隧道施工不良地段处治方案

隧道施工不良地段处治方案
1塌方
1.1隧道坍塌方预防措施
①发生塌方原因
地质因素
隧道穿过断层及其破碎带，一经开挖，潜在应力释放，承压快、围岩失稳而坍塌。

当通过各种堆积体时，由于结构松散，颗粒间无胶结或胶结差，开挖后引起坍塌。

地下水的软化、浸泡、冲蚀、溶解等作用加剧岩体的失稳和坍塌。

施工方法和措施
施工方法选择不当，或工序间距安排不合理。

各工序间距拉得较长，地层暴露时间过久，引起围岩松动、风化、招致坍塌的发生；
喷锚不及时，或喷混凝土质量、厚度不符合要求；
爆破作业不当，用药量过多；
处理危石措施不当，引起危石坠落，牵动岩层坍塌。

②坍塌方前征兆
量测信息所反映的围岩变形速度或数值超过允许值；
喷射混凝土产生纵横向的裂纹或龟裂。

岩层层理、节理缝或裂隙变大、张开。

坑道内渗水、滴水突变加剧或变浑。

③预防坍塌方施工措施
要预防隧道施工坍塌，首先做好地质预报，选择相应的安全合理的施工方法和措施。

在施工中注意掌握下述要点：
先排水
短开挖
弱爆破
强支护
快衬砌
勤检查、勤量测
1.2隧道坍塌方处理措施
①一般处理坍塌方步骤及方法
防止坍塌方扩大范围
隧道发生坍方，应及时迅速处理，处理前必须详细观测坍方范围、形状、坍穴的地质构造，了解坍方发生原因和地下水活动情况，制定处理方案。

1.3处理坍方应先加固未坍方地段，防止其继续发展。

并可按下列方法进行：
1.3.1小坍方，纵向延伸不长、坍穴不高，可利用坍塌间隙时间，首先加固坍体两端洞身，并抓紧喷射混凝土或喷锚联合支护封闭坍穴顶部，再进行清碴。

也可在坍碴上架设临时支撑，撑稳顶部，再边清碴边换正式支撑。

1.3.2大坍方，坍穴高、坍碴数量大，在加固两端洞身后，暂不处理坍穴顶部，不清碴，可采用先护后挖法，于坍碴内挖掘小导坑穿过，再根据围岩情况进行施工。

当坍方仍有发展，可用复式导坑挖通至坍体上方，先将顶部情况摸清并处理妥善后，再进行下部施工。

1.3.3坍方通顶，在处理前应支护陷穴口，防止继续坍陷。

1.4处理坍方的同时，加强下列防排水工作：
1.4.1地表沉陷和裂缝，用不透水土壤夯填紧密，开挖截水沟，防止地表水下渗进入坍体。

1.4.2通顶陷穴口，地表四周应挖沟排水，并搭设防雨棚遮盖穴顶。

洞内衬砌通过坍方后，陷穴应及时回填，回填应高出地面并用粘土或圬工封口，做好排水。

1.4.3坍体内有地下水活动时，应用管槽引至排水沟流出。

①坍方地段的衬砌，应视坍穴大小和地质情况予以加强。

衬砌以后应及时回填。

当坍穴较小时，可用浆砌片石或干砌片石将坍穴填满；当坍穴较大时，可先用浆砌片石回填一定厚度，再以弃碴填实；如坍穴很大全部填满有困难时，针对具体情况，可与设计部门会商处理。

塌方发生后，应防止塌方继续扩大。

首先加固塌体两端洞身，在塌渣上架设施工临时支架，稳定顶部，并尽快施做喷射混凝土或锚喷联合支护封闭踏穴顶部和侧部，然后清渣。

②处理坍塌方措施
如果坍塌方体积小，且塌方范围内已进行了喷锚，或已架设好较为牢固的构件支撑，可由一端或两端先上后下的逐步清除坍渣，随挖随喷射混凝土，随架设零时构件支撑支顶；
如坍塌方体较大，或地表已下沉，或因坍体堵塞，无法进入坍方范围进行支护时，则可注浆加固坍体，然后用“穿”的办法在坍体内进行开挖、衬砌；
处理坍塌方的同时，应加强排水，即“治坍先治水”
③处理坍塌方常用支护方式
喷锚处理
采用喷锚处理较大型坍方，较之采用架设支撑，更加安全、快速，且省工省料。

