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隧道的地质超前预报方法与不良地质施工措施.pdf


文档分类:建筑/环境 | 页数:约12页 举报非法文档有奖
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】的内容,可以使用淘豆网的站内搜索功能,选择自己适合的文档,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此文档到您的设备,方便您编辑和打印。:..我们在隧道的施工过程中会遇到各种不良地质为避免盲目性,使施工方案和技术措施更科学合理,开展地质超前预报十分必要。地质超前预报对不良地质能做到早发现,早预防,从而采取恰当的处理措施,减少和化解不良地质给施工带来的不利影响。。平导一般与线路平行,距线路20m~30m不等。施工过程中利用平导先行的优势,认真收集和积累地质资料,并根据平导开挖过程中揭示的地质资料指导正洞施工,从而使正洞的施工方案和技术手段都建立在科学合理的基础上。平导开挖断面小,即使出现不良地质也容易处理,对施工影响不大。因此,超前导坑法在长隧道和特长隧道施工中被广泛采用。1。2超前水平钻探法采用隧道专用钻机进行超前水平钻探,来探明开挖前方的地质情况。超前水平钻探其实并非完全水平”,、地质雷达探测法相比,超前水平钻探法具有更直观、更准确的特点。超前水平钻探法虽是“一孔之见”,却能起到“管中窥豹”的作用。超前水平钻探法主要用于探测煤层、***、断层、溶腔、突水、涌泥等不良地质。超前水平钻探法探测的距离长,探明的不良地质距工作面较远,便于提前调整施工方案和技术措施。,每次打眼都用5m钻杆在隧道拱部和底部各钻两个探测孔,放炮则控制在3m以内,使工作面始终保持距不良地质2m以上的安全距离。当钻孔出现不良地质征兆时,可以及时采取应对措施。采用超长炮孔钻探法,避免了钻机的频繁移动,可以不中断隧道的正常掘进,简便易行、事半功倍。超长探孔还可兼做炮眼,节约成本,提高功效。:..4地震波反射法-TSP-203系统TSP超前地质预报系统是目前隧道及地下工程地质预报工作中,采用的较为先进的设备。其工作原理是利用地震波的回波原理,人工制造一系列有规则排列的轻微震源,形成一个地震源断面;同时,三维地震波接收器在计算机的监控下,采集这些震源所发出的震波沿隧道前方及四周区域传播而遭遇不良地质体(如地层层面、节理面、特别是断层破碎带界面和溶洞、暗河等)、延迟时间、波形、强度和方向,,可以得到前方地层的地质力学参数,如杨氏模量和横向变形系数等,从而预报隧道前方及周围临近区域的地质状况,判断开挖面前方100m~200m范围内的地质情况。该系统的使用,可极大提高对地质情况的判识能力,为施工生产提供安全保证。地震波反射法是复杂地质隧道施工中采用的主要预报手段.(1)准备工作TSP—203地质超前预报系统测线设在工作面附近的边墙上,由两个接收器孔和24个炮孔组成。两个接收器孔对称分布在两侧边墙,,钻孔、接收传感器套管的安装,以及接受气孔、炮孔的倾向、倾角和各控基准点的测量可先期完成。这些准备工作不影响正常施工,可与隧道施工作业同时进行。(2)相关参数爆破点沿着隧道一侧洞壁平行于隧道底面呈直线排列,,~。距最后一个爆破点15m~20m设接收点,,孔口距隧底约1。0m与炮孔等高。接收器孔向上倾斜5o~10o,炮孔向下倾斜15o~,每个炮孔装药50g~100g。炸药为高爆速炸药,***采用零延时电***。(3),:..反射波的强度及传送时间反映了相关界面的性质、产状、距接收点的距离.(4)数据分析接收点的接收传感器将所接收的反射波数据,,形成相关界面的隧道映象点图,。5地质雷达探测(1)工作原理及方法地质雷达或ZGS型智能工程探测仪,是通过发射天线T将高频电磁波以脉冲形式发射至地层中,再由天线R接收反射回的信息,最后通过分析,达到对短距离进行超前预报的目地。地质雷达或ZGS型智能工程探测仪探测范围为前方30m内,可作为TSP地质预报系统的主要辅助手段。