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[關(guān)鍵詞]山體邊坡 施工方案 聯(lián)合噴錨 技術(shù)控制
中圖分類(lèi)號(hào):P694 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2014)34-0019-01
1、治理區(qū)概況
工程治理區(qū)位于東港市孤山鎮(zhèn),該治理區(qū)域長(zhǎng)81.7m,高31.20m,治理區(qū)面積為3913.6,實(shí)際治理面積約為4000,治理區(qū)地形坡度變化較大,最陡處坡角平均在70°-75°,局部近于直立;而最緩處坡角平均在30°左右。
該邊坡巖土體經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的風(fēng)化崩解且受連年雨水沖刷,結(jié)構(gòu)已較為松散,植被覆蓋率較低,一旦遇到暴雨等誘發(fā)因素,極易引發(fā)崩塌、滑坡及泥石流等地質(zhì)災(zāi)害,另外靠近邊坡上下邊緣均是密集的居民區(qū),地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生會(huì)嚴(yán)重威脅居民的人身和財(cái)產(chǎn)安全。
2、工程地質(zhì)條件
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘結(jié)果,場(chǎng)區(qū)內(nèi)地層分布規(guī)律極差,各巖土體厚度變化較大,地層巖土體依次為碎石質(zhì)粉土和強(qiáng)、中風(fēng)化石英巖,而其中碎石質(zhì)粉土的結(jié)構(gòu)較為松散,其厚度從幾十厘米至幾米不等,而局部為基巖區(qū),且偶含塊石成分,塊石最大粒徑可達(dá)50cm。該山體邊坡屬于土質(zhì)及巖質(zhì)邊坡。
3、設(shè)計(jì)依據(jù)
①《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》(GB50330-2012)
②《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》(GB50086-2001)
③《錨桿(索)技術(shù)規(guī)范》(CECS22:2005)
③《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2010)
⑤《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50003―2001)
⑥《建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011―2011)
⑦《公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGT D33-2012)
⑧《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021―2001)(2009修改版)
⑨《水利水電工程噴錨支護(hù)技術(shù)規(guī)范》(SL377-2007)
4、設(shè)計(jì)原則
1、經(jīng)濟(jì)安全原則:選擇安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn),便于施工的工藝,確保邊坡不發(fā)生破壞。
2、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原則:根據(jù)坡面修整情況和不同地段巖土體埋深及風(fēng)化程度變化情況及時(shí)調(diào)整治理細(xì)節(jié)、優(yōu)化設(shè)計(jì)。
3、表面美化原則:由于邊坡為永久性邊坡,而工程治理區(qū)緊臨孤山風(fēng)景區(qū),因此選擇治理方案時(shí)需考慮邊坡美觀(guān)、綠化。
5、施工方案
5.1、施工段劃分
根據(jù)該治理工程邊坡角度及基巖埋深和邊坡危險(xiǎn)程度劃分為三個(gè)區(qū)段。
第一區(qū)段位于邊坡南部溝谷兩側(cè),該區(qū)段基巖埋深較深,是未來(lái)大氣降水的主要排泄通路,通過(guò)走訪(fǎng)調(diào)查知,該處水量排泄集中,加之上覆碎石類(lèi)土厚度較大,極易在豐水期形成泥石流,從而摧毀坡下房屋,該區(qū)段可定為災(zāi)害發(fā)生的危險(xiǎn)區(qū)。
第二區(qū)段位于邊坡中部,該區(qū)段基巖埋深較淺,但坡角較第一區(qū)段大,現(xiàn)可見(jiàn)在該區(qū)段已形成小的泥石流遺跡,在豐水期也可形成地質(zhì)災(zāi)害,根據(jù)碎石類(lèi)土厚度、泥石流遺跡、坡度角及區(qū)段坡體上下建筑物等綜合判定,該區(qū)段為地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的較危險(xiǎn)區(qū)域。
第三區(qū)段為治理區(qū)的最北部,該處坡角很大,局部近于直立,雖然基巖埋深淺,但巖石破碎,且坡上即為一棟公寓,而坡下為居民住所,一但發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害,坡上下的居民均難以躲避,根據(jù)多種因素綜合分析判定,該區(qū)段為地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的最危險(xiǎn)區(qū)段。
5.2、治理方式
該治理可采用兩種方式,一是采用重力式毛石擋土墻,二是采用噴錨聯(lián)合方式進(jìn)行治理,由于工程場(chǎng)地狹窄,坡面高陡,若采用重力式毛石擋土墻方式進(jìn)行治理,建筑材料許多都需人力搬運(yùn),搬運(yùn)人員的安全難以保障,且當(dāng)今人工費(fèi)用很高,從經(jīng)濟(jì)方面考慮,其成本費(fèi)用極高,不經(jīng)濟(jì);若采用噴錨聯(lián)合方式進(jìn)行治理,雖也有許多不便,但比采用重力式毛石擋土墻治理方式要經(jīng)濟(jì)許多,因此,本設(shè)計(jì)僅考慮噴錨聯(lián)合方式進(jìn)行治理。
5.3、施工要求
根據(jù)不同區(qū)段的工程地質(zhì)條件及坡體上下建筑物情況及可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害危害程度,不同區(qū)段采用不同的治理方式,現(xiàn)分述如下:
5.3.1、第一、第二區(qū)段采用土釘噴錨方式進(jìn)行治理,由于施工前需進(jìn)行坡面清理,清理厚度有少量差異,加之基巖埋深的差異,因此兩個(gè)區(qū)段的土釘長(zhǎng)度有所差異,要求土釘若完全在土層內(nèi),其長(zhǎng)度不小于1.8m,若土釘在1.8m之內(nèi)遇基巖,要求入巖深度保證大于0.5m即可,但土釘最小長(zhǎng)度不得小于1.0m,因此第一區(qū)段土釘平均長(zhǎng)度按1.8m考慮,而第二區(qū)段土釘長(zhǎng)度按1.5m考慮,而第三區(qū)段采用錨桿、土釘噴射混凝土聯(lián)合方式進(jìn)行治理,而土釘長(zhǎng)度可按1.0m考慮。
