隧道易塌地质怎么处理
1. 隧道内塌方的处理方法
1、要看掌子来面围岩是否源很松散,是否有水,如果是这样就要采取封堵墙。 2、封堵墙做好后,采用注浆固结,待水泥浆凝固后。 3、做好超前支护,这部很关键,根据围岩塌方的长度,判断施工超前导管的长度。 4、确定开挖方式,一般选择双侧壁,这是最安全的方法。 5、支护及时跟进,确保施工安全。
2. 隧道塌方处理方案
隧道塌方案例
隧道A是一座双连拱隧道,轴线走向为148°,隧道全长462m。隧道地形起伏大,植被发育,地貌有山间冲积小盆地、山脊以及山间冲沟等,其中山脊呈近南北走向,与隧道轴线呈大角度相交。隧道右洞施工时,发生了顶部坍塌,下面对本次塌方的原因和相应处理方案进行技术探讨和案例分析。
隧道右洞在施工至塌方处时,正好处于Ⅳ、Ⅴ类围岩的交界带(该处埋深约80m),掘进后出现一较大滑层,先后出现两次较大范围的塌方,如图1。塌方段褶皱强烈,裂隙发育,岩体破碎,岩石较坚硬,岩体层面光滑,呈倒三角状。其中靠近中隔墙处塌方最高。隧道第一次塌方在无明显征兆的情况下突然发生,初次塌方量约100m3,并伴有渗水现象。在地下水的影响下塌腔迅速扩大,塌腔高4m-8m,纵长约8m,宽8m-11m,塌体完全堵住洞身,该段初期支护全部破坏,有6榀钢拱架扭曲损坏。
塌方原因分析
隧道区域构造主要受复式背斜控制,背斜呈线状紧密复式褶皱产出,轴部大致呈近东西向延伸。隧址位于该复式背斜之南翼,组成地层为双桥山群下亚群板岩、千枚状板岩,呈互层状,岩层倾向为近北。受其影响,隧道区千枚状板岩揉皱强烈,裂隙、节理、板理发育,岩体较破碎。因此,其塌方原因主要是:
① 工程地质原因:塌方部位处在Ⅳ、Ⅴ级围岩的交界带,被层状和多组节理分割而形成碎块状镶嵌结构,岩体较破碎,节理多为张开节理,节理裂隙间层面光滑。因连拱隧道开挖跨度大,在开挖掘进的扰动和左右洞施工的相互影响下,造成围岩失稳导致塌方。
② 地下(表)水原因:施工期连续降雨,地表水丰富,通过裂隙进入岩体,顶板淋水量增大。在地下水的软化、浸泡、冲蚀、溶解下加剧了岩体失稳和塌落,软弱滑动面在地下水的作用下,强度大为降低,因而发生滑塌。水在塌方中起到一个“催化”和“恶化”的作用。
③ 施工方面原因:该处Ⅳ、Ⅴ级围岩分界面较设计文件稍提前,施工单位未及时根据地质条件变化调整施工方案和支护参数,未采取更为有效的超前支护措施,开挖进尺过大,初期支护未及时跟进,从面造成临空面过大也是造成塌方的重要原因。
隧道塌方处理方案
根据塌方的情况和隧道所通过的层位,认为本次属层间移动性的塌方,这种地质的塌方难以稳定,会引起连锁反应,积累和发展扩及到已开挖支护的较长洞身段。为此,决定采用稳住后方围岩,强支护处理坍塌段,适当加强支护过渡段的三个阶段处理此次塌方,分段处理的长度为16m(后方加固段4m,塌方段8m,过渡段4m)。
① 塌方后段的处理
首先在塌方位置退后4m的位置处,采用长3.5m的Φ42×4mm的注浆小导管对塌方后段注浆。小导管外插角为15°,环向间距为1000px,纵向间距为1m,断面两侧拱脚以上区域梅花形布置,小导管端部与钢拱架焊接成整体,以保证后方围岩稳定不向前坍塌。注浆采用先上后下,先里后外,即先对塌空区边缘注浆,再逐步退后进行后段注液,使钢管所伸入的范围内通过注浆组成一个固结的灌浆层,通过浆液无规则的穿透松散破碎岩体产生胶结,从而达到在已支护段与塌空区交界处上、下一定范围内的围岩得到固结,从根本上达到控制塌方的扩展。而后段的注浆也提高了围岩整体承载强度,并与初期支护共同在2~3m范围内形成一个强大的支撑拱,为下一步施工的安全性提供了保障(见图2)。
② 塌空区段的处理
