滑坡、岩堆,岩溶,软土地段等不利于隧道工程施工的不良地质在隧道施工中经常遇到,这些不良地质严重影响了隧道的施工,本文就这些不良地质的性质及处理技术进行了深入的探索。
《地下工程与隧道》(季刊)创刊于1991年,是上海市隧道工程轨道交通设计研究院、上海市地铁总公司和上海隧道工程股份有限公司合办,上海中信隧道发展有限公司协办的技术性科技期刊。《地下工程与隧道》始终遵循办刊宗旨,贯彻以创新性、实用性、系统性和导向性为刊物功能要求。
在隧道工程施工中,经常会遇到如:滑坡、岩堆、岩溶、松散地层、软土地段等不利于隧道工程施工的不良地质,在这些不良的地质环境中,工程事故具有不确定性和突发性的特点,因此,在施工过程中,除了应遵守一般的技术规范外,还应该根据围岩的实际情况,在支护、衬砌过程中采取一些针对性强的辅助施工技术方法,以满足施工安全和工程质量要求。文章就在隧道施工中经常遇到的高原特殊地质、溶洞地段、膨胀性地压等不良地质对施工所产生的影响进行了探索,并提出一些具体处理的方法。
1高原特殊地质..
1.1高原特殊地质对隧道施工的影响随着西部交通的发展,高原隧道相应增多。由于其所处地理位置、气候、自然环境特殊,因此,高海拔地区的隧道也给普通的隧道施工带来一定的影响。首先,由于海拔高、缺氧、气候寒冷等原因,高原隧道每年正常的施工时间仅有240d左右。此外,高原缺氧、气候条恶劣,导致人、机械效率降低,所以隧道施工进度明显偏低,工期加长;其次,高原地带生态系统极其脆弱,一经破坏就很难恢复。在隧道设计和施工过程中都要考虑和评估对高原环境的影响;再次,由于隧道所处的地理位置海拔高,气温低,昼夜温差大,如果隧道发生渗漏水,水在低温下结冰,产生冻胀,将对隧道的结构产生较大的破坏。..
1.2施工中的应对措施
在高海拔隧道施工过程中,除严格执行一般隧道现行的施工规范及验收标准外,更要严格执行国家有关部门颁发的高海拔隧道(含环保)施工技术细则;严格按有关法规设计施工以保护高原生态环境,做好土地的复耕、复平、喷播草籽等工作;爱护环境,保护野生动物,处理好施工废碴、废液、废水、废气以及生活垃圾等,将施工对环境的影响减小到最低程度,隧道防水标准至少达到..“不淌”、“不滴..”、“不漏..”,并保持洞内干燥;高海拔隧道衬砌施工时,应选择合适的速凝剂、早强剂、防冻剂,根据材料性能进行现场试验确定掺入量,使混凝土达到速凝、防冻、早强的效果。高海拔隧道施工更应该建立一个强有力的领导班子,将各施工工序的责任落实并细化。
2岩溶地段隧道设计
岩溶是指石灰岩、白云岩、白云质灰岩、石膏、岩盐等可溶性岩层,受水的化学和机械作用产生沟槽、裂隙和空洞,以及由于空洞的顶部塌蓓使地表产生陷穴,洼地等现象和作用岩溶对隧道的危害主要可分为四种类型:..
(1)洞穴的存在使建筑物全部或部分悬空,将极大地降低隧道的使用可靠度。..
(2)岩潜水特别是当CO,等可溶性物质含量增高时,水的流通将给隧道结构带来极大
的侵蚀作用,影响隧道的使用寿命。..
(3)洞穴堆砌物松散易坍塌下沉,改变洞穴周边的应力分布状态,影响隧道的稳定。..
(4)隧道中地下水流失,使隧道顶部地面岩溶塌陷,导致环境地质破坏,也是造成隧道
结构不稳定的厄固。
岩溶地段隧道常用处理溶洞的方法,有..“引、堵、越、绕”等,同时加强衬砌支护。
(1)引:遇到暗河或有水溶洞时,宜排不宜堵.采用暗管、涵洞、小桥等设施宣泄水流或凿泄水洞将水排出洞外,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,将水位降低到隧底标高以下,再行引排。..
(2)堵:对已停止发育、跨径较小、无水溶洞,可根据其与隧遭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。
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或锚喷网加
固,必要时可考虑注浆加固井加设隧道护拱及拱顶回填进行处理。
(3)越:当隧遭底部遇有较大的溶洞并有水流时,可在底部砌筑圬工支墙,支承隧道结构,并在支墙内套设涵管引排溶洞水。
(4)绕:在岩溶区施工时,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,并同时处理溶洞,以节省时间,加快施工进度。
3膨胀性地压..
3.1膨胀性地压对隧道施工的影响在隧道施工中遇到膨胀性地压情况,会造成断面缩小基脚下沉、拱顶上抬、拱腰开裂、基底鼓起等不良现象。变形初期不仅变形的绝对值很大,而且位移速度也很大,如不加控制或控制不及时,就会造成不可估计的后果。..
3.2处理措施
3.2.1施工方法与工序安排
在膨胀性地层中施工,以采用上导坑或弧形导坑先拱后墙法为宜。工序安排应特别紧凑,开挖后,围岩暴露时间应尽量缩短,减少风化、水化作用,并在筑拱后,及时压浆加固。拆模板后,立即对拱背填充、压浆。在拱圈完成一定长度后,紧密落底,对开首轮马口,
灌注边墙、仰拱等。尽量减少围岩暴露时间,可起到降低围岩膨胀压力的效果。..
3.2.2分部开挖和支撑
导坑木支撑多采用框架式,预留沉落量.0.2m~0.4m,如设有下导坑其断面可选用单道并预留加固支撑空间。扩大使用扇形支撑时,开挖由上而下,各号纵梁均需预留沉落量。如采用花拱支撑可采用弧形导坑开挖,分片架立拉中槽或挖中层,拱脚岩层应保留足够的宽度,配合马口位置分段掘进。马口采用对开,长度为2m~4m,开挖时逐层下挖并架设卡口梁及横撑。
3.2.3采用钢骨架封闭式衬砌
施工中为了防止拱脚下沉,可采用加大拱脚断面;起拱线以上lm范围内用同级混凝土灌抵岩壁,向岩壁打入锚杆;拱架下设置方木排,扩大拱架承压面积等措施,并注意不使地下水浸泡拱、墙脚。为了防止衬砌侵蚀,拱脚一般提高l0cm,起拱线处放宽l0cm~20cm.
4结语
不良地质对隧道施工安全施工具有很大威胁,如处理不当,会造成人身、设备安全事故。准确的地质资料、合理的防治措施,将最大限度地防止隧道地质灾害的发生,使灾害造成的损失降到最低,以保证工程施工安全和施工质量。
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[2]关宝树隧道工程施工要点集北京人民交通出版社,2003.
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