5.3.2、施工前應(yīng)先進(jìn)行坡面修整,并把修整下來(lái)的巖土體外運(yùn)至允許排土的場(chǎng)區(qū)傾倒,上述工作完成后可進(jìn)行到下一工序,即噴錨聯(lián)合支護(hù)施工工序。
5.3.3、在噴錨聯(lián)合支護(hù)施工時(shí),應(yīng)先施工土釘和錨桿,土釘為Φ16的螺紋鋼,錨桿中的錨索為Φ15.2的鋼絞線(xiàn)或總抗拉強(qiáng)度不小于Φ15.2的多根鋼絞線(xiàn),要求把土釘安置好后,把土釘孔內(nèi)用強(qiáng)度為C20的混凝土進(jìn)行封實(shí),而錨桿成孔孔徑不小于Φ150,當(dāng)鋼絞線(xiàn)安置好后,用強(qiáng)度為C20的膨脹水泥砂漿進(jìn)行注漿,且保證注漿飽滿(mǎn),以防錨孔與鋼絞線(xiàn)未緊密接觸而造成支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞。
5.3.4、當(dāng)土釘與錨桿均施工完畢后,進(jìn)行預(yù)制網(wǎng)編制施工,預(yù)制網(wǎng)采用Φ6.5的盤(pán)圓,定位器亦采用Φ6.5的盤(pán)圓,并與土釘焊牢,定位器鋼筋縱橫間距均為2.0m,要求土釘在表面外露50mm,便于和預(yù)制網(wǎng)掛焊,而預(yù)制網(wǎng)縱橫間距均為200mm;當(dāng)遇突出巖石處,網(wǎng)間距不得大于30mm,該位置不得為施工方便,而把預(yù)制網(wǎng)鋼筋斷開(kāi),在特別凹陷處應(yīng)增加土釘及定位固定,保證網(wǎng)面平整平順;縱向預(yù)制網(wǎng)鋼筋上部掛在地梁上,地梁為400×400mm,沿山坡頂部布設(shè),地梁上皮距地表200mm,強(qiáng)度為C20。
5.3.5、鋼筋網(wǎng)在巖土面噴射一層混凝土后鋪設(shè),鋼筋與壁面的間隙為30mm,預(yù)制網(wǎng)在噴射混凝土?xí)r不得晃動(dòng),在干燥時(shí)噴射混凝土前應(yīng)對(duì)巖面噴水濕潤(rùn),以免漿層成殼脫落,施工時(shí)應(yīng)及時(shí)自下而上施工,噴射混凝土下部應(yīng)埋入坡下土體150mm。為把錨桿固定和增強(qiáng)錨桿區(qū)域的整體性,所有錨桿最后均與20A槽鋼相聯(lián)。
5.3.6、泄水孔采用Φ50PVC管,按間距(縱、橫)4.0m布設(shè)在土釘圍成的區(qū)域正中,要求泄水管在噴射混凝土內(nèi)長(zhǎng)出50mm,端部用滲水土工布包裹,內(nèi)端布設(shè)砂卵石反濾層,反濾層厚100mm,面積為200mm×200mm,而泄水管外部長(zhǎng)出噴射混凝外150mm,外端部用編織袋包裹,避免在噴射混凝土?xí)r把泄水管孔堵塞,噴射混凝土完成后,把編織袋去掉,若發(fā)生泄水管堵塞,應(yīng)清凈堵塞物。
5.3.7、噴射混凝土的材料配比催凝劑參量、氣壓、水量、每次噴厚、層次等由現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。噴射的水泥為不含氯鹽的水泥,砂石料的最大粒徑為15mm,一般水泥和砂石的重量比為1:4-1:5,砂率為50%-60%,水灰比為1:0.4-1:0.5,速凝劑的添加量應(yīng)按產(chǎn)品的說(shuō)明書(shū)添加,一般為水泥重量的3%左右。
5.3.8、施工時(shí)嚴(yán)格按照《水利水電工程錨噴支護(hù)施工規(guī)范》的要求進(jìn)行施工。
5.4、邊坡截排水設(shè)施
在邊坡上部及坡面兩側(cè)設(shè)置一道截洪溝,截洪溝采用C20混凝土,亦可采用噴射混凝土澆筑、截洪溝與坡下部的排水溝相連,最終所有的集水均由排水口統(tǒng)一排出。
5.5、邊坡綠化
考慮工程場(chǎng)區(qū)緊臨孤山風(fēng)景區(qū),為求環(huán)境美化,可在坡上種植葛藤,間距1.0m左右,坡下種植爬山虎,間距0.8m。
5.6、坡上安全圍擋
為防止人畜發(fā)生滾落摔傷,可在坡上設(shè)一道鐵絲網(wǎng)圍擋。
【關(guān)鍵詞】隧道;施工;安全;管理
隧道工程是公路工程建設(shè)中常見(jiàn)的施工項(xiàng)目,其施工安全與管理是項(xiàng)目管理工作中的重中之重。由于隧道工程的復(fù)雜性和其它不確定性因素,隧道施工中的安全事故頻繁而嚴(yán)重。基于此,文章結(jié)合作者多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),分析了隧道工程施工過(guò)程中產(chǎn)生安全事故的原因,探討了隧道施工的安全管理措施。
1 隧道施工的特點(diǎn)
1.1 隱蔽性大
在隧道工程的施工過(guò)程中,雖然會(huì)進(jìn)行地質(zhì)勘查,但是由于地質(zhì)勘察點(diǎn)并非全線(xiàn)滿(mǎn)布,所以具有較大的隱蔽性,隨時(shí)有可能發(fā)生意想不到的、與地址資料不十分吻合的情況,需要進(jìn)行緊急處理。
1.2 作業(yè)空間小
隧道施工需要的設(shè)備比較多,有施工設(shè)備、排水設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備、照明設(shè)備等等,這些設(shè)備占地面積比較大,加上施工人員較多,而且人員和設(shè)備要相互協(xié)調(diào)和配合,按照各自的施工順序完成既定任務(wù)。這種情況造成隧道施工作業(yè)空間小,作業(yè)面狹窄,施工工序干擾較大。
1.3 作業(yè)秩序性強(qiáng)
由于隧道工程縱長(zhǎng),施工過(guò)程必須嚴(yán)格按照一定的順序進(jìn)行循環(huán)作業(yè),是一種不可逆作業(yè)。所以作業(yè)的秩序性強(qiáng),不能隨意變動(dòng)。例如,隧道的開(kāi)挖必須按照“鉆孔、裝藥、爆破、通風(fēng)、出渣”的順序進(jìn)行,不能破壞順序。
1.4 作業(yè)綜合性強(qiáng)
由于隧道施工的特殊性,綜合性很強(qiáng),通常要在同一個(gè)工作環(huán)境條件下進(jìn)行多工種的作業(yè),如掘進(jìn)、支護(hù)、通風(fēng)換氣、照明、出渣、排水等等。
1.5 作業(yè)環(huán)境惡劣
施工空間內(nèi),狹窄潮濕,噪聲污染嚴(yán)重,粉塵、煙霧、有害氣體多,光線(xiàn)暗,地質(zhì)條件不穩(wěn)定,用電安全問(wèn)題等等,環(huán)境中的這些不良因素對(duì)給施工人員的健康、心理狀況等具有負(fù)面影響。
1.6 作業(yè)危險(xiǎn)性大
