隧道施工塌方的預(yù)防及處理措施
在地質(zhì)不良的地段修筑隧道,常會遇到洞頂圍巖下榻、側(cè)壁滑動,甚至冒頂?shù)葒?yán)重事故,這些現(xiàn)象在施工中稱為塌方。塌方威脅人身安全、使施工延誤工期、圍巖更不穩(wěn)定。
了解隧道施工塌方的原因
1.地質(zhì)因素
在隧道施工中,局部地段地質(zhì)構(gòu)造變化、斷層破碎帶、軟弱夾層等工程地質(zhì)條件變化,如果施工預(yù)防措施不當(dāng)、不及時,極易造成隧道塌方事故。
2水文因素(最難控制)
在隧道施工中,由于巖土中水的變化,水沿巖體軟弱面流動,破壞巖體組織,造成巖體失穩(wěn)而發(fā)生塌方事故;雨水滲入斷裂帶及裂隙后形成滑動面,巖石相互滑動,內(nèi)力擠壓變形也易造成塌方。
3人為因素
隧道施工過程中由于施工人員對地下工程地質(zhì)情況不了解,忽視圍巖細(xì)微變化,對圍巖自穩(wěn)能力過高估計,造成思想上的麻痹大意,對不良地質(zhì)地段沒有采取合理的開挖方法,支護(hù)不及時,在開挖時,爆破對圍巖的擾動過大,開挖后圍巖暴露時間過長、風(fēng)化程度加劇,造成應(yīng)力重分布,使得原來不應(yīng)塌方段,因巖體失穩(wěn)而產(chǎn)生塌方。
人為因素造成的塌方著重體現(xiàn)在如下幾個方面
(1)施工工藝(控制關(guān)鍵)在隧道施工中,正確的施工工藝是控制選自.投標(biāo)書代寫網(wǎng) yipai178.com 塌方事件的關(guān)鍵。施工過程中盲目的采取單一的施工方案或施工方法,不根據(jù)現(xiàn)場實際地質(zhì)情況和地層變化情況及時修改施工方案和施工參數(shù),造成施工方案或施工方法不適應(yīng)現(xiàn)場實際地層,施工參數(shù)滿足不了施工防護(hù)要求,有可能導(dǎo)致塌方事故。
(2)地質(zhì)超前預(yù)報和監(jiān)控量測(施工重要環(huán)節(jié))在隧道施工中,監(jiān)控量測必須按施工方案及規(guī)范要求進(jìn)行,施工中往往因監(jiān)控量測不到位,布點、量測等不準(zhǔn)確或不符合要求,對施工起不到指導(dǎo)性作用,造成塌方。
掌握:隧道施工預(yù)防塌方措施
1隧道塌方前征兆文地質(zhì)特征及巖石力學(xué)上反應(yīng)出一些征兆。根據(jù)這些征兆來預(yù)測圍巖的穩(wěn)定性,進(jìn)行地質(zhì)超前預(yù)報,從而保證施工的安全,防治隧道塌方。
圍巖的變形破壞,失穩(wěn)塌方有如下一些征兆
圍巖的變形破壞、失穩(wěn)塌方,是從量變到質(zhì)變的過程,在量變的過程中,必然會出現(xiàn)圍巖的工程地質(zhì)和水
(1)遇特殊和不良地質(zhì)條件,如斷層及其破碎帶、滑動層、溶洞、陷穴、古河槽、堆積體、流沙、淤泥、地下水、松散地層等穩(wěn)定性差的圍巖。
(2)水文地質(zhì)條件的變化,如干燥的圍巖突然出水,地下水突然增多,涌水量增大,水質(zhì)由清變濁等是即將發(fā)生塌方的前兆。
(3)開挖面上有可能不穩(wěn)定巖體的出露,尤其是小斷層或其他軟弱結(jié)構(gòu)面和圍巖的節(jié)理裂隙構(gòu)造的出露處,往往是圍巖局部塌方的部位。
