某隧道通過巖溶地段緊急預(yù)案

某隧道通過巖溶地段緊急預(yù)案1、工程概述新建鐵路宜昌至萬州線是沿江鐵路通道的重要組成部分，東起鴉宜鐵路花艷站（含），西止達(dá)萬鐵路萬州站（含）。沿途經(jīng)賀家坪、榔坪、野三關(guān)、高坪、建始、恩施、利川、重慶五橋至萬州車站。宜萬鐵路基本成東西走向，位于鄂西長江與清江分水嶺的低山和中高山的半坡地區(qū)，地形極其困難，地質(zhì)極其復(fù)雜，巖溶、順層、滑坡、斷層破碎帶和崩塌等主要不良地質(zhì)現(xiàn)象廣泛。某隧道全長7879m，進(jìn)口位于屯堡長陽溝，出口位于XX灣。隧道地處北亞熱帶溫濕季風(fēng)氣候區(qū)，溫和多雨。年平均氣溫12.8℃，多年平均降雨量1280.1mm。2、工程地質(zhì)隧道區(qū)內(nèi)主要巖溶地貌類形為丘（峰）叢洼地、溶蝕—侵蝕峰叢峽谷、峰叢洼地、溶蝕洼地、溶丘（槽谷）谷地等。地表巖溶形態(tài)除了有峰叢、洼地、溶丘外，普遍的有巖溶溝（谷）、巖溶槽谷、巖溶溝（峽）谷、石芽、盲谷、坡立谷等。地下巖溶形態(tài)主要有地下河、溶洞、漏斗、落水洞、巖溶管道、溶縫、地下廊道等。巖溶發(fā)育具有如下規(guī)律：巖溶發(fā)育自淺到深，其強(qiáng)度逐漸減弱；巖層產(chǎn)狀平緩時，碳酸鹽巖層間所夾透水層段，其上部含水層巖溶化較強(qiáng)，往往形成強(qiáng)富水段；下部巖溶發(fā)育較弱。3、組織機(jī)構(gòu)為了確保隧道順利通過突水、突泥地段，我部根據(jù)施工要求，特成立“新建鐵路宜昌至萬州線第XX標(biāo)段項目經(jīng)理部緊急預(yù)案小組”進(jìn)行施工管理、現(xiàn)場協(xié)調(diào)和指揮。緊急預(yù)案按項目法管理，實行項目經(jīng)理負(fù)責(zé)制。項目經(jīng)理部設(shè)三部一室，即工程技術(shù)部、安質(zhì)環(huán)保部、計劃財務(wù)部、辦公室，下轄2個隧道施工隊、1個軌道施工隊、1個給排水施工隊、1個注漿施工隊、1個地質(zhì)預(yù)測及預(yù)報隊和1個監(jiān)控量測隊共七個施工隊上場施工。緊急預(yù)案小組名單：組長：XX副組長：XXX成員：XXX4、地質(zhì)探測=1\*GB2⑴超前地質(zhì)預(yù)報根據(jù)地質(zhì)勘測調(diào)查，溶洞、漏斗、落水洞、巖溶管道等的可能性極大，為了提前預(yù)報以上不良地質(zhì)情況，制定合理的施工處理方案，實行動態(tài)施工，確保施工安全，確定采用超前水平鉆孔和TSP-203、地質(zhì)雷達(dá)、紅外線探水儀等物探方法進(jìn)行綜合預(yù)測預(yù)報。現(xiàn)場成立施工地質(zhì)預(yù)測及預(yù)報隊，由從事多年隧道施工和地質(zhì)工作的專業(yè)技術(shù)人員組成，并聘請富有實踐經(jīng)驗和地質(zhì)資料判釋能力的專家作指導(dǎo)。本隧道綜合超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報的工作和流程如下圖。補(bǔ)充地質(zhì)調(diào)查補(bǔ)充地質(zhì)調(diào)查掌子面地質(zhì)調(diào)查與素描掌子面地質(zhì)調(diào)查與素描長距離探測：TSP-203,預(yù)報距離100m左右長距離探測：TSP-203,預(yù)報距離100m左右短距離探測：地質(zhì)雷達(dá)，探測距離30m；短距離探測：地質(zhì)雷達(dá)，探測距離30m；紅外線探水儀，探測距離30m；超前水平鉆孔，探測距離30～50m探測資料判釋，提出探測意見和工程措施意見探測資料判釋，提出探測意見和工程措施意見超前地質(zhì)預(yù)報是制定施工方案和工程措施的主要依據(jù)，也是隧道施工的一道重要工序。本隧道施工中，重點地段上述各種預(yù)報手段并用，一般地段以TSP-203和水平超前鉆孔為主。