隧道施工過(guò)程中,由于地質(zhì)條件不穩(wěn)定、作業(yè)空間狹小等因素,隨時(shí)都有發(fā)生施工事故的危險(xiǎn),嚴(yán)重威脅了施工人員的生命安全,必須引起極大的重視。
2 隧道施工的安全管理措施
2.1 加強(qiáng)地質(zhì)選線(xiàn)工作
隨著國(guó)內(nèi)鐵路建設(shè)的全面推進(jìn)導(dǎo)致勘察設(shè)計(jì)等前期工作呈現(xiàn)時(shí)間緊、任務(wù)重、標(biāo)準(zhǔn)高、規(guī)模大的不利局面,設(shè)計(jì)方為了短期內(nèi)完成設(shè)計(jì)任務(wù)而將勘察和設(shè)計(jì)同步進(jìn)行,往往出現(xiàn)對(duì)方案研究不夠、地質(zhì)認(rèn)識(shí)不清,航測(cè)、遙感、物探輔以必要的地質(zhì)鉆孔驗(yàn)證等綜合勘探手段不足,造成對(duì)區(qū)域地質(zhì)影響辨別不清,而在定測(cè)及初步設(shè)計(jì)階段方案優(yōu)化不到位而不能滿(mǎn)足鐵路施工相關(guān)規(guī)范要求,線(xiàn)路方案不能結(jié)合地形地物情況、路基工程情況以及鉆探后的不良地質(zhì)情況及時(shí)調(diào)整線(xiàn)路方案。同時(shí),以施工措施和投資等措施來(lái)彌補(bǔ)線(xiàn)路方案的不足導(dǎo)致工程投資增加,但風(fēng)險(xiǎn)增大。因此應(yīng)必須保證勘察設(shè)計(jì)的合理周期,嚴(yán)禁人為的壓縮設(shè)計(jì)周期,建設(shè)單位應(yīng)提前介入以充分發(fā)揮其主導(dǎo)作用,并積極協(xié)調(diào)各方關(guān)系,確保線(xiàn)路方案的合理性。
2.2 隧道安全施工具體措施
(1)所有進(jìn)入隧道工地的人員,必須按規(guī)定配帶安全防護(hù)用品,遵章守紀(jì),聽(tīng)從指揮。隧道施工洞內(nèi)設(shè)指揮調(diào)度,三管兩線(xiàn)設(shè)專(zhuān)人管理,保證照明、通風(fēng)、通水良好,道路平順暢通,燈光明亮。設(shè)置好運(yùn)輸線(xiàn)路安全信號(hào)標(biāo)志,確保洞內(nèi)運(yùn)輸安全。
(2)專(zhuān)職安全員上崗佩帶安全員袖標(biāo),凡進(jìn)洞人員必須戴安全帽。
(3)把弱圍巖作為重點(diǎn)防范對(duì)象,注重對(duì)圍巖進(jìn)行監(jiān)測(cè)和觀(guān)察,按新奧法原理組織施工,隨時(shí)注意圍巖的巖質(zhì)和分布情況變化,節(jié)理裂隙發(fā)育程度和方向,掌子面填充物的性質(zhì)、涌水量,錨桿是否挖斷,噴混凝土是否產(chǎn)生裂隙。當(dāng)圍巖變形量無(wú)變緩趨勢(shì)或噴混凝土產(chǎn)生較大的剪切狀態(tài)時(shí)立即停止開(kāi)挖,采取輔助加固施工。做好隧道監(jiān)控測(cè)量工作,根據(jù)監(jiān)測(cè)資料,判定圍巖的穩(wěn)定性,超前指導(dǎo)施工,保證安全。
(4)洞內(nèi)高壓線(xiàn)及風(fēng)管通過(guò)襯砌臺(tái)車(chē)時(shí),設(shè)置絕緣活動(dòng)裝置和風(fēng)管分節(jié)安裝,防止刮斷電纜和弄壞風(fēng)管。
(5)如發(fā)現(xiàn)隧道內(nèi)有險(xiǎn)情,必須立即在危險(xiǎn)地段設(shè)立明顯標(biāo)志或派人看守,并迅速報(bào)告施工領(lǐng)導(dǎo)及時(shí)采取處理措施,若情況嚴(yán)重時(shí),應(yīng)立即將施工人員全部撤離危險(xiǎn)地段。
(6)鑿巖機(jī)鉆眼時(shí),必須采用濕式鑿巖,嚴(yán)禁在殘眼中繼續(xù)鉆眼。
(7)洞內(nèi)爆破時(shí),必須統(tǒng)一指揮,所有人員應(yīng)撤至不受有害氣體、振動(dòng)及飛石傷害的地點(diǎn),安全距離大于200 m。
(8)爆破后必須經(jīng)過(guò)通風(fēng)排煙,且至少要在15 min 以上,才準(zhǔn)安全檢查人員進(jìn)入工作面,經(jīng)過(guò)檢查和處理確認(rèn)安全后,其他施工人員才準(zhǔn)進(jìn)入工作面。
(9)瞎炮必須由原爆破手按規(guī)定處理。爆破器材加工,在遠(yuǎn)離洞口100 m 外的加工房中進(jìn)行。
(10)隧道開(kāi)挖中,圍巖量測(cè)是施工管理的主要環(huán)節(jié)。根據(jù)不同地質(zhì)采取相應(yīng)的安全技術(shù)措施。隧道掘進(jìn)通過(guò)不良地質(zhì)段時(shí)進(jìn)行空氣檢測(cè),配備救護(hù)隊(duì),選派有經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)務(wù)人員,配齊必要的醫(yī)療器械和藥品。
3 制定地質(zhì)災(zāi)害處理與意外事故的應(yīng)急預(yù)案
關(guān)鍵詞:高速公路;地質(zhì)災(zāi)害;隧道涌水突泥
0.引言
隨著我國(guó)高速公路建設(shè)迅速發(fā)展,其施工技術(shù)也不斷提高,但是在我國(guó)目前的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下施工,不良地質(zhì)條件是施工中最大的制約因素[1]。因此,加強(qiáng)對(duì)隧道涌水突泥的研究,對(duì)保障施工安全、加快施工進(jìn)度、節(jié)約施工成本,均有十分重要的意義。
1.涌水突泥災(zāi)害的發(fā)生簡(jiǎn)況
(應(yīng)介紹本隧道原設(shè)計(jì)地質(zhì)情況及簡(jiǎn)單概述施工情況,如哪個(gè)端口進(jìn)洞,采用什么施工方法,初支結(jié)構(gòu)參數(shù)等)廈成高速公路東孚隧道,下穿廈深鐵路東孚編組站,路線(xiàn)總長(zhǎng)40.235km,路基寬度33.5m,施工方式利用“中繼法頂進(jìn)工藝”,從出口進(jìn)洞,即由大里程向小里程施工,初支支護(hù)參數(shù)為S3。隧址區(qū)巖層主要為石灰?guī)r,占隧道圍巖的70%左右,巖溶發(fā)育,尤其是地表淺部溶蝕洼地、落水洞、漏斗成片出現(xiàn),再加上隧址區(qū)處于向斜地質(zhì)構(gòu)造,容易導(dǎo)致地下水匯集,且匯集的地下水形成巖溶水增大了隧道施工的難度。
2013年10月8日上午9:00**隧道左洞掌子面里程施工至ZK22+707。在中導(dǎo)開(kāi)挖過(guò)程中,ZK22+723線(xiàn)路左側(cè)上臺(tái)階拱腳處發(fā)生涌水,引起線(xiàn)路左側(cè)ZK22+723-ZK22+728段拱腳至拱頂范圍初支變形。現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)顯示2小時(shí)內(nèi)拱頂變形為5mm,上、中導(dǎo)接頭處變形為7mm,且涌水量持續(xù)較大。本隧道因掌子面涌水引起初支結(jié)構(gòu)變形。(注:本隧道是否從出口進(jìn)洞,即由大里程向小里程施工,否則掌子面和中導(dǎo)里程有問(wèn)題)
