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Ⅱ标段不良地质.doc

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标段 不良 地质
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一、特殊岩土地段施工1、进口 YDK163+140~YDK163+600 黏质黄土和卵石土地段施工黏质黄土具Ⅱ级自重湿陷性,湿陷土层厚约 5~8m,遇水湿陷后容易失稳。但是,隧道穿过土层位于地下水位以上,这是对施工有利的地方。卵石土结构松散,岩体强度低,自稳能力差,隧道开挖后极易坍塌。根据以上岩层工程特点在该地段施工时主要采取的措施如下:(1)虽然隧道所处地区降雨量较小,但在隧道开挖前,洞外需做好引排水设施,避免雨水积聚,影响洞口段岩层稳定。(2)设计中采用 φ42超前小导管作为超前支护。在黏质黄土层中打设小导管时尽量采用人工打入、钻孔台车或风枪冲击法直接顶入,如果需要钻眼则采用干式钻眼,避免湿式钻眼中的水流影响黄土的稳定。卵石土层中孤石较多,钻孔时可能出现卡钻情况,成孔可能有一定的困难,在施工时确实遇到这种情况时,可采取冲击法打入小导管。 小导管打设完毕后及时进行注浆,在土层中注入水泥-水玻璃双液浆,在施工中注意根据现场情况及时调整浆液配比,确保浆液的可注性和强度。总之,在进行超前小导管施工时,必须严格按照设计和施工规范施工,确保小导管施工的每项指标符合有关规定。 (3)开挖:拱部采用微台阶法施工,人工风镐或挖掘机开挖,每次进尺 0.7 米左右,只要满足架设钢架的空间要求即可。(4)及时按设计施做初期支护,加强围岩量测,适时修改支护参数和调整施工方法。2、YDK163+600~YDK166+080 砂砾岩加泥岩段施工YDK163+600~YDK166+080 段隧道穿过砂砾岩加泥岩地层,泥岩岩质软弱,泥质胶结,中厚层状,成岩作用较差,遇水易软化或风化,风化物成土状,遇水易崩解,具膨胀性,施工时可能发生围岩失稳现象,在施工中选用适当的施工方法和施工工艺以确保施工顺利进行和工程质量。(1)Ⅴ级围岩段采用台阶法施工,Ⅳ级围岩段采用全断面法施工。(2)每次开挖进尺 2 米左右,不宜过长,尽量减少超前挖,避免应力集中。(3)开挖后立即喷射 5cm 以上砼封闭岩面,避免围岩暴露时间过长风化坍塌,然后挂钢筋网、打锚杆、复喷砼及时完成初期支护,适当加厚拱脚或墙脚处喷射砼,一定要保证拱脚或墙脚置于稳定岩层上。(4)加强围岩量测,勤观察支护、掌子面情况,发现问题及时处理。根据围岩量测情况及时调整予留变形量、开挖、支护参数等,确保工程质量和施工安全。(5)及时进行仰拱施工,及早形成合理的承载结构。(6)当结构变形量符合要求后进行二次衬砌施工,过早施工可能导致结构承受过大的外力或沉降造成衬砌开裂。(7)其它应注意的事项。有水地段,要特别注意排水工作,避免水漫流;拱脚及墙脚积水及时引出,凡水通过地段应设置管道、木槽或浆砌片石水沟。不能向开挖面洒水,以保持围岩干燥。加强通风,以降低洞内湿度和温度。3、砂岩、页岩和煤层地段施工通过砂岩、页岩和煤层为主的岩层时,由于其自身强度低,抵抗外力破坏的性能差,当地层走向与隧道夹角较小,出现不利结构面时,易失稳。这种岩层开挖暴露后和空气接触易发生氧化,随着时间推移,在应力集中区岩层开始不断剥落,直至形成大塌方。所以在施工时,一方面可以采取超前支护,主要是开挖后及时封闭岩面,避免长时间暴露岩石剥落;另一方面尽量减少超前挖,避免应力集中。二、地质灾害防治措施1、围岩失稳防治措施1. 1软岩流变防治措施隧道通过地段地应力较高,隧道埋深大,三叠系上统的软质岩- 页岩及断 层破碎带在施工中有产生流变和较大变形的可能性。在施工中加强预测和围岩监控量测工作,如果初期支护出现开裂或洞室变形出现突变及不收敛情况,就可以认为洞室有大变形或出现流变的可能,应该及时采取修整措施进行加固和控制,确保洞室稳定及工程质量。施工中主要采取以下防治措施。(1)对于可能出现流变和大变形的地段,设计光爆方案时尽量减少装药量和合理配置雷管段别,尽可能的减小对围岩的扰动。