首先采用素喷厚500px的 C20混凝土封堵掌子面及塌落面,对塌空区段后方未破坏的原初期支护采用I18钢拱架进行加固,钢拱架与原初期支护钢拱架紧贴并排焊接,之后每榀纵向间距0.5m,掌子面处紧贴岩面并排焊接两榀。钢拱架间用环间0.5m的Φ25mm纵向钢筋连接,形成钢格棚架。对轮廓线外塌腔壁的大块岩石采用Φ89钢管支撑,并焊在钢拱架上。在钢拱架上下采用双层网格间距375px×375px的Φ8钢筋网加固,外挂模板,再喷射C25混凝土与钢拱架齐平,形成钢筋混凝土壳体初期支护。并在初支中预埋Φ108混凝土泵送管,待钢筋混凝土壳体强度达到要求后,分期泵送混凝土填充塌腔,以保证岩面与初期支护之间密实(见图2~图3)。
③ 塌方过渡段的处理
待塌空区段按上述方案处理完之后,密切注视塌空段断面变化情况,加强监控量测。该区域之后4m范围内采用长4m的Φ42×4mm的注浆小导管进行超前支护,小导管环向间距为1000px,纵向间距为1m;初支钢拱架采用I16工字钢,纵向间距1875px,钢拱架间采用环向间距1m的Φ25mm纵向钢筋连接,并设置网格间距500px×500px的Φ8钢筋网;系统锚杆采用长3m的Φ22砂浆锚杆,环向间距1m,纵向间距1875px,梅花形布置,端部与钢拱架焊接成整体。
④ 监控量测
认真做好各项施工监测,根据对监测数据的分析和判断,对围岩及支护体系的稳定状态进行判断和预测,及时采取措施来确保围岩和结构的稳定,以确保施工安全。在该段塌方处理完毕后,在拱顶布设了左、中、右三个测点,并在腰线处左右分别布设了两个测点,通过近三个月的监测,拱顶下沉最大下沉量为22.5mm,相对变形量为1.99%;周边位移最大值为34.96mm,相对变形量为0.26%,均在允许范围内,表明所采取的措施得当,取得了应有的效果。
要点总结
隧道坍塌是最容易造成施工安全事故的主要原因,特别是对坍塌的处理更是危险作业。因此,只有方案正确、处理及时、方法恰当、组织严密、措施得力,才能使抢险得以顺利完成。
① 处理隧道塌方必须分秒必争,及时制定处理方案。处理隧道塌方是一种紧急抢险,如同打仗一样,有利的时机稍纵即逝。隧道塌方后,各方迅速到塌方点,详细察看塌方情况,检查塌方初期支护的损坏程度和影响区域,分析塌方原因和可能的发展趋势等。在掌握情况的基础上现场确定应急预案,下达抢险指令,明确任务和要求。这种现场办公定案、直接指挥处理的方法,保证了抢险的及时性,为塌方的处理争取到了有力的时机。
② 前方封堵,后方加固,对塌方区形成合围,是防止塌方恶化的有效方法。抢险的战斗从何处打响,关系到抢险工程全局性的问题。根据实际情况,采取前方封堵,即喷射C20混凝土封堵掌子面及塌落面,稳住围岩,防止空顶加大,并对下一步塌体注浆创造条件,保证注浆效果,同时还为下一步施工提供安全保障;后方加固,即对塌穴后方4m处未损坏的初期支护段架设型钢拱架加固初支,对初支顶部低应力围岩注浆,以增加其强度和自稳力。这种前方封堵和后方加固处理方法,有效地防止塌方恶化,使塌方处理出现了良好的局面,这是处理隧道塌方的一条重要成功经验。
③ 塌方的处理必须遵循“短进尺、少扰动、强支护、快封闭、勤量测”的原则。对塌体一般不宜直接进行清理,尽量减少对围岩的扰动,避免塌腔扩大。塌方的处理应一次到位、不留后患,加大超前支护和加强初期支护,必要时对二衬混凝土进行配筋和加厚,隧道轮廓外的塌腔宜尽量回填密实。从监控量测及地质雷达检测结果来看,本次隧道塌方的处理方案是可靠的。
3. 隧道内塌方的处理方法有哪些
塌方一般是地质不良、设计定位不当、施工方法不正确等原因引起的。
地质条件是造成塌方的基本因素。穿越断裂褶皱带,穿越严重分化的破碎带、堆积层等容易产生塌方。地下水往往也是重要因素,地下水丰富易造成塌方。
地质勘探需要仔细周密。掌握资料不够时本应避绕的不恰当的位置会错误的定位通过,绘施工留下了隐患。或因没有准备,在施工时造成塌方。
施工是引起塌方的直接因素,对地质情况掌握不够,从而选择不合适的施工技术,(如不恰当的急于进洞、炸药用量过多、支护不及时不牢靠、围岩暴露时间过 长、爆破方法选择的不恰当等),或选择了不合适的围岩情况的施工方法,(如本应小断面开挖,结果采用了大断面开挖法,或应先拱后墙法,而采用了先墙后拱法 等)并且又未采取其他补救措施,则会造成围岩塌方,甚至由于塌方处理不当也会造成再次塌方或引起更大的塌方。
