论复杂地质环境下的隧道施工技术

1、论复杂地质环境下的隧道施工技术论复杂地质环境下的隧道施工技术1.当前隧道施工的现状1.1全断面开挖法：全断面开挖法又被叫做全断面掘进法。在隧道设计中开挖断面，从而可以在一次施工中完成开挖断面的方法。一共有三种方式开挖：新奥地利全断面开挖法、护板全断面开挖法和掘进机护板全断面开挖法。这种施工方法的操作相对简单，一般常规的工作顺序有：使用挪动式钻井台车，先全断面一次钻探并进展装药，然后钻进小车返回到50平安位置外，然后引爆，一次爆破成型，将钻孔车开往开挖面推入到位，开场钻探及爆破作业的下一个步骤。与此同时，在施工前的防水隔离层作为初期的支护，进展第二次的堆砌。1.2台阶法：台阶法又分为正台阶和反台

2、阶法。施工在稳定性差的岩石，整个隧道断面分为假设干层，由上到下段开挖，前后各从一个小一些积极步骤形成开挖面。上部台阶的钻研作业和下部台阶的出渣可以同时进展，而使效率可以改善。之后，整个断面开挖出来后，然后由边墙到拱顶衬砌。在隧道的第一层顶部的第一个挖掘是一个弯曲的导坑，需要钻更多的井眼，以防止倒塌。导坑超前间隔 很短，使石碴爆破直接抛落到范围以外的坑，以减少扒碴的工作量，进步施工速度。假如岩石隧道顶部松动，应立即用临时支撑螺栓或钢拱坑，以防止倒塌。1.3分部开挖法：较为软弱的围岩不能大断面的开挖，应该采取分部开挖的方法。当前的分部开挖法有三个主要形式：预留核心土法，双侧壁导坑法，穿插中隔壁法和

3、中隔壁法。预留核心土法主要用于五到六级的围岩隧道的施工。施工顺序主要分为：初期的人力和机械相结合的施工，在开挖拱部土体的支撑；在初期的支撑保护下，进展第二次的挖掘，这次主要是挖核心土体和下半部的土体，并且进展封底；根据现场本文由论文联盟.LL.搜集整理的实际情况，再次进展二次衬砌。这类方法的施工稳定性好，施工平安。2.各种复杂地质条件下隧道施工技术分析2.1膨胀土围岩地质条件的施工技术：膨胀土地层的隧道在开挖后，可能会导致围岩变形现象，或者由于长期浸水而膨胀，风化而开裂等，导致围岩失去良好的支撑力，破坏其稳定性。因此，在膨胀土地层中建造隧道，首先应该进展勘察围岩压力及其流变情况，掌握其变化规律

4、。为了遵循减少对围岩产生扰动的原那么，适宜采取无爆破掘进法，采取用掘进机、风镐、液压镐等开挖方式，合理减少围岩暴露时间，及时进展衬砌处理，防止出现围岩膨胀变形。不适宜采取开挖方法的部分，可采取正台阶法、侧壁导坑法和眼镜法。2.2松散地层地质条件的施工技术：松散地层构造松散，容易出现坍塌现象。在此类地质条件下进展开挖隧道，应该尽量减少对围岩的干扰，大多遵循先护后挖、密闭支撑、同时挖边封闭的原那么，或者采取超前注浆改进地层和控制地下水等方案。超前支护。在隧道开挖前，采取超前支护方法，可防止在坑道掘进过程中出现坍塌现象。超前支护主要包括：超前锚杆方法、超前管棚法等。超前小导管预注浆方法。超前小导管预

5、注浆主要是根据开挖外轮廓线，按照规定的角度置入管壁带孔的小导管，在施加压力的同时，向管内压注水泥，以增强岩体的稳定性，起到超前预支护作用。降水、堵水方法。松散地层中的含水量，造成隧道施工中存在各种隐患。因此，在施工中儿科综合采取辅助坑道内井点降水、深井泵降水、注浆堵水、洞外地面隧道两侧布点等方法。在隧道施工中，结合隧道埋深以及工程水文地质条件，综合考虑技术经济条件，从而采取可行性的技术，实在进步工程质量程度。2.3溶洞地质条件的施工技术：溶洞的溶蚀作用非常明显，在隧道施工中难以会出现溶洞现象，因此，在溶洞地区修建隧道过程中，应该明确溶洞分布范围、类型、岩层的稳定性、填充物以及地下水条件等，从而

