隧道穿越岩溶及煤层快速施工技术研究

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浅析隧道溶洞处理技术与实施要点研究

浅析隧道溶洞处理技术与实施要点研究

浅析隧道溶洞处理技术与实施要点研究发布时间:2023-03-02T00:52:24.076Z 来源:《建筑实践》2022年20期作者:刘瑞[导读] 在我国交通建设领域飞速发展的背景之下,许多新型施工技术也均应运而生,刘瑞中铁十九局集团第六工程有限公司摘要:在我国交通建设领域飞速发展的背景之下,许多新型施工技术也均应运而生,溶洞对于隧道施工和日后行车运营安全等方面所会产生的影响仍旧很大,在岩溶区之中,对于铁路隧道进行施工处理的过程之中,务必确保具备有效性以及合理性,这样才有利于保障隧道具备极高程度的安全性和可靠性。

本文结合实例,深入分析了隧道溶洞处理技术与实施要点。

关键词:隧道溶洞;处理技术;实施要点1工程概况新建叙永至毕节线(川滇段)线路全长151.838km。

新建正线隧道54.5座,隧道总长120.868km,占正线线路总长的79.603%,最长隧道为斑竹林隧道,全长12758m,最短隧道为寨头隧道,全长185m。

隧趾区多次穿过断层破碎带、溶洞、不良地质和软岩。

不良地质主要有岩堆、危岩落石、岩溶、顺层、人为空洞、膨胀土、人工填土、石膏、岩溶角砾岩等。

施工风险高,为了应对溶洞、软弱围岩等不良地质,务必做好超前地质预报和量测监控,有条不紊的组织机械化、信息化施工,贯彻动态设计方针,不断优化施工方案是安全顺利施工的前提。

2 铁路隧道的超前预报及监控在设计勘察之前期阶段,所具备的地质资料通常难以综合性地体现出隧道施工所涉及到的各项地质条件,所以在实施隧道施工时,务必增强对于岩溶隧道施工的风险防范意识,充分贯彻相关的施工原则,紧抓方案制定以及地质预报这两项重点技术环节,在切实明晰溶洞分布类型、范围和地下水的状况后,再确定更具可行性的施工方式,实施有效性的施工。

再者,为确保超前预报具备较高程度的精准度,那么则需运用多个预报技术一同开展工作,一般来说,超前钻探为普遍运用的一种方式,而以辅助方式来说,则涵盖地质雷达、力学指标试验等。

隧道通过岩溶和采空区施工方案探讨

隧道通过岩溶和采空区施工方案探讨

0 引言
随 着客运 专线 不断建 设 , 准越 来越 高 , 标 隧道所 遇 地 质 问题越来 越 多 , 隧道 的 勘测 设 计 、 工 技术 、 对 施 超 前 地质综 合预 报技 术和施 工管 理等 均提 出了很 高 的要 求 j 。我 国岩溶 区广 布 , 总面积 达 20多万 h 2, 0 m l 而 岩溶 区时 常伴 有煤 层 , 由岩溶 作 用 所 形成 的复 杂 地 而 基 常常 会 由于下伏 溶 洞顶 板 坍 塌 、 洞 发育 大 规模 地 土 面塌 陷 、 岩溶 地下 水 的 突袭 、 均 匀 地基 沉 降 等 , 工 不 对 程建设 产 生 重 要 影 响 J 。但 在 实 际施 工 中 面对 的 情
S u y 0 n t uc i n S h m e 0 t d n C0 s r t0 c e fTun el r u h Ka s n 0 e n l ng Th 0 g r ta d G b Ar a i
Z HA0 Ge g in n 1a g,W EN y a Fu u n
第2 卷 8
第6 期
隧道建 设
Z P f D n fCD , c ‘
Vo _ 8 N0 6 12 . De . 2 0 c o 8
2o o 8年 1 2月
隧道 通 过 岩 溶 和 采 空 区施 工 方 案探 讨
赵 庚 亮 ,文 富源
( 中铁 隧道集 团四处有 限公 司 ,南宁 5o0 ) 3 0 3
用复 合式衬 砌 , 砌结 构 由初 期 支护 和二次 衬砌组 成 , 衬
在初 期支 护和二 次衬 砌之 间设 置防水 隔离层 。隧道 防
排水 采用 “ 、 、 、 防 排 堵 截结合 , 因地 制 宜 , 综合 治 理 ” 的 原则 , 防水 等 级 按 一 级 防水 标 准 , 裂 隙 水 较 发 育 地 在

岩溶隧道大型充填型溶洞综合施工技术

岩溶隧道大型充填型溶洞综合施工技术

岩溶隧道大型充填型溶洞综合施工技术摘要:隧道开挖穿越岩溶时,施工方案必须综合考虑安全、环境保护、运营安全、经济效益等因素,一次处理到位,可提高结构可靠性,减少隧道病害。

本文结合纳黔高速公路叙岭关隧道K43+068溶洞群的处理,重点对岩溶隧道大型充填型溶洞的综合处理技术进行分析和探讨,以供同类工程借鉴和参考。

关键词:隧道岩溶处理措施1.工程概况叙岭关隧道地处四川省叙永县境内,为上下行分离的特长隧道。

隧道左线起止桩号为ZK40+015~ZK44+082全长4067m,右线起止桩号为K40+060~K44+077全长4017m。

隧道净宽10.25m,净高5 m,设计行车速度80Km/h。

海拔高程在950m~1400m之间。

隧道地层岩性极其复杂,洞口部为粉质粘土、角砾土、圆砾土等,进洞后岩性主要为浅灰、深灰、灰褐及灰黑生物碎屑灰岩、白云质灰岩及灰岩,隧道中部为灰绿色、黄绿色泥岩、钙质粉砂岩、夹泥质灰岩,其中:左线Ⅲ级围岩段长度为685m、Ⅴ级围岩段长度为1196m、Ⅳ围岩段长度为2186m;右线Ⅲ级围岩段长度为628m、Ⅴ级围岩段长度1028m、Ⅳ围岩段长度为2359m。

隧道进、出口段为岩溶强烈发育带,隧道洞身岩溶段位于垂直管道发育带,地表负地形、洼地、溶洞较发育,为岩溶中等发育带。

隧道进出口各穿越一次含煤地层(P1L),岩性主要为灰、灰白色薄层泥岩、砾岩夹碳质泥岩及煤线等,厚度较小。

岩溶为本隧道的主要地质病害,是施工过程中的重点防范对象。

2.岩溶情况叙岭关隧道右洞掘进至K43+068处时,左侧拱顶偏左位置揭露出一大型充填型溶洞群。

该溶洞群以K43+068溶洞口为中心,向前、后、左三个方向发展。

向前发展的1#溶洞宽度7-15m,长约100m。

洞内水流量大,1#溶洞洞尾有一出水口,水流量大于6L/s。

1#溶洞前70m基本上从隧道轴线偏左的洞顶通过并侵入隧道界限内,后30m逐渐向左偏移到洞身外,但洞底距隧道洞身的覆盖层最厚处不超过3m。

岩溶地质段隧道施工技术

岩溶地质段隧道施工技术

岩溶地质段隧道施工溶洞是岩溶水在可溶岩体内溶蚀、侵蚀的遗迹,不同的岩溶水发育成不同形态的溶洞,垂直渗流带发育成竖井状溶洞;季节变更带发育成水平溶洞、斜井状溶洞及竖井状溶洞;水平流动带发育成大型水平溶洞、廊道状溶洞和暗河;深部缓流带发育成溶孔及溶隙。

