隧道不良地质施工措施

开挖施工措施

虎什哈至丰宁地方铁路(二期)工程        

编制：             

复核：             

审批：             

中铁七局集团虎丰铁路项目部

2008年6月25日

隧道施工中可能出现洞口滑坡、崩塌，洞身岩溶及突涌，含瓦斯煤层、膨胀应力岩爆等不良地质灾害，处理措施为“ 预防为主，综合治理为辅”的原则。在施工中首先采用多种手段超前探明前方地质情况，提前作好各项准备工作，以预防为主。其次，在施工过程中一旦发生上述不良地质灾害，需采取针对性措施，确保将各种不良地质危害降低到最低限度。具体应对措施如下：

1 滑坡、崩塌

    隧道洞口常位于山体的残积、坡积、堆积体之上，在外部条件（地表水冲刷、扰动、挖坡脚）作用之下，可能引起山体滑坡、崩塌等地质灾害，对工程施工危害较大。针对性措施如下：

    1.1疏排地下水

    1.1.1 在滑坡体边缘之外稳定地段设置天沟，拦截地表水，避免地表水流入滑坡体范围内；

    1.1.2 在滑坡体范围内增设树枝状排水系统，使地表水流及洼地积水，尽快顺畅地排出滑坡范围之外；

    1.2 引排地下水

    1.2.1 整平、夯填滑坡体范围内的地表裂缝，以防地下水下渗。

    1.2.2 滑坡体外部补给水采用截水渗沟引排；

    1.2.3 滑坡体内部浅水或滞水带采用支撑渗沟引排，顺滑动方向设置；

    1.2.4 当地下水埋藏较深，不易采用明挖或渗沟时，采用渗水导洞拦截和疏排地下水。也可采用水平钻孔引排地下水。

    1. 3 减载或反压

    在滑坡体的滑动地段，清除一部分滑体以减小滑体的下滑力；反压是利用上部减载的弃方，填于滑体的抗滑地段，以增加抗滑稳定作用。

    1. 4 设置抗滑桩、墙 

    抗滑挡墙设置于滑体前缘，采用重力式挡土墙；抗滑桩分排设置，排数、间距依推力确定。

    1.5 注浆加固

    采用地面锚杆加固注浆，固结地层，增加滑动面的摩擦力。实践证明效果较好。

2 岩溶及突涌

    岩溶对隧道的危害主要是：洞穴洞害、泥水或暗河突涌、填充物及坍塌等三个方面。针对性措施分别如下：

    2. 1洞穴洞害处理

    2.1.1 跨越

    当溶洞规模较大，或溶洞规模虽小，但不能堵塞水流，或溶洞较深，或充填物松软时，采用梁跨、板跨或拱跨等跨越措施。

    2.1.2 封闭

    对停止发育的干、小溶洞，采用砼、浆砌片石堵塞、填实，必要时注浆加固，以防塌陷。

    2.1.3 支顶加固

    采用支撑墙、支撑柱、支撑拱以及嵌补加固等工程措施。

    2.2 泥水、暗河突涌处理

    对岩溶水或暗河的处理时宜疏不宜堵，为防止岩溶水突然袭击，施工时采取超前地质钻孔探测，预备足够的抽水设备；排水设施结合实际情况，可选用排水沟、渗沟、涵沟、泄水洞、排水管道等构筑物。对岩溶水或暗河采用排、截、堵、防等综合治理措施，以策安全。

