巖溶隧道安全施工技術(shù)與管理

巖溶隧道安全施工技術(shù)與管理第一頁，共七十五頁，2022年，8月28日第一章國內(nèi)巖溶隧道工程地質(zhì)災(zāi)害案例第二章巖溶隧道風(fēng)險等級劃分第三章巖溶隧道安全的生產(chǎn)要素、程序和組織第四章巖溶隧道安全預(yù)測預(yù)報第五章巖溶隧道安全管理第六章巖溶隧道安全設(shè)計第七章巖溶隧道安全施工第八章巖溶隧道安全逃生第九章巖溶隧道安全搶險第十章中國古文化對巖溶安全的啟示第二頁，共七十五頁，2022年，8月28日第一章國內(nèi)巖溶隧道工程災(zāi)害案例【案例1】渝懷鐵路圓梁山隧道9·10災(zāi)害第三頁，共七十五頁，2022年，8月28日圓梁山隧道全長11.068km，是渝懷線上最長的隧道。隧道穿越毛壩向斜、桐麻嶺背斜和冷水河淺埋段，穿過三疊系、二疊系、泥盆系、志留系、奧陶系和寒武系等多種地層。設(shè)計階段預(yù)測水壓力為4.42～4.6MPa，全隧正常涌水量98000m3/d，最大涌水量145000m3/d?！竦谒捻?，共七十五頁，2022年，8月28日（1）9·10災(zāi)害前的超前預(yù)測預(yù)報情況圓梁山隧道超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報主要采取TSP202、紅外線和超前探孔三種方式?！?002年8月26日，隧道施工到DK354+726，采用TSP202進(jìn)行超前預(yù)測預(yù)報，預(yù)報里程為DK354+726～+886，預(yù)報表明前方無明顯反射信號，巖體較為完整、均一，圍巖級別為Ⅱ級?！?002年9月9日，正洞施工到DK354+870，采用紅外線探水超前預(yù)測預(yù)報，預(yù)報表明前方發(fā)育含水構(gòu)造，但發(fā)生突涌水的可能性較小?！?002年9月10日，正洞開挖到DK354+877.7，采用風(fēng)鉆實(shí)施4個5m超前淺孔鉆探，探孔中無涌水、涌泥。第五頁，共七十五頁，2022年，8月28日（2）9·10事故發(fā)生過程2002年9月10日，隧道正洞下導(dǎo)坑施工到DK354+879，掌子面為深灰色灰?guī)r，圍巖較完整，無水，圍巖等級為Ⅱ級。10:05隧道開挖放炮后進(jìn)行正常出碴。10:40當(dāng)進(jìn)行第三車裝碴時，掌子面底部碴堆發(fā)生輕微移動并出現(xiàn)少量涌泥，于是，現(xiàn)場立即停止出碴，退出所有人員與設(shè)備。第六頁，共七十五頁，2022年，8月28日12:00設(shè)計、施工和科研單位召開緊急會議，決定施作止?jié){墻，以保證下一步鉆孔注漿施工。13:30地質(zhì)及施工工程師到掌子面進(jìn)行取樣、攝像和地質(zhì)分析。當(dāng)時，從掌子面右下部一大約高1.5m巖溶管道中擠出黃色硬塑～可塑狀粘土，局部可見明顯擦痕，涌泥長度9m，高度接近下導(dǎo)坑拱頂部位，約3.5m，涌泥中無水，但在巖體內(nèi)部可聽見似水流聲音。第七頁，共七十五頁，2022年，8月28日14:00涌泥部位右側(cè)有少量地下水流出，水渾濁，濃似泥漿。14:10施工人員到掌子面進(jìn)行混凝土止?jié){墻施作。14:30掌子面突然爆開，隨之，大規(guī)模硬塑～可塑狀粘土噴出，約30秒時間，涌泥向外噴出244m，從而塞滿下導(dǎo)坑4200m3空間，受洞內(nèi)停放在DK354+679電瓶車、梭礦阻擋，涌泥速度變緩。突泥過程中有4名人員逃生，9名遇難。之后，涌泥緩慢向洞外繼續(xù)移動，最快7m/h，最慢1m/h，到9月12日11:30，涌泥至DK354+550處基本穩(wěn)定。