同时溶洞还受地质构造、岩石性质、气候条件、岩溶水动力条件等因素阻碍。

1.隧道通过岩溶地段的施工原那么隧道通过岩溶地段本着“稳妥靠得住、保证工期、经济合理、不留后患”的目标,坚持“以堵为主、限量排放、排堵结合、综合治理”的原那么治理岩溶水,坚持“短进尺、弱爆破、强支护、早封锁、勤量测”的原那么通过岩溶地域。

2.岩溶地质预报岩溶段第一采纳地貌、地质调查与地质推理相结合的方式进行定性预测,再结合地表钻孔探测、超前导坑预报、洞内超前钻孔预探、隧道岩溶预探等方式,进一步查明溶洞的散布范围、类型、规模、发育程度、填充物、相对隧道位置及地下水等情形,为正确制定通过岩溶地段的施工方案提供资料。

施工中应坚持将超前地质预报纳入施工动态治理工作中,依照地质预报资料制定施工方式,在施工中依照开挖后的实际情形不断调整施工方式和各类参数,并与地质预报资料相对照,不断提高地质预报的准确性。

3.岩溶水处置客观条件限制不能采纳排水方案,或因溶洞规模为大型、特大型充填溶洞并有丰硕地下水时,采纳注浆堵水;隧道碰到较大岩溶积水和暗河时,排水不致引发地表下沉和阻碍本地居民生产生活用水时,采纳排水方式;复杂情形下采纳截、堵、排综合治水方法。

注浆堵水,加固围岩洞内断裂、岩溶富水带采纳渗透注浆,岩溶软塑状充填淤泥采有效高压劈裂注浆,地表采纳深孔填充注浆。

劈裂注浆分三时期进行;第一时期为渗透注浆,注浆压力维持正常工作压力,用双液浆填充围岩间隙,堵塞渗水通道;第二时期为劈裂注浆,压力维持在正常工作压力到终止压力间,进行围岩永久性堵水加固;第三时期为用超细水泥浆填补间隙,增强堵水成效。

各类参数选择见表1。

基于公路隧道工程岩溶施工技术探讨

基于公路隧道工程岩溶施工技术探讨

随着我国交通事业的迅猛发展,铁路、公路等山岭隧道的 建设越来越多。但由于隧道施工前的工程地质勘察的详细程度 不够及其结果在精度和可靠性上都存在着一定误差,导致隧道 在掘进中经常会遇到断层、破碎带、溶洞、采空区等不良地质 现象。特别是在岩溶地区的隧道工程建设中,由于对掌子面前 方地质情况了解不清,施工带有很大的盲目性,经常因岩溶涌 水、突泥而带来不可估量的灾害损失。
4 结束语 由于岩溶地区隧道地质条件复杂,勘察资料有时存在较大
偏差。为了保证公路隧道的安全,避免危险事故的发生,勘察 单位必须采用有效的方法保证岩溶地区勘察的准确性。施工单 位要采取先进的手段,做好岩溶地区的预报,编制先进的、可 实施的专项施工方案。
参考文献 [1] 刘荣,陈斌.基于公路隧道工程岩溶施工技术[J].交通世界,2018(15):
3.2 溶洞的处理技术 对隧道岩溶中溶洞的处理需要具有综合的技术。对于溶 洞处理使用的一般方法是超前预加固的方法。是当隧道的开挖 线的边墙等地方有充填型的溶洞的时候,可以按照其中填充物 的性质或者溶洞的大小,使用适合的尺寸的导管和管棚来对其 进行超前注浆预加固。一般使用超前管棚进行预加固使用的管 棚的长度为10~40m左右,主要适用于溶洞的纵向长度在6m 以上,同时需要保证搭接的长度大于或等于2m。如果溶洞具 有比较大的规模和范围,同时其中含有丰富的地下水或者有很 多的泥沙淤积,需要使用全断面的注浆封堵的方法,保证在揭 穿溶洞之后,不会发生突水或者突泥的现象。其次对溶洞处理 的方法还有置换注浆法,主要适用于掌子面中是具有水分的黏 土或者粉细砂等物质,这些物质使用挤密注浆或者渗透注浆的 方法都不易达到预期的效果,因此需要使用置换注浆法来进行 施工。这种方法主要是预留几个排泄的孔道在距离注浆孔大约 2cm的位置,之后在这个位置安装阀门以及孔口管,充分的排 除泥沙,而留下的空隙则可以使用注浆进行填充,以此来加固 地层,降低注浆的压力保证浆液的循环和扩散。

高速公路岩溶地段隧道施工技术研究

高速公路岩溶地段隧道施工技术研究
状 ,岩体破碎 ,自稳能力较 差 ,岩腔 内水压 为小型 突水 ,施工 中很 可能发 生突泥或坍 塌 现象 。隧道 洞 身 整体 从岩 溶 层 中穿越 4 m 左 0 右 。施工 难度大 。 2 3 穿越岩 溶不 良地段施工 技术 .
以掌子面揭示 围岩水 文 地 质相 似 比拟法 ,作 为 近距 离 推 测 预 报 ,来 推测前方近距离 的岩体 、岩溶的发育 情况和岩性 。
( )开挖支 护 3
拆除止水墙 ,采用 蚪 5长 4 5 .m的超 前注浆 小
导 管超 前补注浆辅助施 工 ,短进 尺 、分 台阶 、留核 心土 开挖 。开 挖 后及 时采用 1 工字 钢支护初 喷 ,开挖一榀支 护一榀 ;同时采用 c 1 8 喷 射混 凝土及 时封 闭掌 子面 ,若有 裂 隙水 采用 埋设 排 水管 集 中 排
排浆孑 ,间距 5e 梅花状布置;长管棚施作外插角为2。 L 0r a 0 ,隧道起
拱线 开始环向 布设 ,环 向 间距 为 5 e 。长 管棚 施作 完 毕后 ,采 用 0r a
保留不小于 5 m厚 的止浆 岩 盘 ,开 始下 一次 探孔 ,超前 探孔 可 以获 得地层岩性 、节理 裂隙等特性 ,结论 直观 可靠 ,但 成本 较高 、施 工 干扰大 ,建议采 用小孔径钻进 取芯 ,以降低超前预 报费用 。
M0 泥一 3水 水玻璃双浆液 通过长管 棚对 不 良岩 体进 行超前 高压预 注
浆 ( 注浆参数 见后 探讨 ) ,使 岩体 在隧 道开挖 轮廓 线外 形成 预支 护
止水拱 圈。
2 隧道穿越岩 溶不 良地段施工
2 1 穿越岩溶不 良地 质段的施 工原则 . 根据实践制定 岩溶不 良地 段施工原 则 :“ 以堵 为 主、限量排 放 、

岩溶地区及煤系地层隧道施工控制技术

岩溶地区及煤系地层隧道施工控制技术

岩溶地区及煤系地层隧道施工控制技术随着岩溶地区各种石灰岩不断深入的发展格局,在可溶性岩层的化学溶蚀以及机械侵蚀的影响下,尤其是不同地质条件的作用下,就会给施工带来不同程度的影响,特别在具有煤系地层的地质条件下,要全面实现隧道建设的整体要求,就需要从多方面进行深入的技术探索,采用各种加固处理的计算原则,并且对于岩溶地区及煤系地层隧道施工中的工程风险控制、优化熔岩不良地层处理的方法,通过现代化技术的巧妙运用,提高工程的整体控制能力。