(4)拱頂不斷掉下小石塊,甚至較大的石塊相繼掉落,預(yù)示著圍巖即將發(fā)生塌方。
(5)巖石裂隙周圍出現(xiàn)巖粉或洞內(nèi)無故有巖粉飛揚時,說明可能即將發(fā)生塌方。
鋼架扭曲破壞及裂縫
(6)圍巖發(fā)生裂縫,并逐步擴大,很可能發(fā)生塌方。
(7)支護(hù)受力變形發(fā)出聲響時,說明圍巖受力增大,有塌方的可能。
(8)噴射混凝土出現(xiàn)大量的明顯裂紋,說明圍巖壓力增大,有可能出現(xiàn)失穩(wěn)塌方。
(9)圍巖或隧道支護(hù),拱腳附近的水平收斂大于0.2mm/d,或拱頂下沉量大于0.1mm/d,并繼續(xù)增大時,說明圍巖仍在發(fā)生變形,處于不穩(wěn)定的狀態(tài)。
2隧道塌方預(yù)防措施(地質(zhì)超前預(yù)報、圍巖監(jiān)控量測)
采用地質(zhì)超前預(yù)報措施,進(jìn)行圍巖監(jiān)控量測及洞內(nèi)觀察
洞內(nèi)觀察內(nèi)容包括:
工作面附近圍巖巖性,斷層破碎帶,變質(zhì)帶及巖石種類的觀察;
節(jié)理發(fā)育程度、接觸面充填物的性質(zhì),開挖面穩(wěn)定狀態(tài)的觀察;
開挖面有無松散塌方剝落現(xiàn)象,有無地下水等現(xiàn)象。
以上觀察內(nèi)容均需做好記錄。
初期支護(hù)完成后,對初期支護(hù)的狀況進(jìn)行觀察,內(nèi)容包括支護(hù)錨桿是否被拉曲,噴射混凝土是否產(chǎn)生裂縫,剝離和剪切破壞,鋼拱架支撐有無被壓彎曲現(xiàn)象等。洞外觀察包括:對洞口情況,地表沉陷,邊坡及仰坡的穩(wěn)定性以及地表水滲透等的觀察。
(1)工程地質(zhì)與支護(hù)狀況觀察隧道開挖工作面的工程地質(zhì)與水文地質(zhì)觀察和描述,是確定圍巖設(shè)計情況是否和實際相符,判斷圍巖穩(wěn)定性和預(yù)測開挖面前方的地質(zhì)條件;開挖工作面附近初期支護(hù)狀況的觀察和裂隙描述,對于直接判斷圍巖的穩(wěn)定性和支護(hù)參數(shù)的檢驗也是必不可少的。
(2)洞內(nèi)觀察項目
a開挖工作面觀察應(yīng)在每次開挖后進(jìn)行,包括圍巖巖性、巖質(zhì)、斷層破碎帶、節(jié)理裂隙發(fā)育程度和方向、有無松散塌方、剝落掉塊現(xiàn)象、有無滲水等;
b在節(jié)理、裂隙發(fā)育的鑲嵌狀、塊狀脆性硬巖地段重視觀察圍巖節(jié)理、裂隙走向及發(fā)育程度,對易引起塌方的巖塊及時進(jìn)行錨桿支護(hù)或噴射混凝土封閉;
c對已經(jīng)施工段的觀察每天至少應(yīng)進(jìn)行一次,主要觀察噴射混凝土、錨桿、鋼架和二次襯砌等的穩(wěn)定狀態(tài);如噴射混凝土產(chǎn)生裂隙、剝離和剪切破壞、拱架支撐是否壓屈、二次襯砌是否開裂等;
d洞外觀察重點應(yīng)在洞口段和洞身埋深較淺地段,其觀察內(nèi)容應(yīng)包括地表開裂、地表沉降、邊坡及仰坡穩(wěn)定狀態(tài)、地表水滲透情況等;
e常用觀察手段:目測,或借助相機、地質(zhì)羅盤、手電筒等工具
3隧道防塌方施工措施
首先要做好開工前準(zhǔn)備工作對人員進(jìn)行培訓(xùn)學(xué)習(xí)等。
3-1洞口施工防塌方措施
