在隧道施工中关于不良地质的应对措施
隧道施工常见不良地质及处理方法

隧道施工常见不良地质及处理方法摘要:随着我国经济高速发展,隧道建设也大规模的展开,在进行隧道施工的过程中难免会遇到塌方、岩爆以及突水和涌水等不良地质条件。
本文简要分析了不良地质条件对隧道施工的影响因素,基于不良地质隧道的施工原则,深入探讨了几点不良地质条件下的施工方法。
关键词:隧道施工、不良地质、处理办法中图分类号:u455文献标识码: a 文章编号:一、前言隧道施工中不良地质条件通常是指在施工环境周围存在着断层发育、岩体破碎、地质发生异变及含水量与最优含水量偏差较大等情况,常见的不良地质有塌方、岩爆以及突水和涌水等。
二、不良地质条件对隧道施工的影响影响隧道施工的不良地质条件有很多,受篇幅限制,笔者在下文中将主要论述较为常见的塌方、岩爆以及突水和涌水等。
1、岩爆从破裂机制的角度讲,岩爆指的是在开挖卸荷条件下岩石因为其自身弹性的应变能而突然释放所导致的爆裂或者脆性破裂,爆裂形成的岩块会以爆裂剥离、爆裂弹射、爆裂松脱以及抛掷等各种方式脱离母体,其脱离的方式、规模与速度与爆破发生时释放弹性的应变能多少、波及深度等各个方面的因素有关。
岩爆通常发生在埋深500—1000m及以上的隧道。
不过在一些高度挤压区,埋深在100—400m同样有可能发生岩爆现象。
例如发生岩爆的秦岭隧道北口端埋深只在100m左右,岩爆带来的危害相当严重。
我国成昆线中最大埋深达到1650m的关村坝隧道曾将发生过严重岩爆,射距2—3m。
岩爆会严重威胁到施工人员以及机械设备的安全。
2、塌方塌方指的是围岩因为失稳而导致的突发性坍塌、崩塌以及堆塌等灾难性的地质灾害。
塌方通常出现在断层破碎带、侵入岩接触带以及岩体结构面不利于组合的地段,是隧道施工过程中最为常见的影响因素。
根据统计资料,围岩因为局部失稳导致的塌方占iii类围岩中塌方比例的37%,占iv类围岩塌方比例的62%,占v类围岩塌方比例的76%。
通过数字可以看到塌方发生的概率与岩体的结构特征有着密切的关系。
隧道施工中常见的不良地质以及处理措施

外 , 要 严 格 执 行 国家 有关 部 门 颁 发 的 高 更
海 拔 隧 道 ( 环 保 ) 工 技 术 细 则 ; 格 按 含 施 严 有关法规 设计施工以保 护高原生态环境 , 做 好 土 地 的 复耕 、 平 、 播 草 籽 等 工 作 ; 复 喷 爱 护 环 境 , 护 野 生 动 物 , 理 好 施 工 废 构 , 在支 墙 内 套设 涵 管 引排 溶 洞水 。 保 处 并
碴 、 液 、 水 、 气以及 生活 垃圾等 , 废 废 废 将
对 值很 大 , 而且 位移 速 度也很 大 , 不加 控制 如 就 岩 溶是 指 石灰 岩 、 白云 岩 、 白云 质灰 岩 、 或 控制 不及时 , 会造成 不可 估计 的后果 。 .处 石膏、 岩盐 等可溶 性岩 层 , 受水 的化学 和机 械 3 2 理措施 32 1 工 方法 与工 序安 排 .. 施 作用产 生沟 槽 、 裂隙和 空洞 , 及 由于 空洞 的 以 在 膨 胀 性 地层 中施 工 , 以采 用 上导 坑 或 顶 部 塌 蓓使 地 表产 生 陷穴 , 地 等现 象 和 作 洼 弧 形导 坑 先拱 后 墙 法为 宜 。 序安 排 应特 别 工 用 开挖 后 , 围岩 暴露 时 间应 尽 量缩 短 , 减 岩 溶 对 隧 道 的 危 害 主 要 可 分 为 四种 类 紧 凑 , 少 风化 、 化 作 用 , 水 并在 筑拱 后 , 及时 压浆 加 型 : 拆模板 后 , 立即 对拱 背填充 、 压浆 。 在拱 圈 ( ) 穴 的 存 在使 建 筑 物 全 部 或 部 分 悬 固。 