1工作层面的技术运用在采用传统技术的运用上,尤其是传统的综采工作面切眼扩刷安装方法,各种风险进行了综合分析,包括揭煤施工风险、瓦斯突出风险、采空区施工风险、围岩大变形风险、塌方风险,以及边仰坡失稳风险等。

进而有针对性地提出了风险规避措施,包括安全教育、揭煤防突措施、瓦斯防治措施、边坡卸载、现场监控,及地质超前预报等。

依据与隧道结构之间的空间关系,将采空区分为了上位式、侧位式、交叉式、重叠式,以及下位式等类别,并在对现有采空区处治措施全面分析的基础上,但依然存在如下缺点:1.1 工作面顶板难以维护由于切眼刷大后,不仅跨度大而且长度较长,顶板压力大,尤其在“三软”煤层中,支护更加困难,有时甚至造成顶板事故。

1.2 材料投入量大采用上述安装工艺,需投入大量的支护材料,2.4m钢带70根,2.6m钢带70根,m24-φ22-l2400mm高强锚杆480根,φ17.8-l7300mm(9300mm)预应力锚索80根等。

1.3 安装工期长由于切眼的扩刷及安装是分段进行的,且刷大和安装不能平行作业,造成安装工期长,用工多。

鉴于上述缺点,可以选择一种新的切眼扩刷安装工艺,并首先在7216工作面上切眼中进行试验。

上切眼长度95m,平均煤厚为2.5m,需安装液压支架63架。

2岩溶地区及煤系地层隧道施工控制技术2.1隧道施工技术在岩溶地区以及煤系地层隧道施工技术上,要突出对整体地质的分析,尤其是结合当前的新的技术要点,在全面探索新技术的条件下,对于地下水以及岩层的准确分析,形成基岩成分的整体分析、在岩溶地区的矿物成分上,主要突出以石膏为主体的地质条件,由于在地下水的作用下,就会发生一定的化学反应,在体积不断膨胀的情况下,压力增大,无法实现整体膨胀压力的有效控制,因此,要着力围绕这种压力的控制手段,在施工中妥善处理,形成隧道支护结构的整体运行,避免出现地板隆起等现象,提升隧道的运营安全管理。

岩溶发育地区复杂条件下隧道施工技术研究

岩溶发育地区复杂条件下隧道施工技术研究

岩溶发育地区复杂条件下隧道施工技术研究摘要:随着交通运输行业的飞速发展,公路工程项目修建也越来越多,国家基础建设的中心逐步向岩溶发育的西南部地区倾斜,公共交通俨然成为基建的重点项目,复杂、多变的岩溶地质条件已成为交通建设所面临的巨大挑战。

特别是在云南山区建设中,隧道施工在穿越溶洞密集而复杂的环境时,结合现场地质情况与超前地质预报资料,采取合理的处治方式已成为隧道施工中急需解决的关键性问题。

本文详细分析了岩溶洞穴的隧道施工处治建议,为同类工程施工提供经验参考。

关键词:隧道工程岩溶地区超前地质预报超前加固处理溶洞处治建议0前言岩溶是指可溶性岩石,受水的水化和机械作用产生沟槽、裂隙和空洞以及由于空洞的顶部塌落使地表产生陷穴、洼地等类现象。

我国70%面积为山区,地理地质条件十分复杂,分部着大面积的碳酸盐地层,主要集中分布在我国西南省份地区。

由于岩溶地区隧道地质情况变化多样、尤其复杂,安全施工技术一直是热点关注问题。

本文旨在岩溶地区隧道施工技术的研究与总结工作,对岩溶地区隧道施工有着普遍而重要的现实意义。

1地质超前预报目前隧道超前地质预报的方法主要有地质素描法、超前钻探法、地球物理探测法(简称物探法)和综合判定法等。

常用的物探手段是地质雷达法,一般不单独使用,通常结合掌子面地质素描手段进行综合地质预报。

地质素描主要对掌子面的地质情况进行客观、准确的描述,主要内容包围岩特征、构造发育情况、地下水状态、围岩的稳定性等方面。

根据已建和在建隧道的地质超前预报结果与后续开挖揭露情况分析得出,溶洞大体可分为以下几种类型:空腔型溶洞。

一般为无水、干燥型,比较容易识别。

完全充水型溶洞。

洞内全充填着水,较难判定溶洞后端位置,进而不容易准确界定溶洞的空间位置及尺寸大小。

泥质充填型溶洞。

较为准确的判定大小及轮廓。

2岩溶隧道处治原则岩溶的分类方式众多,类别也繁杂。

根据查阅的相关文献,结合分析过往的施工经验,岩溶灾害处治的原则为“以疏为主、堵排结合、因地制宜、综合治理”。

隧道岩溶专项施工方案(1)

隧道岩溶专项施工方案(1)