对于塌方应以预防为主。首先要认真做好勘察工作,必要的钻探及所需要的地质和水文地质资料的收集工作,应详尽做好。隧道位置选择应尽量避免不良地质区段,洞口位置选择要慎重,施工设计,支护设计要合理,要符合实际情况。
施工前要仔细核对设计文件,并需作必要的补测和验证。预防可能发生塌方的区段,事先做好必要的准备,并在施工中采取相应的措施,如在不良地质段采用先排水、短开挖、弱爆破、强支护、快衬砌、各工序紧跟的措施,消除不利因素,尽快修好衬砌,避免塌方发生。
塌方似乎是突然发生的,但实际上是有一定征兆的,在施工中还需要加强观察分析。例如顶部围岩裂缝旁出现岩粉,或洞内无故尘土飞扬、或不断掉小石头、或围 岩裂缝逐渐张大等,说明塌方即将发生;支撑压坏或变形加大,说明围岩压力再加大,有塌方的可能性;围岩中突然出水或水压突然增加,要注意是否即将发生塌 方;地下水冲走裂隙中的填充物,会使围岩松动下榻,当水有浊变清,说明裂隙中充填物已冲走很多,水量加大,则可能有塌方;洞顶滴水位置不定,来回移动,表 明岩体在变形,当变形达到一定程度有可能塌方,即所谓“汉留淋漓,塌方先兆”。还有许多,在实践中总结得出的塌方征兆,应当在施工中注意观察。一般说来,塌方是可以预见的。
当发现支撑变形加大,或被压坏,则应及时加固,以防围岩进一步松动而造成塌方。
观察到异常情况,应认真分析,交接班时要交待清楚,做好准备,及时处理。
4. 隧道施工时塌方的处理措施有哪些
(1)隧道发生坍方,应及时迅速处理。处理时必须详细观测坍方范围、形状、坍穴的地质构造,查明坍方发生的原因和地下水活动情况,经认真分析,制定处理方案。
(2)处理坍方应先加固未坍塌地段,防止继续发展。并可按下列方法进行处理:
①小坍方,纵向延伸不长、坍穴不高。首先加固坍体两端洞身,并抓紧喷射混凝土或采用锚喷联合支护封闭坍穴顶部和侧部,再进行清渣。在确保安全的前提下,也可在坍渣上架设临时支架,稳定顶部然后清渣。临时支架待灌筑衬砌混凝土达到要求强度后方可拆除。
②大坍方坍穴高、坍渣数量大,坍渣体完全堵住洞身时,宜采取先护后挖的方法。在查清坍穴规模大小和穴顶位置后,可采用管棚法和注浆固结法稳固围岩体和渣体,待其基本稳定后,按先上部后下部的顺序清除渣体,采取短进尺、弱爆破、早封闭的原则挖坍体,并尽快完成衬砌。
③坍方冒顶,在清渣前应支护陷穴口,地层极差时,在陷穴口附近地面打设地面锚杆,洞内可采用管棚支护和钢架支撑。
④洞口坍方,一般易坍至地表,可采取暗洞明作的办法。
(3)处理坍方的同时,应加强防排水工作。坍方往往与地下水活动有关,治坍应先治水。防止地表水渗入坍体或地下,引截地下水防止渗入坍方地段,以免坍方扩大。具体措施:
①地表沉陷和裂缝,用不透水土壤夯填紧密,开挖截水沟,防止地表水渗入坍体。
②坍方通顶时,应在陷穴口地表四周挖沟排水,并设雨棚遮盖穴顶。陷穴口回填应高出地面并用粘土或圬工封口,做好排水。
③坍体内有地下水活动时,用管槽引至排水沟排出,防止坍方扩大。
(4)坍方地段的衬砌,应视坍穴大小和地质情况予以加强。衬砌背后与坍穴洞孔周壁间必须紧密支撑。当坍穴较小时,可用浆砌片石或干砌片石将坍穴填满;当坍穴较大时,可先用浆砌片石回填一定厚度,其以上空间应采用钢支撑等顶住稳定围岩;特大坍穴应作特殊处理。
(5)采用新奥法施工的隧道或有条件的隧道,坍方后要加设量测点,增加量测频率,根据量测信息及时研究对策。浅埋隧道,要进行地表下沉量测。
5. 隧道塌方的处理方法
塌方事故发生后,各方对事故的处理提出各自的方案,归结有以下三种: (1)注浆锚固法。该方法是以“非套管成孔技术”和“中高压注浆”为基础的注浆锚固法塌方处理方案。此方案中“非套管成孔技术”是方案成败的关键,它可以保证钻孔的稳定, “中高压注浆”式压力注浆,扩大有效注浆半径,连接超前长锚杆使之与压力注浆加固体成为有机整体,可以最大程度地发挥了超前锚杆的支护效果。但是此方案最终未被施工单位采纳,主要由于此方案中要在塌方区上方打入超长锚杆(30 m以上),施工难度相当大。