1洞 完 成一 定长 度 后 , 密落 底 , 开 首轮 马 口, 紧 对 空, 将极 大 地 降低 隧 道的 使 用 可靠 度 。 仰 尽量 减 少 围岩暴 露 时 间 , () 2岩潜水 特 别是 当C 等可 溶性 物质含 灌 注边 墙 、 拱 等 。 O, 量增高时, 水的 流 通将 给 隧道 结 构带 来 极大 可 起到 降 低 围岩 膨胀 压 力 的效 果 。 3. . 2 2分 部 开挖 和 支 撑 的侵 蚀 作用 , 响 隧道 的 使 用寿 命 。 影 导 坑 木 支撑 多 采 用框 架 式 , 留沉 落 量 预 () 穴堆 砌 物松 散 易坍 塌 下沉 , 变洞 3洞 改 02 .m~O 4 如 设有下 导坑其 断面 可选 用单 .m, 穴 周 边 的应 力 分布 状 态 , 响隧 道 的稳 定 。 影 扩 () 道 中地 下水 流 失 , 4隧 使隧 道顶 部 地面 道 并预 留加 固支 撑空 间 。 大 使用 扇 形支 撑 开 各 岩 溶塌 陷 , 致环 境地 质破 坏 , 是造 成隧道 时 , 挖 由上 而 下 , 号纵 梁 均 需 预 留沉 落 导 也 量。 如采 用花拱 支撑 可采用 弧形 导坑 开挖 , 分 结 构 不稳 定 的 厄 固 。 拉 拱脚 岩层应 保 留足 岩溶 地 段 隧道 常 用 处理 溶 洞 的 方法 , 有 片架 立 中槽 或挖 中层 , 够的 宽度 , 配合 马 口位 置分 段掘 进 。 口采 用 马 “ 、 、 、 ” , 引 堵 越 绕 等 同时加 强 衬砌 支 护 。 长 m m 开 () : 1引 遇到 暗河 或有水 溶洞时 , 宜排 不宜 对开 , 度 为2 ~4 , 挖时 逐 层下 挖并 架 堵 . 用 暗管 、 采 涵洞 、 小桥 等设 施 宣泄 水 流或 设卡 口梁及 横 撑 。 3 2 3采用 钢 骨架 封 闭式 衬 砌 .. 开 凿 泄水 洞 将水 排 出洞 外 , 当岩 溶水 流 的位 施 工 中为 了防 止拱 脚 下沉 , 可采 用 加 大 置 在隧 道 顶 部或 高 于隧 道 顶部 时 , 在适 当 应 起拱 线 以上 l m范 围内 用同级 混凝 距 离处 开 凿 引水 斜 洞 , 将水 位 降 低到 隧底 标 拱脚 断面 ; 土灌抵 岩 壁 , 向岩壁打 入锚 杆 ; 架下 设置 方 拱 高以下, 再行 引排 。 扩大 拱架 承压面 积等 措施 , 并注 意不 使 () : 已停 止发 育 、 径较 小 、 2堵 对 跨 无水 溶 木排 , 墙 为 拱 洞 , 根据 其 与 隧遭 相 交 的位 置 及其 充填 情 地 下 水 浸泡 拱 、 脚 。 了防 止 衬砌 侵 蚀 , 可 O m, O m~2 - 。 ( n L T 况 , 用混 凝 土 、 砌 片 石 或干 砌片 石 予 以 脚一般提高 lc 起拱 线处放宽 lc 采 浆 回填封 闭 ; 或加 深 边 墙 基础 , 固 隧道 底 部 。 加 当隧道 拱 顶部 有 空 溶洞 时 , 可视 溶 洞 的岩 石 4 结语 不 良地 质对隧 道施 工安 全施 工具 有很 大 破 碎程 度 , 溶 洞顶 部 采用 锚 杆或 锚 喷 网加 在 如 会造 成 人 身 、 设备 安 全事 固 , 要时 可 考 虑注 浆加 固井加 设 隧 道护 拱 威 胁 , 处 理不 当 , 必 故。 准确 的 地 质资料 、 理的 防治 措 施 , 最 合 将 及 拱 顶 回 填 进行 处理 。 使 () : 3越 当隧 遭 底部 遇有 较 大 的溶 洞并 有 大 限 度地 防 止 隧道 地 质灾 害 的发 生 , 灾 害 以 水流 时 , 在底 部砌筑 圬 工支墙 , 承隧 道结 造 成 的 损失 降 到最 低 , 保证 工 程施 工 安全 可 支
公路隧道施工中的地质灾害及相应措施