隧道岩溶专项施工方案(1)
引言
隧道岩溶施工是一项具有挑战性的工程项目,需要综合考虑岩溶地质条件、隧道工程设计和施工工艺等多个因素。

本文将从岩溶地质特点、施工方案设计、施工方法选择等方面展开讨论,为隧道岩溶专项施工提供参考。

岩溶地质特点
1. 岩溶地质概述
岩溶地质是指由于地下水的侵蚀作用,形成的溶洞、地下河道等地质形态。

岩溶地质具有脆性、不均质等特点,对隧道施工有一定的影响。

2. 岩溶环境特点
岩溶地质环境通常具有高地下水位、发育溶洞、溶洞漏水等特点,对隧道施工带来一定的不确定性。

施工方案设计
1. 岩溶勘探
在隧道岩溶施工前,需要进行充分的岩溶勘探,确定岩溶地质分布、水文地质情况等,为后续的施工设计提供依据。

2. 施工方案确定
根据岩溶地质特点和勘探结果,确定合理的施工方案,包括隧道断面设计、支护方案、预防措施等。

施工方法选择
1. 隧道掘进方法
在岩溶地质条件下,常用的隧道掘进方法有顶管法、盾构法等,选用合适的方法可以提高工程施工效率。

2. 支护措施
针对岩溶地质的不均质特点,应选择合适的支护措施,如喷射混凝土、锚杆支护等,保障施工安全。

结语
隧道岩溶施工是一项复杂而具有挑战性的工程项目,需要综合考虑地质、工程设计和施工工艺等多个因素。

通过科学合理的施工方案设计和方法选择,可以有效降低工程风险,保障工程施工进度,为隧道岩溶专项施工提供可靠的技朧支持。

隧道岩溶专项施工方案

隧道岩溶专项施工方案

隧道岩溶专项施工方案一、前言随着城市化进程的加速,隧道建设日益增多,而岩溶地质条件下的隧道施工面临着独特的挑战。

为保隧道施工的安全高效进行,制定一套专项施工方案至关重要。

二、隧道岩溶特点分析1.岩溶地质条件下的隧道岩石破碎易溶蚀,施工风险较大。

2.地下水渗漏较为严重,会导致隧道周边地层不稳定,增加施工难度。

3.岩溶地质构造复杂,需要综合考虑断裂带、溶洞等隐患。

三、施工前准备工作1.组建专门的岩溶隧道施工团队,并进行相关培训。

2.进行地质勘察,制定详细的地质调查报告。

3.制定岩溶隧道施工方案,确定合理的施工方法和工艺。

四、施工方案1.岩溶隧道支护方案–采用预应力锚杆和喷锚网片结合的支护方法,提高围岩的稳定性。

–对发现的溶洞进行封堵处理,避免工程危险。

2.地下水处理方案–建立地下水监测系统,及时掌握地下水情况。

–采用隧道内外加固的方式,减少地下水对施工的影响。

3.施工安全措施–每日开展巡视与检查,确保施工现场安全顺利进行。

–提前制定应急预案,应对突发情况。

五、质量控制1.严格执行施工图纸,确保施工过程符合要求。

2.定期组织检测验收,对质量问题及时处理。

3.设立质量奖惩制度,推动全员参与质量控制。

六、施工后期工作1.隧道建成后进行环境保护工作,防止地质环境受到破坏。

2.完善档案资料,做好后期检测和监控工作。

结语岩溶地质条件下的隧道施工存在较大风险,但凭借科学的施工方案和严谨的管理措施,可以有效降低施工风险,保障工程质量和安全。

希望隧道岩溶专项施工方案能为相关领域提供参考,推动隧道建设的健康发展。

公路隧道工程岩溶施工技术分析

公路隧道工程岩溶施工技术分析

公路隧道工程岩溶施工技术分析公路隧道工程在建设过程中会遇到各种复杂地质条件,其中岩溶地质是一种常见的地质问题。

岩溶地质以其特殊的岩层形态和溶洞特征给隧道工程带来了较大的挑战,因此在岩溶地质区进行隧道工程施工时,需要采用特殊的施工技术来应对。

本文将对公路隧道工程岩溶施工技术进行分析。

首先,对于岩溶地质区的隧道工程,必须进行详细的地质勘探和勘测工作。

通过地质勘探和勘测,可以了解到地下岩层的分布情况、岩石的力学性质和溶洞的分布情况等,为隧道工程施工提供必要的基础数据。

同时,通过地质勘探和勘测结果,可以了解到岩溶地质的特点,从而针对性地选择岩溶隧道的设计和施工方案。

其次,在岩溶地质区的隧道工程施工中,需要采用适当的支护措施。

岩溶地质的岩层一般较薄,岩石的稳定性较差,且易溶解和开裂,因此需要加强对岩层的支护。

常用的岩溶隧道支护措施包括预应力锚杆支护、喷射混凝土衬砌、钢带网喷锚等。

这些支护措施可以增强岩层的稳定性,减少岩层的变形和破坏,确保隧道的施工安全性。

另外,在岩溶地质区的隧道工程施工中,需要进行岩爆预防和处理。

由于岩溶地质地层较薄且岩石的稳定性差,容易发生岩爆现象。

岩爆是指在岩石受到水力冲击、矿产的释放作用、构造应力的放松作用等因素的影响下,岩石发生爆炸性破裂的现象。

岩爆不仅会导致施工工人的伤亡,还会造成隧道工程的延误和增加施工成本。

因此,在岩溶地质区的隧道工程施工中,需要采取一系列的预防措施,如对岩层进行合理的炮孔布置、选择适当的爆破参数、采用足够的排隧距离等。

同时,在施工过程中需要根据岩石的变化情况及时调整爆破参数,保障施工的安全性。

最后,在岩溶地质区的隧道工程施工中,需要进行合理的渗水处理。

岩溶地质地层中存在大量的溶洞和裂隙,易导致地下水的积聚和渗水量的增加。

如果不加以处理,地下水将会对隧道工程的施工和使用造成一定的影响。

因此,在隧道工程施工中,需要采用有效的渗水处理措施,如注浆、防渗薄壁的喷射混凝土衬砌等,以减少地下水对隧道工程的影响。

岩溶隧道施工技术

岩溶隧道施工技术

岩溶隧道施工技术摘要结合新建单线电气化铁路工程昆河线玉溪至蒙自段大田山隧道的施工,介绍岩溶隧道施工所采用的综合技术:采用综合超前地质预报预测隧道岩溶的发育情况;采取超前注浆支护、短进尺、初期支护加强等技术施工,顺利通过了此隧道岩溶地段,确保了隧道安全顺利施工。

关键词铁路隧道岩溶施工技术1 引言岩溶隧道在中国西南地区经常遇到,主要是碳酸岩地层在水的作用下形成的各种规模及形状的洞穴、通道等。

根据以往的施工经验,对岩溶地区隧道施工技术,主要从两个方面进行,一是对岩溶发育段的预测,采用各种方法进行预报,能够比较好地预测岩溶及赋水带的方法主要为地质雷达及红外探测技术[[[] 王华,杨军生,王春雷. 地质雷达在隧道岩溶超前预报中的试验研究. 路基工程,2007,1:101-103.]] [[[] 李兴春,王宏,李兴高.红外技术在开挖隧道岩溶探测和预报中的应用. 工矿自动化,2008,2:70-71.]];另外就是对岩溶地区的处理。

有大管棚超前处理技术[[[] 郭群. 大管棚超前支护技术在南山隧道岩溶处理施工中的应用. 隧道建设,2008,28(3):336-338.]],管棚结合小导管、高压注浆、桩基托梁结构、钢筋混凝土板等技术措施[[[] 张朝强. 大山隧道岩溶治理浅谈. 四川建筑, 2008,28(3): 54-56.]],对岩溶洞穴采用顶部回填,侧板加固以及隧底溶腔注浆,溶腔壁稳定加固,设地下水排泄通道等措施处理[[[] 肖凯刚, 赵玉龙. 龙凤坝隧道DK213+ 423~+485段溶腔处理设计. 施工技术,2008,37增:255-257.]]。

超大地下溶洞采用碗扣支架、锚喷支护及圆柱形立柱共同支顶溶洞顶部的施工方法[[[] 宋长甫. 龙麟宫隧道大型溶洞支顶加固技术. 铁路标准设计,2007(9):77-78.]]。

总结出隧道通过岩溶地段应本着“稳妥可靠、保证工期、经济合理、不留后患”的目标;坚持“ 防、排、截、堵结合、因地制宜、综合治理”的原则治理岩溶水;坚持“短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、紧衬砌、勤量测”的原则通过岩溶地区。

