后,根据"拦截与排水相结合"的原则,决定采用"高级水平探井+全断面水泥浆WSS +两阶段临时反转开挖拱"的施工方法。
开挖支护措施包括改进的中间管道仓库和泥浆段改进的小管道,以及无泥段改进的小管道。
开挖过程中应采取堵水、疏水减压和排水措施。
开挖后,倒拱和辅助熔覆要及时激活,必须加强监测和测量,以指导结构。
通过上述方法的实施,可以保证水充足、通过高压缺陷区的安全顺利通过。
高寒富水隧道永临结合的防冻排水技术
高寒富水隧道永临结合的防冻排水技术一、永临结合的防排水技术的原则我国及欧、美、日本等寒冷地区的铁路、公路隧道的使用情况调查表明,寒冷地区修建隧道的主要难点是隧道的防冻抗冻问题。
日本道路公团和日本铁道综合技术研究所最近的统计表明,日本全国3800座铁路隧道中有1100座因冻害原因,在冬季运营期间危及到行车安全[107];公路隧道中,仅北海道地区的302座大型公路隧道中发生严重冻害的就达104座,为消除侧墙壁冰和拱部冰柱,作为整治措施之一,在较多隧道设置了电加热装置,投入的整治费用十分惊人[108]。
寒冷地区隧道形成冻害的原因除了地质条件、施工影响和结构类型因素外,其前提条件是负温和水。
如果隧道排水系统不通畅,衬砌背后有水,就会产生冻胀。
水在发生相变时(由水变成冰)体积要增大9%,当体积膨胀受到约束时将产生强大的冻胀力,从资料上来看,冻胀力数值可以大得惊人,因而寒区隧道的冻害主要是排水防冻问题,如能将衬砌背后围岩中的地下水排除,则冻害将会大大地减轻或消除[109]。
二、永临结合的防排水技术实质高海拔一般指平均海拔3000m以上的地区,严寒一般指冬季最寒冷的一个月份平均气温低于-15℃。
高海拔严寒富水隧道永临结合的防冻排水措施,采用以下几种防水排水的措施,解决高海拔严寒富水隧道因排水系统不通畅,衬砌背后积水造成冻胀而影响使用的问题。
高海拔严寒富水隧道永临结合的防冻排水方法包括:(1)隧道施工中,在低于隧道洞身段的旁侧开设平行导坑,平行导坑通过若干横通道连通隧道;(2)隧道内的积水通过若干横通道快速排入平行导坑,平行导坑利用隧道围岩裂隙水正温特性,避免了隧道洞身段排水中因隧道风洞导致的排水过程中水温下降而造成冻结现象;(3)在隧道洞口段全断面注浆,形成超细水泥全断面注浆封堵固结圈;在封堵固结圈之外低于洞口位置两侧设置两个倾斜的泄水孔,用于快速将封堵固结圈之外围岩中的地下水排出至隧道外,减小封堵固结圈上的水压力;(4)在平行导坑的至少一端开设一个倾斜设置的泄水洞,连通隧道外部,泄水洞直径小于平行导坑;平行导坑中的水通过泄水洞排出至隧道外。
富水软弱地段大跨度隧道初支变形控制施工工法
富水软弱地段大跨度隧道初支变形控制施工工法1前言大跨度隧道遇富水软弱地段,容易出现初支变形甚至开裂的情况,处理难度大、耗时费力,且往往导致掌子面停工,影响隧道内正常掘进流水作业,从而大大增加成本,如果处理不当,甚至可能产生较大安全隐患。
午塘头隧道长266m,隧道类型为连拱隧道。
隧道处于剥蚀丘陵区,地形坡度约20-30度,山体植被较发育,隧址区地面最高点高程约为175m,属越岭隧道,洞口段为V级围岩,洞身段穿越中风化岩,为IV级围岩,土层均匀完整,无地下水渗出,采用台阶法施工。
但施工完初期支护后,遭遇连续暴雨,致使此段初支出现较大下沉变形,局部甚至开裂掉块。
因该段初支背后及拱脚均为软弱土层,传统的架设锁脚锚杆和加大拱脚效果有限,为解决该问题,在吸取各方面专家的经验建议下,采用“套拱+临时仰拱+周边径向注浆”的方法,并坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测、衬砌紧跟”的原则,施工取得了成功,在未影响后续掌子面开挖施工的前提下,简便快速地对初支变形进行了有效控制,安全、质量、工期均得到了有效保证。
经总结形成本工法,并已授权实用新型专利:一种隧道水压光面爆破施工安全防护装置(专利号:ZL202020032460.3)和一种软弱围岩偏压连拱隧道初期支护装置(专利号:202110517046.0)。
经查新,国内尚无此工艺和工法。
2工法特点2.0.1施工效率高。
在富水软弱地段,周边围岩软弱,在锁脚锚杆及大拱脚作用有限的情况下,采用在变形段初支内侧增设临时套拱的方式,可实现对初支下沉变形的快速有效控制,避免了因初支变形过大造成严重侵限需换拱或返工的情况,同时增加了一道施工人员安全防护保障,且钢拱架套拱拆除方便,降低施工难度,减少软弱围岩变形大对现场施工循环流水作业的影响,有效提高施工效率。
2.0.2安全性更高。
通过在台阶底部设置临时仰拱,大大加强套拱受力性能的同时可作为施工临时通道,满足后续掌子面开挖施工需要,改善洞内作业条件,保证施工更加安全可靠。