第八頁，共七十五頁，2022年，8月28日10:4014:3013:30災(zāi)害全過程第九頁，共七十五頁，2022年，8月28日（3）9·10災(zāi)害值得思索的幾個問題●超前預(yù)測預(yù)報問題：TSP一次預(yù)報距離？、紅外線可信度？、超前深孔鉆探問題？●涌泥后該進(jìn)行什么工作？要觀察多長時間？●安全逃生理念？是逃還是避？●如何處理以后所遇到的同類地質(zhì)？水聲第十頁，共七十五頁，2022年，8月28日【案例2】宜萬鐵路馬鹿箐隧道1·21災(zāi)害第十一頁，共七十五頁，2022年，8月28日馬鹿箐隧道全長7879m，是宜萬線上長大隧道之一。隧道為金子山復(fù)向斜中四方洞向斜南東翼的單斜地層中，隧道區(qū)域漏斗、落水洞、暗河系統(tǒng)十分普遍，巖溶強(qiáng)烈發(fā)育。隧道處于巖溶水平循環(huán)帶和深部滲流帶，管道巖溶水系統(tǒng)極為復(fù)雜。設(shè)計預(yù)測隧道正常涌水量為170254m3/d，最大涌水量為823961m3/d。第十二頁，共七十五頁，2022年，8月28日（1）1·21災(zāi)害前超前預(yù)測預(yù)報情況2005年10月29日，隧道出口平導(dǎo)施工到PDK256+011，采用TSP、地質(zhì)雷達(dá)及2個超前深孔鉆探對前方進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報，預(yù)測預(yù)報表明：前方30m左右存在異常，存在溶隙帶，溶隙內(nèi)富水，超前探孔水量為30～35m3/h，水量穩(wěn)定4天無任何變化。11月30日，平導(dǎo)施工到PDK255+992又采用深孔鉆探對前方地質(zhì)進(jìn)行預(yù)測預(yù)報，預(yù)報表明：前方存在一沿線路方向長2～8m溶腔，溶腔內(nèi)少量充填黃泥、河砂、礫塊石及木屑等，大部分被水充填，水壓力為0.8～1.2MPa。初步測算鉆孔出水量為4000m3/d，動水量為2000m3/d。第十三頁，共七十五頁，2022年，8月28日（2）處理措施平導(dǎo)遭遇該溶腔后，隨開設(shè)橫通道對正洞進(jìn)行鉆探，并對平導(dǎo)右側(cè)進(jìn)行探測，探測表明左、右側(cè)均發(fā)育溶腔，迂回施工難度較大，于是決定對溶腔采取超前帷幕注漿，加固范圍為按正洞斷面開挖輪廓線外5～8m。注漿后經(jīng)鉆孔檢查，檢查孔均為線狀流水，流水量為0.1L/m·min，水壓力為0.1MPa。第十四頁，共七十五頁，2022年，8月28日（3）1·21事故發(fā)生過程注漿后進(jìn)行隧道開挖。2006年1月21日，平導(dǎo)開挖至PDK255+978，已進(jìn)入溶洞4m，經(jīng)觀察，溶洞破碎裂隙被漿液充填，注漿效果較好。6:30開始進(jìn)行鉆孔，鉆孔過程中掌子面很穩(wěn)定，無任何異常情況。在鉆孔過程中進(jìn)行了4個4.5m的超前淺孔鉆探，鉆孔無水。9:40鉆孔完畢進(jìn)行裝藥。10:08開始放炮。10:15～10:30安全員對掌子面進(jìn)行排險。第十五頁，共七十五頁，2022年，8月28日10:50正準(zhǔn)備進(jìn)行出碴時，出碴人員聽到掌子面有掉塊、坍方響聲，并伴隨少量流水，于是立即停止出碴，乘電瓶車逃離。由于涌水，洞內(nèi)照明因漏電保護(hù)跳閘中斷。平導(dǎo)掌子面突水約5分鐘后（據(jù)推測）