公路隧道施工中的地质灾害及相应措施摘要:对于公路隧道而言,隧道灾害发生是难以避免的,尤其是运营阶段发生灾害的情况最为严重,本文对公路隧道灾害做出分类,并分析其成因,最后提出具体的防治方式,为人们提供更好地服务。
关键词:公路隧道;地质灾害;防治;策略我国城市化进程不断加快,而且公路隧道建设也在不断加快,尤其是将其运用在施工建设过程中可以发挥重要作用。
但是公路隧道在投入使用中,由于受到周围环境的影响或者随着时间延长,隧道会出现许多灾害,进而影响交通运输正常运行。
本文分析公路隧道的结构中所经常出现的灾害,并针对不同的类型而提出具体的防治方法。
1分析公路隧道施工中不良地质灾害类型1.1隧道结构发生裂损的情况由于隧道结构的作用主要是承担周围的土层和地表施加给隧道的压力,从容防止发生土体变形或者是坍塌的情况,因此,隧道结构中发生裂损主要的原因是:第一,岩土体的物理以及力学参数有误差[1],导致在设计隧道所承受的压力低于实际的压力;第二,在施工过程中出现质量问题,这也会导致公路隧道出现裂损的情况。
通过实践勘察可知,隧道结构发生裂损的主要类型有三种:第一种是横向裂损,第二种是纵向裂损,第三种是斜向裂损。
这对隧道稳定性带来较大的危害,在严重情况下,还会使得隧道发生坍塌的危险。
1.2隧道出现腐蚀的情况公路隧道通常是埋在岩石或者是土层中,这些不同环境再加上公路隧道的内部发生漏水情况,因此,使得隧道出现腐蚀的情况,即腐蚀物质(硫酸盐以及氯离子等)都可以对渗漏位置和各种毛细的孔而进入隧道的内部[2],进而导致隧道中混凝土的结构出现化学或者是物理上侵蚀,进而对隧道产生较大的破坏。
除此之外,由于混凝土质量以及水泥品质存在差异性,进而对隧道结构带来较大的破坏,从而降低隧道承受的能力。
1.3隧道发生渗漏水的情况这种情况主要发生许多沿海、江湖的城市中,主要由于在修建隧道过程中低于地下水位,尤其是在雨季,地下水位不断升高,导致隧道结构出现渗漏水情况。
隧道施工地质灾害分类及防治

隧道施工地质灾害分类及防治导言普遍存在于隧道及其它地下工程中的地质灾害,是隧道工程建设的大敌。
因此探讨隧道地质灾害的发生发展规律,研究其监测系统及防治对策,对隧道工程建设将具有重要的意义。
在隧道及其它地下工程中,经常发生由于地质作用和人类工程、经济活动引起的灾害,有的还相当严重,是隧道工程建设中的重要问题。
地质灾害作为其中的一种,有其固有的形成条件,其发生发展也有一定的规律,但对这些问题的认识目前还不够深入,规律亦尚未完全掌握,特别是对地质灾害的预报尚无突破性的进展。
人们意料中的地质灾害,并不可怕,也不是不可战胜,但意料之外的地质灾害,往往给人以措手不及之感,甚至还会给工程建设带来灾难,轻则停工、停产、延缓建设速度,重则造成机毁人亡,工程报废。
正确、合理的防治措施,将起到抑制或减轻灾害危害程度的作用。
相反,若不加以重视或采取错误的对策,将加重灾害的程度,甚至起到诱发灾害发生的作用。
因此,探讨隧道地质灾害发生发展规律,研究预测出现灾害的可能时间、空间位置的技术方法,预见灾害的危害程度,以及研究灾害的监测,防治对策,将具有重要的意义。
隧道地质灾害概述隧道地质灾害具有普遍性,现以中国铁路建设为例概述之。
例一:成昆铁路。
全线有415座隧道,施工期间约有25%的隧道发生过较大型的塌方;93.5%的隧道发生过不同程度的水害,其中涌水量超过10000m³/d的有8座;有多座隧道出现地下水对混凝土的腐蚀,含盐、含石膏地层的膨胀,以及岩溶塌陷、瓦斯、地热和岩爆等灾害。
例二:穿越于地形、地质条件复杂的秦岭、大巴山、云贵高原等山区的宝成、襄渝、贵昆、川黔、湘黔及枝柳铁路等,都修建了大量的隧道工程,在隧道的建设和运营中,除发生大量的规模不同的塌方外,许多隧道还出现了洞口仰坡变形、洞身偏压在岩溶地区,大部分隧道还遇到了严重的岩溶涌水、突泥和巨大洞穴以及地表塌陷等灾害。
