溶洞安全措施

Word第第頁溶洞安全措施方斗山隧道溶洞、涌水地段施工平安措施

方斗山隧道隧址區(qū)區(qū)域水文地質(zhì)條件冗雜，同時(shí)地下水的資源量也非常豐富，由地下水涌、突水現(xiàn)象導(dǎo)致的環(huán)境工程地質(zhì)問題對(duì)隧道施工、運(yùn)營的影響和危害也很突出。隧址區(qū)可溶性碳酸鹽巖類分布較廣，巖溶發(fā)育，除巖溶對(duì)隧道穩(wěn)定性有影響外，其中豐富的巖溶水產(chǎn)生的突水、突泥等災(zāi)難的影響也很突出。

方斗山隧道底板高程542.63～1038.14m，隧道施工過程中，將逐步形成以隧道為中心的降落漏斗，隨著隧道內(nèi)地下水的不斷排出，勢(shì)必引起地下水位大幅下降，地下水水力坡度加大，流速加快，同時(shí)，部分被堵塞的巖溶通道也將被疏通，涌水量漸漸加大，直至形成穩(wěn)定的降落漏斗后，水量逐步回落，趨于平穩(wěn)。

建設(shè)中或建成后的隧道在疏干區(qū)內(nèi)靜水儲(chǔ)量的同時(shí)，不但會(huì)直接引起區(qū)內(nèi)地下水水位的整體下降，而且將引起巖溶地貌地表的大面積沉降和塌陷。因此，做好透水的預(yù)報(bào)和應(yīng)對(duì)預(yù)案尤其重要。

一、涌水地段

(一)、主要防范措施

從“查、測(cè)、探、放、堵”五個(gè)方面擬定預(yù)報(bào)及應(yīng)對(duì)預(yù)案。

1、查

①、依據(jù)地質(zhì)資料，把握各分層的含水性和透水性；

②、裂隙和斷層位置、破裂帶位置、含水狀況和導(dǎo)水性能；

③、老窯、古井和的分布范圍、深度和積水狀況；

④、圍巖破壞及地表塌陷狀況，觀測(cè)巖層塌落帶、斷裂帶、沉降帶、彎曲帶的高度及其對(duì)涌水的影響；

2、測(cè)

①、收集當(dāng)?shù)貧庀蟆⒔邓亢秃恿?、水文地質(zhì)資料，查明地表水的分布；

②、查明井水的來源；

③、觀測(cè)涌水量及其改變規(guī)律；

3、探

①、堅(jiān)持“有疑必探，先探后掘”的探防水原則；

②、以下狀況必需探水前進(jìn)：

a、接近可能積水的部位；

b、接近含水層、導(dǎo)水?dāng)鄬?、溶洞和?dǎo)水陷落柱時(shí)；

c、接近可能與水井、泉水相通的斷層破裂帶時(shí)；

d、接近有出水可能的鉆孔時(shí)；

e、接近其它可能出水地區(qū)時(shí)；

③、探水作業(yè)參數(shù)

a、探水的起點(diǎn)

a、當(dāng)采空區(qū)、溶洞、廢棄硐室等積水區(qū)的位置精確，在隧洞中不得小于20米；

b、對(duì)積水區(qū)有圖紙，但不能確定積水區(qū)邊界時(shí)，其最小距離不得小于60米；

c、遇斷層或陷落柱時(shí)，最小距離不得低于20米；

b、鉆孔深度與超前距離

采納過探過掘時(shí)，探水鉆孔的孔底位置必需始終保持超前掘進(jìn)工作面肯定距離；

c、探放水鉆孔直徑<75㎜；

d、探水鉆孔數(shù)目，不少于3個(gè)，一般布置為扇形；

④、探放水的平安措施

a、加強(qiáng)鉆場的巷道支護(hù)；

b、配備與探放水量相適應(yīng)的排水設(shè)備；

c、在打眼地點(diǎn)或四周設(shè)專用電話；

d、測(cè)量和探放水人員必需親臨現(xiàn)場指揮；

e、鉆孔內(nèi)水壓較大時(shí)，應(yīng)采納反壓和主噴裝置的方法鉆進(jìn)；

f、鉆進(jìn)時(shí)，發(fā)覺煤巖松軟、片幫、來壓或鉆孔中的水壓、水量突然增大，以及有頂鉆等異樣狀況時(shí)，必需停止鉆進(jìn)，但不得撥出鉆桿，現(xiàn)場負(fù)責(zé)人馬上向地面指揮人員報(bào)告，并派人觀測(cè)水情，如發(fā)覺狀況緊急時(shí)，必需撤出全部受威逼地區(qū)的人員，然后實(shí)行措施進(jìn)行處理；

4、放

依據(jù)地質(zhì)勘測(cè)報(bào)告，放水簡單造成塌方，在一般狀況下不實(shí)行放水。在必要的狀況下實(shí)行。

①、疏放水方法

a、直接放水法：適用于水量不大時(shí)；

b、先堵后放：先堵積水點(diǎn)，然后排放積水；

c、先放后堵：水源補(bǔ)給量不大；

d、地面疏放

e、利用鉆孔疏放

②、疏放水留意事項(xiàng)

探到水源后，水量不大時(shí)，一般可用探水鉆孔放水；在水量很大時(shí)，需要打鉆孔，直徑為50～70㎜

a、鉆孔放水前，必需估量水量，掌握放水量；

b、鉆孔放水量，必需設(shè)專人測(cè)定水壓、水量等狀況；

c、在放水設(shè)計(jì)中，應(yīng)規(guī)定好人員撤退路線；

5、堵

依據(jù)地質(zhì)勘測(cè)報(bào)告，隧道透水主要實(shí)行以堵為主的施工方案，可采納超前探水、超前帷幕灌漿，超前堵水。一般在以下狀況下應(yīng)采納注漿堵水：