=1\*GB3①補(bǔ)充地質(zhì)調(diào)查是在設(shè)計提供的地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，實地調(diào)查核實：不同地層、巖性、巖層產(chǎn)狀在隧道地表的出露及接觸情況；地表巖溶發(fā)育位置，規(guī)模及其分布構(gòu)造在隧道地表的出露、分布、性質(zhì)及產(chǎn)狀變化等。=2\*GB3②掌子面地質(zhì)調(diào)查及地質(zhì)素描調(diào)查巖層性質(zhì)、巖層產(chǎn)狀、巖體結(jié)構(gòu)、巖體節(jié)理等實際狀況及地質(zhì)構(gòu)造的變化特征，初步預(yù)測掌子面前方的斷層，不同巖層的接觸面出現(xiàn)位置及前方圍巖的穩(wěn)定性等。=3\*GB3③TSP-203地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)TSP-203是利用地震波進(jìn)行長距離探測的一種方法。該系統(tǒng)具有地震波發(fā)射、接收、電腦自動分析成圖等功能。其預(yù)報工作流程為：掌子面附近側(cè)壁淺孔微爆破產(chǎn)生震源→震源發(fā)生的地震波向前向外傳播→地震波遇不良地質(zhì)界面產(chǎn)生反射波→設(shè)備的采集系統(tǒng)接收反射波→電腦自動計算生成成果圖（反射波波形圖、反射能量影像圖和隧道探測平面、剖面圖）→解譯人員對成果圖進(jìn)行綜合分析判斷→提出掌子面前方不良地質(zhì)體的位置、規(guī)模的預(yù)報意見和相應(yīng)工程措施的建議。該系統(tǒng)預(yù)報的準(zhǔn)確性和精度主要取決于兩個方面：一是要嚴(yán)格按規(guī)定布置震源孔和傳感器接收孔的位置與孔距，并采用兩套傳感器實施隧道雙壁探測；二是成果圖解譯人員在解譯過程中要與其他探測方法的成果資料相互驗證綜合判斷。本隧道采用TSP-203探測，主要用于預(yù)報掌子面前方100m左右范圍內(nèi)的斷層破碎帶、巖溶溶洞、暗河、不同巖層接觸帶等不良地質(zhì)體的界面位置。=4\*GB3④地質(zhì)雷達(dá)探測法地質(zhì)雷達(dá)是基于電磁波在有效介質(zhì)中的傳播特性工作的。發(fā)射天線發(fā)出微波頻段的電磁波后，遇到不均勻介質(zhì)或介電常數(shù)有差異時會發(fā)生反射，反射信號由接收天線接收記錄，經(jīng)微機(jī)處理形成雷達(dá)剖面圖。解譯人員對雷達(dá)剖面圖進(jìn)行解譯分析，提出掌子面前方不良地質(zhì)體的位置和規(guī)模。該法對30m范圍內(nèi)的不良地質(zhì)體，尤其是含水地質(zhì)體探測效果好。本隧道采用地質(zhì)雷達(dá)，主要在臨近含水構(gòu)造地段使用，近距離探測富水溶洞、暗河、含水?dāng)鄬拥取?5\*GB3⑤紅外線探水法它是利用地下水活動引起巖體紅外輻射場場強(qiáng)變化特性，推測掌子面前方含水體的一種探測方法。其工作流程為：從掌子面后方的探測段起點，按5m點距布設(shè)測點→使用紅外線探水儀量測各測點的初始場強(qiáng)（目標(biāo)場強(qiáng)）→對場強(qiáng)發(fā)生變化的測點重復(fù)量測，并作橫向、垂向掃描，記錄所在測點場強(qiáng)的極大和極小值→以縱座標(biāo)為紅外輻射場強(qiáng)，橫座標(biāo)為測點，繪制紅外探測曲線圖→根據(jù)曲線圖，采用趨勢外推法，判斷掌子面前方的含水體構(gòu)造。本隧道采用紅外線探水儀，主要在TSP-203和超前水平鉆孔初步確定含水地段前30m左右開始探測，以進(jìn)一步確定含水體位置及規(guī)模。=6\*GB3⑥水平超前鉆孔這是最直觀、最可靠的超前探測手段。在本隧道不良地質(zhì)體多的地段，實施5孔超前鉆孔。探孔布置位置：中部一個，隧道斷面周邊均勻布置4個。除中部孔沿隧道軸線施鉆外，其余的超前鉆孔均向外施鉆，其孔底超出開挖輪廓線外5m。