例三:近年来修建的衡广复线、大秦铁路,也有许多隧道发生了较严重的地质灾害如著名的大瑶山隧道中段,就发生了岩溶管道涌水、涌砂、地表大量塌陷和塌方等灾害南岭隧道则遇到了以严重岩溶涌水、大量突泥为特点的地质灾害,仅下连溪一段,最严重的一次突泥就达8000m³,堵塞了施工坑道长达177m。
隧道的地质超前预报方法与不良地质施工措施

我们在隧道的施工过程中会遇到各种不良地质,为避免盲目性,使施工方案和技术措施更科学合理,开展地质超前预报十分必要。
地质超前预报对不良地质能做到早发现,早预防,从而采取恰当的处理措施,减少和化解不良地质给施工带来的不利影响。
1 地质超前预报方法1.1 超前导坑法长隧道和特长隧道大都设有平行导坑。
平导普通与路线平行,距路线20m~30m 不等。
施工过程中利用平导先行的优势,认真采集和积累地质资料,并根据平导开挖过程中揭示的地质资料指导正洞施工,从而使正洞的施工方案和技术手段都建立在科学合理的基础上。
平导开挖断面小,即使浮现不良地质也容易处理,对施工影响不大。
因此,超前导坑法在长隧道和特长隧道施工中被广泛采用。
1 。
2 超前水平钻探法采用隧道专用钻机进行超前水平钻探,来探明开挖前方的地质情况。
超前水平钻探其实并非彻底“水平”,带有一定的角度.与地震波反射法、地质雷达探测法相比,超前水平钻探法具有更直观、更准确的特点。
超前水平钻探法虽是“一孔之见”,却能起到“管中窥豹”的作用。
超前水平钻探法主要用于探测煤层、瓦斯、断层、溶腔、突水、涌泥等不良地质。
超前水平钻探法探测的距离长,探明的不良地质距工作面较远,便于提前调整施工方案和技术措施。
1.3 超长炮孔钻探法超长炮孔钻探法指的是在掘进过程中,每次打眼都用5m 钻杆在隧道拱部和底部各钻两个探测孔,放炮则控制在3m 以内,使工作面始终保持距不良地质2m 以上的安全距离。
当钻孔浮现不良地质征兆时,可以及时采取应对措施。
采用超长炮孔钻探法,避免了钻机的频繁挪移,可以不中断隧道的正常掘进,简便易行、事半功倍。
超长探孔还可兼做炮眼,节约成本,提高功效。
1 。
4 地震波反射法-—TSP-203 系统TSP 超前地质预报系统是目前隧道及地下工程地质预报工作中,采用的较为先进的设备。
其工作原理是利用地震波的回波原理,人工创造一系列有规则罗列的轻微震源,形成一个地震源断面;同时,三维地震波接收器在计算机的监控下,采集这些震源所发出的震波沿隧道前方及四周区域传播而遭遇不良地质体(如地层层面、节理面、特殊是断层破碎带界面和溶洞、暗河等)被反射返回的地震波数据.这些回波信号的传播速度、延迟时间、波形、强度和方向,是与相应不良地质体的性质和分布状况密切相关的.在一定间隔距离内连续采用上述方法,可以得到前方地层的地质力学参数,如杨氏模量和横向变形系数等,从而预报隧道前方及周围临近区域的地质状况,判断开挖面前方100m~200m 范围内的地质情况。
不良和特殊地质地段隧道施工教学课件

施工前的准备工作
地质勘察:了解地质情况,确定隧道施工方案 设备准备:准备隧道施工所需的机械设备和工具 人员培训:对施工人员进行安全培训和技能培训 应急预案:制定隧道施工应急预案,确保施工安全
冻胀和融沉
施工难度和挑战
地质条件复杂:如岩石破碎、地下 水丰富等
施工技术要求高:如隧道开挖、支 护、衬砌等
添加标题
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添加标题
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施工环境恶劣:如高温、高湿、有 毒有害气体等
安全风险大:如塌方、涌水、突泥 等