2013年11月12日,A2合同段天成山隧道左線(xiàn)掌子面施工至ZK22+663,掌子面均為砂土狀全―強(qiáng)風(fēng)化花崗巖,左側(cè)出現(xiàn)涌水。下午17:15開(kāi)始,掌子面涌水量明顯增大,18:46初支噴砼開(kāi)始出現(xiàn)裂縫,拱頂?shù)魤K嚴(yán)重,拱架出現(xiàn)變形,現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)加強(qiáng)鎖腳支護(hù)。19:26開(kāi)始,拱架變形加大,為確保安全,下達(dá)指令要求人員及機(jī)械設(shè)備撤離,而后初支完全剝落并垮塌,出現(xiàn)涌水突泥現(xiàn)象,涌水量約達(dá)40m3/h。20:00通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀(guān)察判定,ZK22+663―ZK22+668段鋼拱架已完全壓垮,突泥量約50m3/h。
2 搶險(xiǎn)處治方案
2.1制定方案
由于事故發(fā)生后,現(xiàn)場(chǎng)堆積了大量的坍塌渣體,無(wú)法開(kāi)展處治的良好施工工作。因此,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘的實(shí)際情況,針對(duì)該隧道的地質(zhì)特征及前期的涌水特征作出了全面分析,并結(jié)合以往大規(guī)模涌水突泥事故后圍巖能暫時(shí)自穩(wěn)的工程經(jīng)驗(yàn),制定了相應(yīng)的處理方案。具體原則為:1、加強(qiáng)大管棚結(jié)合小導(dǎo)管的超前及徑向支護(hù)措施;2、調(diào)整圍巖級(jí)別、加強(qiáng)初支支護(hù)參數(shù)(S3變?yōu)镾5b);3、初支背后及涌泥處加注雙液漿,加強(qiáng)堵水效果;4、洞內(nèi)增加臨時(shí)支護(hù)棚架,縮短二襯至掌子面步距。施工過(guò)程中嚴(yán)格遵守“管超前、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、勤量測(cè)”,必要時(shí)掌子面噴砼封閉,防止突水涌泥擴(kuò)大,增強(qiáng)整體穩(wěn)定性。
2.2監(jiān)測(cè)
對(duì)初支拱架變形部位進(jìn)行不間斷變形監(jiān)控量測(cè),監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)每2小時(shí)一次,如發(fā)生突變應(yīng)立即上報(bào)。加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè),及時(shí)反饋量測(cè)數(shù)據(jù)信息,實(shí)時(shí)密切監(jiān)視突泥區(qū)狀況,并做好相關(guān)警戒通報(bào)。
2.3加固
第一,加強(qiáng)超前支護(hù):在隧道進(jìn)口段設(shè)置管棚超前支護(hù),分別在ZK22+732、ZK22+728、ZK22+723往小里程范圍對(duì)左右兩側(cè)各打入3排管棚進(jìn)行加固,管棚采用長(zhǎng)度12m的φ89×5mm鋼管,外插角約30°,單側(cè)每排6根,及時(shí)進(jìn)行注漿加固(管棚設(shè)置位置需進(jìn)一步明確)。第二,回填注漿,穩(wěn)固圍巖:對(duì)ZK22+732~715段初支結(jié)構(gòu)及背后圍巖徑向采用φ50×4mm長(zhǎng)度5m的鋼花管,按環(huán)向50cm、縱向100cm的間距梅花形布置進(jìn)行注漿加固。對(duì)拱腰45°以上采用超前加固,45°以下為鎖腳加固。所有鋼花管均進(jìn)行注漿,采用水玻璃雙液注漿法,適當(dāng)提高注漿壓力,注漿應(yīng)緩慢進(jìn)行,注漿壓力不宜超過(guò)1.0MPa(可考慮采用水玻璃注漿措施)。第三,加強(qiáng)鎖腳及初支參數(shù):為避免突泥區(qū)附近拱架繼續(xù)變形,確保已施做初支結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定,對(duì)ZK22+700~ZK22+670段加強(qiáng)鎖腳,每榀拱架兩側(cè)拱腳斜向下補(bǔ)打兩根4m長(zhǎng)φ76×5mm鋼管加強(qiáng)鎖腳,其余部位增設(shè)4m長(zhǎng)φ25藥卷錨桿加強(qiáng)鎖腳,每組4根,環(huán)向間距150cm,縱向間距100cm。在ZK22+700~ZK22+675采用12米長(zhǎng)φ76×5mm鋼管拱部增設(shè)傘狀棚架支護(hù),縱向間距4m,環(huán)向間距1m。
2.4封堵
首先,先對(duì)少量出水的鋼管壓注水泥-水玻璃雙液漿堵水,出水量大的鋼管先作為泄水通道,待二襯施工前再注漿封堵。其次,采用強(qiáng)支護(hù)穿越突泥區(qū),在ZK22+673與ZK22+671處上半斷面各設(shè)置一排20米長(zhǎng)φ108×6mm鋼花管進(jìn)行管棚支護(hù),環(huán)向間距40cm,壓注水泥-水玻璃雙液漿堵水。
2.5排水
對(duì)ZK22+723-ZK22+735段階按全幅寬度反壓回填至上臺(tái)階底面。回填前必須對(duì)炮眼內(nèi)安裝的全部引線(xiàn)和炸藥拆除干凈。待突泥區(qū)穩(wěn)定后,采用透水性材料(片塊石)對(duì)上臺(tái)階突泥區(qū)進(jìn)行反壓回填,防止突泥區(qū)再次擴(kuò)大。
3 對(duì)治理方法的體會(huì)
第一,嚴(yán)格執(zhí)行安全施工原則,加強(qiáng)對(duì)施工的監(jiān)控。在掌子面和初期支護(hù)剛建成的區(qū)域,必須重點(diǎn)做好施工前期的地質(zhì)勘察和水文地質(zhì)分析以及超前探水等工作。施工中期要加強(qiáng)水量、水壓、降雨量的監(jiān)測(cè)工作,規(guī)范地質(zhì)預(yù)報(bào)和水量、水壓、降雨量的監(jiān)測(cè)工作,嚴(yán)格執(zhí)行安全施工制度以保障施工人員人身安全。完善健全安全監(jiān)控和預(yù)警體系善,保證掌子面有視頻監(jiān)控以及報(bào)警系統(tǒng),確保急逃生等系統(tǒng)的工作正常[2]。應(yīng)配齊專(zhuān)職安全人員,加強(qiáng)安全教育培訓(xùn),進(jìn)行防災(zāi)逃生演練。