浅析隧道穿越煤系地层施工技术及注意事项

浅析隧道穿越煤系地层施工技术及注意事项
3.1 基坑变形监测 项目在地下管线,邻近建、构筑物、道路,围护体系等 处布设监测点,对围护桩顶、立柱顶端、地下管线、周边道路
及邻近建筑物的水平位移及沉降,围护墙身位移等情况进行监 测,结果表明,SWM工法在基坑施工过程中,对基坑变形及渗 水控制效果较好。
3.2 监测情况分析 根据现场施工记录情况和基坑监测结果,对上海某学校改 扩建工程基坑变形情况仅分析,主要有以下几点: 3.2.1 在工程基坑围护工程施工完成后,项目围护墙体监测 孔均监测出一定程度的水平位移,移动方向朝基坑内侧,位移程 度均在标准限值内,对周边构筑物和工程影响在可控范围内。 3.2.2 根据监测的每日日交量数据情况,反映出围护墙体位 移呈缓慢连续移动,无突变位移情况发生,属正常现象。 3.2.3 监测最大位移出现在围护顶垂直、水平位移,主要位 移时间为基坑开挖和基底施工时期,表明该施工时间段对周边 环境影响较大,出现沉降和水平移动。
2.4 防突措施 如果煤层存在突出性危险,则在与煤层距离7m的位置设 置预抽孔,抽放钻孔直径为108mm,孔底间距在3m以内。预抽 钻孔与工法结合,分别对上下台阶进行施工。上台阶在与煤层 距离7m的位置施工,将范围控制在开挖轮廓线外上12m的范围 内,左右不能低于12m。正洞预抽钻孔施工完成之后,及时进 行抽放,根据规定进行瓦斯抽采量的计算,对预抽的瓦斯抽采 量进行统计,然后实施消突评估。在预测煤层存在突出危险的 情况下,需要采用工字钢构筑网格骨架封闭工作面。采用瓦斯 预抽排放的防突方式,根据煤层瓦斯地质变化情况、透气性、 抽放时间等因素对抽放半径进行调节,确保抽放的效率,保障 治灾效果。
1 工程概况 本文所述工程位于贵州省福泉市,建设的隧道类型为分离
式,左幅隧道长度为1087m,桩号为ZK57+600~ZK58+687;右 幅隧道长度为1115m,桩号为YK57+590~YK58+705。该工程所 在位置为高原到丘陵的过渡区域,呈现为北西高、南东低的地 势特点。区域中大部分为溶蚀型中低山貌,地表侵蚀的情况比 较明显,有较大的地势起伏,相对高度差达到176.4m。

隧道通过煤层等地貌施工技术与质量要求

隧道通过煤层等地貌施工技术与质量要求

隧道通过煤层等地貌施工技术与质量要求摘要:煤系地层中修建隧道存在3个技术困难:一是煤系地层多数含有瓦斯,有瓦斯爆炸危险;二是瓦斯压力高的地层,存在着煤与瓦斯突出的可能,在地应力和瓦斯的共同作用下,破碎的煤和瓦斯突然喷出,造成灾害;三是煤系地层一般为软弱围岩,尤其是煤层中的软分层,用手可捻成粉碎状。

巷道地层压力大,稳定性差,支护施工要求高。

因此,施工中需解决3个问题:一是瓦斯隧道的防爆;二是瓦斯隧道的防突;三是瓦斯隧道的开挖及支护。

关键词:隧道煤层地貌施工质量(一)瓦斯隧道的界定与分级隧道施工过程中,通过施工检测,只要隧道中存在瓦斯,通过瓦斯层之前10m开始一直到通过瓦斯层之后10m的影响荡范围内,按照瓦斯隧道进行施工。

根据瓦斯隧道不同地段的瓦斯涌出量和压力情况,施工中对非瓦斯工区、一般瓦斯工区、严重瓦斯工区、有煤与瓦斯突出危险工区进行合理划分,在施工方法和施工机械上区别对待,简化施工和降低造价,如一般瓦斯工区除加强通风和瓦斯监测外,可采用普通的非防爆施工机械和电气设备;严重瓦斯工区则采用防爆设备;有煤与瓦斯突出危险工区除采用防爆设备外,还应有防突措施和相应装备。

同一施工工区中既有含煤地层,也有不含煤地层,不同的地段对封闭瓦斯的要求不同,又可划分为非瓦斯地段、Ⅰ级(有煤与瓦斯突出)瓦斯地段、Ⅱ级(严重瓦斯)瓦斯地段、Ⅲ级(一般瓦斯)瓦斯地段。

隧道根据瓦斯的严重情况可分为一般瓦斯隧道、严重瓦斯隧道和煤与瓦斯突出危险隧道。

(二)瓦斯预测预报(1)使用ZY-150型全液压钻机进行水平超前钻探,超前钻探分两次进行。

第一次距煤层30~50m,打2~3个钻孔,确定煤层位置,并测试瓦斯压力和浓度。

第二次(近煤层测压孔)距煤层10~15m,打2~3个钻孔,穿透煤层,测出瓦斯浓度、瓦斯压力,采集煤样测定煤的坚固系数和瓦斯放散初速度。

(2)瓦斯预测预报根据实测资料采用综合指标法进行判断,并根据预测结果指导施工。

(三)开挖及支护瓦斯隧道的开挖以有利于通风、有利于防治瓦斯为前提,除考虑施工进度、岩层条件、施工机械、掘进断面因素外,还需考虑爆破作业对围岩的影响及爆破效果等因素。

穿越煤系、强岩溶地层隧道施工工法(2)施工工法(2)

穿越煤系、强岩溶地层隧道施工工法(2)施工工法(2)

穿越煤系、强岩溶地层隧道施工工法施工工法穿越煤系、强岩溶地层隧道施工工法施工工法一、前言隧道作为连接山区或山地地区的重要交通通道,隧道施工工法的选择和实施对于隧道的品质、工期、成本和安全具有决定性的影响。

本文将介绍一种适用于穿越煤系、强岩溶地层的隧道施工工法,详细阐述该工法的工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施和经济技术分析,并给出一个工程实例。

二、工法特点该工法的特点是适应性强、施工效率高、质量可控。

采用此工法可以降低施工风险、减少施工时间、提高施工质量。

三、适应范围穿越煤系、强岩溶地层的隧道需要特殊的施工工法,该工法适用于该类地层。

四、工艺原理该工法采用先进的钻孔爆破技术和注浆技术,在施工过程中通过钻孔爆破破坏地层、形成合适的洞室,并通过注浆技术加固地层,确保隧道施工的稳定与安全。

五、施工工艺该工法的施工过程包括洞室预制、钻孔爆破、注浆加固、支护、洞室后处理等阶段,详细描述了每个阶段的工艺流程和关键技术措施。

六、劳动组织根据施工工艺的要求,详细描述了每个施工阶段所需的劳动力数量、工种分配和协作要求,确保施工能够高效顺利地进行。

七、机具设备列举了该工法所需的主要机具设备,包括钻孔机、探测仪器、注浆设备等,并对这些机具设备的特点、性能和使用方法进行详细介绍。

八、质量控制通过对施工质量的控制,确保施工中的质量达到设计要求。

详细介绍了施工中的质量控制方法和措施,包括材料质量检验、施工质量监控等方面。

九、安全措施施工过程中需要注意的安全事项及施工工法的安全要求进行介绍,包括施工人员的安全培训、现场安全管理等方面,以确保施工过程的安全性。

十、经济技术分析通过对施工工法的施工周期、施工成本和使用寿命进行分析,为读者提供评估和比较的依据,以确保选择此工法的经济效益。

十一、工程实例给出一个具体的工程实例,详细介绍了该工法在实际工程中的应用情况,包括工程背景、施工工艺、施工成果等方面。

综上所述,本文全面介绍了穿越煤系、强岩溶地层隧道施工工法的相关内容,从工艺原理到施工工艺,再到劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施及经济技术分析,最后给出了一个工程实例,为读者提供了一个系统全面的了解。