當(dāng)涌水水源本身水量不大，但與其它水源有親密聯(lián)系，單純用排

水方法不行能或不經(jīng)濟(jì)時(shí)；

當(dāng)隧道必需穿過含水層或充水?dāng)鄬樱偃绮欢伦∷词咕蜻M(jìn)無法進(jìn)行時(shí)；

當(dāng)隧道嚴(yán)峻淋水時(shí)；

(二)、施工平安措施

受到斷層破裂帶的影響，巖體不完好，自穩(wěn)性差，可能有涌水現(xiàn)象，為確保平安、高質(zhì)量的通過不良地質(zhì)地段，結(jié)合設(shè)計(jì)文件及以往閱歷制定主要施工平安措施。

1.加強(qiáng)地質(zhì)預(yù)報(bào)

利用超前地質(zhì)探孔的施作，能直觀、有效探明前方水文地質(zhì)狀況，推斷是否由發(fā)生涌水的可能性，并排解部分地下水，削減水量，降低水壓；并請(qǐng)有資質(zhì)單位進(jìn)行地質(zhì)雷達(dá)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，以便進(jìn)行綜合分析。

2.預(yù)放水施工

依據(jù)超前鉆孔預(yù)報(bào)狀況，假如有涌水的可能，在涌水段以前10～20米處進(jìn)行超前預(yù)放水。放水孔采納潛孔鉆機(jī)打孔，孔徑φ89，依據(jù)預(yù)探含水狀況布設(shè)放水孔數(shù)量及位置。

3.預(yù)先增加排水設(shè)備出

為確保施工平安，出口在隧道內(nèi)提前開挖集水坑，以利于涌水收集，同時(shí)配備2臺(tái)150m3/h的污水泵提前安裝在集水坑上，輸水管道采納φ100鋼管接至沉甸池，另外出口增設(shè)移動(dòng)泵站和備用水泵，正常狀況下，掌子面利用電動(dòng)潛水泵排水、有特大涌水、突水時(shí)，將移動(dòng)泵站及備用水泵移至掌子面排水，各級(jí)泵站的水泵全部啟動(dòng)。進(jìn)口隧道內(nèi)提前施工好排水溝與地面涵洞相聯(lián)通，并隨時(shí)確保水溝暢通。

(三)、防排水措施

對(duì)地下水要“防、排、截、堵”結(jié)合，形成暢通的排水通道，原則上采納超前鉆探、單層超前大管棚和周壁小導(dǎo)管雙液注漿堵水〔掌子面不注漿〕，在初期支護(hù)中鉆孔引水設(shè)置多層ω型排水半管，將水引入縱向排水管、橫向排水管，出口流入積水坑集中排出洞外，進(jìn)口通過排水溝排出洞外。

(四)、掘進(jìn)施工方案

總體施工方法采納分布開挖法〔即環(huán)形開挖留核心土法〕。

1.開挖前進(jìn)行超前預(yù)報(bào)，探明掌子面前方圍巖及含水狀況。

2.施工挨次如下：

(1)按設(shè)計(jì)施作φ50mm長3.0m的超前小導(dǎo)管并注漿(有水段為雙漿液，無水段為單漿液)。

(2)隧道開挖拱部，并進(jìn)行混凝土封閉巖面3至5cm。

(3)施作系統(tǒng)錨桿，掛網(wǎng)，架設(shè)拱架后，復(fù)噴至設(shè)計(jì)厚度。

(4)隧道開挖中部，并進(jìn)行混凝土封閉巖面3至5cm。

(5)施作系統(tǒng)錨桿，掛網(wǎng)，架設(shè)拱架后，復(fù)噴至設(shè)計(jì)厚度。

(6)隧道清底，地方進(jìn)行混凝土填充。

(7)掛防水板，施作二次襯砌。

(五)、施工留意事項(xiàng)

㈠嚴(yán)格落實(shí)施工的操作規(guī)程，當(dāng)上半斷面支護(hù)作業(yè)完成后，準(zhǔn)時(shí)埋設(shè)圍巖量側(cè)點(diǎn)，對(duì)開挖后水平凈空改變量和拱頂沉降量進(jìn)行跟蹤量測(cè)。一般每５米設(shè)１個(gè)量測(cè)斷面，每天量測(cè)３次，量測(cè)數(shù)據(jù)要準(zhǔn)時(shí)反饋，用于指導(dǎo)正在進(jìn)行的開挖及支護(hù)作業(yè)。

㈡

支護(hù)用的鋼拱架，應(yīng)保證其安設(shè)上、下垂直，緊貼巖面，鎖定堅(jiān)固，到達(dá)最正確受力狀態(tài)。加上分節(jié)時(shí)應(yīng)結(jié)合每部開挖斷面凹凸，以便堅(jiān)固對(duì)接。

㈢開挖時(shí)，工作面不宜垂直，嚴(yán)禁中下部有較大坑洼，應(yīng)通過調(diào)整打眼深度，使工作面具有肯定的坡度，以利于保證工作面的自穩(wěn)力量。

二、溶洞地段

(一)、溶洞的預(yù)報(bào)及應(yīng)對(duì)措施

采納物探、鉆探等技術(shù)對(duì)溶洞進(jìn)行精確預(yù)報(bào)，當(dāng)隧道施工遇到溶洞時(shí)，應(yīng)依據(jù)設(shè)計(jì)文件有關(guān)資料，超前地質(zhì)預(yù)報(bào)、現(xiàn)場實(shí)際查明溶洞分布范圍、類型狀況(大小、有無水、溶洞是否在發(fā)育中以及其充填物)，巖層的穩(wěn)定程度和地下水流狀況(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。并協(xié)作設(shè)計(jì)溶洞處理施工圖紙進(jìn)行處理。