    2.3 填充物处理

    洞穴填充物的特点是松软、易坍塌、下沉量大、稳定性差。当隧道穿越洞穴填充物地段时，可根据不同情况采用如下措施：

    2.3.1 桩基处理

    当溶洞中堆积物不易清除，且不易流失时，可根据地质及结构要求，设计支承桩或摩擦桩作为工程处理措施。

    2.3.2 换填

    当溶洞中堆积物较浅，且无水时，可换填人工基础或浆砌、干砌片石基础。

    2.3.3 注浆

    当溶洞中具有大量流塑状泥砂时，施工中易产生突然突水、突泥。这时采用超前注浆加固地层，将流塑状泥砂改变为具有一定强度的硬塑上，以保证施工安全。

3 含瓦斯煤层

    3. 1 岗前培训

    所有相关工种均经岗前培训，掌握瓦斯地段技术操作规程后，方可上岗。

    3.2 超前钻孔探测

    采用水平地质钻机，在煤层地质段提前面40-60m超前钻孔，提前探测，释放瓦斯，采用瓦斯遥测测警报仪连续监测瓦斯种类及含量。制定通风措施、防爆民措施及救援措施。开挖采用分部开挖；石门揭煤时，采用超前导管支护；爆破采用矿用安全炸药，瞬发电雷管起爆；煤层段加强支护的气密性，防止运营时瓦斯溢出。

    3.3 加强瓦斯现场监测，严格满足有关规定。

    加强钻眼、装药、放炮前、放炮后四个环节的瓦斯巡回检测，采用瓦斯监测报警仪现场监测瓦斯含量。洞内瓦斯含量在0.5%以下时，每0.5h-1h检测一次；含量在以上时，随时检测不得离开，加强通风，随时报告；工作面瓦斯含量达到1时，必须停止电钻打眼；工作面20以内风流中瓦斯含量达到期1%时，禁止爆破；工作面风流中瓦斯含量达到期1.5%时，必须停止工作，撤出人员，切断电源，加强通风；电动机及开关附近20m以内含量达到1.5%时，须停止电动机运转，切断电源，通风处理。

    3.4 换装

    洞内机电设备，均换装为安全防爆型；照明灯具采用防爆型；严禁穿化纤服装进洞；严禁碰撞及磨擦产生火花。

3.5 加强通风

    设两套通风机和电动机；局扇设置“三专”（专用变压器，专用开关，专用线路）“一闭锁”（风、电）设施，确保风机运转可靠，不停风，瓦斯浓度控制在允许值以下。

3.6 钻爆作业严格遵守下列规定

3.6.1 不允许打400mm以下的浅眼，炮眼最大抵抗线不得小于300mm。

3.6.2 打眼时采用湿式凿岩，严禁干式凿岩。

3.6.3 使用毫秒雷管和安全炸药，并采用电力起爆。爆破电闸安装在新鲜风流中，且与工作面距离不小于200m。

3.6.4 采用连续装药方式，雷管安放在最外一节炸药中。

4 膨胀岩

本工程泥岩、页岩均具有一定的亲水性，吸水膨胀，侵入净空。更有甚者，丧失强度，产生坍方，针对性措施如下：

4.1加强量测，掌握膨胀变形特性。

4.2采用台阶工法，缩小工序距离，尽早封闭，减少围岩暴露时间。

4.3初期支护纵向预留变形缝，变形缝宽10-30mm。

4.4采用可缩式钢支撑，根据膨胀岩的特性，每榀钢架设置2-5个可缩接头。每个接头可缩量10-20cm。

4.5作好防排水工作，避免地下时间浸泡，防止施工用水入岩体。

4.6加强通风，降低洞内温度和湿度，保持围岩干燥。

4.7衬砌的拱部与墙部宜同时施工，仰拱尽早封闭，衬砌与围岩密贴，捣固密实。

5高应力岩爆

高应力岩爆多发生深埋、基岩完整、干燥和质地坚硬的岩层中，岩爆发生前没有明显征兆，通常是突然发生，石块应声而下 ，对工程安全威肋较大。针对性措施如下：

5.1采用水平钻机打应力释放孔，预先释放部分原始应力，降低岩爆发生。

5.2在高应力段喷射高压水，减弱岩爆不强度。

5.3采用光面爆破，确保洞室轮廓圆顺，避免造成局部应力集中。

5.4 弱爆破，短进尺，多循环，减少对围岩的扰动，减弱岩爆强度。

5.5 及时用用喷、网、锚支护，减少围岩暴露时间，可减少岩爆的发生。

5.6 岩爆猛烈时进行短时间躲避，施工机械加设防护棚架。