构件支撑处理
在坍体不太高、坍穴略呈锥形、坍壁不太松软的情况下，使用人字架支撑。

当坍塌方直至地表而深度不大时（小于10m），可设井箍。

由地面向下逐步清除坍渣，随即架设箍架支撑。

箍架的形式可为多边形、矩形或方型，视坍穴的形状而定，架距不大于1m。

当坍塌穴成斜孔时，处理方法根据斜度而定，倾角小于30度时，可按斜井的施工方法进行出渣及支撑；倾角大于35度时，运用井箍支撑由上而下的清渣。

④衬砌措施与回填方法
衬砌施工
随着坍渣的逐渐清除，衬砌逐段推时，快速成环。

最好由坍体的两端对向施工，随即回填密实。

在坍穴最高处或两端衬砌接头处应预留回填及进出料口。

坍体固填
坍塌方清除坍渣后，则拱背应先以浆砌片石回填2-3m厚，其上再用干砌片石回填，回填高度应尽量填满坍方范围，坍体内木支撑应尽量拆除。

在坍塌体的护拱与拱圈间应回填密实，坍体护拱以上回填厚度可根据具体情
况而定，但不应小于2m。

如坍塌方范围高大，在坍塌穴内进行回填操作不便时，可选择适当位臵另行开凿专供回填用的坑道。

如坍塌方直达地表，除按规定做好拱部回填外，另用一般土石回填至距地表1-2m，再用黏土回填至略高于地表并向四周倾斜，周围做好排水沟。

2涌水地段
隧道洞身穿越断层破碎带及裂隙密集带时可能出现涌突水。

为防止基岩裂隙水突然袭击，施工中可采取超前钻孔探测，排水预备足够的抽水设备，以策安全，对破碎、软弱围岩进行固结灌浆处理。

2.1施工方法
运用新奥法原理，沿隧道开挖轮廓线（含底部）按轴向辐射状布孔（开挖面中心也布孔），进行全断面全封闭深孔注浆固结止水，使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，保持围岩稳定，增强施工安全。

2.2施工工艺
（1）超前地质预报
对于构造复杂、水量丰富的地层，必须准确预报工作面前方20～25m范围的工程地质和水文地质情况，以便为制定施工方案和确定注浆参数提供依据。

①钻孔方法：孔深超出注浆段5m左右。

②预报内容：预测工作面前方注浆段长度范围的地质构造和岩性、地下水出露位臵和水量大小，以及围岩变化情况。

③预报方法：采用钻眼排碴取样分析，记录钻速、水质水量变化情况以及开挖后的岩面观测素描，综合判断预报前方水文、地质条件。

（2）钻孔作业
①封堵墙（止浆墙）施工：首先按照注浆设计施工封堵墙，封堵墙设于开挖面后端，封堵墙厚0.8～1.0m，用C20砼灌注一次成型。

②布孔：由测工站在工作平台上，用红油漆在掌子面上按设计准确画出钻孔位臵，标注编号。

3松散地层
施工时应注意以下事项：
8.3.1爆破后如开挖工作面有坍塌可能时，应在撬除危石后，及时喷射厚度不小于３ｃｍ的混凝土护面。

8.3.2如围岩自稳性很差，开挖难于成形，可沿设计开挖轮廓线预打超前锚杆。

超前锚杆长度宜大于开挖进尺的２倍。

8.3.3喷锚支护完成后，不能提供足够的支护能力时，应及早装设钢架支撑，加强支护。

4断层
4.1超前小导管
工艺原理在破碎松散岩体中超前钻孔，打入小导管并压注具有胶凝性质的浆液，浆液在注浆压力的作用下呈脉状快速渗入破碎松散岩体中，并将其中的空气、水分排出，使松散破碎体胶结、胶化，形成具有一定强度和抗渗阻水能力的以浆胶为骨架的固结体，从而提高围岩的整体性、抗渗性和稳定性；使超前小导管与固结体形成一个具有一定强度的壳体，在壳体的保护下进行开挖支护施工。

