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文檔簡介
巖溶隧道施工技術(shù)探討
李治國
中鐵隧道集團有限公司技術(shù)中心
2011年7月20日主要內(nèi)容一、概述二、巖溶發(fā)育的主要形式三、巖溶發(fā)育的主要特征四、巖溶隧道施工中面臨的主要難題五、巖溶隧道的預(yù)測預(yù)報六、巖溶隧道施工的主要方法和技術(shù)七、巖溶處理工程實例八、巖溶隧道施工容易出現(xiàn)的問題及對策九、認識和體會一概述
巖溶(karst)是地表水和地下水對可溶性巖層(碳酸巖類、硫酸巖類、鹵鹽類等)進行化學(xué)侵蝕、崩解作用和機械破壞、搬運、沉積作用所形成的各種地表和地下溶蝕現(xiàn)象的總稱。喀斯特(Krast)一詞源自前南斯拉夫西北部伊斯特拉半島碳酸鹽巖高原的名稱,當?shù)胤Q為,意為巖石裸露的地方,“喀斯特地貌”因近代喀斯特研究發(fā)源于該地而得名。在鐵路、公路、水電等工程中遇到最多是:碳酸巖類的巖溶.
巖溶隧道就是在巖溶區(qū)修建,可能受到巖溶影響的隧道。
我國可溶巖分布面積廣大,裸露于地表的碳酸鹽巖面積有91萬平方公里,加上覆蓋與埋藏于地下的碳酸鹽巖,可溶巖分布面積達340萬平方公里,約占國土面積的三分之一。南方黔、滇、桂、川、湘、鄂、粵諸省區(qū)為最重要的巖溶區(qū),碳酸鹽巖沉積總厚度在一萬米以上,幾乎分布于各個地質(zhì)時代,分布面積廣大的碳酸鹽巖,加上適宜的多種多樣的氣候條件形成了巖溶洞穴。
明代偉大的地理學(xué)家、旅行家徐霞客(1587--1641)親自探查了南方300余個巖溶洞穴,成為世界洞穴探險和考察的先驅(qū)。近代,以北京周口店猿人洞為代表的我國巖溶洞穴考古和洞穴文化研究舉世矚目。截至2002且5月,我國實測長度超過3000米的洞穴有108個;被開發(fā)的游覽洞穴總數(shù)約300個。目前已知的最大的洞穴系統(tǒng)是廣西樂業(yè)百朗地下河洞穴系統(tǒng),已探測到總長達75公里的洞穴通道。許多洞穴中有巨大的洞穴廳堂,全世界已知平面面積大于30000平方米的單個廳堂共有24個,我國就占有7個,貴州格必河洞穴系統(tǒng)中的苗廳面積11.6萬平方米,位居世界第二。從單個大廳的體積看,廣西樂業(yè)縣大槽洞穴中的紅玫瑰大廳體積為7百萬立方米,居世界第二。
巖溶形成的原因1、可溶性巖石溶性巖石是巖溶形成的根本條件,我國巖溶分布廣泛。大量的碳酸鹽巖、硫酸鹽巖和鹵化鹽巖在流水的不斷溶蝕作用下,在地表和地下形成了各種奇特的溶蝕現(xiàn)象。從溶解度上看,鹵化鹽巖>硫酸鹽巖>碳酸鹽巖;由于碳酸鹽巖種類較多,其各類巖石溶解度隨著難溶性雜質(zhì)的多少而定,石灰?guī)r>白云巖>泥灰?guī)r。從巖石結(jié)構(gòu)分析,結(jié)晶質(zhì)巖石晶粒愈大溶解度愈?。坏攘r比不等粒巖溶解度要小。
2、巖石透水性巖石具有一定的孔隙和裂隙,它們是流動水下滲的主要渠道。巖石裂隙越大,巖石的透水性越強,巖溶作用越顯著。在溶洞中,巖溶作用愈強烈,溶洞越大,地下管道越多,巖溶發(fā)育越復(fù)雜,連通性越強,并且形成一個不斷擴大的循環(huán)網(wǎng)。
3、流水的溶蝕作用水的溶蝕能力來源于二氧化碳(CO2)與水結(jié)合形成的碳酸(H2CO3),二氧化碳是喀斯特地貌形成的主要原因,水中的二氧化碳主要來自大氣流動、有機物在水中的腐蝕和礦物風(fēng)化。下面幾個化學(xué)方程式反映了巖溶作用的進行:CaCO3在CO2的水溶液中溶解的反應(yīng)式如下:CaCO3+CO2+H2O?Ca2++2HCO3-
(1)
其中存在以下兩種電離形式,并且由于碳酸和碳酸巖都是弱電解質(zhì),因此他們的反映都是可逆反應(yīng)。一是碳酸鈣在水中的電離:
CaCO3?Ca2++CO32-(1.1)二是CO2溶于水中,形成碳酸后的電離:
CO2+H2O?H2CO3
?
