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隧道施工坍塌方处理措施
发布日期:2019-10-30 02:43   来源:未知   阅读: 次 

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  马鹿箐隧道坍塌施工预案 一、工程概述 新建铁路宜昌至万州线是沿江铁路通道的重要组成部分,东起鸦宜铁路花艳 站(含),西止达万铁路万州站(含)。沿途经贺家坪、榔坪、野三关、高坪、建 始、恩施、利川、重庆五桥至万州车站。宜万铁路基本成东西走向,位于鄂西长 江与清江分水岭的低山和中高山的半坡地区,地形极其困难,地质极其复杂,岩 溶、顺层、滑坡、断层破碎带和崩塌等主要不良地质现象广泛。 马鹿箐隧道全长 7879m,进口位于屯堡长阳沟,出口位于箐口道湾。隧道地 处北亚热带温湿季风气候区,温和多雨。年平均气温 12.8℃,多年平均降雨量 1280.1mm。 二、工程地质 隧道区内主要岩溶地貌类形为丘(峰)丛洼地、溶蚀—侵蚀峰丛峡谷、峰丛 洼地、溶蚀洼地、溶丘(槽谷)谷地等。地表岩溶形态除了有峰丛、洼地、溶丘 外,普遍的有岩溶沟(谷)、岩溶槽谷、岩溶沟(峡)谷、石芽、盲谷、坡立谷 等。地下岩溶形态主要有地下河、溶洞、漏斗、落水洞、岩溶管道、溶缝、地下 廊道等。岩溶发育具有如下规律:岩溶发育自浅到深,其强度逐渐减弱;岩层产 状平缓时,碳酸盐岩层间所夹透水层段,其上部含水层岩溶化较强,往往形成强 富水段;下部岩溶发育较弱。 三、施工组织 为了确保隧道顺利通过岩溶地段,我部根据施工要求,特成立“马鹿箐隧道 通过岩溶地段施工领导小组”进行施工管理、现场协调和指挥。 施工预案小组名单: 组长:向东 副组长: 张宏明 文易 王力 成员: 刘世标 宋双福 尹道林 阮金生 李俊 韩军 张亚平 林恩中 叶高成 游云 四、隧道坍塌预防措施 (一)、发生的坍塌的原因 1、地质因素 (1)隧道穿过断层及破碎带,一经开挖,潜在应力释放,承压快、围岩失稳 而坍塌; (2)当通过各种堆积体时,由于结构松散,颗粒间无胶结或胶结差,开挖后 引起坍塌; (3)在挤压破碎带,岩脉穿插带、节理密集带等碎裂结构地层中,岩块间互 1 相挤压钳制,一经开挖则失稳,常见围岩掉块、坍落。在软弱结构面发育的情况 下,或泥质充填物过多,均易产生较大的坍塌; (4)在构造运动的作用下,薄层岩体形成的小褶曲、错动发育地段,施工中 常常发生坍塌; (5)岩层软硬相间,或有软弱夹层的岩体,在地下水的作用下,软弱面强度 大大降低,因而发生坍塌; (6)地下水的软化、浸泡、冲蚀、溶解等作用加剧岩体的失稳和坍塌。 2、施工方法和措施不当 (1)施工方法选择不当或工序间距安排不合理。各工序间距时间拉的较长, 地层暴露时间过久,引起围岩松动、风化、招致坍塌的发生; (2)喷锚不及时,或混凝土质量、厚度不符合要求; (3)采用钢支撑时,支撑架设质量欠佳,支撑与围岩不密贴,两者间的空隙 填塞不密实,或联结不够牢固,不能满足围岩压力所需的强度要求; (4)有时抽换支撑不当,或当支撑已经出现受力过大的现象而未及时加固; (5)爆破作业不当,用药量过多; (6)处理危石措施不当,引起危石坠落,牵动岩层坍塌。 (二)坍塌征兆 (1)量测信息所反应的围岩变形速度或数值超过允许值; (2)喷射混凝土产生纵横向的裂纹或龟裂; (3)在坑底或坑壁发现不断掉下土块、小石块; (4)岩层层理、节理缝或裂隙变大、张开; (5)钢拱架(格栅)发生变形或扭曲,连接钢板脱焊、拉裂,钢拱架(格栅) 发生“噼啪”的拉裂声; (6)坑道内渗水、滴水突然加剧或变浑。 (三)预防坍塌方施工措施 要预防隧道施工坍塌,首先做好地质预报,选择相应的安全合理的施工方法 和措施。在施工中注意掌握下述要点: 1、先排水 在施工前和施工中均应采取相应的防排水措施,尽可能的将坑外之水截于坑 道之外。 2、短开挖 各部开挖工序间的距离要尽量缩短,以减少围岩暴露时间。 3、弱爆破 在爆破时,要用浅眼、密眼,并严格控制用药量或用微差毫秒爆破。 2 4、强支撑 针对地压情况,确保支护结构有足够的强度。 5、快衬砌 衬砌工作需紧跟开挖工作面进行,力求衬砌尽快成环。 