第二,采用大管棚超前支護(hù),堅(jiān)持支護(hù)緊跟原則。涌水突泥災(zāi)害具有突發(fā)性的特點(diǎn),但在出現(xiàn)大規(guī)模的涌泥之后,一般會(huì)有一段暫時(shí)的穩(wěn)定期,因此,應(yīng)抓住時(shí)機(jī),在涌水段開(kāi)挖后,下臺(tái)階、仰拱及二襯施工應(yīng)及時(shí)、抓緊跟進(jìn),必須抓住時(shí)機(jī)及時(shí)處治施工,以形成完整的大管棚超前支護(hù)結(jié)構(gòu)[3]。
第三,準(zhǔn)備充足的物質(zhì),做好災(zāi)害預(yù)防工作。在地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生后,應(yīng)不惜一切代價(jià)確保既定處治方案中所需的機(jī)械、材料的正常供應(yīng)及應(yīng)有儲(chǔ)備,以保障滿(mǎn)足全天候應(yīng)急搶險(xiǎn)供給。為治理涌水突泥地質(zhì)災(zāi)害做好充分的準(zhǔn)備工作,為其創(chuàng)造良好的施工條件,以保證正常施工進(jìn)度。
第四,以堵為主,堵排結(jié)合。為避免高速公路隧道圍巖壁繼續(xù)變形破壞,導(dǎo)致塌穴增大,必須對(duì)坍塌周邊的圍巖進(jìn)行加固處理。為避免因多種情況再次發(fā)生坍方,必須封堵涌出口。為降低水壓,減輕支護(hù)結(jié)構(gòu)所承受的水壓力,必須制定有效的排水措施[4]。對(duì)于充填物坍落的地段,應(yīng)采取清淤釋能降壓的方案,使用大型挖掘機(jī)將堆積物運(yùn)出。高度重視隧道釋能降壓技術(shù)在高速公路隧道施工中的運(yùn)用。
第五,優(yōu)化施工方案,提高安全管理水平。在啟動(dòng)搶險(xiǎn)機(jī)制的同時(shí),針對(duì)不同級(jí)別的涌水突泥地質(zhì)災(zāi)害,必須依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工不同的特點(diǎn)和環(huán)境,制定相應(yīng)的科學(xué)、合理、安全、快速的治理方案。工程項(xiàng)目部應(yīng)加強(qiáng)并落實(shí)領(lǐng)導(dǎo)帶班,安排專(zhuān)人觀(guān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài),擬定完善的應(yīng)急處治預(yù)案,加強(qiáng)項(xiàng)目管理人員應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的培訓(xùn),提高應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的安全管理水平。確保遇險(xiǎn)時(shí)能立即按預(yù)案撤人并能及時(shí)、有效地組織應(yīng)急搶險(xiǎn)。
4.結(jié)語(yǔ)
涌水突泥是高速公路隧道施工過(guò)程中影響巨大的工程地質(zhì)災(zāi)害,導(dǎo)致涌水突泥地質(zhì)災(zāi)害的原因諸多,如果施工中處治措施不當(dāng),不但危及隧道施工安全,加劇隧道施工難度,影響隧道施工進(jìn)度,還可能會(huì)在隧道建成后嚴(yán)重地影響地表環(huán)境,造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。因此,必須加強(qiáng)監(jiān)測(cè)與預(yù)防,設(shè)置合理的施工條件,對(duì)涌水突泥地質(zhì)災(zāi)害綜合治理,但具體的治理方案要在具體的工作當(dāng)中依據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)制定。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞;山區(qū)公路;地質(zhì)條件;工程地質(zhì)問(wèn)題;成因;勘察方法;防治
1 前言
我國(guó)陸地總面積中大部分是山地面積,山區(qū)道路沿線(xiàn)的地形地貌、地質(zhì)條件和水文條件較復(fù)雜,不確定性較大。路基填挖交替頻繁,深挖、高填路段多,從而使路基的物理力學(xué)性能有很大的差異,造成路基不均勻沉降,發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象。這就需要對(duì)工程地質(zhì)條件做深入的研究,找到針對(duì)性較強(qiáng)的勘察方法和手段,為山區(qū)高速公路設(shè)計(jì)和施工提供完整、準(zhǔn)確的工程地質(zhì)資料。下文對(duì)各種特殊地段的勘察要點(diǎn)進(jìn)行了分析和總結(jié),結(jié)合沿線(xiàn)的自然地理和地質(zhì)條件,遵循面點(diǎn)結(jié)合、由淺入深的原則,綜合運(yùn)用遙感、工程地質(zhì)調(diào)查測(cè)繪、物探、鉆探、原位測(cè)試、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)試驗(yàn)等方法和手段進(jìn)行綜合勘察,為設(shè)計(jì)、施工提供完整、準(zhǔn)確的地質(zhì)資料和建議。
2 山區(qū)公路地質(zhì)災(zāi)害成因分析
2.1地質(zhì)條件
像桂西南區(qū)域,多為山區(qū),有多條斷裂帶穿過(guò);斷裂帶交叉分布。從地層來(lái)看,以沉積巖為主;其次是超變質(zhì)的花崗巖、片麻花崗巖、片巖等,廣泛且相互交叉的斷裂地層和較厚的土層是裂縫、滑坡、崩塌、沉降的前提條件,而耕作區(qū)多為沖積區(qū),地下水早管流或?qū)恿鳎魉倬徛渍T發(fā)地而陷塌、沉降。
2.2地形特征
山區(qū)地勢(shì)起伏大、河谷深、V形河谷分布廣,局部地區(qū)相對(duì)高差達(dá)1000多米,坡度在25度以上,區(qū)域植被茂盛,地下水蘊(yùn)含量大。特有的地質(zhì)環(huán)境和山區(qū)獨(dú)特的自然地理?xiàng)l件,孕育了以碎落、崩塌、坍塌、泥石流為主的地質(zhì)災(zāi)害,其分布范圍廣,活動(dòng)頻繁,及鹽潰土和砂土液化現(xiàn)象,極易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。
2.3人為因素
(1)植被破壞以森林為主的植被對(duì)土保持有重要作用。采伐森林、燒山造林、整片深翻等不當(dāng)方法不僅造成水土流失,破壞山體穩(wěn)定,同時(shí)也是引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的外力因素。