，水通過平導(dǎo)和正洞之間的橫通道涌入正洞，致使正洞作業(yè)人員13人被困。（反坡施工）11:00平導(dǎo)逃生人員出洞后立即報告，施工單位隨即組織進(jìn)正洞營救。梭礦車行至DK257＋600處左右，洞內(nèi)已被水淹沒無法前進(jìn)，隨即出洞。第十六頁，共七十五頁，2022年，8月28日11:05水相繼從平導(dǎo)、正洞涌出，大水封閉整個平導(dǎo)、正洞，洞口水面高3.5m，涌水將洞外施工場地部分沖毀，突水持續(xù)約40分鐘后涌水量減弱至300m3/h。經(jīng)事后推算，高峰期最大涌水量72萬m3/h，突水總量約18萬方。突水期間有2個隨突水由正洞沖出獲救，其余11人遇難。10:5011:05第十七頁，共七十五頁，2022年，8月28日（4）1·21災(zāi)害值得思索的幾個問題●超前預(yù)測預(yù)報到有巖溶存在時該怎么辦？是堵還是排？●如何評價該巖溶所采取的注漿措施？如何評價超前支護(hù)措施？●不同掌子面的同步逃生預(yù)警問題？●逃生應(yīng)急照明？如何組織逃生？第十八頁，共七十五頁，2022年，8月28日兩起工程災(zāi)害是否有共性特點(diǎn)？

1、施工單位能力水平？

2、進(jìn)洞人數(shù)？

3、平導(dǎo)均只有不到兩公里？

第十九頁，共七十五頁，2022年，8月28日對隧道進(jìn)行風(fēng)險等級劃分是十分必要的。對隧道風(fēng)險等級劃分是依據(jù)勘察階段對隧道工程地質(zhì)及水文地質(zhì)的評價，從宏觀上對隧道風(fēng)險進(jìn)行評估，從而引起各方充分重視（意識形態(tài)的提高、費(fèi)用的增加、工期的合理安排），繼而制定出合理有效的超前預(yù)測預(yù)報方法、處理方案、應(yīng)急處理對策，以達(dá)到規(guī)避施工風(fēng)險，避免或最大程度地減少地質(zhì)災(zāi)害所引起人員傷亡和財產(chǎn)損失。