6、采取平安的施工方法。针对尚未发育的岩溶区，应该采取全面的预防措施，预防出现然大量涌水、流石流泥、崩坍落石等情况，从根本上确保施工的平安。在隧道穿过岩溶区中，其岩层比拟稳定，且溶洞发育应该完好，地下水量不大的情况下，可考虑采取探孔或物探等方法，以掌握实际的地质条件。假如溶洞穿越暗河水囊等岩溶区，首先应该采取超前钻探及时，提早解决施工中的排水问题。在突发量涌水、流石流泥、崩坍落石的情况下，可采取平导作为泄水通道，顺利开拓掘进工作面积。总之，引、堵、越、绕等方法可及时处理岩溶地段隧道出现的溶洞现象。3.工程实例分析3.1工程概况某隧道全长13187，200k/h双线隧道，线路单面上坡，横跨楚雄、昆明

7、两个区域。隧道处于云贵高原东南部，属中高山构造侵蚀、溶蚀地貌，洞身通过地层为古老前震旦系昆阳群变质岩地层，最大埋深550。3.2超前地质预报施工调查说明，除上述已经探明的不良地质外，隧址处还存在位置及数量不明的小型煤炭采空区。因此，必须通过超前地质预报查明掌子面前方围岩的地质条件，为施工提供可靠根据，特别是选择超前支护和开挖方法，以降低地质灾害发生的风险。地质预报内容包括：地层岩性、地质构造、不良地质、地下水。地质预报采用洞内探测和洞外地质勘探相结合，地质方法与物探方法相结合，贯穿于施工全过程。采用的地质综合预报方法包括地质分析法掌子面编录预测法、洞外地质勘探法以及中短间隔 预报。3.3不良地

8、质段施工方案及方法3.3.1岩爆地段该隧道埋深大于450的段落有3段，长度达2140，这些段落可能会产生细微岩爆。下面对岩爆的处置进展分析。1岩爆的预报根据现有的技术主要通过类比法、前兆法、经历法进展预报。在进入岩爆地段后进展应力测试，确定岩爆等级，并以此为根据确定开挖、支护和防护的方法。1类比法是类比平导，在平导一样的地段假如发生了岩爆，在正洞的相应地段也很有可能发生岩爆。2前兆法那么是判断岩爆发生前的碎裂声来预报岩爆。3经历法适用于高地应力地段，一般在开挖二倍洞径的前方地段为岩爆高发区。2通过岩爆地段的施工方法1全断面法改为半断面法，使应力逐步释放。2采用短进尺多循环方式，将深孔爆破改为浅

9、孔爆破，降低一次爆破用药量，减少爆破对围岩的扰动。3采用光面爆破，使隧道的周边圆顺，减少应力集中，降低岩爆发生强度。4打超前探孔，使掌子面及洞壁应力提早释放见图1。图1超前应力解除断面示意5在钻孔内注入高压水，向岩面喷雾，降低岩石强度和弹性模量，降低岩石碎性，减少岩爆发生率。6开挖后及时支护，喷射钢纤维混凝土，必要时加部分钢支撑，防止岩石弹射与塌落破坏。3.3.2富水断层破碎带该隧道所穿越的地段详细有7条断层，每个断层规模、破碎情况形成的地质条件都有所不同，在施工中产生的影响也各有不同。在施工中对可能遇到的不良地质，应该严格按照早预报、管超前、预注浆、半断面、短进尺、弱爆破、强支护、快封闭、勤测量的原那么施工，采取的措施如下。1超前地质预测、预报、超前探水。利用先进的地质预报方法对该隧道施工段进展有效的超前地质预报，掌握开挖断面前方工程的地质、水文地质等特征。基于TSP技术，综合分析地质雷达、超前钻孔、超长炮孔及现场地质素描等探测资料，探出破碎带地段的规模、岩石抗压强度、岩体特性、涌水量等情况，据此修正围岩级别，确定构造参数，制定施工方案。2软岩及断层破碎带开挖方法。该隧道所处的断层破碎带情况非常复杂，不仅围岩不稳定，而且地下水发育，在断层破碎带地段需要采用注浆来加固要开挖地层，多台阶开挖的方法，开挖完毕以后