穿越强岩溶发育与煤系地层隧道施工关键技术与管理研究

穿越强岩溶发育与煤系地层隧道施工关键技术与管理研究

1引言公路建设过程中可能面临地势复杂、山地较多等问题,修建隧道则成了解决上述难题的优选方案[1-2]。

建设隧道过程中同样可能面临复杂地质条件,如穿过煤系地层时可能面临瓦斯聚集、围岩大变形等问题引发的安全威胁,如2019年云南扎西隧道与2017年贵州扇岩隧道等均发生了瓦斯爆炸事故[3],导致多人死亡,造成了不可挽回的损失。

贵州省是我国南方产煤大省,煤系地层发育,同时贵州省岩溶非常发育,高速公路不可避免地要通过煤系地层和岩溶发育等不良地质地区。

本文以贵州德余高速公路第四合同段隧道工程中的青杠坡隧道为项目依托(隧道穿越可溶岩与煤系地层接触带,易于出现的安全风险问题有瓦斯聚集、突泥突水和坍塌冒顶等,施工风险高),对该类型隧道的特点、施工关键技术和管理措施进行深入分析与总结,以期为该类型隧道的施工提供经验。

2工程概况青杠坡隧道的类型属于分离式长隧道,右幅隧道的长度为1164m ,最大埋深达到125m ;左幅隧道的长度为1168m ,最大埋深达到135m 。

隧道右幅平面线形圆曲线半径和左幅平面线形圆曲线半径分别设置为2650m 、∞和2520m 、∞;隧道左右幅测设线间距设置为19.9~30.4m 。

隧道进口的洞门方式为端墙式,出口使用的主要洞门方式为削竹式。

其中,ZK29+820~ZK30+180段长360m ,为低瓦斯不良地质段,所以,项目部在开展管控工作时,选择的主要方式为低瓦斯隧道形式。

3瓦斯段施工关键技术3.1低瓦斯段围岩分级在对隧道低瓦斯段围岩分级管理时,要依据岩体的完整【作者简介】申宝玉(1986~),男,山东菏泽人,工程师,从事道路工程施工管理研究。

穿越强岩溶发育与煤系地层隧道施工关键技术与管理研究Research on Key Technology and Management of Tunnel Construction ThroughStrong Karst and Coal Measure Strata申宝玉,关玉东(中交一公局第一工程有限公司,北京102205)SHEN Bao-yu,GUAN Yu-dong(No.1Engineering Ltd.of FHEC,CCCC,Beijing 102205,China)【摘要】以贵州德余高速公路第四合同段隧道工程中的青杠坡隧道为工程背景,深入分析了穿越强岩溶发育与煤系地层隧道的施工关键技术与通风技术。

瓦斯隧道穿越煤层施工工法(2)

瓦斯隧道穿越煤层施工工法(2)

瓦斯隧道穿越煤层施工工法瓦斯隧道穿越煤层施工工法一、前言瓦斯隧道是指在煤矿地下进行的煤层隧道工程,其目的是为了瓦斯抽放、通风、防治瓦斯事故等工程需要。

瓦斯隧道穿越煤层施工工法是在煤层中穿越煤层开展瓦斯隧道施工的一种方法。

本文将对该工法进行全面介绍,包括工法特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例。

二、工法特点1. 快速施工:瓦斯隧道穿越煤层施工工法采用先进的工艺和技术手段,可以大大提高施工效率,缩短施工周期。

2. 施工质量高:施工过程中,工法采用了一系列的技术措施,确保了施工质量的达标。

3. 安全性好:在瓦斯隧道穿越煤层施工工法中,安全是首要考虑因素。

采取了多项严格的措施,确保施工安全。

4. 可操作性强:施工工艺简单明了,施工中不仅方便了操作人员的操作,同时也提高了施工效率。

三、适应范围瓦斯隧道穿越煤层施工工法适用于各类的煤层地质条件,并且可适用于不同规模的煤矿,满足了煤矿在开展瓦斯抽放、通风、防治瓦斯事故等工程需要。

四、工艺原理瓦斯隧道穿越煤层施工工法的实际工程需要是将瓦斯隧道穿越煤层,采取的技术措施包括:确定施工位置、预处理煤层、施工方案设计、施工设备选择、材料选用等。

通过对施工工法与实际工程之间的联系进行具体分析和解释,使读者了解该工法的理论依据和实际应用。

五、施工工艺瓦斯隧道穿越煤层施工工法分为准备阶段、施工阶段和收尾阶段。

进入准备阶段,需要确定施工位置、进行煤层预处理。

进入施工阶段,根据施工方案设计,使用适应的施工设备进行施工。

在收尾阶段,需要进行相关工程的收尾工作,确保施工工艺的完整性和施工质量。

六、劳动组织瓦斯隧道穿越煤层施工工法需要合理组织施工人员,按照工艺要求进行劳动分工。

组织人员包括工程师、技术人员、操作人员等,根据工艺要求分工合理,保证施工过程的顺利进行。

七、机具设备瓦斯隧道穿越煤层施工工法需要使用相关的机具设备进行施工,包括钻机、运输车辆、喷射设备等。

黔桂铁路岩溶地区隧道施工技术研究的开题报告

黔桂铁路岩溶地区隧道施工技术研究的开题报告

黔桂铁路岩溶地区隧道施工技术研究的开题报告一、研究背景和意义黔桂铁路是连接贵州和广西两省的重要铁路干线,其中岩溶地区的隧道施工是该铁路施工过程中面临的一个重要技术难题。

岩溶地区是典型的喀斯特地貌,在地质构造上存在岩溶溶洞和地下河道等特殊地质条件,这些特殊地质条件给隧道施工带来了严重影响,因此针对黔桂铁路岩溶地区隧道施工技术进行研究具有重要的现实意义和社会价值。

本研究将针对黔桂铁路岩溶地区隧道施工技术进行研究,探讨岩溶地区隧道施工面临的技术问题,结合先进的技术手段和实践经验,提出相应的解决方案,为黔桂铁路隧道施工提供技术支持,推动黔桂铁路建设进程。

二、研究内容和方法(一)研究内容1.分析黔桂铁路岩溶地区隧道施工的特点和困难;2.探讨岩溶地区隧道施工中存在的技术问题;3.总结先进的隧道施工技术和实践经验,推广适用于岩溶地区的隧道施工技术;4.提出针对黔桂铁路岩溶地区隧道施工的解决方案,并进行方案设计和方案实施过程中所需的管理措施的研究。

(二)研究方法1.文献调研法:通过查阅文献、资料、技术标准等途径了解国内外岩溶地区隧道施工的现状、技术路线、实践经验等信息。

2.实地考察法:通过对黔桂铁路岩溶地区隧道施工实际情况进行现场考察,了解隧道施工中存在的问题和困难。

3.模拟计算法:通过对黔桂铁路岩溶地区隧道施工过程中的地质条件和隧道设计参数进行模拟计算,提出合理的方案设计。

4.优化分析法:通过对黔桂铁路岩溶地区隧道施工方案进行优化分析,确定最佳的施工工艺和施工方案。

三、研究预期结果1.针对黔桂铁路岩溶地区隧道施工问题,提出一套可行的隧道施工方案;2.为解决黔桂铁路岩溶地区隧道施工中的技术问题提供一定的操作指导建议;3.为提高黔桂铁路岩溶地区隧道施工的效率和质量,提供一定的技术支持和保障。

