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隧道断层开挖施工方法

2018 04-17
施工时间:2018年03月25日
施工地点:云南
工程类型:隧道建筑工程
产品类型:隧道逃生管

摘要:隧道掘进遇到断层及破碎带是施工的一大难题。由于断层破碎带存在涌水、涌泥及发生大规模隧道坍塌的危险,为确保施工过程中不发生安全事故,顺利通过断层破碎带,有效降低施工阶段发生地质灾害所引发的风险,应做好超前地质预报,根据结果选用正确的施工方法。

隧道断层开挖施工方法

超前地质预报

对前方围岩地质进行地质探测,根据预报结果和地勘资料对前方100米范围内围岩情况进行判段。若现场施工条件未能达到超前地质预报的施工条件时,则先采用地质雷达对前方25米范围内围岩地质进行探测,然后根据以上几种探测手段所探测的结果对前方围岩进行综合判定。

注浆堵水加固

施工过程中遇大量涌、突水情况时,应结合超前地质预报报告、地质素描资料综合分析,查明掌子面前方地下水分布状况及水量情况后,采取以“防、排、堵、引相结合”的施工措施,根据不同的情况,分别采用全断面帷幕注浆、全断面周边注浆、局部断面注浆等注浆方式,将地下水尽可能封堵在围岩内,集中排放,通过隧道二次衬砌防排水系统排出洞外,以确保施工及结构的安全。

隧道断层开挖施工方法

1全断面帷幕注浆堵水

当隧道穿越的厚度较大(不小于30m)的软塑状断层破碎带、大型溶洞软塑状充填体,2/3探水孔出水,总水量大于10m3/h时,采用全断面帷幕注浆堵水。

注浆范围为开挖轮廓线外6m,注浆段长度按31米设计,分三环实施,第一环22个注浆孔,孔深15m,第二环22个注浆孔,孔深22m,第三环61个注浆孔,孔深31m,全断面共布设105个注浆孔。(具体可查阅→ 隧道全断面注浆总结(上))

2全断面周边预注浆堵水

当隧道通过岩溶地层及非岩溶地层界面、厚度较小(小于30m)的断层破碎带、溶蚀裂隙,任一探水孔流量>2m3/h,总水量小于10m3/h时,采用全断面周边注浆堵水。

注浆范围为开挖轮廓线外6m,注浆段长度一般按31米设计,分三环实施,第一环22个注浆孔,孔深15m,第二环22个注浆孔,孔深22m,第三环50个注浆孔,孔深31m,全断面共布设94个孔。(具体可查阅→ 隧道全断面注浆总结(下))

隧道断层开挖施工方法

3局部断面预注浆堵水

当隧道通过灰岩地区,断面内局部发生涌、突水时,采用局部断面注浆堵水。

注浆范围为开挖轮廓线外6m,注浆段长度一般按31米设计,分三环实施,第一环10个注浆孔,孔深15m,第二环10个注浆孔,孔深22m,第三环14个注浆孔,孔深31m,全断面共布设34个孔。

4局部断面排水

当隧道开挖掌子面只有1~2处涌突水,且流量不大时,应采取排水为主的施工措施。采用80㎜钻头成孔,孔深30m,先把涌水暂时排出,后与二次衬砌防排水系统相结合,排出洞外。

5预注浆参数

一个注浆段完成后留10m不开挖,作为下一阶段的止浆岩盘。注浆孔自掌子面沿开挖方向,以隧道中轴为中心呈伞状布置,注浆孔前段暗设φ76×4㎜套管,采用80㎜钻头成孔,后续注浆段采用60㎜钻头成孔。注浆孔孔底间距不大于3m,浆液扩散半径为2m,注浆压力为静水压力(2.5~4)倍,注浆材料采用水泥、水玻璃双液浆,浆液浓度应根据地质及水文条件进行调整。(具体可查阅→超前预注浆施工工艺)

6预注浆结束标准

单孔注浆压力达到设计终压并继续注浆10min以上,可结束本孔注浆,单孔注浆量与设计注浆量基本相同,结束时的进浆量在20L/min以下时可结束本孔注浆。

7堵水注浆效果检查

一个注浆段的全部注浆孔注浆完成后,在主要出水点附近设置至少5个检查孔,测孔内涌水量,一般每孔每延米涌水量大于0.15L/min或局部孔涌水量大于3L/min的应追加钻孔注浆,再次压注直到达到设计要求为止。

隧道开挖支护及二衬施工

隧道开挖施工时严格按照“管超前、短进尺、弱爆破、强支护、勤量测”的原则进行组织施工,开挖初支施工完毕后,加强仰拱距掌子面、二衬距掌子面的步距控制,及时施做仰拱和二衬施工,合理安排二次衬砌尽快封闭成环,确保现场施工安全。

开挖过程中严格实施监控量测工作,针对监控量测数据及时分析,以真实有效的监控量测数据为指导,根据监控量测结果变化突变时,及时调整现场施工参数。

隧道断层开挖施工方法

隧道开挖施工时严格按照“管超前、短进尺、弱爆破、强支护、勤量测”的原则进行组织施工,开挖初支施工完毕后,加强仰拱距掌子面、二衬距掌子面的步距控制,及时施做仰拱和二衬施工,合理安排二次衬砌尽快封闭成环,确保现场施工安全。

开挖过程中严格实施监控量测工作,针对监控量测数据及时分析,以真实有效的监控量测数据为指导,根据监控量测结果变化突变时,及时调整现场施工参数。

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