1、溶洞跨越處理

當(dāng)溶洞規(guī)模較大、溶洞內(nèi)充填物松軟，基礎(chǔ)處理工程修建困難、耗資巨大，或者溶洞雖小但水流較大時(shí)，可依據(jù)詳細(xì)條件采納相應(yīng)的梁跨、板跨等形式跨越巖溶地段。

此方式一般采納鋼筋混凝土梁跨越，梁體采納抗侵蝕混凝土。當(dāng)隧道襯砌斷面需要開挖圍巖才能滿意凈空要求時(shí)，應(yīng)先開挖圍巖，再施工跨越結(jié)構(gòu)，以確保平安，同時(shí)應(yīng)留意不同受力結(jié)構(gòu)間的斷縫設(shè)置及連接措施設(shè)置。

2、封閉處理

已停止發(fā)育的干溶洞，在考慮有效的過水通道后，可采納混凝土、漿砌片石或干砌片石堵塞、充填溶洞。

3、錨桿、鋼管加固處理

為防止地窖巖壁或頂板坍塌，在去除松動(dòng)巖石困難的狀況下，可采納錨桿或大鋼管、鋼軌加固巖體。此時(shí)隧道襯砌應(yīng)考慮抗沖擊措施，一般是采納明洞襯砌，襯砌頂部設(shè)置回填體，其外表設(shè)置護(hù)面結(jié)構(gòu)，回填體以上空間的溶洞洞壁采納錨桿、鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土封閉支護(hù)；若溶洞較大，可設(shè)置橫向鋼軌橫或設(shè)人字形鋼軌柵架。

4、支頂處理

當(dāng)隧道穿過的溶洞由碎、塊石及淤泥土充填，充填物的松散密實(shí)程度不一時(shí)，隧道底部應(yīng)考慮采納鋼筋混凝土底板，去除底板下松散體，回填碎石，并在底板下加設(shè)鋼筋混凝土樁進(jìn)行支頂。

(二).巖溶水處理

1、巖溶水的處理

對(duì)巖溶水的處理通常原則是以“排”為主，截、堵、排、防相結(jié)合的綜合處理措施，筆者認(rèn)為應(yīng)當(dāng)是以“通”為主，截、排、堵相結(jié)合的綜合處理措施?！巴ā笔侵副M量保持原有過水通道，不能由于隧道的修建發(fā)生大的改變;“截”是指截?cái)嘣械叵滤ǖ?，改走其他通道；“堵”是封死相交的地下水通道；“排”是特指引入隧洞，通過排水溝排走；“防”是指防止地下水進(jìn)入隧道即可。

巖溶水處理的較大工程措施有泄水洞和涵洞兩類，采納泄水洞排水屬于“排”和“截”的范圍，采納涵洞過水屬于“通”和“截”的范圍。

2、泄水洞排水

當(dāng)預(yù)報(bào)到隧道區(qū)域的巖溶水量大、水壓大，而隧道的確無法避開時(shí)，需考慮特地設(shè)置排水隧洞，到達(dá)排解巖溶水，降低地下水位，保持隧道枯燥和施工平安的目的。

泄水洞應(yīng)位于地下水來向的一側(cè)，為防止巖溶水突然攻擊，施工中要采納超前鉆孔探測(cè)，預(yù)備足夠的抽水設(shè)備。泄水洞的設(shè)置可能對(duì)生態(tài)環(huán)境有不利影響，是否采納應(yīng)從施工、環(huán)保、平安等多方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，以保證方案考慮周全，本錢最低。

3、涵洞、倒虹管吸過水

隧道斷面與巖溶水相交時(shí)，為保證巖溶水暢通，在隧道底部設(shè)鋼筋混凝土圓涵，或倒虹管，同時(shí)涵洞出入口周邊至隧道邊墻外緣采納漿砌片石回填密實(shí)。

在采納此方案時(shí)要正確考慮涵洞過水?dāng)嗝?，一般?yīng)按豐水季節(jié)流量考慮。

(三)其他要考慮的問題

1、地窖積累物及地表塌陷處置

地窖積累物的特點(diǎn)是松軟、下沉量大、強(qiáng)度低、穩(wěn)定性差。當(dāng)隧道必需穿越地窖積累物地段時(shí)，可采納樁基、換填、注漿等加固巖體的處理措施。

隧道中地下水滲流排泄，導(dǎo)致巖溶地面塌陷，使地質(zhì)環(huán)境遭到破壞，造成隧道開挖時(shí)坍方、涌水、涌砂及突泥等危害。隧道通過巖溶地段時(shí)的地面塌陷形成過程和突然發(fā)生所參加的力是相當(dāng)冗雜的。施工中可采納化學(xué)注漿和管棚支撐開挖，同時(shí)從地表高壓注漿，固結(jié)塌陷松散體，避開消失突泥現(xiàn)象。

2、設(shè)計(jì)階段工程量估算

要精確估算隧道遭受大型溶溝、溶槽時(shí)的工程量是困難的，不同的溶洞形態(tài)、位置有不同的方案，各方案的工程量差異很大，這些只能在工程的預(yù)備費(fèi)用中考慮。

假如在隧道勘察階段已經(jīng)明確可知隧道必定遭受到的大型溶洞數(shù)量、類型及位置，可提前進(jìn)行預(yù)設(shè)計(jì)，盡可能使工程量估算有個(gè)參考范圍，作為調(diào)整預(yù)備費(fèi)用費(fèi)率的參考。