4.2开挖
为控制超欠挖及减少对围岩的扰动，拱部弧形及边墙周边均采用风镐分台阶开挖，核心土及中槽均采用挖掘机开挖，开挖进尺根据围岩稳定性确定为l～2榀钢格栅的间距，即0.7～1.4m，边墙按钢格栅的两个单元分两个台阶施工，上下台阶相距2m，左右边墙错开2m.
4.3锚喷初期支护
喷射混凝土开挖后为缩短围岩的暴露时间，防止围岩进一步风化，必须先初喷混凝土3～5cm厚再封闭围岩；待钢格栅及钢筋网安设好后，再喷混凝土10～12cm°；最后在下一循环喷射混凝土时分两次喷射至设计厚度。

安设钢格栅钢筋除锈后按设计要求分节加工成型，钢格栅分节间通过钢板用螺栓联接。

（1）钢格栅严格按设计间距架立。

（2）为充分发挥钢格栅的承载能力，首先要求钢格栅必须垂直且与线路方向垂直；其次，架立拱部钢格栅时，严格控制左、右拱脚标高，以防拱架偏斜，
影响与边墙钢格栅架的圆顺连接或侵入衬砌厚度。

（3）为方便拱部钢格栅与边墙钢格栅的连接，在拱脚连接处铺不小于20cm 厚的粗砂或石屑。

边墙钢格栅底部必须臵于基岩上，以防下沉变形。

5膨胀围岩
膨胀围岩开挖采用短台阶法开挖，锚喷及钢架或格栅联合支护。

膨胀压力很大时，初期支护采用预留纵向变形缝的喷混凝土支护，并采用可缩式钢架，同时加密高强度锚杆，以抵御膨胀压力。

也可在隧道底部打设锚杆，在隧道底部一定范围内打入斜向超前锚杆或小导管，形成闭合环。

支护完成后，喷射混凝土紧跟，保证喷射厚度，及时完成二衬混凝土施工。

膨胀性围岩隧道仰拱要及时施做，是支护衬砌尽早形成闭合结构，以增加衬砌的整体承载能力，控制边墙变形，防止底鼓现象。

同时在膨胀围岩地段内必须做好隧底的防排水工作，防止水流浸泡基底。

6瓦斯地层预防措施
隧道内空气中的瓦斯达到一定浓度时，即会遇火产生爆炸，起限值见表。

瓦斯浓度爆炸限界
a、隧道内瓦斯限值的控制
（1）隧道总回风风流或一翼回风中，瓦斯浓度应小于0.75%。

（2）从其它工作面进来的风流中，瓦斯浓度应小于0.5%。

（3）工作面风及放炮地点附近20m以内风流中的瓦斯浓度大于1%时，禁止放炮。

（4）开挖工作面风流中的瓦斯浓度达到1.5%，必须停止工作，撤出施工人员，切断电源，进行处理；电动机或其开关地点附近20m以内风流中的瓦斯浓度达到1.5%时，必须停止运转，撤出施工人员，切断电源，进行处理。

（5）开挖工作面内，在体积大于0.5m3的空洞中，如小溶洞，避车洞等处，其局部积聚瓦斯浓度达到2%时，附近20m内，必须停止工作，撤出施工人员，切断电源，进行处理。