(2)数据处理及资料判释地质雷达数据处理的目的是排除随机和规则的干扰,以最大可能的分辩率在图像剖面上显示反射波,提取反射波的各种参数,包括振幅、波形、:地质雷达反映的是地下介质的电性分布,将其转化为地质体分布时必须把地质、钻探、地质雷达记录这三方面的资料有机结合,以此获得检测对象的整体状况。(HY303红外线探测仪)(1)探测内容红外线探测仪存在局限性,主要探测含水断层、含水破碎带、含水溶洞、含水陷落柱、地下暗河等。(2)探测方法红外线探测法施工方法及步骤如下:(如下内容在那里?是不是就是这个3、4小节。)(3)现场探测进入探测地段,沿隧道边墙以5m点距用粉笔或油漆标好探测顺序号直至掘进:..每遇到一个顺序号,就站在隧道中央,分别用仪器的激光器打出光斑,使光斑落在左侧边墙中心位置、拱部中线位置、右侧边墙中心位置、隧底中线位置,并扣动扳机分别读取探测值,做好记录。然后转入下一序号点,,每排五个点,做好记录,进行对比。(4)资料处理探测数据输入计算机,由专用软件绘成顶板探测曲线、底板探测曲线和两边墙探测曲线;断面上测的四排探测数据也分别绘制成曲线。通过分析对隧道前方的地质情况作出预报。红外探测曲线以直角坐标系表示,纵轴表示红外辐射场场强值,横轴表示以某点为起点的隧道距离(断面曲线图横轴则表示隧道断面上的5个测点及间距)。探测曲线大致平行横坐标表示正常,反之,则表示异常。。它根据零星的测绘、钻探和施工过程收集的地质资料,来分析、推断隧道前方的围岩状况。例如可根据背斜、向斜的一翼推测另一翼的地质状况。工程地质法是一切超前地质预测、预报方法的基础。因此,在掘进过程中,要认真收集地质资料,绘制地质素描图,作为各种预报手段的参考和补充。2地质超前预报方法综述以上各种探测方法各具特点,各有侧重,但都有其局限性。超前导坑法能探明前方的地质情况,可增加正洞的工作面和实现巷道式通风,并兼有排水功能,%;水平超前钻探法直观、准确,并可提前排放前方岩体中的***和水,起到卸压作用,但费工、费时,与隧道掘进相互干扰;TSP203系统探测距离远,抗干扰能力强,但分辨率低,难以查清2m以下的不良地质体,探测缓倾角断层和溶洞效果不明显;地质雷达法探测溶洞效果好,分辨率高,:..缺点是抗干扰能力差,探测的深度较小,约在工作面前方10m~20m范围内,对探测环境要求苛刻,不能在有泥、水和电磁干扰的环境中使用;红外线探测仪仅限于探测前方20m~30m范围内含水地层和含水构造,无法探测水量、水压、、正在行驶的车辆、机械等热源和水的影响。因此,在预报方法和手段的使用上,应根据探测对象有针对性的选择,这样既保证探测效果,又节约成本。,遵循先地表后洞身,先超前支护后开挖”,增加拱部的整体性和稳定性,完善防排水措施,防止地表积水。开挖前施作超前管棚或小导管注浆,固结前方开挖面,对地表帷幕注浆做进一步加固和补充。采用留核心土,分台阶环形开挖,微药量爆破,尽可能减少对围岩的扰动。开挖后及时施作网喷、格栅钢架等初期支护。3。2偏压对偏压段的处理以平衡偏压,重新调整围岩应力分布和受力状态为目的。根据偏压程度,在洞外受偏压方采用钢筋混凝土桩、浆砌片石或回填混凝土的方法进行加固。开挖前进行超前管棚注浆,开挖后架设钢支撑进行初期支护或灌注钢筋混凝土,进一步提高洞身的整体性和抗拉、抗剪、。3软岩(这到底是说软岩还是软围岩)软围岩自稳力差且遇水软化,易坍塌,给施工带来困难。采用“超前支护,屏蔽环境,及时封闭”,特殊的防、排水措施,以及短进尺、早封闭、强支护的综合处理措施。采用留核心土,分台阶环形开挖,,严格限制施工用水。若局部石质:..可采用电钻成孔,弱爆破、短开挖,仰拱超前,尽早封闭成环。并加强围岩量测,根据量测反馈指导施工。,开挖后易产生顺层滑坍,施工时必须采取措施进行控制,保证施工安全与质量。顺层段施工采取小药量、弱爆破预留光爆层的施工方法,,喷射混凝土封闭岩面,必要时设置格栅钢架加强支护,紧跟仰拱及二次衬砌,尽快形成封闭结构。3。,主要是采取加强通风、注浆堵水和喷洒水雾等措施来实现。在热害不很严重时,加强通风是改善洞内温湿条件的最简便易行的方法。风机功率要满足通风需要,通风系统要布置合理,要提高工作面的风速,增强局部通风强度。在富水地段,地下水从围岩中获取热量,在洞内散热。因此,要加强地下水的隔离和控制。