H++HCO3-(1.2)
式(1)可寫作下列離子反應(yīng)式:Ca2++CO32-+H++HCO3-?Ca2++2HCO3-(2)
簡化后得:CO32-+H+?HCO3-(3)
式(3)表明,CaCO3在含CO2的水溶液中溶解作用的實質(zhì)是CaCO3電離產(chǎn)生的CO32-離子與CO2和H2O作用后產(chǎn)生的H+離子的結(jié)合,形成新的HCO3-離子,從而降低了CaCO3電離生成物Ca2++CO32-的離子濃度,破壞了CaCO3的電離平衡。于是,就進一步促使CaCO3繼續(xù)電離,亦即繼續(xù)被溶解。只要水中有超過式(3)平衡量的多余的H+離子,就能導(dǎo)致CaCO3的不斷溶解。
這幾步反應(yīng)在大自然中是十分復(fù)雜的過程,因為溫度,氣壓,生物,土壤等許多自然條件制約著反應(yīng)的進行,并且這些反應(yīng)都是可逆的,水中的二氧化碳增多,反應(yīng)向右進行,就有利于CaCO3的分解;巖溶作用進行比較容易,反之則不利于巖溶作用。
不同溫度下,碳酸鈣飽和溶液中pH值與CaCO3含量的關(guān)系如圖7所示。這里明顯地反映出H+離子濃度和溫度對碳酸鹽溶解的作用,水溶液中H+離子含量增加(即pH值減小),CaCO3的溶解度也相應(yīng)增大。有關(guān)資料研究表明,當PH<6.36時,水具有強烈的侵蝕性;當pH值從6.36上升到8.33時,水的浸蝕性由強變?nèi)?;當pH值接近或超過l0時,水中H+離子含量已極少,水溶液也逐漸失去對碳酸鹽的侵蝕的能力。
CaCO3在不含CO2的純水中的溶解度水溫8.7℃16℃20℃25℃75℃100℃CaCO3溶解度mg/L1013.11414.31818.161415
4、流水的流動作用
流動的水溶蝕性更強烈一些,這是因為水中的二氧化碳需要得到及時的補充,水的溶蝕作用才能順利進行,水的溶蝕能力才得以鞏固加強。同時,流動的水帶動河底砂礫對巖石進行機械侵蝕,這樣更有利于巖溶作用的深入。
5、氣候的影響
如我國西南地區(qū)氣候濕潤,降水量大,地表徑流相對穩(wěn)定,流水下滲作用連續(xù),并且降水使流水得以更新和有效補充。因此巖溶作用得以延續(xù)進行。
巖溶形成的主要影響因素
第一,可溶性巖石是巖溶產(chǎn)生的物質(zhì)基礎(chǔ)。
第二,地質(zhì)構(gòu)造與地層結(jié)構(gòu)的千差萬別確定了巖溶類型的多樣性。
第三,地表水和地下水補給、徑流、滲透和循環(huán)是巖溶形成和發(fā)育的必要條件。第四,環(huán)境、氣候、生產(chǎn)、生活對巖溶形成都有一定的影響。第五:考慮巖溶一般發(fā)育規(guī)律時,應(yīng)注重CO2,而研究巖溶發(fā)育的局部規(guī)律時,還應(yīng)注意H+離子來源。二、多巖溶花發(fā)育久的主鎮(zhèn)要形飽式1、地表巖有溶表現(xiàn)敢的主要畫形式(1)溶難蝕性暗巖石(2)巖斯溶洼榨地和森谷地(3)溶泉(4)落水凳洞(5)溶待溝和蘇石芽溶溝箭是指英地表鍬水沿壟巖石暈表面殺和裂述隙流伏動過菊程中婦不斷廟對巖蝕石溶銷蝕和濁侵蝕撇,從顫而形種成的網(wǎng)石質(zhì)遠溝槽估;石挎芽指赴突出旋于溶尋溝之宅間的郊石脊槽,其顏實它碎是溶傅溝形淹成過緒程中跨的殘朽余物誓。云按南地注區(qū)的賓石林拒就是鄉(xiāng)豐發(fā)育慢比較紋好的毯形態(tài)牙高大泰的石導(dǎo)芽群猴,它訂的形涼成條宵件是希厚層講、質(zhì)粉純、蠅產(chǎn)狀追平緩施、垂逐直節(jié)館理稀休疏和約濕熱攻的氣佳候環(huán)宋境。(5)峰懂林、捐峰叢賣、孤側(cè)峰、貼天生迷橋等2、隧蒸道和雨地下幅工程腳巖溶涼主要槍表現(xiàn)戴形式綁:(1)溶灑隙:憂直徑響一般蠟應(yīng)小痛于5c錢m(2)溶堤孔:寬直徑邪一般錯小于20王m(3)溶管念:直徑愚一般小開于2.燈0m(4)溶朱洞:直徑逼一般夠應(yīng)大鮮于1.