（6）因瓦斯浓度超过规定而切断电源的电气设备，都必须在瓦斯浓度降到1%以下时，方可开动机器，使用瓦斯自动检测报警短电装臵的掘进工作面，只准人工复电。

（7）、停工后或风机停止运转，在恢复通风前，局部通风机及其开关附近10m以内风流中瓦斯浓度都不超过0.5%时，方可开动局部通风机。

（8）加强洞内瓦斯的检测，定人定岗，并认真填写瓦斯浓度检测表。

b、洞内照明及机具防爆
（1）洞内距掌子面300米范围内实行低压照明，电压不超过110伏。

（2）洞内绝对禁止明火，如电气焊，砂轮机等，所有机械（如电瓶车、通风机、梭矿、挖装机、电话机等）要使用防爆型。

（3）输电线路必须使用密封良好的电缆，禁止使用裸线和绝缘不良的电线。

（4）掌子面配备防爆型应急照明等，掌子面的工作人员必须使用防爆型专用矿灯。

c、进洞人员的管理
（1）洞内施工的各工种都要进行岗前技术培训，请专业技术人员上课指导，考试合格后方能上岗。

（2）工作人员进入隧道前，必须进行登记和接受洞口值班人员的检查。

（3）不准将火柴、打火机及其它易燃物品带入洞内。

（4）严禁穿化纤衣服进洞。

（5）上下班人员应遵守下列规定：
由班长点名后进洞；
执行进洞挂牌、出洞摘牌制度；
携带工具应防止敲打、撞击，以免引起火花；
不得在洞内玩笑、大声喧哗；
洞内遇有险情或当警报信号发出后，应绝对服从有关人员指挥，有秩序地撤出危险区；
进洞参观人员，应先进行有关预防瓦斯的安全常识教育，并遵守有关防爆安全规定。

凡违反上述规定者，根据情节轻重，按照有关规定给予处罚。

d、正洞施工安全管理
为了安全通过瓦斯地段，正洞的通风为压入式通风，掌子面含有瓦斯的污浊空气将通过横通道由正洞排出，为了确保正洞各班组的施工安全，要求正洞的施工人员认真配合，做到如下几点：
（1）洞口设专职安全检查员值班，任何人进入隧道必须接受检查人员的检查，严禁将火机、火柴及其它可能爆炸的物品带入洞内。

（2）在穿越瓦斯地段时，洞内施工禁止使用明火，如电气焊、砂轮机等。

（3）输电线路必须使用密闭电缆，严禁使用裸线和绝缘不良的电线。

（4）隧道的瓦斯浓度超过0.3%时，所有机具必须使用防爆型，如电瓶车、通风机、电话等，否则停止洞内施工。

（5）洞内瓦斯超过1%时，严禁放炮。

（6）通过瓦斯地段时，正洞内要加强通风，洞内设专职瓦斯检测员，洞口设立安全警示牌及设立进洞须知。

（7）当洞内瓦斯超标时，任何人不许慌乱，要听从统一安排，有条不紊地撤离危险区。

e、处理爆炸事故的措施
（1）对遇险、遇难人员立即进行抢救。

（2）爆炸引起火灾而灾区内有遇难人员时，必须采取直接灭火法灭火。

（3）在保证进风方向人员已全部撤离的情况下，可以考虑采用反风措施。

（4）确认没有二次爆炸危险时，可对灾区进行通风，排除有毒有害气体。

7渗漏水处理采用以下方法：
7.1检查墙面，标出渗漏水部位，根据渗漏水情况，确定处理方案。

对于点及裂纹渗漏水的，采用凿槽堵漏方案；对于面渗漏水的，视渗水轻重程度分别采用堵漏和注浆方案；对于施工缝的渗漏水，将采用注浆方案。

但也不是绝对的，要根据具体情况，综合分析漏水原因而采取最适宜的处理方案。

7.2堵漏施工工艺
8.7.2.1对于裂缝渗漏水，沿裂缝剔凿出宽深各为20mm、40mm的凹型槽，
对于渗漏点，则以渗漏点为圆心凿洞，孔洞直径为10～30mm，深为20～40mm，孔洞尽量保持与基面垂直。

另外，凿连续墙槽缝要适当加深加宽，按接缝两边的疏松程度而定。

7.2.2彻底清理并清洗凹型槽及孔洞；
7.2.3取适当量的堵漏材料加水拌制成泥状，搓成条形或锥形，迅速将胶泥堵漏到槽(洞)中，并用力挤压密实，保持45～60秒不动。