第二章巖溶隧道風(fēng)險等級劃分第二十頁，共七十五頁，2022年，8月28日風(fēng)險等級評價標(biāo)準(zhǔn)Ⅰ級風(fēng)險隧道長大隧道、隧道穿越可溶巖、地表巖溶強(qiáng)烈發(fā)育、隧道處于水平巖溶循環(huán)帶、隧道周圍存在暗河系統(tǒng)、隧道穿越背斜或向斜構(gòu)造、隧道穿越規(guī)模宏大的斷層、隧道反坡施工Ⅱ級風(fēng)險隧道長大隧道、隧道穿越碳酸鹽巖地層、地表巖溶強(qiáng)烈發(fā)育、隧道處于水平巖溶循環(huán)帶附近、隧道穿越規(guī)模較大的斷層一般巖溶隧道中短隧道、隧道穿越碳酸鹽巖地層、地表巖溶發(fā)育、隧道穿越規(guī)模較小的斷層、隧道穿越垂直巖溶循環(huán)帶第二十一頁，共七十五頁，2022年，8月28日第三章巖溶隧道安全生產(chǎn)要素、程序和組織1安全生產(chǎn)六要素巖溶隧道安全生產(chǎn)是建設(shè)單位、設(shè)計單位、施工單位、監(jiān)理單位四方共同的責(zé)任，其中任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯，對于巖溶隧道，特別是Ⅰ級風(fēng)險隧道，都有可能造成重大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，因此，各方應(yīng)各司其職、各負(fù)其責(zé)。根據(jù)以往巖溶隧道施工的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，巖溶隧道安全生產(chǎn)有六個要素：安全預(yù)報、安全管理、安全設(shè)計、安全施工、安全逃生、安全搶險。2安全生產(chǎn)程序第二十二頁，共七十五頁，2022年，8月28日第二十三頁，共七十五頁，2022年，8月28日第四章巖溶隧道安全預(yù)測預(yù)報（宜萬線實(shí)施情況）（1）預(yù)測預(yù)報方法：地質(zhì)素描、TSP203、地質(zhì)雷達(dá)、紅外線探水、超前水平深孔鉆探和風(fēng)鉆加深5m淺孔鉆探為必測方法，選定HSP、負(fù)視速度法、孔內(nèi)CT和成像為選測項(xiàng)目，在必要時進(jìn)行。第二十四頁，共七十五頁，2022年，8月28日等級工程地質(zhì)特征預(yù)測預(yù)報項(xiàng)目A級A+(1)極有可能存在重大地質(zhì)災(zāi)害的地段，如極有可能遭遇大的暗河體系，發(fā)育重大軟弱、富水、導(dǎo)水性良好的斷層。(2)存在重大物探異常，極有可能發(fā)生大于10000m3/h以上的特大型突水突泥，并極有可能誘發(fā)重大環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害的地段。(3)高地應(yīng)力、瓦斯等災(zāi)害極其嚴(yán)重地段。地質(zhì)素描、TSP203(100m)、地質(zhì)雷達(dá)(15～30m)、紅外線探水(20m)、超前水平探孔(30～60m)1～3孔、超前水平探孔(30m)6孔、超前淺孔鉆探(5m)5孔、HSP或負(fù)視速度法(50m)、孔中CT成像A(1)可能存在重大地質(zhì)災(zāi)害的地段，如可能遭遇大的暗河體系，發(fā)育重大軟弱、富水、導(dǎo)水性良好的斷層。(2)存在重大物探異常，極有可能發(fā)生大于1000m3/h以上的大型突水突泥，并可能誘發(fā)重大環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害的地段。(3)高地應(yīng)力、瓦斯等災(zāi)害嚴(yán)重地段。地質(zhì)素描、TSP203(100m)、地質(zhì)雷達(dá)(15～30m)、紅外線探水(20m)、超前水平探孔(30m)1～3孔、超前淺孔鉆探(5m)3～5孔第二十五頁，共七十五頁，2022年，8月28日等級工程地質(zhì)特征預(yù)測預(yù)報項(xiàng)目B級可能發(fā)生100～1000m3/h的中～小型突水突泥地段，存在較大物探異常、斷裂帶等地段。地質(zhì)素描、TSP203(150m)、地質(zhì)雷達(dá)(15～30m)、紅外線探水(20m)、超前水平探孔(30m)1～3孔、超前淺孔鉆探(5m)3孔C級巖溶水文地質(zhì)條件較好的碳酸鹽巖和碎屑巖地段，發(fā)生突水涌泥的可能性不大或規(guī)模不會大于100m3/h的突水突泥。地質(zhì)素描、TSP203(150m)、超前淺孔鉆探(5m)3孔，必要時地質(zhì)雷達(dá)(30m)、超前水平探孔(30m)1孔。第二十六頁，共七十五頁，2022年，8月28日（2）組織與管理●制度化管理：制定了《宜萬線施工地質(zhì)勘察與超前預(yù)測預(yù)報專項(xiàng)機(jī)制》，編寫了《宜萬線復(fù)雜隧道施工地質(zhì)實(shí)施細(xì)則》?！衤毮芑芾恚涸O(shè)計單位為主體，建設(shè)、施工、監(jiān)理單位明確職責(zé)、分工合理、相互協(xié)調(diào)、系統(tǒng)管理?！駥ｍ?xiàng)性管理：施工單位要有專業(yè)人員和設(shè)備。●納入工序管理：納入施工工序中，施工中做到“有疑必探、不探不挖”的原則。第二十七頁，共七十五頁，2022年，8月28日（3）現(xiàn)場應(yīng)用效果：●到目前為止，只要是按規(guī)定的項(xiàng)目進(jìn)行超前預(yù)測預(yù)報，所遇到的規(guī)模較大的巖溶均探測到?！胥@機(jī)選型：全線共有鉆機(jī)16種（GY-2PC、HGY-300D、JD-30、LF-100、MGY-60B、MK-3、MK-5、MK-5S、RDP-150C、XY-2、XY-2P、XY-2PC、XY-150、YQ-100、ZD-60、ZYG-150B），使用效果相差很大。