本隧道采用ZYG－150型全液壓鉆機(jī)，超前鉆孔深30～50m（一般地段30m左右）。主要用于探測掌子面前方圍巖情況和出水點位置、地下水水量和水壓等。超前探孔施工時應(yīng)注意前一循環(huán)鉆孔與后一循環(huán)鉆孔之間要搭接5～7m。施工中，對于已出水的超前鉆孔，要進(jìn)行不間斷的水流量、水壓的監(jiān)測，繪制水量、水壓的變化曲線，為制定地下水處理方案提供依據(jù)。=2\*GB2⑵超前輔助施工措施根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)報地質(zhì)情況，一旦遇到溶洞、漏斗、落水洞、巖溶管道等不良地質(zhì)，立即啟動緊急預(yù)案，將不良地質(zhì)的影響減少到最小。5、溶洞地段緊急預(yù)案當(dāng)隧道施工遇到溶洞時，根據(jù)設(shè)計文件有關(guān)資料、超前地質(zhì)預(yù)報，現(xiàn)場實際查明溶洞分布范圍、類型情況(大小、有無水、溶洞是否在發(fā)育中及其充填物)，巖層的穩(wěn)定程度和地下水流情況(有無長期補(bǔ)給來源，雨季水量有無增長)等，分別以引、填、越、繞等措施進(jìn)行處理。=1\*GB2⑴引排水當(dāng)溶洞有水流時，在查明水源流向及其與隧道位置的關(guān)系后，用暗管、涵洞、小橋設(shè)施，盡量保持地下水原有通道，宣泄水流或開鑿泄水洞，將水排出洞外。當(dāng)水流的位置在隧道上部或高于隧道時，應(yīng)在適當(dāng)距離外，開鑿引水斜洞(或引水槽)將水位降低到隧道底部位置以下，再行引排。=2\*GB2⑵堵填對已停止發(fā)育，徑跨較小，無水且無補(bǔ)給來源的溶洞，可根據(jù)其與隧道相交的位置及其充填情況，采用混凝土、漿砌片石或干砌片石予以回填封閉，根據(jù)地質(zhì)情況決定是否需要加深邊墻基礎(chǔ)。=3\*GB2⑶跨越當(dāng)溶洞較大較深，可采用梁、拱跨越。但梁端或拱座應(yīng)置于穩(wěn)固可靠的基礎(chǔ)上，必要時用圬工加固。隧道在不同部位遇到溶洞的跨越措施：=1\*GB3①當(dāng)隧道一側(cè)遇到狹長而較深的溶洞，可加深該側(cè)的邊墻基礎(chǔ)通過。=2\*GB3②當(dāng)隧道底部遇到有較大溶洞并有流水時，可在隧底以下砌筑漿砌片石支墻，支承隧道結(jié)構(gòu)，并在支墻內(nèi)套設(shè)涵管引排溶洞水。=3\*GB3③當(dāng)隧道邊墻部位遇到較大、較深的溶洞，不宜加深邊墻基礎(chǔ)時，可在邊墻部位或隧底以下筑拱跨過。=4\*GB3④當(dāng)隧道中部及底部遇有深狹的溶洞時，可加強(qiáng)兩邊墻基礎(chǔ)，并根據(jù)情況設(shè)置橋臺架梁通過。=5\*GB3⑤溶洞上大下小，且有部分充填物時，可將隧道頂部的充填物清除，然后在隧道底部標(biāo)高以下設(shè)置鋼筋混凝土橫梁及縱梁，橫梁兩端嵌入巖層。=6\*GB3⑥隧道穿過大溶洞，情況較為復(fù)雜時，可根據(jù)情況，以邊墻梁及行車梁通過。=4\*GB2⑷繞行施工施工中遇到一時難以處理的溶洞及暗河時，可采用迂回導(dǎo)坑繞過溶洞區(qū)，繼續(xù)進(jìn)行隧道施工，再進(jìn)行處理。=5\*GB2⑸溶洞地段施工注意事項=1\*GB3①施工前對地表進(jìn)行詳細(xì)勘察，注意研究巖溶狀態(tài)，估計可能遇到溶洞的地段。=2\*GB3②了解地表水、出水地點的情況，并對地表進(jìn)行必要的處理，以防止地表水下滲。=3\*GB3③當(dāng)施工達(dá)到溶洞邊緣，各工序應(yīng)緊密銜接。同時設(shè)法探明溶洞的形狀、范圍、大小、充填物及地下水等情況，據(jù)以制定施工處理方案及安全措施。=4\*GB3④注意檢查溶洞頂板，及時處理危石。當(dāng)溶洞較大較高時，應(yīng)設(shè)置施工護(hù)架或5、在溶蝕地段的爆破作業(yè)，應(yīng)盡量做到多打眼，打淺眼，