7.2.4对漏水情况严重的，将采用注浆施工方案。

7.3注浆、引流施工工艺
根据渗漏水情况，本隧道采取综合注浆方案。

7.3.1传统注浆工艺
注浆主要是在施工缝部位，该部位主要是由于浇筑混凝土时处在模板的端头部位，部分施工缝处由于工人施工时操作不到位，混凝土不能完全密实填充，尤其在拱顶部位，这样，该处的膨胀型止水条便起不到止水的作用，同样，由于止水条安装不规范，在施工缝整个断面上，都会有漏水的可能，而这种情况也比较普遍，因此用采注浆的方法可达到较好的堵漏效果。

(1) 查渗漏点
将基层表面擦干，立即均匀撒一层干水泥，若表面有湿点或印湿线，即为漏水孔、缝，从而确定渗漏部位。

(2) 凿眼及钻孔
先以渗漏点为中心点凿一直径约100mm，深度约40mm的凹坑，再用冲击钻或专用打孔设备，自渗漏点向砼内打Φ20mm的孔Ⅰ，孔深200～300mm，以同样的方法在同一断面的拱顶部位打孔Ⅱ。

如下图所示：
(3) 埋设注浆管：
采用Φ20mm水管（带丝扣连接阀门）埋设，管口中心对正钻眼位臵。

然后用凝结快（初凝8min,终凝15～20min）粘结好的环氧树脂砂浆封管。

封管时将表面凿除部分全部封堵。

(4) 注浆
注浆管埋设1小时后方可注浆。

采用双液注浆泵泵注浆，注浆材料水泥水玻璃双液浆，配比为水泥：水玻璃=1：1。

注浆压力为0.5Mpa，注浆系统如下图所示：
注浆前，先用水代替浆液灌注，以检查除注浆注管外其它部位是否有漏水现象，以免出现漏浆。

试灌时记录灌水量和灌水时间，为确定灌浆量和灌注压力提供参考。

注浆时，垂直缝应按先下后上的顺序进行。

注浆管接埋设好的注浆管Ⅰ，打开注浆管Ⅱ阀门，灌浆开始后，逐渐升压，待注浆管Ⅱ出水后先不要封闭，见浆液后立即封闭其孔，仍继续压浆，使浆液沿着漏水通道推进。

并把注浆泵开泵到规定压力值，停泵。

让灰浆慢慢渗入，到表面压力下降到0.1Mpa时，二次开
泵升到规定压力值，如此反复进行，直到压力稳定在规定压力值不再下降为止。

当压力解除后不再有漏水和渗水现象时，该处注浆完毕，移到下一注浆孔灌注。

(5) 拔管及封堵
注浆完成后，将注浆管沿孔根部用手砂轮割除，然后将孔口清刷干净，孔底用130瞬间止水剂材料封堵，表面用1：2～1：2.5水泥砂浆抹平。

7.3.2引流
对于墙面大面积渗水，这方面原因主要是二衬内部防水板被破坏，而底板泻水管堵塞，致二衬内水位上升，便造成二衬混凝土大面积渗水，对于这种渗漏水情况的处理，主要是通过引流的方法加以处理。

方法如下图所示：
(1)、先在渗水区域的下部距潮湿印记边缘300mm处，紧贴地板表面打两个Ф32的泻水孔，使二衬后的地下水得以排除；然后，在泻水孔的下部底板上凿一直径10cm深10cm的积水坑，并在隧道底板上凿10cm深宽5cm的沟槽，槽中埋Ф32PVC排水管，将墙底泻水孔的水引至隧道排水沟中。

(2)、孔洞和沟槽的封堵，在墙脚泻水孔与积水坑之间先用PVC盲沟材（大粒径碎石也可）填充，在盲沟材上盖一层土工布，防止砂浆堵塞盲沟材缝隙，孔洞先用京汤水不漏堵漏材料堵2～3cm厚一层，等水不漏凝固后，用1：2.5防水砂浆把孔洞部位及泻水管槽抹面即可。