施工安全的重要性
确保施工人员的生 命安全
减少施工过程中的 事故和损失
提高施工效率和质 量
岩爆地段的施工
岩爆原因:岩石应力、地下 水、温度等因素
岩爆现象:岩石在压力作用 下突然破裂,产生爆炸现象
岩爆预防:加强地质调查,采 取预防措施,如注浆、锚固等
岩爆处理:及时采取应急措施, 如封闭隧道、疏散人员等
冻土地段的施工
冻土特性:冻土的物理、化学 性质和冻融规律
施工方法:冻结法、融化法、 热棒法等
施工安全和环境 保护
施工安全措施
制定安全施工方案,明 确安全责任
加强安全教育,提高安 全意识
配备安全防护设备,确 保施工安全
加强现场管理,确保施 工环境安全
定期进行安全检查,及 时发现并解决问题
制定应急预案,应对突 发情况
环境保护措施
不良地质条件对隧道施工的影响

不良地质条件对隧道施工的影响在隧道施工中,不良地质条件的影响往往是不可小觑的。
这些条件不仅会延长工期,还可能导致安全隐患,甚至造成重大经济损失。
让我们从几个方面来探讨这个问题。
一、不良地质条件的类型1.1 土壤类型的影响首先,土壤的种类对隧道施工至关重要。
比如,黏土的含水量变化可能会导致施工时出现严重的滑坡。
施工团队一旦遇到湿度过高的黏土,泥水会大量涌出,施工设备难以正常运转。
这种情况不仅耗时,还会导致工人的安全风险加大。
1.2 岩石结构的复杂性其次,岩石的结构也会带来挑战。
层状岩石常常存在不均匀的抗压强度,施工时可能会出现意想不到的裂缝。
如果施工不当,这些裂缝会进一步扩展,影响整个隧道的稳定性。
实际上,很多工程师在设计隧道时,往往需要针对这些复杂的岩层进行详细的地质勘查,以制定相应的施工方案。
二、不良地质条件对施工的影响2.1 施工计划的调整遇到不良地质条件时,施工计划必须进行调整。
原本预定的工期可能因为突发的地质问题而被迫延长。
想象一下,工人们原本预计两个月完成的工作,结果因为一层软土,硬生生拖了一个月。
这样的拖延不仅影响了整体进度,也让项目预算大大超支。
2.2 安全隐患的增加此外,不良地质条件直接增加了施工的安全隐患。
比如,在岩石松软的地区进行爆破作业时,极易引发坍塌事故。
施工团队必须时刻保持警惕,随时评估周围环境的变化。
一旦发现地质条件异常,立即采取措施,以确保施工人员的安全。
2.3 成本的上升再者,由于不良地质条件,工程成本往往会大幅上升。
为了应对复杂的地质情况,施工单位可能需要增加设备投入,比如引进更先进的钻探设备,或是聘请更专业的技术人员。
这些额外的支出,在预算上会造成较大压力,有时甚至让原本的盈利变成了亏损。
三、应对不良地质条件的策略3.1 加强前期勘探为了减少不良地质条件对施工的影响,前期的地质勘探尤为重要。
通过对施工区域进行详尽的地质勘查,施工单位能够更清晰地了解土壤和岩石的特性,从而制定科学合理的施工方案。
隧道施工塌方的预防及处理措施

隧道施工塌方的预防及处理措施在地质不良的地段修筑隧道,常会遇到洞顶围岩下塌、侧壁滑动等现象,甚至会发生冒顶等严重事故,这些现象在施工中称为塌方。
塌方威胁人生安全、使施工延误工期、围岩更不稳定。
故在施工中应预防其发生,发生塌方后需及时准确处理,减少塌方带来的危害。
1造成塌方的原因及预防措施塌方一般是地质不良、设计定位不当、施工方法不正确等原因引起的。
地质条件是造成塌方的基本因素.穿越断裂褶皱带,穿越严重分化的破碎带、堆积层等容易产生塌方。
地下水往往也是重要因素,地下水丰富易造成塌方。
地质勘探需要仔细周密.掌握资料不够时本应避绕的不恰当的位置会错误的定位通过,绘施工留下了隐患。