其中大部分鉆機(jī)鉆進(jìn)行能力小，這對將鉆孔納入工序管理造成很大影響（約有17%的時間用于鉆孔）。推薦使用MKD-5S（煤科院西安分院產(chǎn)）、ZYG-150B（煤科院重慶分院產(chǎn)）、RDP-150C（日本進(jìn)口）地質(zhì)鉆機(jī)。第二十八頁，共七十五頁，2022年，8月28日●超前深孔鉆探基本上探到了所有的大型巖溶，5m淺孔風(fēng)鉆鉆探基本上探到了所有的涌水。超前鉆探仍是超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報的主體。●TSP預(yù)報率不高，應(yīng)進(jìn)一步研究，提高預(yù)報率。去年上半年為35%，目前為52%。●地質(zhì)雷達(dá)對基底巖溶探測效果很好。對較大規(guī)模的巖溶反映十分敏感。●紅外探水結(jié)論模糊，難以起到應(yīng)有的作用。第二十九頁，共七十五頁，2022年，8月28日（4）不認(rèn)真進(jìn)行預(yù)測預(yù)報的教訓(xùn)2004年9月11日，別巖槽隧道出口上半斷面開挖到DK406+422，掌子面炮眼孔射水，施工人員迅速撤離。12:30分，掌子面爆開，突發(fā)大規(guī)模涌水，突水洪峰流量36000m3/h，洞口涌水高度1.8m，涌水持續(xù)時間40min后穩(wěn)定為500m3/h。該次突水使洞內(nèi)設(shè)備席卷而出，并沖垮洞口場地，使上、下游居民用水受到嚴(yán)重影響，造成經(jīng)濟(jì)損失約100萬元，第三十頁，共七十五頁，2022年，8月28日1超前預(yù)測預(yù)報專項(xiàng)化管理（1）專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)列入概算（2）納入施工工序管理（投標(biāo)階段）（3）物探技術(shù)應(yīng)走專業(yè)化承包之路（4）鉆探技術(shù)應(yīng)配備快速鉆孔機(jī)械（5）加強(qiáng)淺孔風(fēng)鉆鉆探工作（6）制定規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)規(guī)范化管理第五章巖溶隧道安全管理第三十一頁，共七十五頁，2022年，8月28日2隧道巖溶治理程序化管理（1）會商程序：有突涌水可能的，必須由建設(shè)單位組織四方會商。（2）方案設(shè)計程序：設(shè)計負(fù)責(zé)、建設(shè)單位審批（3）施工程序：施工單位編寫施組、監(jiān)理審批、施工單位實(shí)施（4）注漿效果檢查程序：施工單位實(shí)施、監(jiān)理簽認(rèn)、建設(shè)單位對達(dá)不到設(shè)計要求的應(yīng)重新組織會商。第三十二頁，共七十五頁，2022年，8月28日3隧道巖溶安全制度化管理（1）制定《巖溶隧道防范高風(fēng)險專項(xiàng)機(jī)制》（2）制定《巖溶隧道注漿施工管理實(shí)施細(xì)則》（3）制定《巖溶處理的一般原則》4隧道巖溶治理費(fèi)用管理實(shí)報實(shí)銷？承包？采用承包會帶來很多安全隱患。5工期問題遇到特大巖溶或有涌突水可能時應(yīng)重新審核工期第三十三頁，共七十五頁，2022年，8月28日第六章巖溶隧道安全設(shè)計1反坡隧道洞內(nèi)抽水系統(tǒng)設(shè)計2洞口排水系統(tǒng)設(shè)計3注漿堵水設(shè)計4注漿效果檢查評定標(biāo)準(zhǔn)建立5巖溶管道放水降壓回填處理設(shè)計6支護(hù)體系設(shè)計7二次襯砌設(shè)計8暗河處理設(shè)計9輔助坑道設(shè)計方案10逃生通道設(shè)計11同聲光預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計12應(yīng)急照明設(shè)計13逃生線路設(shè)計第三十四頁，共七十五頁，2022年，8月28日注漿施工的七個重要參數(shù)●漿液擴(kuò)散半徑R——基礎(chǔ)●注漿布設(shè)間距a×b●注漿分段長度（步距）h●漿液凝膠時間Tg——核心（心臟）●注漿速度v（Q）——能量（血液）●注漿量Q（ΣQ）●注漿壓力P——關(guān)鍵（眼睛）第三十五頁，共七十五頁，2022年，8月28日注漿效果檢查評定標(biāo)準(zhǔn)建立五類十四種第三十六頁，共七十五頁，2022年，8月28日【圓梁山隧道1#溶洞】注漿中表現(xiàn)兩種P-Q-t曲線。Ⅰ型曲線主要是內(nèi)圈、外圈孔，特別是底部孔。其注漿壓力較小，一般為1.5～2MPa，注漿速度為40～50L/min，隨著注漿的進(jìn)行，注漿壓力稍有升高，注漿速度略有降低，當(dāng)達(dá)到設(shè)計注漿量時，注漿終壓不能達(dá)到設(shè)計終壓，而此時注漿速度仍較大。經(jīng)分析，認(rèn)為主要是溶洞區(qū)存在一定空隙(洞)，漿液流動的阻力較小，漿液主要表現(xiàn)為填充擴(kuò)散方式進(jìn)行加固。1注漿過程P-Q-t曲線法第三十七頁，共七十五頁，2022年，8月28日【圓梁山隧道1#溶洞】Ⅱ型曲線主要是上部注漿孔和中部注漿孔所表現(xiàn)，這和注漿設(shè)計意圖所采取的雙序孔約束型注漿措施一致，達(dá)到了擠壓密實(shí)的目的。注漿過程中，開始時注漿壓力為2～2.5MPa，注漿速度為30～50L/min，隨著注漿進(jìn)行，壓力上升，注漿速度明顯下降，當(dāng)達(dá)到設(shè)計注漿量時，注漿終壓達(dá)到或超過設(shè)計終壓值3～4MPa，此時注漿速度降至10～15L/min，這主要表現(xiàn)為擠壓－劈裂再擠壓。第三十八頁，共七十五頁，2022年，8月28日2注漿量分布特征法注漿量分布時間效應(yīng)圖【圓梁山隧道2#溶洞】