方斗山隧道溶洞涌水地段施工平安措施-2

2.預(yù)放水施工

依據(jù)超前鉆孔預(yù)報(bào)狀況,假如有涌水的可能,在涌水段以前10~20米處進(jìn)行超前預(yù)放水。放水孔采納潛孔鉆機(jī)打孔,孔徑φ89,依據(jù)預(yù)探含水狀況布設(shè)放水孔數(shù)量及位置。

3.預(yù)先增加排水設(shè)備出

為確保施工平安,出口在隧道內(nèi)提前開挖集水坑,以利于涌水收集,同時(shí)配備2臺(tái)150m3/h的污水泵提前安裝在集水坑上,輸水管道采納φ100鋼管接至沉甸池,另外出口增設(shè)移動(dòng)泵站和備用水泵,正常狀況下,掌子面利用電動(dòng)潛水泵排水、有特大涌水、突水時(shí),將移動(dòng)泵站及備用水泵移至掌子面排水,各級(jí)泵站的水泵全部啟動(dòng)。進(jìn)口隧道內(nèi)提前施工好排水溝與地面涵洞相聯(lián)通,并隨時(shí)確保水溝暢通。

(三)、防排水措施

對(duì)地下水要“防、排、截、堵”結(jié)合,形成暢通的排水通道,原則上采納超前鉆探、單層超前大管棚和周壁小導(dǎo)管雙液注漿堵水(掌子面不注漿),在初期支護(hù)中鉆孔引水設(shè)置多層ω型排水半管,將水引入縱向排水管、橫向排水管,出口流入積水坑集中排出洞外,進(jìn)口通過排水溝排出洞外。

(四)、掘進(jìn)施工方案

總體施工方法采納分布開挖法(即環(huán)形開挖留核心土法)。

1.開挖前進(jìn)行超前預(yù)報(bào),探明掌子面前方圍巖及含水狀況。

2.施工挨次如下:

(1)按設(shè)計(jì)施作φ50mm長3.0m的超前小導(dǎo)管并注漿(有水段為雙漿液,無水段為單漿液)。

(2)隧道開挖拱部,并進(jìn)行混凝土封閉巖面3至5cm。

(3)施作系統(tǒng)錨桿,掛網(wǎng),架設(shè)拱架后,復(fù)噴至設(shè)計(jì)厚度。

(4)隧道開挖中部,并進(jìn)行混凝土封閉巖面3至5cm。

(5)施作系統(tǒng)錨桿,掛網(wǎng),架設(shè)拱架后,復(fù)噴至設(shè)計(jì)厚度。

(6)隧道清底,地方進(jìn)行混凝土填充。

(7)掛防水板,施作二次襯砌。

(五)、施工留意事項(xiàng)

㈠嚴(yán)格落實(shí)施工的操作規(guī)程,當(dāng)上半斷面支護(hù)作業(yè)完成后,準(zhǔn)時(shí)埋設(shè)圍巖量側(cè)點(diǎn),對(duì)開挖后水平凈空改變量和拱頂沉降量進(jìn)行跟蹤量測(cè)。一般每5米設(shè)1個(gè)量測(cè)斷面,每天量測(cè)3次,量測(cè)數(shù)據(jù)要準(zhǔn)時(shí)反饋,用于指導(dǎo)正在進(jìn)行的開挖及支護(hù)作業(yè)。

㈡支護(hù)用的鋼拱架,應(yīng)保證其安設(shè)上、下垂直,緊貼巖面,鎖定堅(jiān)固,到達(dá)最正確受力狀態(tài)。加上分節(jié)時(shí)應(yīng)結(jié)合每部開挖斷面凹凸,以便堅(jiān)固對(duì)接。

㈢開挖時(shí),工作面不宜垂直,嚴(yán)禁中下部有較大坑洼,應(yīng)通過調(diào)整打眼深度,使工作面具有肯定的坡度,以利于保證工作面的自穩(wěn)力量。

二、溶洞地段

(一)、溶洞的預(yù)報(bào)及應(yīng)對(duì)措施

采納物探、鉆探等技術(shù)對(duì)溶洞進(jìn)行精確預(yù)報(bào),當(dāng)隧道施工遇到溶洞時(shí),應(yīng)依據(jù)設(shè)計(jì)文件有關(guān)資料,超前地質(zhì)預(yù)報(bào)、現(xiàn)場實(shí)際查明溶洞分布范圍、類型狀況(大小、有無水、溶洞是否在發(fā)育中以及其充填物),巖層的穩(wěn)定程度和地下水流狀況(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。并協(xié)作設(shè)計(jì)溶洞處理施工圖紙進(jìn)行處理。

1、溶洞跨越處理

當(dāng)溶洞規(guī)模較大、溶洞內(nèi)充填物松軟,基礎(chǔ)處理工程修建困難、耗資巨大,或者溶洞雖小但水流較大時(shí),可依據(jù)詳細(xì)條件采納相應(yīng)的梁跨、板跨等形式跨越巖溶地段。

此方式一般采納鋼筋混凝土梁跨越,梁體采納抗侵蝕混凝土。當(dāng)隧道襯砌斷面需要開挖圍巖才能滿意凈空要求時(shí),應(yīng)先開挖圍巖,再施工跨越結(jié)構(gòu),以確保平安,同時(shí)應(yīng)留意不同受力結(jié)構(gòu)間的斷縫設(shè)置及連接措施設(shè)置。

2、封閉處理

已停止發(fā)育的干溶洞,在考慮有效的過水通道后,可采納混凝土、漿砌片石或干砌片石堵塞、充填溶洞。

3、錨桿、鋼管加固處理

為防止地窖巖壁或頂板坍塌,在去除松動(dòng)巖石困難的狀況下,可采納錨桿或大鋼管、鋼軌加固巖體。此時(shí)隧道襯砌應(yīng)考慮抗沖擊措施,一般是采納明洞襯砌,襯砌頂部設(shè)置回填體,其外表設(shè)置護(hù)面結(jié)構(gòu),回填體以上空間的溶洞洞壁采納錨桿、鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土封閉支護(hù);若溶洞較大,可設(shè)置橫向鋼軌橫或設(shè)人字形鋼軌柵架。

