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      隧道施工中不良地質及風險地段的施工措施

      文章來源:未知 發布時間:2017-03-22 09:40:12 瀏覽數: 121次

        1.巖溶發育地段及富水斷層段隧道

        對于巖溶發育地段及富水斷層段隧道,應依據并系統分析現階段勘探資料,細石混凝土泵廠家介紹說:作好注漿加固、防排水系統及相應襯砌的設計,施工中根據超前地質預報和施工開挖對不良地質的影響及監控量測資料進行進一步評價,以便開展信息化施工。

        (1)注漿

        ① 注漿方案、方式及適用條件

        注漿方式包括開挖前預注漿、開挖后圍巖注漿、補注漿、局部注漿等四種方式,采用具體注漿方案根據工程地質、水文地質條件選用。

        ② 注漿工藝

        預注漿孔開孔直徑不小于110mm,終孔直徑不小于90mm;鉆孔和注漿順序應由外向內,細石混凝土泵廠家介紹說:同一圈孔間隔施工;巖層破碎容易造成坍孔時,應采用前進式注漿,否則采用后退式注漿;孔口設3mφ108注漿管,埋設牢固,并有良好的止漿設施。注漿壓力應為地下水壓的1.2~1.5倍。注漿泵最大壓力應不小于地下水壓的1.5~2.0倍。

        徑向注漿開孔直徑不小于50mm,終孔直徑不小于45mm;鉆孔和注漿順序應由下向上,同一圈孔間隔施工;

        股狀出水點、裂隙面出水點的注漿堵水,采用局部注漿。孔口間距1~1.5m,單孔擴散半徑2m,注漿孔與出水裂隙面盡量大角度相交,注漿壓力大于0.5Mpa。注漿壓力較大時,應先鉆引水孔泄壓,再對裂隙注漿,最后用膨脹快硬水泥對引水孔進行封堵處理。

        (2)支護結構設計

        巖溶發育地段及富水斷層段隧道根據水壓力、水量量測、監控量測等資料判別是否需要設置承受水壓結構。承受水壓結構初期支護采用鋼纖維混凝土,二次襯砌材料采用C35鋼筋混凝土,復合結構按承受0.3~2.0Mpa靜水壓設計,內凈空預留20cm補強空間(當施工中預測水壓明確時,不預留補強空間)。當通過注漿加固后,涌水量仍較大,實測水壓大于設計水壓時,可通過調整襯砌鋼筋布置,或利用襯砌結構調整空間一次灌注二次襯砌,以提高襯砌受靜水壓力的能力。當襯砌已承受設計靜水壓力,隨著時間由于地下水變化等原因引起襯砌承受荷載的改變時,可考慮對襯砌補強。

        2.(頁巖氣)瓦斯地段

        頁巖氣是從泥頁巖層系中開采出來的天然氣,位于暗色泥頁巖或高碳泥頁巖中,主體上以吸附存在于泥頁巖層系中。

        施工中可采取如下輔助措施:

        (1)施工應加強對含碳質巖層地段加強超前地質預測預報、加強瓦斯檢測,有效預防工程風險。加強通風,以稀釋瓦斯濃度、減少瓦斯積聚,有效消除其對工程危害,防止重大災害發生,確保隧道施工和運營安全。

        (2)施工時應放小炮,短進尺,減少對圍巖的擾動,避免產生新的裂紋和其他不穩定因素。

        (3)施工期間,應建立瓦斯通風監控、檢測的組織系統,測定氣象參數、瓦斯濃度,風速、風量等參數。

        (4)根據超前地質預測預報的結果,根據現場情況,如確定為瓦斯隧道,需要及時通知設計方,如按瓦斯工區設計則需要按以下措施考慮:

        ①低瓦斯隧道需進行人工檢測,配備手持式瓦斯檢測儀。

        ②瓦斯隧道各工區在貫通前,應做好風流調整的準備工作。貫通后,必須調整通風系統,防止瓦斯超限,待通風系統風流穩定后,方可恢復工作。

        ③各開挖工作面必須采用獨立通風,嚴禁任何兩工作面之間串聯通風。

        ④施工中洞內各處瓦斯濃度應保證在0.5%以下。

        ⑤瓦斯隧道施工中防止瓦斯積聚的風速不宜小于1m/s。

        3.下穿既有高速公路

        (1)超前管棚施工

        長管棚為超前預支護,隧道暗洞開挖之前完成;根據地面沉降控制要求,為了提高導管的抗彎能力,可在鋼管及鋼花管內設置鋼筋籠并灌注水泥砂漿;長管棚注漿采用水泥漿液(水泥漿液水灰比:1:1、注漿壓力:0.5~2.0MPa),注漿前應進行現場注漿試驗,根據實際情況調整注漿參數,取得管棚注漿施工經驗,注漿結束后用M10水泥砂漿充填鋼管,以增強管棚強度,根據實際需要可在鋼管內設置鋼筋籠,并灌注水泥砂漿;進行管棚施工前,應根據施工設備和圍巖條件確定是否要管棚工作室和施工止漿墻;鋼管棚需按設計位置施工,注意運用測斜儀進行鉆孔偏斜度測量,嚴格控制管棚打設方向,并作好每個鉆孔地質記錄;管棚施工時,應對鋼管主要材料進行材質檢驗;選用鉆機首先應適合鉆孔深度及孔徑的要求,鉆機要求平穩靈活,能在水平方向360°范圍內鉆孔,施鉆時應有導向架;施工期間應遵守隧道施工技術安全規則和鉆眼注漿作業操作規則。