①總體可以將注漿量分布時間效應(yīng)圖分成兩部分，即前期單序孔部分和后期雙序孔部分，明顯單序孔注漿量要比雙序孔注漿量大，這和預(yù)期的分序孔注漿原則相一致。②前期單序孔階段，注漿量離散性很大，這主要是由于巖溶分布的不均一性特征所引起。第三十九頁，共七十五頁，2022年，8月28日上半斷面注漿量分布空間效應(yīng)圖由上半斷面注漿量分布空間效應(yīng)圖來看：①輪廓線外三圈孔注漿量總體是均布的，拱頂處較大，這主要是由于上部存在較大的空腔所致。②由注漿量分布情況來看，兩側(cè)拱腰處明顯存在著薄弱區(qū)，對此，這應(yīng)在補(bǔ)孔注漿及檢查孔施工時重點(diǎn)強(qiáng)化處理。第四十頁，共七十五頁，2022年，8月28日下半斷面注漿量分布空間效應(yīng)圖由下半斷面注漿量分布圖來看：注漿量分布比較均勻,注漿量都比較小，可見水是由上部過來的，上半斷面注漿后，基本上堵住了巖溶水。第四十一頁，共七十五頁，2022年，8月28日（3）涌水量對比法

【圓梁山隧道1#溶洞】超前地質(zhì)探孔涌水量為50～70m3/h，注漿施工中涌水量超過10000m3/d。注漿后，該溶洞段涌水量只有5～10m3/h，注漿堵水率達(dá)到90%以上，注漿堵水效果是很明顯的。第四十二頁，共七十五頁，2022年，8月28日【圓梁山隧道2#溶洞】①隨著注漿進(jìn)行，鉆孔涌水量總體呈減少趨勢，由此來看，總體注漿效果明顯，是隨著注漿進(jìn)行不斷提高。②鉆孔中的涌水量表現(xiàn)出明顯的離散性，這和2#溶洞地質(zhì)復(fù)雜有關(guān)。

第四十三頁，共七十五頁，2022年，8月28日（4）漿液填充率反算法【深圳市向西路人行地道工程】注漿結(jié)束后，統(tǒng)計注漿總量∑Q，利用公式∑Q=V·n·α·(1+β)反算出漿液填充率α=83.6%，滿足注漿加固堵水要求。在隨后施工中，工程安全順利。第四十四頁，共七十五頁，2022年，8月28日（5）檢查孔觀察法

【圓梁山隧道2#溶洞】注漿結(jié)束后，根據(jù)注漿P-Q-t曲線分析，結(jié)合注漿量分布特征，在注漿薄弱環(huán)節(jié)鉆設(shè)檢查孔。由圖檢查孔來看，檢查孔無涌水、涌砂，且成孔好。檢查孔放置1小時后，仍無坍孔、無涌水、無涌砂，因此，可以判定注漿效果是良好的，能滿足安全開挖要求。第四十五頁，共七十五頁，2022年，8月28日（6）檢查孔取芯法

【廣州地鐵楊----體區(qū)間隧道

】注漿結(jié)束后，針對注漿薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行取芯試驗(yàn)。取芯表明：巖芯呈柱狀，完整性好，巖芯提取率在60%以上，巖芯加固優(yōu)良率為71.5～96.6%。對巖芯進(jìn)行抗壓強(qiáng)度測試，在灰色細(xì)砂中為0.295～0.428MPa，在黃色中粗砂中為1.15～3.29MPa。