4、支頂處理

當(dāng)隧道穿過的溶洞由碎、塊石及淤泥土充填,充填物的松散密實(shí)程度不一時(shí),隧道底部應(yīng)考慮采納鋼筋混凝土底板,去除底板下松散體,回填碎石,并在底板下加設(shè)鋼筋混凝土樁進(jìn)行支頂。

(二).巖溶水處理

1、巖溶水的處理

方斗山隧道溶洞涌水地段施工平安措施-1

方斗山隧道溶洞、涌水地段施工平安措施

方斗山隧道隧址區(qū)區(qū)域水文地質(zhì)條件冗雜,同時(shí)地下水的資源量也非常豐富,由地下水涌、突水現(xiàn)象導(dǎo)致的環(huán)境工程地質(zhì)問題對(duì)隧道施工、運(yùn)營的影響和危害也很突出。隧址區(qū)可溶性碳酸鹽巖類分布較廣,巖溶發(fā)育,除巖溶對(duì)隧道穩(wěn)定性有影響外,其中豐富的巖溶水產(chǎn)生的突水、突泥等災(zāi)難的影響也很突出。

方斗山隧道底板高程542.63~1038.14m,隧道施工過程中,將逐步形成以隧道為中心的降落漏斗,隨著隧道內(nèi)地下水的不斷排出,勢(shì)必引起地下水位大幅下降,地下水水力坡度加大,流速加快,同時(shí),部分被堵塞的巖溶通道也將被疏通,涌水量漸漸加大,直至形成穩(wěn)定的降落漏斗后,水量逐步回落,趨于平穩(wěn)。

建設(shè)中或建成后的隧道在疏干區(qū)內(nèi)靜水儲(chǔ)量的同時(shí),不但會(huì)直接引起區(qū)內(nèi)地下水水位的整體下降,而且將引起巖溶地貌地表的大面積沉降和塌陷。因此,做好透水的預(yù)報(bào)和應(yīng)對(duì)預(yù)案尤其重要。

一、涌水地段

(一)、主要防范措施

從“查、測(cè)、探、放、堵”五個(gè)方面擬定預(yù)報(bào)及應(yīng)對(duì)預(yù)案。

1、查

①、依據(jù)地質(zhì)資料,把握各分層的含水性和透水性;

②、裂隙和斷層位置、破裂帶位置、含水狀況和導(dǎo)水性能;

③、老窯、古井和的分布范圍、深度和積水狀況;

④、圍巖破壞及地表塌陷狀況,觀測(cè)巖層塌落帶、斷裂帶、沉降帶、彎曲帶的高度及其對(duì)涌水的影響;

2、測(cè)

①、收集當(dāng)?shù)貧庀?、降水量和河流、水文地質(zhì)資料,查明地表水的分布;

②、查明井水的來源;

③、觀測(cè)涌水量及其改變規(guī)律;

3、探

①、堅(jiān)持“有疑必探,先探后掘”的探防水原則;

②、以下狀況必需探水前進(jìn):

a、接近可能積水的部位;

b、接近含水層、導(dǎo)水?dāng)鄬?、溶洞和?dǎo)水陷落柱時(shí);

c、接近可能與水井、泉水相通的斷層破裂帶時(shí);

d、接近有出水可能的鉆孔時(shí);

e、接近其它可能出水地區(qū)時(shí);

③、探水作業(yè)參數(shù)

a、探水的起點(diǎn)

a、當(dāng)采空區(qū)、溶洞、廢棄硐室等積水區(qū)的位置精確,在隧洞中不得小于20米;

b、對(duì)積水區(qū)有圖紙,但不能確定積水區(qū)邊界時(shí),其最小距離不得小于60米;

c、遇斷層或陷落柱時(shí),最小距離不得低于20米;

b、鉆孔深度與超前距離

采納過探過掘時(shí),探水鉆孔的孔底位置必需始終保持超前掘進(jìn)工作面肯定距離;

c、探放水鉆孔直徑<75㎜;

d、探水鉆孔數(shù)目,不少于3個(gè),一般布置為扇形;

④、探放水的平安措施

a、加強(qiáng)鉆場的巷道支護(hù);

b、配備與探放水量相適應(yīng)的排水設(shè)備;

c、在打眼地點(diǎn)或四周設(shè)專用電話;

d、測(cè)量和探放水人員必需親臨現(xiàn)場指揮;

e、鉆孔內(nèi)水壓較大時(shí),應(yīng)采納反壓和主噴裝置的方法鉆進(jìn);

f、鉆進(jìn)時(shí),發(fā)覺煤巖松軟、片幫、來壓或鉆孔中的水壓、水量突然增大,以及有頂鉆等異樣狀況時(shí),必需停止鉆進(jìn),但不得撥出鉆桿,現(xiàn)場負(fù)責(zé)人馬上向地面指揮人員報(bào)告,并派人觀測(cè)水情,如發(fā)覺狀況緊急時(shí),必需撤出全部受威逼地區(qū)的人員,然后實(shí)行措施進(jìn)行處理;

4、放

依據(jù)地質(zhì)勘測(cè)報(bào)告,放水簡單造成塌方,在一般狀況下不實(shí)行放水。在必要的狀況下實(shí)行。

①、疏放水方法

a、直接放水法:適用于水量不大時(shí);

b、先堵后放:先堵積水點(diǎn),然后排放積水;

c、先放后堵:水源補(bǔ)給量不大;

d、地面疏放

e、利用鉆孔疏放

②、疏放水留意事項(xiàng)