親5m(5)暗河(6)其他軍形式如桶:二、巖瞇溶發(fā)育化的主要螞特征1、巖賭溶水謝動力肯分帶提:(1)垂直奏滲流帶爭或包氣且?guī)В?)季市節(jié)變蓋動帶(3)水吐平滲什流帶(4)深部西緩流帶垂直舅滲流握帶或戀包氣槍帶、鴨季節(jié)攪變動黑帶、暖水平鼓滲流猶帶中戒巖溶煮比較定發(fā)育熔。2、文巖溶杰水的男運動幸規(guī)律尸(鄒苗成杰從認為寫:)(1)溶隙追型:各種巖構(gòu)造幻玉裂隙抵經(jīng)過衡溶蝕枕形成間,寬余度一擋般在5cm以下皂,平能面延登續(xù)性名較好奴,在茅溶隙頓中,籌地下及水為霧滲流連,達齒西定罩律可辟以近恩似應(yīng)茂用。(2)脈管繳型:溶隙腐經(jīng)過五溶蝕己進一覽步擴攤大、湊延長鼠、呈門脈管族狀,鼠其寬壟度5~20c漸m,平病面連斜續(xù)性窯好,場地下納水運倒動已予經(jīng)不環(huán)符合駱大西蛛定律永。(3)管道販型脈管錘經(jīng)溶舅蝕進泳一步番擴大厲,管瘡道寬弊度大紛于20繁cm,連同幅性好,瘦地下水桿的運動近呈管道材匯流,糖而不是譜滲流,橡不符合室達西定撓律。3、巖孔溶水基綢本特征(1精)空間江分布愿的不茫均勻籠性這主荷要歸框因于挽含水濫介質(zhì)分的結(jié)救構(gòu)、璃構(gòu)造敗在三柱維空旱間上老的非炊均質(zhì)晉性和箏滲透團的各掙向異嫩性,下也就替是巖從溶水攻循環(huán)半系統(tǒng)啄特征掉的空竭間差狀異性棒。由告于可拖溶巖吩巖體魚內(nèi)構(gòu)撫造斷價裂、惑節(jié)理法裂隙應(yīng)密度骨不均帝勻及至強度塊差異室,再腎加之夏巖性閣可溶呢性差島異及此水動乏力條點件的灰不同呆,從賀而產(chǎn)箱生差傳異溶皮蝕作蝦用。盟不均觸勻性艘還表堤現(xiàn)為慕巖層漲富水反程度運的差編異。巖溶州空間師分布裝的不旺均勻承性往黎往造甜成預(yù)天測預(yù)釘報困竟難和朽處理廣的難薦度。交容易浴引發(fā)棵次生晴災(zāi)害芽。(2)鉗流態(tài)多討變性根據(jù)水頂力學(xué)中脫雷諾數(shù)揚判斷是渾層流、攔紊流還獲是過渡廉流,這乏些又主拉要取決緊于流量任和水力葬坡度的播線性和璃非線性炮關(guān)系。脂在巖溶備區(qū),循耍環(huán)系統(tǒng)礦特征空括間不均旦一,水陜流通道辱和斷面簽變化無拐常,粗鉛糙程度游不同,床水力坡百度變化閱大,不酒同季節(jié)雁、不同遮時段的盡流量,統(tǒng)水位動遵態(tài)變化放異常,拒常常導(dǎo)王致流態(tài)瓦是多變蒙的,呈允紊流或悶過渡流勝。發(fā)生喚管道給流時建,流醫(yī)動物肥動能恐大,昨容易付產(chǎn)生盼較高快的水壺頭壓榨力,祖較大窯的流戶量,光破壞邀作用串強。(3)亮地下水叨和地表截水相互摟轉(zhuǎn)化的飛敏捷性①歲季節(jié)盈轉(zhuǎn)化晉型。陶洪水赤期時洽,地背下巖嘴溶通兆道過段水斷鈴面不貨能滿舟足調(diào)鬧洪量當?shù)呢摳馆d而牛溢流趁,以影地表六河形兆式排兄向臨絞近更背低地猾表河??;枯辮水期盤時,莊地下篩水仍城然向元同一啦河流束排泄雖;②伏傳流轉(zhuǎn)化督型(滲漏型)。地表奏水進入磨溶蝕巖哭體內(nèi)成心為暗流左,在巖砌體另一警端又重零現(xiàn)為明京流,也辟可能由菜于下伏得管道發(fā)基育而發(fā)童生滲漏賀,使地款表河流清量的一些部分轉(zhuǎn)算為地下筒水。③阻堤隔轉(zhuǎn)化向型。在攔巖溶地東下水流大動過程睜中,遇溫到隔水謠巖層時宮,被頂付托溢流勿成為地搭表河。容易宅疏干微地表煉水,麥暴雨目季節(jié)月隧道滴水量瓶增大衫,甚括至發(fā)殺生涌圣水突狠泥。3、射巖溶寧發(fā)育常的主跨要規(guī)畫律(1)巖溶發(fā)耐育受巖電性影響在可懷溶巖航與非對可溶申巖接撐觸帶段部位躬附近贊,特瞎別當頁非可衫溶巖頂為相立對隔鏈水層簽時,辟由于娘地下嘆水的串匯聚涂、運糟移,弱溶腐唉易沿秤接觸車帶部駁位發(fā)燃育巖雄溶。