第四十六頁，共七十五頁，2022年，8月28日（7）檢查孔P-Q-t曲線法

【圓梁山隧道1#溶洞】對檢查孔進(jìn)行注漿，繪制P-Q-t曲線。由圖來看，開始時，注漿初壓為2MPa，注漿速度為15L/min，隨著注漿進(jìn)行，注漿壓力和注漿速度基本保持不變，這主要是起到了補(bǔ)充注漿作用，并進(jìn)一步劈裂強(qiáng)化注漿效果。維持5min后，注漿壓力突然上升，超過設(shè)計注漿終壓3MPa，同時注漿速度急劇下降，當(dāng)注漿壓力達(dá)到4MPa時，地層基本注不進(jìn)漿，而此時注漿量遠(yuǎn)小于設(shè)計注漿量，可見檢查孔區(qū)域已飽和密實(shí)，達(dá)到注漿設(shè)計要求。檢查孔P-Q-t曲線（7）檢查孔P-Q-t曲線法

第四十七頁，共七十五頁，2022年，8月28日（8）滲透系數(shù)測試法

【深圳地鐵益田站】注漿截水帷幕施工結(jié)束后，測試地層滲透系數(shù)為1.8×10-5～2.5×10-6cm/s，滿足工程安全施工要求，達(dá)到了注漿截水帷幕的目的。在隨后樁基開挖中，僅有少量滲水，工程得以安全施工。第四十八頁，共七十五頁，2022年，8月28日（9）加固效果觀察法【圓梁山隧道1#溶洞】對掌子面注漿加固效果進(jìn)行觀察，注漿后，掌子面淤泥質(zhì)粘土被有效加固，無水，開挖過程中，掌子面自穩(wěn)性好，無任何坍塌。第四十九頁，共七十五頁，2022年，8月28日（10）注漿機(jī)理分析法【圓梁山隧道1#溶洞】在開挖過程中，觀察漿液對地層的加固狀況。漿液加固溶洞地層，主要表現(xiàn)為填充擠壓和剪切劈裂兩種方式。填充擠壓方式主要是當(dāng)?shù)貙涌紫?洞)較大時，漿液直接填充空隙(洞)，該加固方式主要發(fā)生在破碎圍巖和粘土的交界面，以及部分空隙率較大的部位。剪切劈裂方式主要是在未擾動的粘土地層，漿液在較高壓力條件下形成劈裂脈，以脈狀擴(kuò)散方式形成網(wǎng)狀加固結(jié)構(gòu)，以達(dá)到固泥堵水的目的。方式一填充擠壓方式方式二剪切劈裂方式第五十頁，共七十五頁，2022年，8月28日（11）力學(xué)指標(biāo)測試法【圓梁山隧道1#溶洞】①漿液強(qiáng)度較高，但由于漿液固結(jié)機(jī)理主要表現(xiàn)為擠壓填充和剪切劈裂作用，因而漿液加固固結(jié)體測試抗壓強(qiáng)度時，首先固結(jié)體內(nèi)的粘土體被破壞，而此時漿液仍表現(xiàn)為固結(jié)強(qiáng)度，經(jīng)多次取樣測試，其單軸抗壓強(qiáng)度均在0.2MPa左右。注漿前地層為軟塑狀粘土，不能自穩(wěn)，注漿后地層抗壓強(qiáng)度得到了改善。②注漿前地層含水量為120.3%，地層空隙率為82.8%，注漿后地層含水量降低到15.7～29.1%，地層空隙率降低到18.3～44.2%。。抗壓強(qiáng)度(MPa)抗折強(qiáng)度(MPa)含水量(%)比重密度(g/cm3)重度(kN/m3)干密度(g/cm3)孔隙率(%)飽和度(%)1d3d1d3d漿液0.52.10.00.5原狀粘土地層軟塑狀不能成型120.34.001.5215.20.6982.8100擠壓填充體0.20.215.71.351.2712.71.0918.394.42剪切劈裂體0.20.229.12.71.9419.41.5044.299.18第五十一頁，共七十五頁，2022年，8月28日強(qiáng)度與耐久性問題第五十二頁，共七十五頁，2022年，8月28日（12）水位推測法【以太廣場高級寫字樓保護(hù)】在截水帷幕施工前越秀公園站施工中，地下水位變化異常，伴隨著施工的進(jìn)行與暫停，水位隨之變化，因而無法保證以太廣場的安全穩(wěn)定。通過實(shí)施截水帷幕，在之后2001年3月10日以后的越秀公園站施工中，以太廣場內(nèi)側(cè)水位穩(wěn)定，這充分證明了以太廣場復(fù)合式截水帷幕施工效果是好的。