(2)工程建設(shè)中山區(qū)公路建設(shè)基本采用半挖半填,地勢(shì)陡峭、地形繁雜則多為大填大挖,大開(kāi)挖使山體失去下部支撐體,尤其是上邊坡山體土層肥厚時(shí),極易滑坡;在該地質(zhì)條件下修建隧道時(shí),在地下水作用下隧道極易塌方、冒頂。地而排水設(shè)置不當(dāng),公路上邊坡的區(qū)域匯水自由漫流后通過(guò)涵洞排水,一旦下邊坡地質(zhì)條件差,地形較陡極易發(fā)生滑坡;棄土不當(dāng),在堆積體或原滑動(dòng)體上棄土或當(dāng)山體坡度大于50度時(shí),棄土下邊坡極易被沖蝕而發(fā)生災(zāi)害;施工中采用強(qiáng)爆破,擾動(dòng)山體巖層,致使斜坡巖土受振而松動(dòng),地下水源受震也會(huì)發(fā)生變化而誘發(fā)崩塌和滑坡;在水利資源豐富區(qū)域,多被開(kāi)發(fā)為蓄水發(fā)電,山區(qū)公路又是多為沿溪線(xiàn),水位的提高增大了對(duì)山體巖體的浸潤(rùn)和軟化,同時(shí)加大了巖土體的靜水和動(dòng)水壓力,水庫(kù)的蓄、泄水導(dǎo)致水位急劇上漲,降加大了坡體的動(dòng)水壓力,都可能導(dǎo)致崩塌、滑坡發(fā)生。
3 山區(qū)公路地質(zhì)災(zāi)害的勘察治理對(duì)策
3.1加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害的勘察工作
(1)公路可行性研究、初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)階段應(yīng)加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害的勘察工作。山區(qū)公路地形、地貌復(fù)雜、地質(zhì)多變、地勢(shì)起伏大,針對(duì)線(xiàn)路地質(zhì)特征,尤其是不良地質(zhì)路段,應(yīng)編制防治地質(zhì)災(zāi)害的總體規(guī)劃和實(shí)施計(jì)劃。
(2)在勘察過(guò)程中要正確界定不良地質(zhì)和地質(zhì)構(gòu)造,如滑坡體與坡積物的區(qū)別,基巖滑坡與傾向坡腳的斷層區(qū)別。由于公路是線(xiàn)性結(jié)構(gòu)物,與其他建筑物點(diǎn)塊狀不同,它要經(jīng)過(guò)不同地質(zhì)條件的山坡,隨著公路等級(jí)的提高,高邊坡、高填力一、高擋墻等越來(lái)越多,這樣對(duì)地質(zhì)環(huán)境造成不良影響就越大。山區(qū)公路的選線(xiàn)應(yīng)廣泛考慮所有可能碰到的問(wèn)題和可供比選的區(qū)域,對(duì)經(jīng)濟(jì)性的分析應(yīng)結(jié)合災(zāi)害防治和投入運(yùn)營(yíng)的安全性進(jìn)行綜合分析。工程選線(xiàn)階段的地質(zhì)工作必須達(dá)到足夠深度,尤其山坡體表而草木茂盛,地質(zhì)情況多隱蔽地下,不投入應(yīng)有的工作量和進(jìn)行較為細(xì)致的研究是難以查清的,對(duì)重要問(wèn)題一旦有所疏漏,常會(huì)造成嚴(yán)重后果。目前某些公路地質(zhì)勘測(cè)報(bào)告僅作一般勘察,缺乏必要的深度和廣度,因此在公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)過(guò)程中總會(huì)或多或少發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題;對(duì)某些安全程度較輕的路段,缺乏必要的防治措施。如現(xiàn)在的農(nóng)村公路工程中一般末進(jìn)行地質(zhì)勘察,在設(shè)計(jì)中也末考慮地質(zhì)災(zāi)害的影響,事實(shí)上山區(qū)公路里程數(shù)量大,地形、地質(zhì)條件復(fù)雜的就是農(nóng)村公路工程,對(duì)山區(qū)高速公路穿越不良地段設(shè)計(jì)中史應(yīng)引起足夠重視,避免重新進(jìn)行重大變史設(shè)計(jì),產(chǎn)生較大經(jīng)濟(jì)損失的情況發(fā)生。
3.2完善工程設(shè)計(jì)
(1)查明災(zāi)害險(xiǎn)情是防治的首要條件。地質(zhì)災(zāi)害防治是控制地質(zhì)作用和改造地質(zhì)體系的特殊工程,實(shí)施的前提條件是地質(zhì)災(zāi)害險(xiǎn)情的存在和工程措施選擇、工程總體布置、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工要求等均以地質(zhì)災(zāi)害險(xiǎn)情的發(fā)展情況為依據(jù)。在公路工程設(shè)計(jì)、建設(shè)和使用過(guò)程中,根據(jù)大部分地質(zhì)剖面對(duì)致害地質(zhì)作用的性質(zhì)、原因、變形機(jī)制、邊界、規(guī)模、活動(dòng)狀態(tài)、穩(wěn)定狀況及危險(xiǎn)程度、以及所處的地質(zhì)環(huán)境條件,如地下水及氣候狀況,地震情況等對(duì)預(yù)測(cè)的危害進(jìn)行正確評(píng)價(jià)。
(2)工程防治方案必須經(jīng)多方案比選,防治工程的目標(biāo)包括形象目標(biāo)和安全目標(biāo),明確目標(biāo)是地質(zhì)災(zāi)害工程設(shè)計(jì)的首要問(wèn)題。路線(xiàn)經(jīng)過(guò)不良地質(zhì)區(qū)域,通常有不同路線(xiàn)方案,而每一處地質(zhì)防治,欲達(dá)到穩(wěn)定變形地質(zhì)體和控制住致災(zāi)地質(zhì)的目的,常有多種方案可供選用,方案比選的依據(jù)是地質(zhì)治理的有效性、技術(shù)的可行性和經(jīng)濟(jì)合理性。二者要相互結(jié)合、綜合考慮重人地質(zhì)防治工程須進(jìn)行專(zhuān)一門(mén)的可行性論證,必要時(shí)可進(jìn)行工藝試驗(yàn),因施工過(guò)程中必然影響原地質(zhì)部分,如對(duì)基巖的噴錨、抗滑樁、挖排水溝等,不能因施工的擾動(dòng)而對(duì)變形地質(zhì)體造成新的破壞,當(dāng)不可避免時(shí)要正確評(píng)估施工的擾動(dòng)對(duì)變形地質(zhì)體的影響程度,對(duì)原設(shè)計(jì)進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充。
3.3完善施工方案
只要在各項(xiàng)工程建設(shè)設(shè)計(jì)和施工中加強(qiáng)地質(zhì)環(huán)境保護(hù),減少不必要的破壞,就可防止一些不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)生。
