我國石灰岩地層分布較廣,岩溶地質非常普遍。當隧道穿過岩溶地層時,有的溶洞位於隧道底部,充填物鬆軟且深,隧道基底難於處理;有的溶洞岩質破碎,容易發生坍塌;有時遇到潛在的水囊或暗河,岩溶水或泥沙夾水大量湧入隧道;有時遇到填滿飽含水份的充填物溶槽,當坑道掘進至其邊緣時,含水充填物不斷湧入坑道,難以遏止,甚至地表開裂下沉,山體壓力劇增;有的溶洞、暗河迂迴交錯、分支錯綜複雜、範圍寬廣,處理十分困難。正確處理溶洞對隧道施工具有重要意義。
1 地表處理措施
岩溶隧道,在地表分布大大小小的溶槽、溶溝、漏斗時,首先對地表水的水流方向、消失位置詳細了解,對有可能貫入隧道的岩溶漏斗,要對地表漏斗進行回填,回填土表面加混凝土蓋,四周砌漿砌片石擋水牆,並另修水溝將原來進入漏斗的水流往別處引走。
2 超前地質預報
當地質圖上標明前方有斷裂破碎帶、不同岩層變化帶時,在離掌子面後方20m 處安設tsp202 地質超前預報系統,用**反射波法對掌子面前方地質情況進行**。洞內地質情況發生變化、岩溶裂隙水有增大趨勢時,及時改全斷面法為正台階法,當岩層進一步變化,破碎嚴重時,暫停掘進,在上台階拱部、拱腰、拱腳處,用xy—2b 型地質鑽機進行水平超前地質鑽探取芯,鑽探深度40m 以上,結合tsp202 地質預報資料,進行詳細分析,制定相應方案。
3 隧道洞內溶洞處理技術措施
隧道在溶洞地段施工時,應根據設計檔案有關資料及現場實際,查明溶洞分布範圍、型別情況(大小、有無水,溶洞是否在發育中,以及其充填物) 、岩層的穩
定程度和地下水流情況(有無長期補給**、雨季水量有無增長) 等,分別以引、堵、越、繞等措施。
3. 1 引排水
(1) 當暗河和溶洞有水流時,宜排不宜堵。在查明水源流向
及其與隧道位置的關係後,用暗管、涵洞、小橋等設施,渲洩水流(圖1) 或開鑿洩水洞,將水排出洞外(圖2) 。
(2) 當水流的位置在隧道上部或高於隧道時,應在適當距離外,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(圖3) 。
圖3 引水槽
3. 2 堵填
(1) 對已停止發育、徑跨較小、無水的溶洞,可根據其與隧道相交的位置及其充填情況,採用混凝土、漿砌片石或幹砌片石予以回填封閉(圖4 、圖5 、圖6) ,根據地質情況決定是否需要加深邊牆基礎。
(2) 拱以上空溶洞,可視溶洞的岩石破碎程度採用噴錨支護加固,或加設護拱頂回填的辦法處理(圖7 、圖8) 。
3. 3 跨越
當溶洞較大較深,可採用梁、拱跨越。但樑端或拱座應置於穩固可靠的基岩上,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) 當隧道一側遇到狹長而較深的溶洞,可加深該側的邊牆基礎通過。
(2) 當隧道底部遇有較大溶洞並有流水時,可在隧底以下砌築漿砌片石支牆,支承隧道結構,並在支牆內套設涵管引排洞水。
(3) 當隧道邊牆部位遇到較大、較深的溶洞,不宜加深邊牆基礎時,可在邊牆部位或隧底以下築拱跨過。
(4) 當隧道中部及底部遇有深狹的溶洞時,可加強兩邊牆的基礎,並根據情況設定橋台架梁通過。
(5) 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,然後在隧道底部標高以下設定鋼筋混凝土橫樑及縱樑,橫樑兩端嵌入岩層。
圖6 溶洞堵填(三)
(6) 隧道穿過大溶洞,情況較為複雜時,可根據情況, 以邊牆梁及行車梁通過。
3. 4 繞行施工
施工中遇到一時難以處理的溶洞時,可採用迂迴導坑繞過溶洞區,繼續進行隧道施工,再行處理溶洞。
4 岩溶地段隧道施工注意
事項(1) 施工前應對地表進行詳細勘查,注意研究岩溶狀態,估計可能遇到溶洞的地段。
(2) 了解地表水、出水地點的情況,並對地表進行必要的處理,以防止地表水下滲。
(3) 施工達到溶洞邊
緣,各工序應緊密銜接。同時設法探明溶洞的形狀、範圍、大小、充填物及地下水等情況,據以制定施工處理方案及安全措施。
(4) 當在下坡地段遇到溶洞時,應準備足夠數量的排水裝置。
(5) 施工中注意檢查溶洞頂板,及時處理危石。當溶洞較大較高時,應設定施工防護架或鋼筋防護網。
(6) 在溶蝕地段的爆破作業,應盡量做到多打眼、打淺眼,並控制藥量。
(7) 在溶洞充填體中掘進,如充填物鬆軟,可用超前支**施工。如充填物為極鬆散的礫、塊石堆積或有水,可於開挖前採取預注漿加固。
(8) 溶洞未做出處理方案前,不要將棄碴隨意填洞中。
(9) 處理情況複雜的溶洞,要根據現場具體情況制定安全措施,以確保施工安全。
5 結束語
石灰岩地區隧道中出現溶洞非常普遍,隧道施工中只有認
真作好超前地質預報,正確了解岩溶地貌的分布、岩溶發育規律、
構造特點,根據遇到的不同岩溶構造採取不同的處理措施,才能
切實保證岩溶隧道施工的質量、進度和安全。
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目錄1 編制依據 1 2編制目的 1 3適用範圍 1 4作業準備 1 5檢測出的問題與原因分析 1 5.1 問題 1 5.2 原因分析 2 6處理措施 2 6.1二次襯砌背後脫空處理 2 6.2隧底岩溶處理措施9 7安全及環保 11 7.1安全要求 11 7.2環保要求 11 一 編制依據 1 鐵路...
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