第五十三頁，共七十五頁，2022年，8月28日（13）變形推測法【廣州地鐵越秀公園站北基坑圍護(hù)樁外注漿】前期挖樁階段地表急劇下沉，最大沉降速率6.9mm/d，最大沉降值32mm。在挖樁至成樁階段，地表下沉速率最大值為1.3mm/d，這一階段累計下沉最大值為7.2mm，由此可見圍護(hù)樁外注漿截水帷幕的施作是十分成功的。第五十四頁，共七十五頁，2022年，8月28日（14）物探法【圓梁山隧道2#溶洞】注漿前后TSP對比第五十五頁，共七十五頁，2022年，8月28日巖溶注漿處理時注漿效果檢查方法與標(biāo)準(zhǔn)（建議）（1）必測項(xiàng)目：P-Q-t曲線法（符合設(shè)計要求，達(dá)到設(shè)計注漿量和注漿終壓）注漿量分布特征法（不能有注漿盲區(qū)）涌水量對比法（堵水率達(dá)到80%，總涌水量≤5m3/m/d）檢查孔觀察法（檢查孔無涌水、涌砂，放置一個小時仍無涌水、涌砂。）滲透系數(shù)測試法（k≤10-5cm/s）力學(xué)指標(biāo)測試法(固結(jié)體抗壓強(qiáng)度≥0.3MPa，注漿后地層含水率≤35%）（2）選測項(xiàng)目加固效果觀察法、注漿機(jī)理分析法、檢查孔P-Q-t曲線法第五十六頁，共七十五頁，2022年，8月28日第七章巖溶隧道安全施工1安全生產(chǎn)制度及培訓(xùn):施工單位應(yīng)對進(jìn)洞作業(yè)人員進(jìn)行安全生產(chǎn)制度培訓(xùn)，特別是應(yīng)對掌子面風(fēng)險標(biāo)識學(xué)會判別，對逃生線路明確。2輔助導(dǎo)坑與正洞的協(xié)調(diào)施工原則:對于長大巖溶隧道，應(yīng)注意以下幾個輔助導(dǎo)坑與正洞協(xié)調(diào)施工的原則。（1）堅持“平導(dǎo)超前、盡快貫通”的施工原則。（2）正洞與平導(dǎo)作業(yè)面應(yīng)協(xié)調(diào)施工，做到“平導(dǎo)超前、正洞緊跟”，反對平導(dǎo)長距離獨(dú)頭掘進(jìn)，原則上，正洞與平導(dǎo)作業(yè)面的距離不要超過500m。第五十七頁，共七十五頁，2022年，8月28日（3）當(dāng)平導(dǎo)遇到特大巖溶時，應(yīng)優(yōu)先考慮采取迂回導(dǎo)坑的措施。當(dāng)確實(shí)沒有迂回條件或迂回工作量特別大時，才考慮處理措施。（4）當(dāng)平導(dǎo)遇到特大巖溶時，在平導(dǎo)巖溶超前處理后開挖期間，由平導(dǎo)拐入正洞的獨(dú)頭作業(yè)面應(yīng)停止施工。第五十八頁，共七十五頁，2022年，8月28日（5）當(dāng)正洞遇到特大巖溶時，應(yīng)優(yōu)先考慮迂回措施，實(shí)現(xiàn)兩端夾擊加固，待平導(dǎo)貫通后處理。（6）當(dāng)反坡隧道施工遇到特大巖溶，存在突水、突泥可能時，應(yīng)重新分析隧道工期，如工期能保證，原則上采取反坡加固，反坡開挖揭示。第五十九頁，共七十五頁，2022年，8月28日3施工方法的選擇：以短臺階法為主，必要時可采用CRD工法開挖。4初期支護(hù)：大型充填型溶洞一定要采取大管棚支護(hù)。5信息化施工：巖溶處理中及處理后，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)控量測，及時根據(jù)監(jiān)測成果進(jìn)行必要的二次襯砌。6二次襯砌施作原則：長大巖溶隧道，二次襯砌應(yīng)及時，原則上掌子面與二次襯砌間距離不得大于200m。當(dāng)遇到高壓富水巖溶時，應(yīng)采取二次襯砌緊跟。第六十頁，共七十五頁，2022年，8月28日7洞內(nèi)外抽排水系統(tǒng)：反坡巖溶隧道施工時，施工單位必須設(shè)置不少于20000m3/d