(1)普及地質(zhì)災(zāi)害知識(shí)。凡參與工程建設(shè)的業(yè)主、監(jiān)理、施工及運(yùn)營(yíng)養(yǎng)護(hù)各方都要加強(qiáng)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害知識(shí)的教育,了解地質(zhì)災(zāi)害勘察技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、地質(zhì)災(zāi)害防治工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、地質(zhì)災(zāi)害防治效益評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)、建設(shè)項(xiàng)目地質(zhì)災(zāi)害勘察、評(píng)價(jià)等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)學(xué)習(xí)和掌握一些地質(zhì)知識(shí)。
(2)建立監(jiān)測(cè)體系。設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)各個(gè)階段要做好銜接工作,尤其是不良地質(zhì)區(qū)域內(nèi)的公路建設(shè)工程,要根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查結(jié)果,確定監(jiān)測(cè) ,預(yù)報(bào)重點(diǎn)。一般公路地質(zhì)災(zāi)害都發(fā)生在汛期,鑒于地質(zhì)條件本身的發(fā)展變化以及降雨、人類(lèi)活動(dòng)等影響,每年都會(huì)出現(xiàn)新的災(zāi)害和隱患,因此在每年汛期前應(yīng)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重地區(qū)進(jìn)行調(diào)查,汛期加強(qiáng)監(jiān)測(cè),汛后復(fù)核,及時(shí)掌握災(zāi)害體的變化情況,提高預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性和實(shí)效性,以避免因地質(zhì)災(zāi)害造成人員傷亡,盡可能減少經(jīng)濟(jì)損失。
4 結(jié)束語(yǔ)
隨著山區(qū)公路的高速發(fā)展,由于山區(qū)特殊的地形地貌,存在著許多急需解決的巖土工程勘察技術(shù)問(wèn)題。各階段的地質(zhì)勘察工作必須認(rèn)真對(duì)待,前期的工程地質(zhì)勘察更要做細(xì),加強(qiáng)巖土工程技術(shù)人才培養(yǎng),適應(yīng)山區(qū)公路建設(shè)新的發(fā)展需要。巖土工程地質(zhì)災(zāi)害防治工程是一項(xiàng)長(zhǎng)期的工作,任重而道遠(yuǎn)。隨著新技術(shù)、新方法、新材料在地質(zhì)災(zāi)害防治工程中應(yīng)用,地質(zhì)災(zāi)害防治措施和施工技術(shù)必將邁向新的臺(tái)階。
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關(guān)鍵詞:深埋隧道;災(zāi)害地質(zhì);巖爆;塌方;涌水
一、隧道地質(zhì)災(zāi)害形成的因素
隧道地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防工作需要做好地質(zhì)的勘測(cè),確定防治的目標(biāo),優(yōu)化防治方案,選擇防治施工的方法,加強(qiáng)施工管理和監(jiān)督,只有這樣,才能控制好隧道地質(zhì)災(zāi)害形成的因素,使隧道施工中的常見(jiàn)地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題減少發(fā)生的頻率。
隨著我國(guó)交通行業(yè)的飛速發(fā)展,隧道施工項(xiàng)目越來(lái)越多,施工技術(shù)得到了很大的進(jìn)步。受長(zhǎng)度和深度等多方面的影響,使隧道施工的地質(zhì)環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜,施工遇到地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題更多,還有很多不可預(yù)料的災(zāi)害,只有進(jìn)一步提高施工技術(shù),加強(qiáng)預(yù)測(cè)與防治措施,才能真正保證隧道的安全施工和順利完成。
二、深埋隧道工程主要災(zāi)害地質(zhì)問(wèn)題
(一)巖爆
巖爆是高地應(yīng)力區(qū)的地下工程在開(kāi)挖過(guò)程中或開(kāi)挖完畢后,圍巖因開(kāi)挖卸荷發(fā)生脆性破壞而導(dǎo)致儲(chǔ)存于巖體中的彈性應(yīng)變能突然釋放且產(chǎn)生爆裂松脫、剝落、彈射甚至拋擲現(xiàn)象的一種動(dòng)力失穩(wěn)地質(zhì)災(zāi)害。其直接威脅人員、設(shè)備安全,影響工程進(jìn)度,已成為地下工程世界性難題之一。近幾十年來(lái),國(guó)內(nèi)外在巖爆預(yù)測(cè)方面作了大量的研究工作,提出了一系列的理論和方法,如失穩(wěn)理論、強(qiáng)度理論、能量理論、斷裂損傷理論和突變理論等;并采用了數(shù)值分析方法、模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)判方法、分形幾何法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等。巖爆預(yù)測(cè)的目的是為巖爆防治提供可能發(fā)生的位置、烈度等信息。然而,由于巖爆預(yù)測(cè)問(wèn)題的復(fù)雜性,到目前為止還沒(méi)有哪一種理論或方法能準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)巖爆,滿(mǎn)足工程建設(shè)的需求。
(二)軟弱圍巖塌方
1、地殼在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的作用下,薄層巖體形成小褶曲,錯(cuò)動(dòng)發(fā)育地段,隧道施工從此處通過(guò),常發(fā)生塌方。
2、隧道穿過(guò)斷層及其破碎帶,一經(jīng)開(kāi)挖,潛在應(yīng)力釋放,承壓快,圍巖失穩(wěn)而塌方。
3、通過(guò)各種堆積體時(shí),由于結(jié)構(gòu)松散,顆粒間無(wú)膠結(jié)或膠結(jié)差,開(kāi)挖后引起塌方。
4、隧道穿過(guò)淺埋或隧道進(jìn)出口附近,圍巖自穩(wěn)能力差或受偏壓影響,開(kāi)挖中引起坍塌。
5、巖層軟硬相間或有軟弱夾層的巖體,在地下水的作用下,軟弱面的強(qiáng)度大大降低,因而發(fā)生塌方。
6、地下水的軟化、浸泡、沖蝕、溶解等作用,加劇巖體的失穩(wěn)和塌方。
7、圍巖比較差、斷層或節(jié)理面呈楔型狀態(tài),構(gòu)成不利組合,在內(nèi)應(yīng)力或地下水的作用下,產(chǎn)生突然塌方,這種塌方是最不易觀(guān)察和發(fā)現(xiàn)的,也是比較危險(xiǎn)的。