(2)巖溶腔發(fā)育脖受地里形、酒地貌乘影響在溝、婆谷、洼仙地、河耽床下巖數(shù)溶一般馳比較發(fā)由育。向壞斜軸部其巖溶比悠較發(fā)育四。背斜經(jīng)兩翼巖巖溶比較危發(fā)育。(3益)巖溶發(fā)職育受巖鈴體結(jié)構(gòu)咱、構(gòu)造潛影響①灰準質(zhì)的口沉積輝巖中嫁容易脖發(fā)育腳巖溶青(白帥云巖河、石趴灰?guī)r依、泥形灰?guī)r若等)駛。②巖溶變沿斷使層破探碎帶暮發(fā)育露,斷埋層與洽裂隙敬對巖您溶發(fā)退育起船控制白作用作。可罪溶巖注層的汽斷層繭破碎換帶,蓄特別墨是張消性斷傷層破揭碎帶錫,利冶于地坦下水苗的運議移,尤地下鏡巖溶充特別退發(fā)育磁,常舉發(fā)育嶺有地芹下暗儲河等宮大型年巖溶補,在奧兩條閱或多叛條斷乓層交博叉部濕位常慘形成坑大型罩溶洞拳、地獵下暗肢河及鄉(xiāng)豐地下違湖、連池等楊。③巖溶柏在褶皺詢軸部發(fā)服育比較柔強烈。茫在褶曲才構(gòu)造軸醋部,縱饒張裂隙漁(斷層孕)較多鼓,有利猾于地下亮水活動棒,地下活水易沿泡著張裂煉隙溶蝕買擴展,陜形成溶港蝕裂隙卡和溶洞旅,進一本步發(fā)展?jié)渤蔀榇蟀Y型巖溶拖或暗河袋。④巖溶昨容易錢沿著腔層面灰構(gòu)造頂裂隙飄發(fā)育廈。在貴原狀劣水平玩巖層裁褶皺羽過程閣中,固巖層違往往趴發(fā)生欣層間變錯動近或滑柿動,抖在層頓間可洽產(chǎn)生泥層面肯張裂插隙或首層面肌扭裂陡隙,鉛為地糞下水窄活動翁提供灶運移菌通道皆,易摔發(fā)育珍順層種巖溶底。⑤在譜含有額容易巷腐蝕度礦物相和腐看蝕性甜氣體筒的地雁層中泰,巖躬溶可都能比嗚較發(fā)棄育。3031四、巖誰溶隧道患施工中狀面臨的怨主要難墨題巖溶隧辭道施工羨中主要飾施工難拔題:1、群突水取、涌遠泥2、狗隧道迅大變鴿形、淺坍塌3、地鹽面塌陷4、地描表水疏紐奉干5、植違被及農(nóng)崖作物破客壞(1絕)黎驚巴嫩逢阿瓦在里引巨水隧盟洞施火工中腐發(fā)生擊了突剩如其惡來的祥地下籮水和糞流砂勇涌出久,將蔑已開搭挖的320生0m隧道浮全部菊淹沒斤堵塞匠,隧尚道的暑最大攪涌水仁、流積砂量頃達到6m3/s,整些個工訊程不梳得不忍暫時待停工母,當缺流砂旺發(fā)生慈時,地人們辦聽到卵了一踏種突藥然的掙響聲油,并板感到鐮有一螺股氣鍋流流誦動,的這種歉突然肉發(fā)生燦的涌制水、楊流砂滋事故厭給隧灰道施捐工帶綁來了展災(zāi)難敢的損荒失。(2)20尤01年7月14日某躍隧道義出口鄭正洞DK3激61+畢764處發(fā)生擦涌水、怠突泥,偵最大涌啊水量為63狗m3/s,涌水拉高度達幕到3.0吃m,14~16日內(nèi)膝突泥埋、涌牙砂量撈達到150放00m3,洪水捕沖出洞電口,導(dǎo)幣致施工欲機械梭蛋礦、噴爸漿機、映鋼軌等血機械設(shè)紛備和材美料被沖認進洞口敏的炭廠呀河內(nèi)。(3)200奔2年9月10日某隧嚷道進口澤正洞下主導(dǎo)坑DK煤35濁4+膚87憶9處發(fā)生鴨巨響,悟產(chǎn)生爆糖裂和沖盤擊波,選并突出脆硬塑狀拆粘土,排瞬間突遇泥量達420傭0m3,并伴撓隨有地婦下水流唇出,掩腰沒下導(dǎo)命坑道24撥4m,造成偷挖掘機杰、電瓶懇車和梭視礦等機霉械設(shè)備渾被淹埋茄。(4)邪巖溶突踢水、涌祝泥造成雁隧道變澇形、侵蓮限、開拋裂圓梁山匪隧道平錄導(dǎo)PD僵K3作54盡+4形30~470溶洞段同,全斷醫(yī)面超前雕注漿后刮上半斷際面開挖鉆至PD隸K3探54軋+4鉗61,中臺鏟階開挖直至PD筆K3方54旅+4尚57,但在源下半斷蛛面施工展工程中麗,發(fā)生室涌管突瓜水、涌豬砂,最啟大涌水貍量達到20僵00怠0疫m3困/h,大綱量的稅涌水練、突鹿泥導(dǎo)貓造成爹上半避斷面校初期絨支護完鋼拱仁架變算形侵孔限,園被迫意用混炮凝土陶將上扒半斷廊面回蠻填,葡重新距進行繡下半夫斷面謙超前糊注漿索加固舊和開荷挖。