另外宜采取全断面短进尺的施工方法,在施工时严格按照钻爆设计施工,尽量减少爆破对围岩的震动。 (2)严格按照设计的初期支护施工并及时施做。应特别注意系统锚杆的使用情况,必须按设计要求保证系统锚杆的长度和间距,不得少打或漏打系统锚杆,更不允许打假锚杆或不按设计长度打短锚杆。适当加大量测频率,对围岩变形进行实时监测,发现变形异常,及时加打局部锚杆。必要时,打长锚杆,比如吉迈锚杆,对围岩的变形进行有效的约束,确保围岩稳定。(3)如果出现大变形或流变及时修改初期支护参数,包括加长或加密锚杆及变更锚杆类型、初期支护内增设钢架或增加喷射厚度等。根据量测结果必要时在二次衬砌内增加钢筋。1.2 断层破碎带围岩失稳防治措施进口段隧道通过 F4、F5 二条区域性断 层,断层破碎带松软破碎、含水,作为隧道围岩自稳能力差,施工时容易发生围岩失稳。施工中主要采取以下防治措施。 (1)通过断层带时,根据设计地质资料及通过地质超前预报取得的地质资料描绘出断层的地质资料,通过分析判断断层的位置、走向、倾向、宽度,从而判断断层对隧道施工可能造成的影响。根据判断的断层位置提前 10~15 米左右采取断层施工方案施工。(2)严格按照设计的帷幕注浆和超前支护方案施工,确保加固围岩的质量,确保后续工序施工的顺利进行。(3)采取台阶法短进尺的施工方案,以保证支护及时和出现不利情况时及时修整施工方案。1.3 通过泥岩、页岩及煤层地段围岩失稳防治措施第三系砂砾岩夹泥岩,岩体成岩差,结构相对疏松,扰动易坍塌,泥岩具膨胀性,这种岩层自稳性极差,不宜长时间暴露,遇水时一旦坍塌还可能形成泥石流。在隧道通过页岩和煤层为主的岩层时,由于围岩自身强度低,抵抗外力破坏的性能差,当地层走向与隧道夹角较小,出现不利结构面时,易失稳。这种岩层开挖暴露后和空气接触易发生氧化,随着时间推移,在应力集中区岩层开始不断剥落,直至形成大塌方。对于以上围岩情况,若围岩整体性较差或有水时,采用小导管注浆超前支护措施是非常有效的手段,必要时采用大管棚超前支护,一方面可以止水,另一方面,可以在围岩内超前形成浆液封闭圈。开挖时采用分步开挖的方法确保施工安全,主要是开挖后能及时封闭岩面,避免长时间暴露岩石剥落;另一方面尽量减少超前挖,避免应力集中。2、突然涌水、涌泥防治措施。2.1 基本措施乌鞘岭隧道断层 F4、F5 之间为中等富水段,当隧道通 过断层破碎带时,隧道开挖掌子面到达断层破碎带预计位置前方 50米时,采用 MGY-90 地质钻机和 TSP202 地质超前预报仪进行超前钻孔和地质预报,以探明前方的地质变化情况,准确掌握断层带的有关参数。 乌鞘岭隧道采用平行导坑超前的施工方案,对右线隧道施工来说,在施工中可能出现的涌水、突泥现象可以较准确的通过左线平导施工情况来判断,主要是通过平导超前判断水的流量、流向等,在施工中能够做到有的放矢,一般来说设计的施工方案可以满足施工要求。另一方面,在施工右线隧道时左线平导已经截断了正洞的水源,或减少了正洞的涌水量,极利于正洞施工。如果水量较大,可以在左线隧道予设横通道引排右线隧道的水,以利于后期右线隧道施工。对左线平导来说可能出现的涌水、突泥更应引起重视。当充填物以断层泥为主、且断层厚度较大时,可以按照设计采用帷幕注浆和管棚通过,特别要保证帷幕注浆的质量。另外须提前排泄断层断裂水,通过超前钻孔或小导洞超前解决左线平导的泄水问题。一般情况下,采用上述方法,可安全通过断层破碎带,有效避免突水和突泥。2.2 施工方法隧道穿越断层时,可能突水、突泥,施工前必须作好超前钻孔及地质预报,施工时采用以排为主、先探后挖的治水措施,小心谨慎、稳扎稳打、步步为营,以确保安全。由于进口段反坡施工,一旦出现突水,很难在短时间内排出,施工将非常被动。为了降低水压顺利排水,根据地质超前预测资料,平导内在离断层 10m 处先打超前探水孔进行泄水,疏干地层,以利于施工。上部断面开挖工作面水平钻机超前探水孔深 30~50m,进行泄水,然后再进行开挖。上断面台阶长度 5~10m,采用环状开挖留核心土工艺。开挖前打 Ф42超前小导管,顶部和周边预注浆(纯水泥浆),一次开挖长度 0.5~1.0m(以小块范围局部打开,挖出一小块,立即喷射砼封闭一小块)。喷射砼随时处于准备状态,密切注意观察,发现涌水突泥征兆,立即喷射封闭。