或因没有准备,在施工时造成塌方.施工是引起塌方的直接因素,对地质情况掌握不够,从而选择不合适的施工技术,(如不恰当的急于进洞、炸药用量过多、支护不及时不牢靠、围岩暴露时间过长、爆破方法选择的不恰当等),或选择了不合适的围岩情况的施工方法,(如本应小断面开挖,结果采用了大断面开挖法,或应先拱后墙法,而采用了先墙后拱法等)并且又未采取其他补救措施,则会造成围岩塌方,甚至由于塌方处理不当也会造成再次塌方或引起更大的塌方。
对于塌方应以预防为主.首先要认真做好勘察工作,必要的钻探及所需要的地质和水文地质资料的收集工作,应详尽做好。
隧道位置选择应尽量避免不良地质区段,洞口位置选择要慎重,施工设计,支护设计要合理,要符合实际情况。
施工前要仔细核对设计文件,并需作必要的补测和验证.预防可能发生塌方的区段,事先做好必要的准备,并在施工中采取相应的措施,如在不良地质段采用先排水、短开挖、弱爆破、强支护、快衬砌、各工序紧跟的措施,消除不利因素,尽快修好衬砌,避免塌方发生.塌方似乎是突然发生的,但实际上是有一定征兆的,在施工中还需要加强观察分析。
例如顶部围岩裂缝旁出现岩粉,或洞内无故尘土飞扬、或不断掉小石头、或围岩裂缝逐渐张大等,说明塌方即将发生;支撑压坏或变形加大,说明围岩压力再加大,有塌方的可能性;围岩中突然出水或水压突然增加,要注意是否即将发生塌方;地下水冲走裂隙中的填充物,会使围岩松动下榻,当水有浊变清,说明裂隙中充填物已冲走很多,水量加大,则可能有塌方;洞顶滴水位置不定,来回移动,表明岩体在变形,当变形达到一定程度有可能塌方,即所谓“汉留淋漓,塌方先兆".还有许多,在实践中总结得出的塌方征兆,应当在施工中注意观察。
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在隧道施工中关于不良地质的应对措施
一、不良地质的类别
我国公路隧道施工主要会遇到以下六种不良地质灾害:
(一)塌方。
塌方是公路隧道施工中最常见的不良地质灾害。
塌方是指建筑、山体、路面、矿井、隧道等因非人为因素产生的自然下塌的现象,在公路隧道施工时经常会碰到隧道顶部突然坍塌、隧道壁松动等情况,这种情况轻则产生工程损失,重则伤及施工人员与通行人员的性命,是公路隧道施工中最为危险的不良地质灾害。
隧道塌方的产生主要是由于山体本身的稳定性不高,且施工人员对隧道的稳定工作没有做好。
(二)涌水。
涌水是公路隧道施工中第二常见的不良地质灾害。
涌水是指隧道下的地下水极速涌出,从而破坏隧道的现象。
涌水的产生主要是由于隧道的施工破坏了山体结构,导致山体压力不均,使地下水由于压力过大出现井喷。
(三)偏压。
偏压是指隧道的两侧对称位置压力不均。
偏压的产生主要是因为山体两侧很难保持平衡,导致隧道两侧的负荷量不同,从而使得隧道两侧压强不同。
(四)岩爆。
岩爆是指开挖隧道时,开挖部位周边的岩石发生爆裂的现象。
岩爆的产生主要是因为隧道施工时的爆破打乱了周边岩石的结构,使脆性岩石发生爆裂。
(五)断层。
断层是指地壳岩石因受力产生过度的形变,从而引发地壳岩石的破裂且破裂面两侧产生位移的现象。
(六)岩溶。
岩溶现象主要出现在山区的溶洞中,岩溶是因为岩体受到岩溶水的腐蚀而产生的。
二、对于不良地质灾害的预测方法
(一)塌方的预测方法。
塌方尽管是一种突发现象,实际上是有迹可循的。
会发生塌方的隧道主要会出现以下现象:一是隧道开挖后
隧道顶部的岩石不断剥落甚至破裂;二是在固定好隧道支架后支架钢筋出现扭曲变形,并且喷射的混凝土出现破裂脱离的现象;三是测量到的变形速率居高不下,或者变形值突然增大。
因此在施工过程中可以经常对施工周边环境进行觋测,看是否有前文所介绍的现象,以此来预测是否会发生塌方,也可以通过分析测量到的形变速率与形变值进行预测,还可以使用先进的测量方法进行预测,如微地震学测量法、声学测量法等。
(二)涌水的预测方法。
任何隧道多多少少都会存在涌水的问题,涌水的预测关键是要对涌水量进行预测。