小断面隧道穿越充填型湿溶洞施工技术研究

小断面隧道穿越充填型湿溶洞施工技术研究

小断面隧道穿越充填型湿溶洞施工技术研究蒲建成重庆巨能建设(集团)有限公司前言:岩溶又叫喀斯特,是指可溶性岩石特别是碳酸盐类岩石(如石灰岩、石膏等),长期受流水化学溶蚀作用和机械作用(冲刷、搬运和沉积等)而形成的地貌。

据统计,全球范围岩溶发育地区高达5000万平方公里,而我国共有350万平方公里的岩溶地区,占国土面积30%以上。

岩溶在地表表现为洼地、槽谷、漏斗、落水洞、石芽、石柱、溶峰等,在地下则表现为:大小溶洞、填充型溶洞、无填充型溶洞、有水溶洞、干溶洞、溶隙、溶沟、溶槽、暗河及岩,溶管道等。

无论是地表还是地下,岩溶都对我们工程施工和基础设施建设带来各种各样的地质灾害问题,严重影响施工安全与进度,特别是在进行岩溶段隧道施工的过程中,常常遭遇突水、突泥和坍塌等危险情况,对施工人员人身安全及物资设备等财产安全造成威胁,同时还严重制约施工进度,加大了处理成本。

一、安全管理措施1.施工过程中派专人随时观测塌方区域的稳定情况,发现问题及时采取必要的工程措施,确保施工安全,对塌方物进行处理时,应遵循短掘短支原则,值班人员全过程跟踪值班,一旦发现异常情况,立即停止对塌方区域的作业。

2.施工时,应设专人负责统一指挥,施工现场严禁闲杂人员随便出入,机械施工时,机械操作范围内严禁站人。

3.开挖后对松散围岩进行彻底找顶,并及时进行初喷混凝土对围岩进行加固封闭,以保证施工安全。

4.注浆作业时,应加强对注浆软管和街头的完好性和可靠性检查,施工人员应有完善的保护用具,堵塞处理应采取先减压再处理的措施。

5.在安装拱架过程中必须搭设平台,不得采用装载机作为作业平台,钢架节段及钢架间应及时连接牢固,防止倾倒,钢架背后的空洞必须采用喷射混凝土喷射密实。

6.锚杆钻进作业时,应保持钻机及作业平台稳定牢靠,除钻机操作人员外还应安排至少一个协助作业,作业人员应佩戴安全带、安全帽、防护眼罩等防护用品。

锚杆安装不得随意敲击,其端部在锚固材料终凝前不得悬挂重物。

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隧道穿越岩溶及煤层地段快速施工技术研究研究阶段报告中铁XXXX有限公司XX高速公路XX合同段项目经理部2006年9月隧道穿越岩溶及煤层地段快速施工技术研究目录1概述 (2)2隧道穿越岩溶区的主要岩溶类型研究 (4)3岩溶处置技术研究 (13)3.1 隧道岩溶处理的原则 (13)3.2基本处理方法研究 (13)3.3 大面积渗漏和局部渗漏岩溶水的处理 (16)3.4溶洞的处理 (20)3.5暗河的处理 (21)4 岩溶注浆加固技术研究 (22)4.1注浆机理研究 (22)4.2注浆工艺研究 (23)4.2.1试验研究 (23)4.2.2岩溶涌水段快速通过施工技术 (31)5 基本认识 (34)6隧道穿越煤层快速施工技术研究 (35)1隧道穿越岩溶及煤层地段快速施工技术研究21概述岩溶是地表水、地下水与可溶性岩层作用形成的地表和地下岩溶形态景观的总称。

岩溶管道是由地表水通过落水洞或漏斗等转为地下水的竖向管道和地下各种形状的输水管道及地下水流出地表的溶洞或暗河出口,以及地表溪流转为地下水的伏流口等部分组成。

它是由一系列岩溶管道子系统组成的岩溶管道系统。

地下水在可溶性岩层介质中的存在形式有呈面状分布的网状流和聚集在岩溶管中的管道流,其中威胁施工安全的是管道流,这不仅是因为岩溶管道中有大流量、高水压的瞬间突水,而且,还有地下水与沉积在管道中碎屑物质混合涌出的地下泥石流。

岩溶产生主要有三个条件:第一,可溶性岩石是岩溶产生的物质基础。

例如,隧道穿越石灰岩、白云岩、泥灰岩、石膏、芒硝、岩盐等地层时,受地下水作用可能出现溶蚀现象,石灰岩以溶解作用为主,白云岩则主要通过渗透一溶蚀一分解一淋滤一崩解作用发生破坏。

第二,地质构造与地层结构的千差万别确定了岩溶类型的多样性。

岩体结构、构造以及岩层产状、接触关系,层厚、断裂、褶皱、节理、裂隙、软弱夹层,风化程度等地质特征决定了岩溶发育程度和规模的不同。

一般情况下,向斜构造比背斜构造岩溶发育强烈,向斜构造的核部岩溶发育比两翼强烈,背斜构造的两翼比核部岩溶发育强烈;当隧道穿越可溶岩地层的节理、裂隙、断层等结构不连续面时,易遇到溶隙、溶管、溶洞、溶腔或暗河。

第三,地表水和地下水补给、径流、渗透和循环是岩溶形成和发育的必要条件。

山谷、洼地、岩溶盆地,竖井、漏斗、落水洞部位,地表水汇集、下渗,容易在地层中形成水平径流带、垂直渗流带和深部滞留带,从而造成地下水补给和循环,给岩溶形成创造了必要条件,当地下水中游离或侵蚀性的CO 2等的含量较大时,岩溶的发育增强。

例如:大瑶山隧道全长14.295 km ,断层以灰岩和砂岩为主,施工过程中,平导和正洞遇到了十多处充填饱和砂粘土的溶孔、溶洞,并发生了多次岩溶水引起的涌水、突泥事故,而且地表出现了多处陷坑,给环境带来了不利影响。

斑古坳竖井位于DK1994+960.48处,井深433.2 m ,1982年1月6日开工,1983年2月22日开挖到底,1984年4月19日当由竖井向断层(DK1994+600~DK1995+065)方向施工的平导开挖DK1994+213时,揭穿溶洞,发生涌水,初期涌水量达到2 000 ~3 000 m 3/d ,涌水中泥砂含量为1~5%,造成平导和竖井被淹,延误工期一年多。

并根据出口端能顺坡排水的有利条件,将隧道穿越岩溶及煤层地段快速施工技术研究3“以堵为主,堵排结合”治水原则调整为“以排为主,堵排结合”。

出口端在施工过程中,也发生多次涌水突泥,1988年6月11日,DK1994+850处发生涌水,其正常涌水量为15000~28000m 3/d ,峰值涌水量高达42000m 3/d ,造成正洞200余米淹没,水深达1.4 m ,淤泥淤积厚度1.0 m ,被迫停工清淤。

其主要原因是,隧道内的地下水不仅以垂直岩溶管道形式和地面水有水力联系,而且还通过各种裂隙、管道使断层上盘与下盘发生水力联系。

南岭隧道全长6.1 km ,灰岩占总长的92%,是典型的岩溶隧道,1984年6月I1日,平导施工至DK1935+745.4时,在线路右侧的炮眼中突水、涌泥,喷射距离为15m ,涌水量为3600 m 3/d ,当继续放炮掘进时,突然涌泥2500 m 3,平导淹没170 m ,其中靠近掌子面70m 被泥砂充满。