6、勤检查、勤量测 对围岩发现有变形或异状,要立即采取有效措施及时处理隐患。 五、隧道坍塌处理措施 (一)一般处理坍塌步骤及方法 1、防止坍塌扩大范围 坍方发生后,首先应防止坍方继续扩大: (1)在坍方范围顶部、侧壁上的危石及大裂缝,应先行清除或锚固; (2)对坍方范围前后原有的支护进行加固,以防止坍方扩大; (3)在坍方范围内架设支撑或喷射混凝土,必要时加设锚杆; (4)加快衬砌。对坍方两端应尽快做好局部衬砌,以保证坍方不再扩大。 2、处理坍塌措施 (1)如坍塌体积较小,且坍塌范围内进行了喷锚,或已架设好较为牢固的构 件支撑,可由两端或一端先上后下的逐渐清除坍渣,随挖随喷射混凝土,随架设 临时支撑支顶; (2)如坍塌体积较大,或地表已经下沉,或因坍塌体堵塞,无法进入坍方范 围进行支护时,则可注浆加固坍体,然后用“穿”的办法在坍体内进行开挖、衬 砌; (3)处理坍塌的同时,应加强排水,即“治坍先治水”。 (二)、处理坍塌方常用支护形式 1、喷锚处理 采用喷锚处理较大型坍方,较之采用架设支撑,更加安全快速,且省工省料。 (1)由外向内、由上而下,逐段随清坍渣随向岩壁先喷射一薄层砂浆,然后 坍渣体 再喷射混凝土。混凝土宜分层厚 5cm 左右; 坍方支撑 (2)喷射 1~2 层混凝土后,可随即加设锚杆在喷射混凝土上; (3)坍渣清除后,随即做好衬砌。 2、构件支撑处理 (1)在坍体不太高、坍穴略呈锥形、坍壁不太松散的情况下,使用人字架支 撑(图 1)。 3 坍渣体 (2)当坍体较高,但坍体两坍侧方壁支形状撑比较整齐,且侧向不大时,可按垂直于 隧道中线的方向架设横向排架。现将坍体顶的石渣扒平,铺上横梁,再在其上架 设排架。排架间距根据坍穴围岩情况而定,一般为 1~2m 左右。须注意在排架间 用剪刀撑撑稳,下部横梁要随坍渣的清除随时倒换撑稳(图 2)。 填塞木 下横梁 坍渣 随坍方清除 倒换支撑 拱圈外轮 廓线)当坍塌方较大,且围岩压力也较大时,宜在坍方范围内全部用纵向棚 架支撑。现将坍渣顶部适当扒平,沿隧道中线方向平行设置纵地梁数根(地梁下 预铺横梁),于纵地梁上按照导坑支撑的形式以 1m 左右的间距架设箱形棚架。 以后逐层向上架设至坍方顶部,用填塞木塞紧。随着坍渣的清除,加设立柱,并 4 以纵撑撑好(图 3)。 纵向棚架支撑 (4)当坍塌方直至地表而深度不大时(小于 10m),可设置井箍。由地面向 下逐步清除坍渣,随即架设箍架支撑。箍架的形式可为多边形、矩形或方形,视 坍穴的形状而定,架距不大于 1m。 当坍方较深时,则可先将井口至坍渣顶面一段箍好,不进行清理坍渣,而在 洞内采用穿过坍方的施工方法。 如坍井较大,宜采用喷锚支护井壁的方法。 (5)当坍塌穴成斜孔时,处理方法根据斜度而定,倾角小于等于 30 度,可 按斜井的施工方法进行出渣及支撑;倾角大于 35 度时,运用井箍支撑及由上而 下地清渣。 (三)衬砌措施与回填方法 1、衬砌施工 (1)随着坍渣的逐渐清除,卫衣是什么卫衣应该如何选择?!衬砌逐段推时,快速成环。最好由坍体的两端对 向施工,随即回填密实。在坍穴最高处或两端衬砌接头处应预留回填及进出料孔。 (2)如坍塌范围的围岩不够稳定,在处理坍塌方中有继续坍塌的可能时,可 在坍方范围内选择适当的位置做坍体护拱,以掩护施工操作。护拱上应以碎石铺 填 2m 厚左右作为缓冲层(图 4)。 5 缓冲层 坍渣 坍体护拱 拱圈外轮廓 坍体护拱 (3)如坍体未进行预先注浆加固,而采用“穿过”的施工法时,拱角处的衬 砌圬工应加宽灌抵开挖轮廓壁(开挖轮廓不过大时),以便保证拱脚稳固。 2、坍塌回填 (1)坍塌清除坍渣后,则拱背应先以浆砌片石回填 2~3m 厚,其上再用干砌 片石回填,回填高度应尽量填满坍塌范围,坍体内木支撑应尽量拆除; (2)在坍塌体的护拱与拱圈间应全部回填密实,坍体护拱以上回填厚度可根 据具体情况而定,但不应小于 2m; (3)如坍塌范围高大,在坍塌穴内进行回填操作不便时,可选择适当位置另 行开凿专供回填用的坑道; (4)如坍塌方直达地表,除按规定做好拱部回填外,另用一般土回填夯实至 距地表 1~2m,再用粘土回填至略高于地表并向四周倾斜,周围做好排水沟。 中铁十一局集团四公司宜万项目部 2004 年 8 月 10 日 6