涌水量可以通过建立数学模型、参照其他类似地貌、根据水平衡原理、利用地下水动力公式、使用数值方法进行预测。
(三)偏壓的预测方法。
偏压隧道的预测是最为直观的,由于偏压是因隧道两侧的负荷量不同导致的,在隧道施工之前,可以先观测山体的形态是否近似对称,若不对称,则可以采取山体两侧的土壤及岩体进行密度分析,并注意测量山体两侧的压力值,以此来预测隧道是否会出现偏压现象。
(四)岩爆的预测方法。
公路隧道施工之前可以先使用超前钻孔对山体进行探测,根据探测的结果分析山体的岩体结构、岩体性质,以此来预测公路隧道施工时是否会发生岩爆。
’使用地质雷达、红外线、岩体电磁辐射监测器也可以达到同样的效果。
除此之外还可以使用微重力法、数值分析法,如塌方预测一样使用声学预测法和微地震预测法进行预测。
(五)断层的预测方法。
在公路隧道施工之前应对山体及山体下的地壳迸行断层探测,断层可以通过浅层地震勘探、电法勘探、地质雷达和井间层析成像进行探测,并可以结合李四光教授的断层参数预测预报技术进行断层预测。
(六)岩溶的预测方法。
岩溶的预测要综合各距离区间的预报结果进行预测,距离在两百米以上的地质预报可以使用地质素描法、地质作图法等;距离在三十米至两百米的地质预报可以使用声波反射法、
深孔水平钻探法等;距离在三十米以内的地质预报可以使用地质钻探法、地质素描法、红外线探测法、地质雷达等。
三、不良地质灾害应对措施
(一)塌方的应对措施。
公路隧道在施工过程中发生塌方现象时,应及时进行补救,以免导致施工人员的伤亡以及隧道塌方程度变大。
对于小型的塌方,应该及时固定隧道支架,重新喷射混凝土,使用临时支架直至混凝土凝结稳定,及时处理塌方所产生的建筑垃圾。
对于大型塌方,应在塌方部分使用钢拱架进行固定支撑,在钢拱架外侧使用钢筋网二次加固,并及时快速地处理塌方产生的建筑垃圾,然后分三至四次输送混凝土形成护拱,在塌方部位完全固定时才可进行下一步公路隧道的施工。
(二)涌水的应对措施。
对于涌水的应对措施要分成两个方面,并且两个方面要同时进行,一个方面是排水,可以通过钻孔徘水、导坑排水、井点排水和深井排水排出涌出的地下水;另一个方面是一止水,可以通过注浆止水法进行止水。
(三)偏压的应对措施。
对于偏压较严重的隧道可以采用超短台阶法施工工艺、短台阶预留核心土法、反压护拱施工方法、减载反压技术、洞外注浆固结法和护拱技术进行施工。
对于一般的偏压隧道,可以通过加强隧道体的稳定性来抵抗压强。
(四)岩爆的应对措施。
首先,在选取隧道位置时应尽量避开容易产生岩爆现象的位置,在情况不允许的情况下,应该尽量将隧道开挖方向设置成与最大地应力方向平行,除此之外,还要考虑设置合适的隧道形状以分散地应力。
在公路隧道施工时要注意加强隧道体的稳固性,改变围岩的物理性质,使围岩变成非脆性岩体,还可以通过钻孔泄压法、巷道切割槽缝法等方法分散地应力。
(五)断层的应对措施。
对于出现断层的隧道,应该通过微震爆破技术、综合控制爆破技术进行爆破开挖,采用喷锚网联合支护、钢架支护与超前支护,通过半断面微台阶法、上下断面顺序开挖法进行施工。
(六)岩溶的应对措施。
对于小型溶洞,可以使用C25喷射混凝土进行填充,对于小型的隐伏型溶洞,应该使用普通混凝土进行注浆;对于中型溶洞,可以采用岩溶管道处治技术进行旅工与治理;对于大型干溶洞,可以采用托梁+板跨方案、钢管群桩加固方案、桩基托梁方案、填筑方案和跨拱方案。
四、总结
公路作为我国交通网的重要组成部分,施工人员应对公路包括公路隧道的施工提起高度重视,对于公路隧道施工中经常遇到的塌方、涌水、断层、岩爆、岩溶、偏压等不良地质灾害,要有先进有效的应对措施,以保障公路隧道施工安全流畅的进行。
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