施工中可在混凝土中添加防水剂,进行注浆堵水等,以达到隔离和控制地下水的目的。在洞内高温段喷洒水雾,必要时在洞内设置移动式空调机降温。3。6岩溶岩溶主要发生在石灰岩地层中。,石灰岩>白云质灰岩>白云岩>泥灰岩。治理岩溶地层,首先要查明岩溶在隧道出露的位置、规模、形态,有无泥、砂充填,是否与地下暗河连通,是否有地表水补给等。根据探明的情况分别采取相应的处置措施。位于拱部及边墙的小型溶洞,在衬砌断面外用浆砌片石或低等级混凝土回填,有水时则视水量大小采用埋管或凿槽的方法将水引入边墙水沟内。位于隧底的溶洞,采取换填、钢管注浆加固的处理方法,也可根据溶洞规模采用架设钢筋混凝土梁的方法。对于有泥、砂、水充填的大型溶洞,应遵循限量排放,排堵结合,因地制宜,综合治理”:..施。对于特大型溶洞一时难以处理的,可考虑设置迂回道坑,后期再进行处理,***当隧道穿越煤系地层和含***地段时,坚持全防爆、超前探、勤检测、强通风的施工原则。通过煤系地层时使用煤矿安全炸药和毫秒电***,毫秒电***的总延期时间不大于130ms,,洞外起爆,所有人员撤至洞外,洞口50m以内杜绝一切火源。远距离放炮后及时对揭煤工作面喷混凝土或衬以气密性混凝土,以利于岩体的稳定,并可封闭岩面,堵塞***排放通道。牢记两个数值:当***浓度达到1%时,禁止打眼、装药、放炮;***浓度达到1。5%时,撤人、停电、。8采空区采空区常与煤层、***、规模、以及有无积水、有无***积聚等。根据探明的情况采取相应的处置措施。当采空区位于隧道拱顶,且有积水和***积聚,是最复杂的一种情况,必须认真对待。因为煤系地层大都以泥岩、页岩为主,经老塘积水常年浸泡,承载力已大为降低,、台阶法开挖、微药量爆破、初期支护紧跟的施工方法。施工过程中要加强通风和***检测,以防不测。3。9岩爆对岩爆防治主要采取喷洒高压水、加强临时支护、改善施工方法、增设临时防护等措施来实现。对中等程度的岩爆一般采用系统锚杆加固围岩,先喷一层钢纤维混凝土,防止岩块爆落,并及时铺设钢筋网、施作锚杆。利用系统锚杆的组合作用,改善围岩应力状态,避免局部应力集中,:..岩爆严重或特别严重地段,改变施工方法,可将全断面变为台阶法施工,并采用加密锚杆、挂网、网喷及钢支撑相结合的联合支护方法,提高结构的整体支护能力,,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。必要时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。在工作面架设移动防护网,防止岩块飞出,,听到围岩内部有闷雷似的响声时,尽快撤离人员和设备。(1)防治原则膨胀岩的膨胀性主要是因为含有蒙脱石、,应采取先柔后刚,刚柔结合”和“短开挖,强支护,快封闭成环”的处理措施。(2)处理措施膨胀岩隧道施工,以喷、锚、网、钢支撑初期支护、,,改变前方岩体力学性质,使抑制岩体的应力得以释放,、喷射钢纤维混凝土与系统锚杆,组成联合支护系统,适当加强初期支护,保证围岩变形过程中不发生失稳、坍塌,发挥围岩自承能力,然后及时施作仰拱,使支护封闭成环,整体受力。仰拱开挖后立即设钢拱架,与边墙钢拱架形成环状封闭,喷射混凝土进行封闭,再打设锚杆、绑扎仰拱钢筋、施作仰拱及充填混凝土。,在仰拱下铺设50cm厚的碎石垫层作为柔性变形层,并在仰拱加设双层钢筋网,加强仰拱刚度.:..流沙是沙土或粉质粘土在水的作用下丧失其内聚力后形成的,多呈糊浆状。由于流沙可引起围岩失稳坍塌,支护结构变形,甚至倒塌破坏,因此对隧道施工危害极大。治理流沙必先治水,减少沙层的含水量。治理流沙宜采取以下措施:(1)加强调查制定方案施工中应先调查流沙的特性、规模,了解地质构成、贯入度、相对密度、粒径分布、塑性指数、地层承载力、透水系数、滞水层分布范围、地下水压力等,从而制定出切实可行的治理方案。(2)因地制宜综合治水处理地下水是解决隧道流沙、,采用防、截、排、堵”的治理方法。①防:建立地表沟槽导排系统,对洼陷地表进行局部防渗处理,防止地表水下渗。②截:在正洞之外水源一侧采用深井降水,将储量丰富的地下水通过深井抽水排走,减少正洞静水和动水的压力,对地下水起到拦截作用。