(5逆)巖竿溶突米水、搏涌泥亞容易厭造成蒙地下望水大奔量流阿失、波水位室下降送、地近面沉場陷、誕房屋殼倒塌頃。衡伶廣浮聚現(xiàn)大通瑤山元隧道吸全長14焰.2滔95輕km,F(xiàn)9斷層以赴灰?guī)r和閣砂巖為止主,施鵝工過程蒜中,平登導(dǎo)和正填洞遇到刻了十多究處充填陵飽和砂榴粘土的夢溶孔、兼溶洞,飾并發(fā)生紀了多次逢巖溶水盛引起的剝涌水、候突泥事碌故,而暮且地表玻出現(xiàn)了葬多處陷搏坑,給納環(huán)境帶帳了了不抗利影響該。(6)猴衡廣復(fù)如線南嶺恨隧道全扎長6.1拐km,灰朋巖占餓總長利的92患%,是典怪型的巖囑溶隧道東,19隸84年6月11日,爸平導(dǎo)焦施工罷至DK凱19布35電+7袍45減.4時,古在線旺路右能側(cè)的諒炮眼過中突旬水、西涌泥融,噴鵝射距耳離為15烘m,涌記水量閣為360饑0m3/d,當咽繼續(xù)咽放炮番掘進很時,投突然技涌泥250娛0m3,平導(dǎo)恩淹沒17覽0m,其糖中靠逮近掌朗子面70鴉m被泥砂宰充滿。6月14日下午煉,地表DK騾19傷35捷+6賭40~+6循76出現(xiàn)了賭多處較備大的陷該坑,給栽施工和桃環(huán)境都饞帶來了見較大的舍影響。南嶺傅隧道徒生潮裁垅洼升地—下連系依洼地地蕉表陷穴谷位置示墓意圖地表座塌陷(7)候巖溶造坡成地表胖塌陷、泡植被破坡壞、房粥屋倒塌房屋倒前塌1、預(yù)測劍預(yù)報內(nèi)邀容:(1)巖易溶發(fā)螺育的飾規(guī)模駱、形默態(tài)、誦位置竄、充伴填物膜、水補量、翠水壓腦大小屋。(2)巖溶乏發(fā)育與喝巖性、斗層理、之結(jié)構(gòu)、亡構(gòu)造之煙間的關(guān)倡系。(3)巖跡溶可脫能帶痛來的逗危害既。(4)建議光采取的北工程措勞施。五、劣巖溶賴隧道端的預(yù)很測預(yù)湯報2、總體裹原則以地質(zhì)宣分析為眉基礎(chǔ),急進行初勇步判斷嶺,采用莫合理的耳物探手惑段,進納行宏觀狼判斷,壇依靠鉆圣探進行緩驗證和蓬精細判嘴斷。3、預(yù)假測預(yù)術(shù)報距鬧離短距離棋、中距飯離和長報距離相亞結(jié)合。4、預(yù)尾測預(yù)買報系杏統(tǒng)應(yīng)建維立自梁動化托程度熄較高抓的預(yù)直測預(yù)愚報處盼理、券分析扒、處拋理、煉反饋氏系統(tǒng)波。施工慰。5、圍巖鴉級別劃扒分如進父行圍受巖級娃別劃薪分,拘應(yīng)進寸行必胡要的謀現(xiàn)場退測試宋和室示內(nèi)試咬驗。6、指榜導(dǎo)施斯工預(yù)測預(yù)歷報結(jié)果森應(yīng)盡量泰具體化冒、定量貢化,便伍于指導(dǎo)巖溶包預(yù)測釋預(yù)報羊的主杜要方太法:1、地面在地質(zhì)調(diào)掘查2、地勘至資料分座析3、洞綱內(nèi)地浪質(zhì)調(diào)播查和紙分析4、施工名資料分跟析5、物誤探資聲料6、鉆洲探資召料7、超前開導(dǎo)坑法8、綜災(zāi)合分芳析和蔽判斷笨。地面賄地質(zhì)必調(diào)查(1)地屋形地苗貌(2)巖找性、蛛地層櫻在隧戶道地虜表的武出露暴及接賭觸關(guān)冷系,忘巖層負產(chǎn)狀汗及其贏變化創(chuàng);(3)地質(zhì)稅構(gòu)造餓:斷練層、櫻褶皺終、裂熟隙等郊的分獸布、圖性質(zhì)烤、規(guī)椒模及炸其產(chǎn)愈狀變叉化;冰背斜濃還是近向斜垃。(4)地鹽表巖餅溶發(fā)槍育位袋置、飲規(guī)模已及分訪布規(guī)僚律;(5)特貍殊地泉層(奮煤層吼、石痕膏層祝)在無地表識的出趙露位盛置、平規(guī)模燙及其淘產(chǎn)狀賄變化謝;(6)鈴.礦坑淋(巷逃)和嚷采空王區(qū)及聾其在顧三維驅(qū)空間男上與朋隧道愿的關(guān)敗系;地勘資啊料分析(1)區(qū)域定地質(zhì)資蜂料(2)地幟面鉆般孔描璃述和標巖芯怪資料(3)壓水汪試驗資混料(4)物虜理和限力學(xué)跡參數(shù)裙資料(5)圍巖錯穩(wěn)定性裝分析(6)圍巖否分級資銀料洞內(nèi)地辭質(zhì)調(diào)查(1)巖統(tǒng)性、學(xué)巖層美產(chǎn)狀消、接盒觸關(guān)蝕系、濃完整寺性,劈燕掌子拿面穩(wěn)敞定性燦觀察獲:移樸動、檢響聲飄、涌碰水、辣掉塊衫、坍芝塌等雪。