隧道施工中岩溶地层处理方案
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岩溶地段隧道施工方案
1.编制依据
(1)XX隧道、YY隧道、ZZ隧道设计图;
(2)《客运专线铁路隧道施工技术指南》;
(3)《客运专线铁路隧道施工质量验收暂行标准》铁建设[2005]160号;
(4)《铁路隧道风险评估与管理暂行规定》铁建设(2007)200号;
(5)《铁路隧道工程施工技术指南》TZ 204-2008
(6)集团公司及公司相关管理制度“中铁XX程[2009]28号文”。
2.工程概况
沪昆铁路客运专线江西段站前工程XX标X工区共3座隧道,总长1878m,隧道概况见表2-1 隧道概况表。
表2-1隧道概况表
3.岩溶分类
岩溶是可溶性岩层(如石灰岩、白云质灰岩等)受具有溶解能力(含CO2)的水的长期作用而产生的。由于溶蚀的形成,位置、塌陷作用的不同,岩溶个体形态、大小也不同。岩溶可概略分为以下几种情况。
3.1按有无地下水分:
3.1.1溶缝、溶槽、溶洞暗河支岔通道有季节性流水。
3.1.2长年流水。
3.1.3溶洞内无水,其中有充填物或干燥无充填物
其规模有大有小,大的有几十米
3.2按其出露在隧道洞身部位分
3.2.1位于隧道顶部或顶部的一侧
3.2.2位于隧道的墙部或墙部的一侧
3.2.3位于隧道的底部或底部的一侧
3.2.4洞身全部在溶洞或溶洞填充物内穿过
溶缝、溶槽、溶洞等,有沿线方向的,有与线路正交或斜交的,当隧道施工穿过可溶性岩层时,常遇见大小不等,形状各异部位不同,充填物及充填程度和含水量不等的溶缝、溶槽、溶洞及暗河通道等。
3.2.4本工区三座隧道地质构造复杂,不良地质和特殊地质多,隧道Ⅳ、Ⅴ级软弱围岩所占比例大,洞身为灰岩夹炭质页岩地层,岩溶发育,地下水量大,属强富水区,岩溶情况统计见表3.2.4-1
表3.2.4-1 隧道岩溶情况统计
4. 主要施工措施
4.1超前预测预报和验证
预报可能存在的岩溶的位置、规模、发育方向、充填物情况。施工中采用超前综合物探、隧道基底地质钻孔和施工过程中的超前水平探孔作为主要预报措施。严格执行超前探水、放水的措施。
在富水段每个断面设4~5孔进行超前探水,探孔布置见下图。每次探水长度为30m ,开挖25m ,保留5m ,然后再开始下循环的探水和开挖过程。在物探强烈异常区,则适当增加探水孔数量。
每个断面设四个超前探水孔,进行超前地质预报和探测,
现场施做时可根据围岩情况进行增减和调整位置。隧
道
中
线
探水孔探水孔
探水孔探水孔
图6.2.1-1 探孔布置示意图
4.2隧道遇到各种溶洞的处理措施和施工方法
隧道施工中遇到溶洞地段时,首先要查明溶洞分布范围,类型情况,岩层
的稳定程度,溶洞内填充物和地下水流情况等,分别采取截、引、堵、越、绕等措施进行处理和施工。
4.2.1拦截地表水
根据勘测资料和施工现场观测,当地表自然沟床,汇水洼地发现有溶穴、落水洞、漏斗、竖井等为隧道地下水补给来源,补给量随季节变化,则采用拦截地表水。如为自然沟槽,采用在溶穴、落水洞、漏斗、地表陷穴四周施作浆砌片石排水沟。如地表为一溶蚀封闭洼地,则可采用截水沟,泄水暗管,泄水暗管将水引到隧道渗泄区以外。
4.2.2引排地下
当隧道掘进遇到溶洞有流水时,宜排不宜堵,首先应查明水源,涌水量,流向及与隧道位置的关系,采取以排为主,截引相结合的措施常年流量大的采用开凿泄水将水排除洞外,流量小的可采用拦截引排将水引入隧道排水沟内,排出洞外。
4.2.2.1常年流量大的岩溶地下水,即隧道排水沟无法正常完全排走的水。
4.2.2.2隧道设有平行导坑:地下水出露在平导一侧,比较好处理,可自平导凿泄露水洞,将水引入平行导坑排走。当地下水出露在平行导坑的另一侧,则需将水排引到平行导坑一侧,再由平行导坑开凿至正洞的泄水洞将水引入平导排出至洞外。
当地下水出露在平导另一侧,拱顶上部,或隧道拱顶以上时,可在拱顶以上设渡槽,横跨隧道,将水引至平导一侧由泄水洞排至平导。渡槽两端置
于拱顶以上的岩帮上,然后用竖向暗沟,将水引至泄水洞,再引入平导,排出洞外。
当地下水出露在平导另一侧,拱顶至隧底标高,可采用竖向间沟或在隧道衬砌范围外用浆砌片石拦水墙拦截地下水,当地下水出露较高时用间沟,出露较低时用拦水墙,然后用暗沟或暗管将水引至平导一侧,再由泄水洞排往平导排至洞外。
4.2.2.3当隧道未设平行导坑时,其在隧道部位的处理方法,基本同有平行导坑,但泄水洞要选择适当位置将水排除至洞外。
4.2.2.4一般涌水即利用隧道排水沟能正常泄排走的水。在隧道施工中常遇到的是一般涌水。仍以引排为主,其处理方法是:涌水在隧道顶上部出露的,采用在衬砌范围以外,拱部设渡槽和墙部竖向暗沟,将水引至墙脚外侧,在衬砌边墙脚留一暗洞或理设钢管将水引入隧道排水沟,当涌水出露在边墙部位,在边墙衬砌以外可设竖向盲沟或暗沟、将水引至边墙脚外侧,在边墙衬砌时,墙脚留一暗洞或理管将水引入隧道排水沟排出洞外。
4.2.3堵填
4.2.3.1对已停止发育,径跨不大,无水或渗水较小量,可根据其与隧道相交的位置及其充填情况,采用浆砌石或砼回填封闭,并辅以适当的引排水。
(1)溶槽位于隧道拱部,横穿隧道且有水,但溶槽不大,有部份充填物。采用浆砌征石回填封堵拱顶,其宽度至拱脚外2m,并在涌水侧,作竖向暗沟或盲沟,将水引入隧道排水沟。
(2)溶洞们于隧道中部或一侧,仍采用浆砌片石封闭,渗水引入隧道排
(3)溶洞隧底部且较小时,仍采用浆砌片石或砼封闭。
4.2.3.2隧道穿过溶洞,下部为充填物,拱部以上空洞,可采用加强衬砌,
拱顶以上设浆砌片石,浆砌片石以上设干砌片石封闭.如空洞过高,可视岩石