探到水源后,水量不大時(shí),一般可用探水鉆孔放水;在水量很大時(shí),需要打鉆孔,直徑為50~70㎜

a、鉆孔放水前,必需估量水量,掌握放水量;

b、鉆孔放水量,必需設(shè)專人測(cè)定水壓、水量等狀況;

c、在放水設(shè)計(jì)中,應(yīng)規(guī)定好人員撤退路線;

5、堵

依據(jù)地質(zhì)勘測(cè)報(bào)告,隧道透水主要實(shí)行以堵為主的施工方案,可采納超前探水、超前帷幕灌漿,超前堵水。一般在以下狀況下應(yīng)采納注漿堵水:

當(dāng)涌水水源本身水量不大,但與其它水源有親密聯(lián)系,單純用排水方法不行能或不經(jīng)濟(jì)時(shí);

當(dāng)隧道必需穿過含水層或充水?dāng)鄬?假如不堵住水源使掘進(jìn)無法進(jìn)行時(shí);

當(dāng)隧道嚴(yán)峻淋水時(shí);

(二)、施工平安措施

受到斷層破裂帶的影響,巖體不完好,自穩(wěn)性差,可能有涌水現(xiàn)象,為確保平安、高質(zhì)量的通過不良地質(zhì)地段,結(jié)合設(shè)計(jì)文件及以往閱歷制定主要施工平安措施。

1.加強(qiáng)地質(zhì)預(yù)報(bào)

利用超前地質(zhì)探孔的施作,能直觀、有效探明前方水文地質(zhì)狀況,推斷是否由發(fā)生涌水的可能性,并排解部分地下水,削減水量,降低水壓;并請(qǐng)有資質(zhì)單位進(jìn)行地質(zhì)雷達(dá)超前地質(zhì)預(yù)報(bào),以便進(jìn)行綜合分析。

方斗山隧道溶洞涌水地段施工平安措施-3

方斗山隧道溶洞、涌水地段施工平安措施

對(duì)巖溶水的處理通常原則是以“排”為主,截、堵、排、防相結(jié)合的綜合處理措施,筆者認(rèn)為應(yīng)當(dāng)是以“通”為主,截、排、堵相結(jié)合的綜合處理措施?！巴ā笔侵副M量保持原有過水通道,不能由于隧道的修建發(fā)生大的改變;“截”是指截?cái)嘣械叵滤ǖ?改走其他通道;“堵”是封死相交的地下水通道;“排”是特指引入隧洞,通過排水溝排走;“防”是指防止地下水進(jìn)入隧道即可。

巖溶水處理的較大工程措施有泄水洞和涵洞兩類,采納泄水洞排水屬于“排”和“截”的范圍,采納涵洞過水屬于“通”和“截”的范圍。

2、泄水洞排水

當(dāng)預(yù)報(bào)到隧道區(qū)域的巖溶水量大、水壓大,而隧道的確無法避開時(shí),需考慮特地設(shè)置排水隧洞,到達(dá)排解巖溶水,降低地下水位,保持隧道枯燥和施工平安的目的。

泄水洞應(yīng)位于地下水來向的一側(cè),為防止巖溶水突然攻擊,施工中要采納超前鉆孔探測(cè),預(yù)備足夠的抽水設(shè)備。泄水洞的設(shè)置可能對(duì)生態(tài)環(huán)境有不利影響,是否采納應(yīng)從施工、環(huán)保、平安等多方面進(jìn)行評(píng)價(jià),以保證方案考慮周全,本錢最低。

3、涵洞、倒虹管吸過水

隧道斷面與巖溶水相交時(shí),為保證巖溶水暢通,在隧道底部設(shè)鋼筋混凝土圓涵,或倒虹管,同時(shí)涵洞出入口周邊至隧道邊墻外緣采納漿砌片石回填密實(shí)。

在采納此方案時(shí)要正確考慮涵洞過水?dāng)嗝?一般應(yīng)按豐水季節(jié)流量考慮。

(三)其他要考慮的問題

1、地窖積累物及地表塌陷處置

地窖積累物的特點(diǎn)是松軟、下沉量大、強(qiáng)度低、穩(wěn)定性差。當(dāng)隧道必需穿越地窖積累物地段時(shí),可采納樁基、換填、注漿等加固巖體的處理措施。

隧道中地下水滲流排泄,導(dǎo)致巖溶地面塌陷,使地質(zhì)環(huán)境遭到破壞,造成隧道開挖時(shí)坍方、涌水、涌砂及突泥等危害。隧道通過巖溶地段時(shí)的地面塌陷形成過程和突然發(fā)生所參加的力是相當(dāng)冗雜的。施工中可采納化學(xué)注漿和管棚支撐開挖,同時(shí)從地表高壓注漿,固結(jié)塌陷松散體,避開消失突泥現(xiàn)象。

2、設(shè)計(jì)階段工程量估算

要精確估算隧道遭受大型溶溝、溶槽時(shí)的工程量是困難的,不同的溶洞形態(tài)、位置有不同的方案,各方案的工程量差異很大,這些只能在工程的預(yù)備費(fèi)用中考慮。

假如在隧道勘察階段已經(jīng)明確可知隧道必定遭受到的大型溶洞數(shù)量、類型及位置,可提前進(jìn)行預(yù)設(shè)計(jì),盡可能使工程量估算有個(gè)參考范圍,作為調(diào)整預(yù)備費(fèi)用費(fèi)率的參考。