(2)地層分尚界面產(chǎn)階狀及其零位置;(3)結(jié)構(gòu)(勺整體、煎塊狀、泥層狀、展碎裂、演散體)攀和構(gòu)造吐(斷層蠻、褶皺躺、裂隙冤等)(4)節(jié)理覽裂隙霧統(tǒng)計潔,包誼括發(fā)珍育分淘布位接置、隱產(chǎn)狀臂、組洋數(shù)、趁節(jié)理老面閉漠合張威開狀凳態(tài)、檢節(jié)理跳面形犯態(tài)、廟節(jié)理殖面充糖填情干況;(5)巖溶充鑰填物、休出水位烏置、水言量、水次壓測定細;(6)特殊地偽質(zhì)和環(huán)改境描述煎。(7)掌子近面地隊質(zhì)素唯描應(yīng)葛采用霧圖示品、文挨字、赴照片泰等形躺式。46施工資胃料分析1、鉆柱孔情朽況:袖鉆孔普速度歌,巖董粉、放孔內(nèi)雕涌出春物。2、炸藥俘消耗情踐況3、變刮形監(jiān)固測情堵況4、涌扛水量俱、水場壓力5、超欠播挖情況黃。物探資必料分析1、地震旨波反射攔法2、電磁蠶波法3、直流期電法4、聲危波法5、其他爆方法49項目名稱設(shè)備儀器名稱型號性能數(shù)量地質(zhì)素描地質(zhì)羅盤普通型能測巖層、構(gòu)造面產(chǎn)狀視需要TSP203、TSP200預(yù)報TSP203、TSP200預(yù)報儀目前只有一個生產(chǎn)廠家能探測100m以上1臺HSP水平聲波探測智能工程探測聲波儀或普通地震儀ZGS-1型或普通地震儀能探測50m以上1臺紅外探測紅外探測儀HY—303防爆型能探測30m范圍每工點1臺地質(zhì)雷達探測地質(zhì)雷達CR—20B型探地雷達或其它能探測20~30m范圍1臺1臺超前鉆探
水平鉆機
MK—5全液壓鉆機或其它鉆孔深度30~300m視需要
YQ100F風(fēng)動鉆機或其它鉆孔深度30m以內(nèi)鉆探寶資料復(fù)分析1、探衛(wèi)孔分慰短、若中、薄長距務(wù)離探盈孔,米短距潑離探榆孔一秤般應(yīng)蒜超過告為5m,中蝦距離嬸探孔坑一般紙為30~晚50m,長距干離探孔積一般超番過超過50m。2、一兼般情育況下禿,中廈距離何應(yīng)在概掌子精面上陶鉆3~兩5個,馬終孔鳥位置腫應(yīng)超鈔過開塔挖輪債廓線歉外3~5必m。復(fù)雜望條件下怖,應(yīng)增虧加鉆孔版。3、主要必分析鉆陣孔速度等,響聲貓、巖粉割、卡鉆仍、出水貓量、水塔壓力等茄。4、鉆絨孔出厘水量飯、水陵壓的榆綜合毀對比溉分析忌。5、多敞鉆孔圖的區(qū)磚域分博析。51綜合艇預(yù)測發(fā)預(yù)報別方法1、瞎地勘族資料航和地名面調(diào)怠查、津隧道繞內(nèi)掌擠子面怪地質(zhì)艦描述飯是基陸礎(chǔ)。2、圾物探孟資料騰是宏憲觀和徐參考3、城鉆探瓦是驗不證和商根本綜合分龜析、綜潤合判斷什,現(xiàn)場控驗證,縮慧不斷優(yōu)肆化和修槍整預(yù)測命預(yù)報方柄法和手床段,提恭高地質(zhì)彎預(yù)測預(yù)泛報精度蒙。六、多巖溶復(fù)隧道決施工著的主易要方搜法和丸技術(shù)(一月)巖跑溶隧遲道施縮慧工的荒主要都方法編一般悲情況腥下應(yīng)幫選擇正鉆爆介法,議應(yīng)慎膚重選沾用盾苦構(gòu)和TBM法,睜對于回淺埋肯隧道閑,如帝選用禍盾構(gòu)政和TB少M法,財應(yīng)提亭前對刪可能撲影響捧隧道堂掘進或的巖宇溶管律道和喂溶洞表等進滔行處娘理。(二)蠅對于復(fù)促雜巖溶兼區(qū)段巖咳溶隧道仰施工,秤應(yīng)選擇慕臺階法析、CD法、CR絮D法或增雙側(cè)別墻導(dǎo)窮坑法踏。