(2)大管棚注浆超前支护(小导洞法)。该方法主要采用注浆大管棚辐以注浆小导管,对塌方体进行预支护。采用短进尺、分阶段开挖,对塌方体的支护做到随挖随支。此方案充分考虑了隧道的工程地质条件与
施工技术条件,充分发挥了注浆法和管棚法的优点。但管棚和注浆的施工必须达到预期效果,即形成一个能支撑上面松散岩石的壳体。
(3)塌坑注浆法。
该方法是利用地表塌坑向塌方体注浆加固,再进行塌方体的开挖施工。但此方法代价太高,质量不易控制。经技术经济综合比较,决定采用大管棚注浆超前支护处理坍方。
5 塌方处理过程
5.1 塌方的前期处理
根据塌方的处理的基本思路,先对隧道全断面喷C20混凝土加固,对靠近塌方体外侧8m长进行全断面工字钢116临时加固以免塌方
区域继续向外侧扩展,由于隧道左侧围岩强度低而右侧岩体强度较高,加之坍塌是从右侧开始,所以小导洞应紧贴右侧边墙开挖。具体形状采用半径2.5 m的1/4圆,小导洞的支护采用超前小导管间距33 cm,长度2 m,仰角l5。,搭接长度1.2—1.5 m,小导管内必须注浆以稳定塌落岩块。并有I16工字钢架。间距0.5 m,挂网喷C20混凝土厚度l0 15 cm
5.2 塌方体的开挖
根据上述方案,小导洞施工于2004年12月28日顺利完成,基于隧道开挖过程记录和塌方时的实际情况以及小导洞所揭示的隧道内侧的塌方情况,可以得出关于塌方的基本情况:隧道塌方里程位于K22+265 K22+295.共30 m长,塌方体的主要构成是岩石松散体
关于莱隧道塌方段处理方法的探讨 53和由于破坏的格栅支撑造成局部空洞。基于对塌方的认识和小导洞的施工经验,塌方处理采用t~1o8管棚(注浆) +超前小导管(注浆)+I16工字钢+挂网喷C20混凝土的综合方案。
所注浆液采用:水泥:水玻璃:水=1:0.6: l的混合浆液,保证浆液在30 s内凝固,终浆压力2.5 MPa,如果在施工过程中要适时的封闭工作面和用砂浆填充空洞体。4108 mm管棚长度6 l0 m,排间距6 m,塌方体最外侧一排仰角30~,内部管棚仰角为l5。在管棚注浆完毕后在管棚内插入2根忆2 nlln的螺纹钢,长度与管棚相同,以提高管棚的承载力。
小导管采用 mm钢管,长度3 m,仰角l ,间距0.7 m,排距1.5 m,并进行注浆加固。每步开挖进尺0.5 m,采用I16工字钢支撑,挂网并喷射混凝土。特别是在左侧根据围岩情做锁脚小导管处理,并注浆,I16工字钢架间做横向连结处理,以使其形成一个整体,防止局部坍塌而造成支架的倾覆
6. 开车进隧道后,遇到隧道坍塌该怎么应对
应该顺着隧道的两边快速行驶,最好可以有机会驶出隧道,因为两边的稳定性会好一些。随着我国城市现代化的进程不断加快,建设地铁是城市未来的发展方向之一。地铁隧道施工需要注重施工的质量避免出现地面沉降的危险,影响城市发展。本文通过剖析城市地铁隧道施工过程中引起的地面沉降原因,进而提出相应的解决措施。
首先,地表沉降是地铁隧道施工给周围环境带来的最大的问题。它可能导致的后果很多,轻则变形重则倒塌,供热管道等主要管线的破裂,使得污水或其他水上溢;另外,这些管道在又地铁施工的工程中往往改变其通道或者做加固等特殊处理。 此外,在有桥梁等设施的地方施工的时候,挖掘隧道容易是桥梁基础活动,发生沉降,抑或者对柱体产生摩擦甚至岌岌可危。当他倒塌时人们也许措手不及,造成严重的意外,后果不堪设想。 沉降对房屋来说也是非常危险的。
所以靠着两边行驶较为稳妥。
7. 隧道塌方的处理方法有哪些
塌坑来注浆法。该方法是利用自地表塌坑向塌方体注浆加固,再进行塌方体的开挖施工。但此方法代价太高,质量不易控制。经技术经济综合比较,决定采用大管棚注浆超前支护处理坍方。隧道塌方可以找四川共拓岩土客户股份有限公司,他们在隧道塌方和大坝补漏这些方面都是专业的。