方斗山隧道溶洞涌水地段施工平安措施

方斗山隧道隧址區(qū)區(qū)域水文地質(zhì)條件冗雜,同時(shí)地下水的資源量也非常豐富,由地下水涌、突水現(xiàn)象導(dǎo)致的環(huán)境工程地質(zhì)問題對(duì)隧道施工、運(yùn)營的影響和危害也很突出。隧址區(qū)可溶性碳酸鹽巖類分布較廣,巖溶發(fā)育,除巖溶對(duì)隧道穩(wěn)定性有影響外,其中豐富的巖溶水產(chǎn)生的突水、突泥等災(zāi)難的影響也很突出。

方斗山隧道底板高程542.63~1038.14m,隧道施工過程中,將逐步形成以隧道為中心的降落漏斗,隨著隧道內(nèi)地下水的不斷排出,勢(shì)必引起地下水位大幅下降,地下水水力坡度加大,流速加快,同時(shí),部分被堵塞的巖溶通道也將被疏通,涌水量漸漸加大,直至形成穩(wěn)定的降落漏斗后,水量逐步回落,趨于平穩(wěn)。

建設(shè)中或建成后的隧道在疏干區(qū)內(nèi)靜水儲(chǔ)量的同時(shí),不但會(huì)直接引起區(qū)內(nèi)地下水水位的整體下降,而且將引起巖溶地貌地表的大面積沉降和塌陷。因此,做好透水的預(yù)報(bào)和應(yīng)對(duì)預(yù)案尤其重要。

一、涌水地段

(一)、主要防范措施

從“查、測(cè)、探、放、堵”五個(gè)方面擬定預(yù)報(bào)及應(yīng)對(duì)預(yù)案。

1、查

①、依據(jù)地質(zhì)資料,把握各分層的含水性和透水性;

②、裂隙和斷層位置、破裂帶位置、含水狀況和導(dǎo)水性能;

③、老窯、古井和的分布范圍、深度和積水狀況;

④、圍巖破壞及地表塌陷狀況,觀測(cè)巖層塌落帶、斷裂帶、沉降帶、彎曲帶的高度及其對(duì)涌水的影響;

2、測(cè)

①、收集當(dāng)?shù)貧庀?、降水量和河流、水文地質(zhì)資料,查明地表水的分布;

②、查明井水的來源;

③、觀測(cè)涌水量及其改變規(guī)律;

3、探

①、堅(jiān)持“有疑必探,先探后掘”的探防水原則;

②、以下狀況必需探水前進(jìn):

a、接近可能積水的部位;

b、接近含水層、導(dǎo)水?dāng)鄬?、溶洞和?dǎo)水陷落柱時(shí);

c、接近可能與水井、泉水相通的斷層破裂帶時(shí);

d、接近有出水可能的鉆孔時(shí);

e、接近其它可能出水地區(qū)時(shí);

③、探水作業(yè)參數(shù)

a、探水的起點(diǎn)

a、當(dāng)采空區(qū)、溶洞、廢棄硐室等積水區(qū)的位置精確,在隧洞中不得小于20米;

b、對(duì)積水區(qū)有圖紙,但不能確定積水區(qū)邊界時(shí),其最小距離不得小于60米;

c、遇斷層或陷落柱時(shí),最小距離不得低于20米;

b、鉆孔深度與超前距離

采納過探過掘時(shí),探水鉆孔的孔底位置必需始終保持超前掘進(jìn)工作面肯定距離;

c、探放水鉆孔直徑<75㎜;

d、探水鉆孔數(shù)目,不少于3個(gè),一般布置為扇形;

④、探放水的平安措施

a、加強(qiáng)鉆場的巷道支護(hù);

b、配備與探放水量相適應(yīng)的排水設(shè)備;

c、在打眼地點(diǎn)或四周設(shè)專用電話;

d、測(cè)量和探放水人員必需親臨現(xiàn)場指揮;

e、鉆孔內(nèi)水壓較大時(shí),應(yīng)采納反壓和主噴裝置的方法鉆進(jìn);

f、鉆進(jìn)時(shí),發(fā)覺煤巖松軟、片幫、來壓或鉆孔中的水壓、水量突然增大,以及有頂鉆等異樣狀況時(shí),必需停止鉆進(jìn),但不得撥出鉆桿,現(xiàn)場負(fù)責(zé)人馬上向地面指揮人員報(bào)告,并派人觀測(cè)水情,如發(fā)覺狀況緊急時(shí),必需撤出全部受威逼地區(qū)的人員,然后實(shí)行措施進(jìn)行處理;

4、放

依據(jù)地質(zhì)勘測(cè)報(bào)告,放水簡單造成塌方,在一般狀況下不實(shí)行放水。在必要的狀況下實(shí)行。

①、疏放水方法

a、直接放水法:適用于水量不大時(shí);

b、先堵后放:先堵積水點(diǎn),然后排放積水;

c、先放后堵:水源補(bǔ)給量不大;

d、地面疏放

e、利用鉆孔疏放

②、疏放水留意事項(xiàng)

探到水源后,水量不大時(shí),一般可用探水鉆孔放水;在水量很大時(shí),需要打鉆孔,直徑為50~70㎜

a、鉆孔放水前,必需估量水量,掌握放水量;

b、鉆孔放水量,必需設(shè)專人測(cè)定水壓、水量等狀況;

c、在放水設(shè)計(jì)中,應(yīng)規(guī)定好人員撤退路線;

5、堵

依據(jù)地質(zhì)勘測(cè)報(bào)告,隧道透水主要實(shí)行以堵為主的施工方案,可采納超前探水、超前帷幕灌漿,超前堵水。一般在以下狀況下應(yīng)采納注漿堵水:

當(dāng)涌水水源本身水量不大,但與其它水源有親密聯(lián)系,單純用排水方法不行能或不經(jīng)濟(jì)時(shí);

當(dāng)隧道必需穿過含水層或充水?dāng)鄬?假如不堵住水源使掘進(jìn)無法進(jìn)行時(shí);