尽量采用风镐开挖,如需爆破时采用弱爆破,随着开挖及时喷砼 5~8cm 厚,再架钢架挂网喷锚。然后将碴翻至下部。上断面及核心土如因流水流泥坍塌时,以砂袋码砌恢复台阶,再以喷砼护面固结。下部开挖下部断面的注浆、开挖、出碴和上部断面交错进行,挖底紧跟,及时做好底部初期支护后,仰拱及填充马上施做。施工工艺如下图所示:工作面水平钻机超前探水孔深 30~50m拱部帷幕注浆、超前管棚注浆支护,上部断面环状开挖,留核心土,初期支护下部断面分侧分层开挖(开挖前预注浆),初期支护仰拱初期支护,仰拱、铺底施工二次模注砼衬砌3、岩爆防治措施本标段通过安山岩地段可能出现岩爆,在施工中应加强观察和围岩应力量测,根据岩爆的强烈程度及时采取适当的处治措施可以保证施工的顺利进行。一般来说岩爆可分为轻微、中等、严重岩爆三级。局部掉块、剥落的为轻微岩爆;片状剥落、掉块严重、片块体积较大,个别地段延续时间较长的为中等岩爆;大面积剥落,大块石坠落或弹射现象严重,延续时间长的为严重程度的岩爆。一般在施工中根据岩爆的强烈程度采取以下几种防治措施。(1)喷洒高压水爆破后立即向工作面及其以后约 15m 范围内隧道周边进行喷洒高压水,以适当改变岩石物理力学性质,降低岩石脆性,达到减弱岩爆烈度的目的。另外围岩表面冲洗干净后也便于对围岩进行检查。(2)加强临时支护对中等程度的岩爆一般采用系统锚杆加固围岩。这也是防治爆较常用的方法之一。锚杆长度一般为 2.0-2.5m,间距 0.8-1.2m,呈梅花形布置。锚杆应垂直于岩面。利用系统锚杆的组合作用,可改善围岩的应力状态,避免产生较大的局部应力集中,从而达到降低诱发表面岩爆的可能性。必要时可采用锚杆、喷混凝土、局部网喷的方法治理。岩爆严重地段的掌子面设超前锚杆,长度一般为 2.5~3.0 米,间距 0.8~1 米。岩爆严重或特别严重地段,采用加密锚杆、挂网、网喷及钢支撑相结合的联合支护方法,以提高结构的整体支护能力,防止岩块突然弹射或剥落。(3)改善施工方法岩爆严重地段,将全断面开挖改为分步开挖,以使应力逐步释放,降低岩爆的危害程度。预先在工作面有可能发生岩爆的部位有规则地打一些空眼,不设锚杆,以便适当释放应力,阻止围岩极限应力的发生。将深孔爆破改为浅孔爆破,缩短循环进尺,减少一次用药量。拱部采用小药卷光面爆破措施,减少对围岩的爆破破坏,控制爆破裂隙的生成。从以往实际效果来看,此方法有效可行。在掌子面及附近洞壁上打一些深孔(也可利用炮眼孔和锚杆孔),向岩体深部注高压水,使水渗透到岩石内部的裂隙,致使岩石强度和弹性模量降低,提高其塑性变形能力,减缓岩爆。(4)增设临时防护设施给施工人员配发钢盔、防弹背心,对主要施工设备安装防护棚架或防护网,掌子面架设移动防护网,防止岩块飞出,有效保护人员和设备。(5)加强现场岩爆监测、警戒及巡回找顶,必要时及时躲避。组织专门人员全天候巡视警戒及监测。岩爆一般在爆破后 1h 左右比较激烈,以后则趋于缓和。多数发生在 1-2 倍洞室直径的范围和掌子面处。从地质方面来看,岩爆发生地段有极其相似的地层条件和岩性条件,使得短距离的预报成为可能。听到围岩内部有闷雷似的响声时,应尽快撤离人员及设备。特别是严重岩爆地段,每次爆破循环之后,作业人员及设备均应及时躲避一段时间,待岩爆平静为止。此方法势必延缓工程进度,是一种消极的方法。(6)综合防治因目前对岩爆尚无准确的预测方法和特效防治措施,某种单一的方法也可能难以奏效。因此,针对实际情况选用各种方法,采取综合防治是十分必要的。如强对作业人员安全纪律教育 以及岩爆常识、防护知识学习;严格执行有关技术和安全操作规程;危险地段增设照明并设置醒目警示标志;施工人员戴好钢盔,穿防弹背心;架设设备防护棚、网;加强监测,反复找顶;采纳现场施工人员的防治经验等。4、有害气体防治和煤层防突措施根据设计地质资料 YDK166+080~YDK170+140 段岩层为砂岩加页岩,其中隧道在 YDK167+900~YDK168+000 段穿越煤层,厚度约 1 米,在这种岩层中可能出现的不良地质为有害气体和煤层坍塌。地质资料具有一定的局限性,在施工中应加
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