(三巷)隧兼道巖粉溶處訊理的罵原則為了診保護土隧道蟻周邊滲環(huán)境噴,結(jié)煩構(gòu)和伶運營蠅安全醒,根支據(jù)國此內(nèi)大插量巖仿溶隧筑道施書工經(jīng)才驗和雖運營昂工程飄中出臨現(xiàn)的察問題丙,并撤參照蘋國外渡有關(guān)訪巖溶冊處理降的文爭獻資東料,駕巖溶動處理利應(yīng)遵埋循以愉采取宮疏,薪堵、煤防、緞排相要結(jié)合坊,因膚地制串宜、壁綜合類治理重的原嫂則。(四憐)隧肌道巖核溶處川理技娘術(shù)1、地面冒注漿處蓮理(1)一駝般適乓用于世淺埋嘩隧道采,地箭表具臂備施深工場儀地,薦巖溶菌為充鼻填型胖溶洞反和巖麥溶管色道。羨拱頂返覆土嘴厚度一般遮小于50銷m(2)注健漿方積法:律一般紋采用賴袖閥著管注究漿或劈燕鋼管磚注漿師。加斤固范決圍一居般隧震道開村挖輪拜廓線旺外為途(0.慨5~1.0炮),如隧雖道基底瓦巖溶發(fā)績育較深鋒,應(yīng)適巡壽當加大灣。1、隧道茶超前預(yù)己注漿方勝法(1)一般適告用于深違埋隧道姜,巖溶憂為充填彈型溶洞作和巖溶科管道。代水壓力炕一般大惜于0.愿5M濟Pa。(2)注漿方礦法:一越般采用盈前進式檔或全孔芽一次性僻注漿。哄加固范導(dǎo)圍一般騾隧道開番挖輪廓眠線外為牲(0.推5~1.0航),如逮隧道倦基底噸巖溶煤發(fā)育羽較深爽,應(yīng)撐適當肌加大豎。注很漿材伐料一滔般采顧用雙述液漿吳和單你液漿棄。2、隧想道徑橡向注非漿技劇術(shù)(1)適用倉條件:索對于大汽面積滲肆漏水、名局部滴屋漏水或姑小股狀柏巖溶水池,水壓袋力不大野于0.5頑MPa,可協(xié)考慮遲采用姐徑向勤注漿藥方法死進行盞封堵金。(2)注漿慣方法一澤般為全懶孔一次單性注漿嚴或分段貸后退式捆注漿,林注漿加飼固范圍鉤一般為凳隧道開惰挖輪廓弦線外3~5m幅,鉆孔一踩般為梅咽花型布起置,注包漿的材身料應(yīng)以摧強度和廁耐久性慌較好的炮單液水待泥漿為撿主。注兇漿壓力雁一般為2~3MP鄙a。3、局部榜注漿方常法(1)適龍應(yīng)條妖件:躍巖層荷的溶古隙、這溶孔愁、小蝕型巖教溶管購道有畫股狀暴涌水弄現(xiàn)象醬,出冬水比工較清弦澈,暑受大畜氣降神雨影洲響不領(lǐng)大,語水壓登力一攝般情甩況下繡小于0.2嘴MPa。(2)一混般采授用直騎接封甩堵法長或間盼接封猴堵法活,局窮部注錢漿的轟材料臟也應(yīng)譜單液掏水泥怨?jié){為雜主,陣注漿循壓力柏一般等為1~2M悲Pa。a直接封仙堵法b間接封熱堵法局部注參漿堵水錯示意圖堵水應(yīng)閃做到:糧堵渾排偷清,堵寺大排小剝,暈堵兆高排低叼,頂?shù)投聣ε磐蕖?、基底嗎注漿加畝固隧道答底部乏為松降散或止軟塑栽狀的齒泥沙贈時,唐如地集基承罵載能掛力不托足,找為了牙防止拴列車坡運行吉過程紡中結(jié)篩構(gòu)產(chǎn)供生固泰結(jié)沉閘降,鵝如基品底溶像洞充釣填物孝的厚梯度為啞隧道辜仰拱艘以下2.柜0~20.農(nóng)0m,可考差慮采用秧注漿加龜固法,宏鉆孔深丸度應(yīng)深寶入基巖2.0泳m左右,丘孔間距季為1.夜0~2.補0封m,注川漿管移宜選賞用無墻縫鋼紅管,剖注漿襪材料努應(yīng)以桐單液晉水泥庸?jié){為欺主,饞注漿日管上使端應(yīng)飯和仰賀拱相察連,花以提華高支揪護結(jié)屠構(gòu)的銀強度捎和剛你度。5、換益填方飽法如隧徹道拱欠部、供邊墻棒或底灰部存邀在小鼠型干律溶洞該或空尊腔,憤內(nèi)部廈幾乎論無充好填物棄、無游水,聽可采逮用砂知石料哲、漿普砌片躲石、揪干砌畜片石壇、水返泥砂蜓漿、自混凝患土等兄粗細闖骨料宇全部后充填毯,必欠要時問設(shè)置邊排水玻系統(tǒng)狠,使宗填充言物不煌阻斷菠地下肆水的封過水蠻通道賞。6、疏取導(dǎo)方法為了殲不改暴變地嘆下水獅的流胃動規(guī)盡律,松溶管撞水的喚處理崇應(yīng)首淡先選然擇連溉通方笨案。詳通過亦多種巴地質(zhì)橫手段懸,探嚴明隧粒道周辭圍溶丟管的扶發(fā)育榆方向段,對祝于流礙動路陶徑比縣較明榆確的找溶管酷水,匹如確艘系隧糞道將動溶管濱截斷側(cè),可罰以通爪過在攏拱頂嗽、邊闊墻或惡底部決適當雨部位剖增加市輔助亡通道棗將溶承管連皺通,蹤蝶不改哥變地旺下水喘總的跳流動瓶趨勢糕。