當(dāng)隧道嚴(yán)峻淋水時(shí);

(二)、施工平安措施

受到斷層破裂帶的影響,巖體不完好,自穩(wěn)性差,可能有涌水現(xiàn)象,為確保平安、高質(zhì)量的通過不良地質(zhì)地段,結(jié)合設(shè)計(jì)文件及以往閱歷制定主要施工平安措施。

1.加強(qiáng)地質(zhì)預(yù)報(bào)

利用超前地質(zhì)探孔的施作,能直觀、有效探明前方水文地質(zhì)狀況,推斷是否由發(fā)生涌水的可能性,并排解部分地下水,削減水量,降低水壓;并請(qǐng)有資質(zhì)單位進(jìn)行地質(zhì)雷達(dá)超前地質(zhì)預(yù)報(bào),以便進(jìn)行綜合分析。

2.預(yù)放水施工

依據(jù)超前鉆孔預(yù)報(bào)狀況,假如有涌水的可能,在涌水段以前10~20米處進(jìn)行超前預(yù)放水。放水孔采納潛孔鉆機(jī)打孔,孔徑φ89,依據(jù)預(yù)探含水狀況布設(shè)放水孔數(shù)量及位置。

3.預(yù)先增加排水設(shè)備出

為確保施工平安,出口在隧道內(nèi)提前開挖集水坑,以利于涌水收集,同時(shí)配備2臺(tái)150m3/h的污水泵提前安裝在集水坑上,輸水管道采納φ100鋼管接至沉甸池,另外出口增設(shè)移動(dòng)泵站和備用水泵,正常狀況下,掌子面利用電動(dòng)潛水泵排水、有特大涌水、突水時(shí),將移動(dòng)泵站及備用水泵移至掌子面排水,各級(jí)泵站的水泵全部啟動(dòng)。進(jìn)口隧道內(nèi)提前施工好排水溝與地面涵洞相聯(lián)通,并隨時(shí)確保水溝暢通。

(三)、防排水措施

對(duì)地下水要“防、排、截、堵”結(jié)合,形成暢通的排水通道,原則上采納超前鉆探、單層超前大管棚和周壁小導(dǎo)管雙液注漿堵水(掌子面不注漿),在初期支護(hù)中鉆孔引水設(shè)置多層ω型排水半管,將水引入縱向排水管、橫向排水管,出口流入積水坑集中排出洞外,進(jìn)口通過排水溝排出洞外。

(四)、掘進(jìn)施工方案

總體施工方法采納分布開挖法(即環(huán)形開挖留核心土法)。

1.開挖前進(jìn)行超前預(yù)報(bào),探明掌子面前方圍巖及含水狀況。

2.施工挨次如下:

(1)按設(shè)計(jì)施作φ50mm長3.0m的超前小導(dǎo)管并注漿(有水段為雙漿液,無水段為單漿液)。

(2)隧道開挖拱部,并進(jìn)行混凝土封閉巖面3至5cm。

(3)施作系統(tǒng)錨桿,掛網(wǎng),架設(shè)拱架后,復(fù)噴至設(shè)計(jì)厚度。

(4)隧道開挖中部,并進(jìn)行混凝土封閉巖面3至5cm。

(5)施作系統(tǒng)錨桿,掛網(wǎng),架設(shè)拱架后,復(fù)噴至設(shè)計(jì)厚度。

(6)隧道清底,地方進(jìn)行混凝土填充。

(7)掛防水板,施作二次襯砌。

(五)、施工留意事項(xiàng)

㈠嚴(yán)格落實(shí)施工的操作規(guī)程,當(dāng)上半斷面支護(hù)作業(yè)完成后,準(zhǔn)時(shí)埋設(shè)圍巖量側(cè)點(diǎn),對(duì)開挖后水平凈空改變量和拱頂沉降量進(jìn)行跟蹤量測(cè)。一般每5米設(shè)1個(gè)量測(cè)斷面,每天量測(cè)3次,量測(cè)數(shù)據(jù)要準(zhǔn)時(shí)反饋,用于指導(dǎo)正在進(jìn)行的開挖及支護(hù)作業(yè)。

㈡支護(hù)用的鋼拱架,應(yīng)保證其安設(shè)上、下垂直,緊貼巖面,鎖定堅(jiān)固,到達(dá)最正確受力狀態(tài)。加上分節(jié)時(shí)應(yīng)結(jié)合每部開挖斷面凹凸,以便堅(jiān)固對(duì)接。

㈢開挖時(shí),工作面不宜垂直,嚴(yán)禁中下部有較大坑洼,應(yīng)通過調(diào)整打眼深度,使工作面具有肯定的坡度,以利于保證工作面的自穩(wěn)力量。

二、溶洞地段

(一)、溶洞的預(yù)報(bào)及應(yīng)對(duì)措施

采納物探、鉆探等技術(shù)對(duì)溶洞進(jìn)行精確預(yù)報(bào),當(dāng)隧道施工遇到溶洞時(shí),應(yīng)依據(jù)設(shè)計(jì)文件有關(guān)資料,超前地質(zhì)預(yù)報(bào)、現(xiàn)場實(shí)際查明溶洞分布范圍、類型狀況(大小、有無水、溶洞是否在發(fā)育中以及其充填物),巖層的穩(wěn)定程度和地下水流狀況(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。并協(xié)作設(shè)計(jì)溶洞處理施工圖紙進(jìn)行處理。

1、溶洞跨越處理

當(dāng)溶洞規(guī)模較大、溶洞內(nèi)充填物松軟,基礎(chǔ)處理工程修建困難、耗資巨大,或者溶洞雖小但水流較大時(shí),可依據(jù)詳細(xì)條件