塌方、大變形巖爆

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1、第十二部分塌方、大變形、巖爆　　在隧道施工的整個過程中，不出現(xiàn)災害性事故，就是成功的范例。一旦發(fā)生災害性事故，不僅延誤工期、大幅度地提高工程費用、也會出現(xiàn)對人身的傷害；同時如處理不當，也會遺留工程質量后患，給維修養(yǎng)護工作造成極大困難?！　牧硪粋€角度看，正由于地質條件是不斷變化的，因此根據(jù)施工中出現(xiàn)的各種問題，如巖爆、大變形、塌方、突泥突水等，應變地采取各種措施，也應該是動態(tài)施工的一個極為重要的方面。　　因此，在事故過程中極力避免和防止災害性事故的發(fā)生，是施工技術人員重要的職責。當這些預計到或不能預計到的突發(fā)現(xiàn)象發(fā)生時，工程技術人員的應變能力就顯得極為重

2、要。　　施工中常常出現(xiàn)的事故有：　　　塌方；　　　大變形；　　　巖爆等。當然，還有一些其他災害，如突泥突水、瓦斯爆發(fā)、有害氣體的逸出等。這里重點說明以上幾個大家比較關心的，也是比較模糊的幾個問題的解決方法和途徑。施工要點1.塌方　　塌方是最為經(jīng)常的、比較典型的一種事故。造成塌方的原因多種多樣，有地質上突發(fā)的因素，也有人們認識上的因素，但歸根結底，地質因素是決定性的。因此加強施工地質工作是避免和防止塌方事故發(fā)生的根本手段。必須改變"地質工作是設計人員的任務，而不是施工人員的事"傳統(tǒng)觀念。把施工地質工作提到應有的高度予以重視。另外也必需改變"不塌方、不賺錢"

3、的觀點，樹立塌方是可以預測、可以控制的觀點，不斷培養(yǎng)工程技術人員在不良地質條件下的應變能力和處理能力?！　?.塌方實例　　下面通過一些工程實例，說明處理塌方的一些方法和原則?！　?）成渝高速公路縉云山隧道縉云山隧道是成渝高速公路東段的兩大隧道之一，分為左、右兩線，長度分別為2478m，2528m。地質主要為灰?guī)r和砂巖，其中灰?guī)r占40％左右，有少量的泥巖和頁巖，隧道通過4個斷層、5個煤礦采空區(qū)，在此段落存在一定濃度的瓦斯，有較大的涌水，最大涌水為20000～30000m3／d，灰?guī)r和砂巖的強度分別為80～120MPa和50-90MPa。其中Ⅳ、V級圍巖占2

4、9％，無I、Ⅱ及Ⅵ級圍巖。縉云山隧道自西向東穿過南北走向的縉云山山脈南部，通過地區(qū)受四川運動主壓應力作用，形成復式背斜，隧道中部940m地段位于背斜軸部的T3L+T3J地層上，隧道兩端735~813m位于縉云山背斜兩翼的T3XJ地層上，最大埋深560m。該隧道除重慶端(左隧551m，右隧289m)采用臺階(上部臺階高度為5.5m)施工外，其余均采用全斷面開挖，爆破采用雙空直眼掏槽微差分段起爆的光面爆破，支護以常規(guī)噴錨支護為主，在V級圍巖設格柵，間距1.0m，部分地段增設鋼筋網(wǎng)，在斷層破碎帶及其附近，采用了超前的小導管注漿和超前錨桿預加固措施。洞內鉆眼及裝

5、碴運輸，采用全機械化作業(yè)，無軌運輸，二次襯砌采用液壓臺車全斷面一次灌注?！。?）坍方的情況縉云山隧道施工過程中，因地質構造復雜，節(jié)理發(fā)育，地下水豐富以及斷層破碎帶的影響，先后發(fā)生了5次較大規(guī)模的坍方，其中以4號坍方為最大，長達22m，寬10~-14m，坍塌高度18~25m，坍方數(shù)量達4000~5000m3。（2）坍方發(fā)生的原因坍方發(fā)生后，經(jīng)現(xiàn)場調查和研究，認為引起本次坍方的原因如下：.由于巖體破碎、節(jié)理發(fā)育，致使巖層的層間結合力較低，加上地下水的作用，引起上部失穩(wěn)、坍塌；.坍方段屬于Ⅳ級圍巖，離開挖面的距離太大，已達到85.0m，再加上初期支護的強度可能

6、偏低(因地下水的影響，使噴射混凝土的厚度無法保證)，施工時沒有安設格柵；.在坍方范圍內，發(fā)現(xiàn)了一條寬度約1.8～2.4m的斷層，致使出現(xiàn)大規(guī)模的坍方?。?）坍方的處理措施和步驟.先加固坍方附近的未坍塌部分，采用噴錨支護和小管棚（φ60~80mm的鋼花管）對未坍塌的邊墻及拱部進行加固，以防止坍方的進一步發(fā)展和擴大。　　.利用坍方發(fā)生后圍巖處于相對的暫時穩(wěn)定狀態(tài)，抓緊時間沿坍塌面設外層初期支護(如圖1)，其支護參數(shù)如下：錨桿：L=3.5～4.5m，φ22mm，間距1.0m×l.0m～1.5m×1.5m；鋼筋網(wǎng)：采用φ8或φ12的鋼筋，網(wǎng)格間距20cm×20c

7、m；　　噴射混凝土：分兩層，第一層5.0～8.0cm，然后施作錨桿和掛網(wǎng)，再復噴第二層10~15.0cm。圖1塌方的斷面形狀及處理示意圖.因坍腔的橫斷面矢跨比H／B=1.8~2.8>0.7，故不設(也難以設置)內層初期支護，但在坍腔內需設置橫向和豎向的支撐桿件，本例中采用7.5號角鋼橫向和豎向支撐兩側及頂部的坍塌面，豎向間距8.0~10.0m，縱向間距2.0~2.5m。角鋼的兩端與錨桿頭進行焊接；.清碴：從洞口向里逐步清碴，同時逐步進行二次襯砌；.待二次襯砌完成之后設置防水層，預埋注漿孔；.施作1.0m厚的混凝土護拱；.設土石緩沖層，厚度1.2～1.5m

8、；.襯砌背后注漿(即填充注漿)。整個坍方的處理，歷時5個月，從處理效果來看，保證