        (2)開挖支護

        隧道施工應堅持“弱爆破、短進尺、強支護、早封閉、勤量測”的原則;開挖方式均采用弱爆破或人工開挖,爆破時嚴格控制炮眼深度及裝藥量;主體結構初期支護鋼架應根據工法的設置情況對其分節進行適當調整;工序變化處之鋼架(或臨時鋼架)應設鎖腳鋼管,且必須對鎖腳鋼管進行注漿,以確保鋼架基礎穩定;鋼架之間縱向連接鋼筋應按要求設置,及時施作并連接牢固;施工過程中每次拆除臨時支護時應加強量測,一次拆除長度不能超過10m,以確保施工安全;臨時鋼架的拆除應等洞身主體結構初期支護施工完畢并穩定后,方可進行;施工中,應按有關規范及標準圖的要求,進行監控量測,及時反饋結果,分析洞身結構的穩定,為支護參數的調整、灌筑二次襯砌的時機提供依據。

        (3)監控量測

        1)監控量測的目的

        為確保施工安全及結構的長期穩定性, 驗證支護結構效果,確認或調整支護參數和施工方法, 確定二次襯砌施做時間, 監控工程對周圍環境影響,積累量測數據、為信息化設計與施工提供依據。本段隧道按照監控量測設計及《鐵路隧道監控量測技術規程》等相關規定進行施工監控量測,了解圍巖穩定狀態和支護、襯砌可靠程度,確保施工安全及結構的長期穩定性,為圍巖級別變更、初期支護和二次襯砌的參數調整提供依據。

        本段隧道均進行監控量測設計,除必測項目外,根據工程地質、水文地質條件對選測項目提出量測要求。隧道地質條件的復雜性和隧道結構的特性,要求在施工階段根據超前預測預報、施工監控量測資料的分析對設計進行修正,監控量測資料是調整支護結構、施工方法等設計資料的依據。施工單位應根據監控量測設計編制監控量測實施細則,報送監理、業主批準后實施,并應成立現場監控量測小組,建立相應的質量保證體系,監控量測人員要求相對穩定,確保監控量測工作的連續性,監控量測小組負責及時將監控量測信息反饋施工、設計單位,對設計進行修正。

        2)監控量測設計內容

        監控量測可分為必測項目和選測項目兩類。必測項目在采用新奧法修建的隧道中必須進行,選測項目應根據圍巖性質、隧道埋置深度、開挖方式等條件確定。

        必測項目包括下表所列的一些內容:

        必測項目表

        選測項目包括以下一些項目:

        選測項目表

        3)監控量測斷面及測點布置原則

        地表沉降測點應在隧道開挖前布設,地表沉降測點和隧道內測點應布置在同一斷面里程,地表沉降測點縱向間距為5m,地表沉降測點橫向間距為2~5m,在隧道中線附近測點應適當加密。

        拱頂下沉測點和凈空收斂測點應布置在同一斷面上,測點縱向間距5m,拱頂下沉測點原則上設置在拱頂軸線附近,當隧道跨度較大時,應結合施工方法在拱部增設測點,下穿高速公路段隧道拱頂下沉測點布置3個(拱頂中央、左右側拱腰各一個)。在最大跨度處、拱腰設置兩條水平收斂測線。

        4)監控量測頻率

        按測點距開挖面的距離及位移速度分別制定量測頻率,具體如下:

        按距開挖面距離確定的監控量測頻率

        按位移速度確定的監控量測頻率

        5)監控量測控制基準及管理等級

        監控量測控制基準應根據地質條件、隧道施工安全性、細石混凝土泵廠家介紹說:隧道結構的長期穩定性以及周圍建(構)筑物特點和重要性等因素制定,包括隧道內位移、地表沉降、爆破振動等。

        位移控制基準根據測點距開挖面的距離,由初期支護極限相對位移確定。

        監控量測位移控制基準

        根據位移控制基準,位移管理按三個等級制定。

        監控量測位移管理等級

        下穿高速公路地段地表變形控制標準為:當地表隆起值≤10mm、沉降值≤30mm,隧道正常施工;當地表隆起值為10~15mm,沉降值為30~40mm時,加密監測頻率,密切關注施工過程;當地表隆起值≥15mm,沉降值≥40mm,停止施工掘進,進行施工調查,啟動緊急預案。當地表變形監測連續三天≥3mm時,應加密監測。

        6)監控量測的數據分析及信息反饋

        ①掌子面地質狀況表、周邊收斂、拱頂下沉、地表下沉測試數據按《鐵路隧道監控量測技術規程》相關要求記錄。

        ②根據現場量測數據繪制位移--時間曲線或散點圖,在位移--時間曲線趨平緩時應進行回歸分析,以推算最終位移和掌握位移變化規律。當位移--時間曲線出現反彎點,即位移出現反常的急驟增加現象,表明圍巖和支護已呈不穩定狀態,應及時施作二次襯砌,必要時應停止掘進,采取必要的安全措施。

        ③根據位移變化速率判斷圍巖穩定狀況,變形基本穩定應符合下列條件:隧道周邊變形速率有明顯減緩趨勢;拱腳水平相對凈空變化速度小于0.2mm/d,拱頂相對下沉速度小于0.15mm/d。

        ④圍巖及支護的穩定性應根據開挖工作面的狀態、凈空水平收斂值及拱頂下沉量的大小和速率綜合判斷,并及時反饋于設計和施工中,根據水平相對凈空變化值進行判斷時,應符合《鐵路隧道監控量測技術規程》的有關規定。

        ⑤測量過程中如發現異常現象或與設計不符時,應及時提出,以便修改支護參數。

         
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