③排:有条件的隧道,在正洞水源下游一侧开挖一条洞底,低于正洞仰拱的泄水洞,用以降低正洞的地下水位;或采用水平超前钻孔真空负压抽水的办法,排除正洞的地下水。④堵:采用注浆方式充填裂隙,形成止水帷幕,,应根据工程地质、水文地质和地下水的性质、类型、储存部位以及工期要求和经济效益等因素综合分析,合理选用。(3)先护后挖加强支护开挖时必须自上而下,分部进行,先护后挖,密闭支撑,遇缝必堵,边挖边封闭,严防沙粒从支撑缝隙中流出。也可采用超前注浆,改善围岩结构,用水泥浆或水泥水玻璃为主的注浆材料加固地层,,及时调整预留量。架立支撑时应设底梁,并纵横、:..附近较干燥的围岩处尽快打入锚杆或喷射混凝土,防止逸出扩大。(4)尽早衬砌封闭成环流沙地段灌注边墙和拱部混凝土应尽量缩短时间,尽快与仰拱形成封闭环。这样,,保证施工安全,开挖前应对断层及破碎带进行地质探测。根据探测的水量大小、水压高低等情况采取相应的处理措施:大水量、高水压地段以堵为主,限量排放,先帷幕注浆,再开挖,辅以小导管注浆。水量不大时采用长管棚注浆超前支护,然后开挖,水以排为主,排堵结合。(1)帷幕注浆对于地质复杂的富水断层破碎带,为防止开挖面涌水,除了沿开挖轮廓线(含底部)轴向辐射状布孔外,在开挖面中心也布置注浆孔。注入按一定比例配制而成的水泥水玻璃双液浆后,浆液渗透扩散到破碎带的孔隙中并快速凝固,与周围破碎岩块固结成具有一定强度的结石体,在隧道周边及开挖面形成一个堵水帷幕(加固区),切断地下水流通路,.(2)超前长管棚施工断层破碎带水量不大时采用超前长管棚注浆支护,然后开挖。超前长管棚施工方法是先钻孔,再在钻孔中插入Φ80钢管,最后在钢管中注浆,通过钢管孔眼使浆液向围岩渗透结石.(3)开挖及支护断层破碎带注浆支护后开挖。断层破碎带以Ⅴ级和Ⅵ级围岩为主。Ⅴ级围岩采用上、下断面短台阶法开挖,设1榀/m的格栅钢架。Ⅵ级围岩采用拱部预留核心土多台阶分部开挖,设每3榀/,台阶距离控制在2m~3m,随挖随衬快速封闭成环。:..)隧底涌水、涌泥处理对规模小的,可采取清除填充物,用浆砌片石回填处理,再施做仰拱;对规模大的,底板可采用钢筋混凝土仰拱,并在施工仰拱时预埋注浆管,待仰拱混凝土达到强度后,。13突水、突泥根据地质超前预报资料,施工中有针对性地采取注浆封堵措施,防止突水、突泥发生。通过地质超前预报确定突水、突泥地段的准确位置,留不小于4m的安全岩柱。用钻机向工作面钻眼,使前方地段的水和泥有控制的排出,缓解压力,避免突水、、突泥情况,采取以下处置方案:(1)从炮眼或围岩裂隙往外喷水、喷泥时,说明有突水、突泥可能,立即撤出人员。在这种情况下爆破采用远距离放炮或洞外放炮,人员撤至洞外。(2)规模较小,可采取清除填充物,用浆砌片石回填,再进行衬砌。同时注浆加固四周围岩,扩大注浆范围。(3)规模较大,可能把断层破碎带泥石带出,形成泥石流和塌方。此时应冷静观察规模大小和影响范围,分析原因采取以下处理方法:①对初支部分进行加固,围岩进行注浆,防止灾害扩大,并加紧完成二衬,对突水涌泥点前方围岩进行深孔注浆固结。②如突泥点空隙不大,隙口可进入时:先用纤维混凝土封闭隙顶,在保证安全的前提下,用浆砌片石在开挖面回填3m~5m,清除泥石,用双层小导管超前注浆。按预留核心土,环形开挖,短循环的方法向前施工;如突出泥石流量大,堵死隧道,拟采用超前大范围分层注浆,固结开挖线外周边围岩5m以上,并用混凝土小导管短距离超前补充浆液,用短开挖,强支护,预留核心土,环形开挖方式稳步向前推进。(4)在洞内设集水坑并配备泥浆泵和水泵,分级把泥、水排出洞外。:..结语在隧道的施工过程中,应把地质超前预报纳入隧道施工的正常工序,使地质超前预报成为促进隧道科学施工的有力手段。在隧道施工过程中遇到的地质问题往往千差万别,不尽相同,有时甚至是诸种不良地质的叠加和组合。施工中要区别各种情况,具体问题具体对待,采取有针对性的处置措施,,但只要掌握了不良地质的性质、规模和在隧道的出露位置,所采取的治理措施及时、得当,不仅可以避免任何地质条件下出现的地质灾害,而且可以用较小的代价弥补不良地质给施工造成的损失。

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