6月14日下午,地表DK1935+640~676出现了较大的陷坑,给施工和环境都带来了较大的影响。

2001年开工的渝怀线,全长624.523 km ,共有隧道2O 余座,其中7 km 以上隧道7座,大部分隧道穿越了碳酸盐类岩溶地层,遇到不同规模的溶管、溶洞、暗河,发生了多次突水、突泥事故,给施工带来了很大的危害,并对环境产生了一定程度的影响。

所以岩溶山区隧道的施工期岩溶处理与快速通过技术是施工的控制性因素。

对于隧道穿越岩溶地段的快速施工技术的研究主要包括以下方面:(1)隧道开挖施工影响范围内岩溶位置、形态、与隧道之间相互关系、充填状况和岩溶水压力大小的准确判定研究,这些研究成果主要体现在超前地质预报方面;(2)在岩溶地质条件明确的基础上的处置技术与方法研究;(3)超前注浆加固技术研究。

图1 方斗山隧道 图2 出口施工隧道穿越岩溶及煤层地段快速施工技术研究2隧道穿越岩溶区的主要岩溶类型研究从目前岩溶地区深埋长隧道施工中所遇到的岩溶管道类型及其灾害有:1)当隧道施工揭露充满地下水的岩溶管道时,地下水似高压水笼瞬间以巨大压力喷射而出;有的则是地下水夹杂着大量泥砂和石块等混合物,似山洪暴发,势不可挡的涌入坑道,更有甚者在施工掌子面放炮时,在施工人员毫无准备的情况下,管道流突然袭来,淹没施工设备,造成人员伤亡;至此只有经过放水—排水,当水压降低,流量减小,逐渐趋于稳定时,才能重开施工;有时为尽快恢复施工,不得不作止浆墙、施工横通、迂回导坑等工程措施,先绕开岩溶管道,才能继续施工。

2)有时施工遇到的是大型溶腔,而腔内有常年流水。

3)有的施工时是干涸的管道,当雨季连续降雨后发生突水、涌泥,淹没坑道等,施工期间反复上演,威胁施工正常进行等。

4)反坡不利于排水。

由于泄水洞或排水设施能力有限等原因造成涌水淹没掌子面和隧道。

总之,由于长时间的突水、涌泥砂,淹没坑道,需长时间的放水—排水或季节性突水、涌泥、淹没坑道反复无常的进行等,不仅延误工期,还提高工程造价,甚至造成人员伤亡,所以,划分岩溶灾害类型应以保证施工人员安全和以灾害对施工影响程度等为划分的基本原则;从不同角度可划分四类:①按揭露岩溶管道涌—突水量大小划分;②按揭露岩溶管道中涌—突水携带的物质成分划分;③按地下水从岩溶管道中涌—突水方式;④按涌—突水灾害的后果划分。

1、按揭露岩溶管道中的涌—突水量大小根据揭露岩溶管道中涌—突水量可划分为无水干溶洞和充水溶洞。

1)无水干溶洞。

按溶洞中有否充填物划分为:填充溶洞和无填充干溶洞。

①填充溶洞。

系指溶洞基本上被化学沉积物和碎屑沉积物填充满。

②无填充干溶洞。

是先期或同期被遗弃的溶洞,基本上无沉积物,洞壁裸露。

2)充水溶洞按揭露溶洞出水量大小划分为:A、B、C、D四级,见表1。

该分级是按溶洞涌—突水量对施工影响程度划分的。

表中所说的地下水压力是指地下水的动水压力和静水压力的总和,如向斜蓄水构造盆地,往往是多层含水层与隔水层叠置的含水结构,既有上层潜水,又有下层承压水,其中的上层潜水不仅具有动水压力,还有由潜水位至隧道埋深的静水压力。

4隧道穿越岩溶及煤层地段快速施工技术研究3)岩溶灾害涌——突水量估算目前隧道工程地质、水文地质报告中的隧道涌水量计算,采用的是把地下水作为供水资源的计算方法,不是把地下水作为岩溶地区灾害来计算涌——突水量的。

把基岩山区地下水作为供水资源常采用降雨入渗法、径流模数法、水文图分割法,还有枯季径流算计法等。

这些方法的出现和应用,就在于基岩山区裂隙水和岩溶水的分布极不均匀性,所以才不采用广为认知的孔隙水中的单井和井群的抽水试验取得的渗透系数(K)、影响半径(R)和单井或井群开采量等数据。

采用地表水和地下水径流模数法,是把地表水和地下水量平均到每个计算单元上,即把不均匀分布的地表水和地下水量平均到单元面积上;水文图分割法则削掉水量峰值,取其平均值,使资源具有更好的保证程度,甚至采用枯季径流计算法等;可是作为岩溶灾害的地下水量,其保证程度则恰恰相反,对地表水和地下水量的观测的数据中,不仅不削峰,而且还要保证峰值对应的水量,才是岩溶地区地下水灾害评价的依据。

作为岩溶地区地下水灾害中的涌——突水量,不仅有地下水的天然补给量,而且,还必须有始终保存在岩溶管道中的地下水储存量,也就是说,当隧道施工揭露位在岩溶管道底部时,它将把该处管道上游的所有地下水疏干;这时涌——突水量等于天然补给量与储存量之和。

①地下水天然补给量估算,可采用上述计算方法中的地下水径流模数法来计算隧道施工中的涌——突水灾害水量,但其中的地下径流模数(M)和计算面积(F)都需要重新定义。

Ⅰ地下水径流模数法,其表达式:5隧道穿越岩溶及煤层地段快速施工技术研究6Q 补=M .F式中:M ——地下径流模数(升/秒.平方公里)。

其中分母中面积是指观测点已知岩溶洼地或槽谷和落水洞组合构成的汇水范围内补给区的面积。

F ——地下水补给区的面积,是指计算区内所有岩溶洼地或槽谷和落水洞组合的总面积;若补给区有伏流口时,则应是汇入溪流两分水岭间的面积。

Ⅱ岩溶灾害涌——突水量计算表达式:Qz = QB+QC = QC +1. 1.n i F C =Z ∑QB = 1. 1.n i F C =Z ∑1n i F =∑Qz ——岩溶灾害涌—突水量(M3/h );QB ——地下水的天然补给量; 1n i F =∑——岩溶洼地、漕谷和落水洞组合产流汇水面积,溪流发源地至伏流口的汇水面积(KM2);C1——产流系数,表示降雨在汇水范围内能产生暂时性洪水多少的系数。

100%=1 75%=0.75 50%=0.5 25%=0.25 不产流=0该系数与基岩上覆松散沉积物岩性和厚度有关与植被覆盖程度、地形坡度等有关。

Z ——降雨量。

用丰水期降雨量最多月份平均值计算最大灾害涌——突水量;用枯水期平均降雨量计算最小涌——突水量。

灾害涌——突水量随着降雨量的变化而变化,其变化范围在最大涌——突水量和最小涌——突水量之间。

QC ——岩溶管道系统中地下水储存量,用岩溶管道最终排泄口的最小出水量代替。

② 岩溶管道中地下水储存量(Q 储)储存量是隧道施工中涌——突水量的重要组成部分,在一般水文地质计算中是不涉及的。

要计算岩溶管道中地下水的储存量,首先要知道隧道揭露岩溶管道系统的体积,特别是丰枯水期地下水所占据的岩溶管道的体积,目前尚无法获得。

为此,建议采用该岩溶管道出口枯水期最低水位对应的流量。

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