作好洞口防護(hù)措施及防排水措施,避開雨季施工,預(yù)防洞口滑坡。
3-2隧道洞身施工防塌方措施'
(1)隧道施工掌子面防塌方措施
掌子面的穩(wěn)定是安全施工的前提條件,對于粘聚力小的砂土圍巖,應(yīng)選用輔助施工方法,如超前支護(hù)、開挖面噴射混凝土和安裝錨桿等。隧道施工掌子面防塌方,應(yīng)根據(jù)隧道超前地質(zhì)預(yù)報情況,結(jié)合開挖面實際地質(zhì)情況,嚴(yán)格按照隧道施工方案,采用有效合理的超前支護(hù)、預(yù)加固措施。施工中嚴(yán)格控制各開挖分部循環(huán)進(jìn)尺,開挖和支護(hù)工序必須銜接緊密,以減少圍巖變形。
a 在接近斷層及接觸帶時,加強地質(zhì)預(yù)報,結(jié)合管棚、小導(dǎo)管、炮眼鉆進(jìn)及巖性情況進(jìn)行綜合分析,判定開挖前方工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、圍巖松動情況及圍巖類別,提出合理性施工方案建議。
b 超前支護(hù):施工方法主要有超前管棚、超前小導(dǎo)管、預(yù)注漿等幾種施工方法。
c 減少循環(huán)進(jìn)尺,采用無爆開挖或松動爆破,盡量減少對圍巖的擾動;洞內(nèi)配備足夠的裝土草袋、木料;一旦發(fā)現(xiàn)掌子面塌方或有塌方征兆,立即撤出所有人員及機械。
d 及時支護(hù),做到即挖即護(hù)。
e 加強施工組織管理,嚴(yán)格施工工序,并組織好物資供應(yīng)工作。
f 松散地層施工:松散地層的主要特點是穩(wěn)定性差,結(jié)構(gòu)松散,若有地下水時,施工中極易發(fā)生塌方。若遇上這種地層,主要是應(yīng)減少對圍巖的擾動,施工中可采用先支護(hù)后開挖,密閉支撐,邊開挖邊封閉的辦法,以防止塌方。
g 溶洞處理:若在溶洞發(fā)育地段進(jìn)行隧道開挖,施工應(yīng)采用超前探測鉆孔對溶洞發(fā)育規(guī)律進(jìn)行探測預(yù)報,根據(jù)探測結(jié)果,采取相應(yīng)的處理措施。
(2)隧道施工拱頂、邊墻防塌方施工
a 加強監(jiān)控量測,及時反饋信息。
b 遇到監(jiān)控數(shù)據(jù)發(fā)生變化或地質(zhì)條件突變時,要及時采取措施,加強支護(hù)參數(shù)。
c 做好隧道洞內(nèi)外的防排水。在施工中,特別注意洞內(nèi)地下水的變化,采取防、排、堵、截相結(jié)合的排水方案,因地制宜,綜合治理。
d 嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。隧道內(nèi)的襯砌、支護(hù)等材料必須保證質(zhì)量,按施工工藝施工,防止因偷工減料、材料質(zhì)量等問題造成人為事故。
3-3其它措施
其它管理控制措施隧道施工的危險源很多,其中隧道塌方處理是一項艱難而復(fù)雜的作業(yè),處理方法很多,需根據(jù)塌方的規(guī)模、部位、具體情況而定。施工中應(yīng)制定各項管理制度,加強監(jiān)管,控制安全事故的發(fā)生。
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