(三)涌水
涌水處理深埋長(zhǎng)隧洞的涌水具有涌水量大、水頭壓力高、補(bǔ)給豐富的特點(diǎn)。隧道巖體的突水、涌水是影響施工進(jìn)度和安全的一個(gè)重要因素,適時(shí)處理涌水對(duì)TBM施工是非常重要的。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)巖體裂隙涌水預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的研究有一定發(fā)展,但準(zhǔn)確性有待進(jìn)一步提高。
(四)其它地質(zhì)災(zāi)害
對(duì)于深埋隧道,除了高地應(yīng)力引起巖爆,軟弱圍巖塌方以及巖溶引起的涌水地質(zhì)災(zāi)害外,在施工中還可能存在著由于隧道開(kāi)挖卸荷引起的圍巖局部或者拱形的變形破壞(襯砌開(kāi)裂、塌方以及冒頂?shù)龋捎谒淼纼?nèi)長(zhǎng)期涌水或大量抽取地下水、隧道頂板冒落或者塌方引起的地面沉陷和塌陷,以及由于有害氣體的存在引發(fā)的瓦斯爆炸等不良地質(zhì)問(wèn)題。
三、深埋隧道工程主要災(zāi)害地質(zhì)問(wèn)題的防治
(一)巖爆的防治措施
1、改善圍巖體物理力學(xué)性質(zhì)
在爆破后立即向掌子面及附近洞壁噴灑高壓水或利用炮眼及錨桿孔向巖體深部注水,這是目前最常用且有效的措施。
2、應(yīng)力解除
采用超前鉆孔和縱向切槽等方法提前釋放部分應(yīng)力,減小巖爆發(fā)生的能量。
3、及時(shí)施作錨噴支護(hù)
工程實(shí)踐表明,該方法在防治巖爆方面有一定成效。
4、采取“短進(jìn)尺、弱爆破”,并嚴(yán)格控制炮眼利用率,可以降低巖爆的發(fā)生頻率。
(二)塌方的防治措施
很多松散和破碎的圍巖都會(huì)發(fā)生深埋隧道的塌方,一般情況下,要對(duì)圍巖整體進(jìn)行穩(wěn)定性和強(qiáng)度的處理。施工中常見(jiàn)的處理方法有:超前長(zhǎng)管棚和超前錨桿等措施,這些措施都可以使圍巖進(jìn)行穩(wěn)定與強(qiáng)度的加固處理,使隧道塌方機(jī)率降低。而斷面大隧道在開(kāi)挖中,一定要對(duì)軟弱圍巖的部分采取逐步開(kāi)挖的施工方法,這樣既可以使圍巖大大縮短暴露的時(shí)間,在開(kāi)挖后,也可以立刻進(jìn)行支護(hù)處理,使隧道圍巖穩(wěn)定性大大增加。
(三)突水與涌水的防治措施
深埋隧道施工出現(xiàn)的突水與涌水等地質(zhì)災(zāi)害可以通過(guò)排、堵的措施,或者排堵結(jié)合使用的措施進(jìn)行相應(yīng)的處理。在對(duì)突水與涌水治理的同時(shí),也要對(duì)施工工程附近暗河及溶洞的突水部位做好監(jiān)測(cè)與預(yù)控。通過(guò)監(jiān)測(cè)與預(yù)控實(shí)現(xiàn)對(duì)施工階段地質(zhì)的預(yù)報(bào)。監(jiān)測(cè)與預(yù)控工作既要準(zhǔn)確的分析出溶洞與暗河和隧道的交匯位置,在隧道施工出現(xiàn)突水與涌水后,對(duì)非巖溶深埋的隧道要進(jìn)行排水導(dǎo)坑及鉆孔疏干的治理措施。巖溶隧道和淺埋隧道的治理要以堵為主,在最大程度上阻止地下水位下降,防止地面出現(xiàn)塌陷及井泉干涸等現(xiàn)象,這些問(wèn)題會(huì)直接破壞周?chē)纳鷳B(tài)環(huán)境。
施工中還可以使用先隔水層然后再進(jìn)行含水層的開(kāi)挖,可以有效防止發(fā)生突水的地質(zhì)災(zāi)害,有時(shí)也可以使用超前引排和超前預(yù)注漿等施工方式,都可以有效減少突水的地質(zhì)災(zāi)害程度。
(四)有害氣體
通風(fēng)是隧道施工中不可缺少的一部分,在隧道施工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生各種有害氣體如CO,瓦斯等,所以必須源源不斷地將外界空氣輸送到隧道內(nèi)部的各個(gè)工作面,保證人員正常呼吸,稀釋并排除有害氣體和灰塵,保證隧道中的空氣質(zhì)量。而在高海拔、高寒區(qū)凍土隧道施工中,為了開(kāi)挖的安全,保護(hù)凍土,又能在冬季進(jìn)行混凝土工程作業(yè),通風(fēng)系統(tǒng)的功能除排煙降塵外,還必須具有控制施工環(huán)境的功能(即保證施工溫度在-5~5℃之間)。目前,在國(guó)內(nèi)外,隧道施工通風(fēng)的自動(dòng)控制水平還不夠高,人們還要投入大量的人力物力去解決隧道施工通風(fēng)問(wèn)題。通風(fēng)要保證兩方面的施工要求:一是施工中有害物濃度的控制,二是溫度符合施工要求。施工工作面的溫度受初始條件、圍巖溫度、通風(fēng)量、風(fēng)流溫度等影響,而人為可以改變的就是通風(fēng)量和風(fēng)流溫度;在實(shí)際情況不變的條件下,施工工作面的有害物濃度的變化只受通風(fēng)量的影響。
利用鉆爆進(jìn)行施工時(shí),鑿巖、爆破、裝運(yùn)石渣、噴射混凝土(特別是干噴)等作業(yè)及運(yùn)輸機(jī)械的開(kāi)動(dòng),會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵和有害氣體,如CO和NO2等,煤系地層中的隧道,還存在瓦斯,致使洞內(nèi)空氣質(zhì)量嚴(yán)重惡化。渾濁的空氣不僅損傷施工人員的身體健康,降低工作效率,影響洞內(nèi)照明,而且會(huì)因洞內(nèi)缺氧,使內(nèi)燃設(shè)備效率降低,廢氣排放量增多,使空氣質(zhì)量進(jìn)一步惡化。因此,除長(zhǎng)度不足300m的短隧道可以依靠自然通風(fēng)外,所有隧道施工都必須進(jìn)行人工通風(fēng)。
結(jié)語(yǔ)
綜上,深埋隧道施工中做好常見(jiàn)地質(zhì)災(zāi)害的防治措施,可以采取地質(zhì)勘察、確定防治目標(biāo)及進(jìn)行優(yōu)化施工方案的選擇等方法,加強(qiáng)隧道施工的地質(zhì)監(jiān)測(cè)和預(yù)防,對(duì)隧道施工常見(jiàn)的地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題如塌方、突水和巖爆等進(jìn)行及時(shí)的預(yù)防和控制,通過(guò)科學(xué)的判斷,有針對(duì)性的采取適當(dāng)?shù)拇胧┳龊梅乐翁幚泶胧?/p>
參考文獻(xiàn)
[1]張建華,王亞?wèn)|. 固原市東岳山地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題及治理措施[J]. 寧夏工程技術(shù). 2012(02)
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