a拱部蹦溶管診處理b邊墻溶憂管處理溶管薦連通殿示意淋圖7、跨作越方忌法(1)涵、玩管跨越如果哄隧道吸底部杰存在揀小體罪積的烤溶洞癢空腔逗或暗著河,黨且流信量都摸較小伸,可裹在隧拐道底經(jīng)部設(shè)歉置暗下涵、宅管跨亮越。(2)橋鞭梁跨時越如隧老道底濟部存排在大催體積辛的溶已洞空拾腔或溪寬度穴較大賊的暗儉河,沙且流欺量都劇較大優(yōu),可析采用醫(yī)橋梁寒跨越骨。但匯施做磚橋墩愈時,怖一定虛要探恐明河辮底的棉地質(zhì)要情況役,合奪計選逮取樁丑和承貞臺的蒸施工男方法故,確徹保基峽礎(chǔ)具堪有足煮夠的癥承載繡能力毀。8、放水響減壓方耐法如巖巖溶水排是從英比較袋堅硬賄、完員整的診巖層嫩中流剛出,鋼泥砂泥含量僑很小棕,且蓮水量鴨、水雜壓均稍不大獸,且四能夠燥確定跪溶洞點水排曲放對封周圍握環(huán)境酬和隧以道結(jié)承構(gòu)安澇全不青會造惹成太廚大的繳影響侄,可剩采用輩平行壞導(dǎo)坑辣、排春水洞調(diào)、橫矩洞、聽迂回英導(dǎo)坑邀排水鳳等方對法進征行放由水減炮壓。9、直膨接排現(xiàn)放法如果探鍵水孔流展出清水剖,水壓煌力P≤裁0.豪1M伙Pa時,且練能夠確標認隧道箭排水不像會影響耐施工安合全和周厲圍環(huán)境議、相鄰瞧建筑物棚的安全薪時,可麻采用直邊接排放是方案。10溶洞假直接溫揭開配法(1)適用燦水量、摘水壓、湯規(guī)模不蜜大的小病規(guī)模溶每洞或巖鹽溶管道御,且揭棟開后對撕環(huán)境不泳會造成赴破壞。(2)作旬好應(yīng)擔(dān)急預(yù)身案和好安全府防范撞,盡所量一巡壽次爆鍬破成宋功。1、南疏嶺隧敢道地李表注飲漿處弓理南嶺隧既道生潮京垅洼巖知溶注漿喪處理七、塑巖溶誕處理鄰工程己實例2長地隧怨道基底勾溶洞換說填處理3鋁廠穿隧道洪溶洞千回填闖漿砌全片石篩和注共漿處規(guī)理4新橋灑隧道基底巖溶涵管跨越5高寨窮一號偷隧道政基低懂溶洞尖換填顆處理6普洱懼渡隧缸道溶宅洞泄驚水洞坦處理1、超前吊鉆探和卸規(guī)范施俯工問題問題:川不進行披超前鉆耀探或施申工不規(guī)犧范導(dǎo)致沸隧道涌否水突泥念。隧道暫爆破后孤留下的礙隔水層老太小或溝直接揭騎穿溶洞眼。對策:殼嚴格按疊設(shè)計進穴行施工童,必要亞時增加貸探孔。意每循環(huán)做爆破后鞋一定要剛留下足茶夠的隔貪水層。八、殘巖溶杯隧道梳施工鴿容易徐出現(xiàn)嘆的問糖題及通對策74隔水軋層的鹿抗?jié)撌拔g厚湊度若隔卷水層潤兩側(cè)副含水灑層中望水位你不同水,則陽在高普水位變一側(cè)辨,產(chǎn)秋生向富低水舟位一紡側(cè)的虜?shù)叵陆膺\動迫,并耗形成臘一定蕉的滲哄透壓滴力。扶如果突隔水悅層厚麗度能吼夠足綱以承權(quán)受這患種滲黑透壓竟力,議則可淹以認督為能雞起到趣隔水析作用星,否沿則,洲隔水饑層可漿能被絨潛蝕或破壞花。當懇隔水冬層兩碰側(cè)具插有一賊定水貍位差俯時,饒隔水鼻層的籠臨界缸有效贏厚度甲可用h0表示慢,即75式中,H為隔稍水層仁兩側(cè)季的水欲位差競,m;β為取灘決與愉含水緣瑞層透側(cè)水性盯的水枝頭折義減系拋數(shù),唯一般社在0.皮65~0.9字5范圍內(nèi)完選用;Ι0為根偵據(jù)隔瓣水層杜透水般性決器定的怨允許買水力苦比降紹,數(shù)浩值見晉下表1。隔水層單位吸水量ω隔水層滲透系數(shù)K(cm/s)允許水力比降Ι00.01<0.1×10-4200.03(0.1~0.6)×10-4150.05(0.6~0.1)×10-410隔水仍層允創(chuàng)許水源力表螞降Ι0值76h為隔俊水層期的實礎(chǔ)際厚維度,壺判斷蹈標準巧如下略:h>3h0為可寇靠隔孕水層
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