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隧道塌方处理方案

发布时间:2016-04-28
现阶段,建筑企业如何制定隧道塌方处理方案?基本情况怎么样?鲁班乐标小编整理隧道塌方基本内容如下:
鲁班乐标小编通过本网站建筑知识专栏的知识整理,建筑企业隧道塌方处理方案主要基本情况包括:
首先我们先了解隧道塌方处理的基本情况:
随着我国经济的高速发展,国力的增强、人民生活水平的提高,对交通的要求也越来越高。近年来,我国的高速公路、城际铁路、铁路客运专线、高速铁路、城市地铁、城市轨道交通等得到迅速发展,隧道及地下工程越来越多。对于隧道建设而言,通过近两个世纪的探索,形成了多种设计理论和工法,如矿山法、浅埋暗挖法、新奥法、挪威法等,这些设计理论和工法在隧道建设实践中发挥了十分重要的作用;但在具体实践中也出现了一些问题,尤其是一些坍方事故的发生,规模较大、造成了生命和财产损失、影响恶劣。这些事故的发生,血的教训,警示人们高度关注和重视隧道及地下工程的施工安全。
在一份合理的隧道塌方处理方案中,主要的内容包括:(1)原设计情况(2)施工情况(3)塌方原因分析(4)处理方案等相关内容,针对不同类型的隧道塌方,基本原因分别自然原因和人为原因,基本情况如下:
自然因素(地质因素)
大量工程事实证明,隧道及地下工程施工安全事故(坍方、塌陷)中起决定性的是地质因素。在勘探和施工过程中对地质情况认识不清,造成施工时出现了坍方:
在开挖的过程中,围岩的地质条件发生突变,如从Ⅲ级突然变化到Ⅴ级围岩,存在岩层分界面、岩土分界面等不利结构。
在隧道施工范围内、或隧道周边出现的断层、破碎带、软弱夹层、结构不利面、岩层的不整合接触带等。
出现了特殊的不良地质,如膨胀岩、高地应力、溶洞、涌水等。
地下水。地下水是使隧道围岩丧失稳定的重要原因,其影响主要有三个方面:一是软化围岩,软质岩石(土)体受水饱和后,其强度有不同程度的降低。如水浸入泥质岩层,能使岩质软化;水浸入无水石膏或以蒙脱石为主要成份的粘土,地层膨胀而对隧道产生极大的膨胀压力。二是软化结构面,泥质充填或具有软弱夹层的软弱结构面遇水后,即发生液化变软或填充物被冲走而降低结构面的抗剪强度,使岩体易于滑动。三是承压水作用,围岩受到水压作用后,更易失去稳定。
人为因素
设计因素
选线不合理。无论是公路、铁路,还是城市地铁,有时过多的考虑到投资等经济因素,线路的选择和确定不能百分之百从技术、地质、实际功能需求和可行性来考虑,出现一些选线不合理的情况。如果线路不合理,隧道穿越地层就有可能由好地层变为不良地质地段,就容易出现隧道坍方。比如南方某线因线位过低,使一长隧道处在沟谷底部,施工时隧道内地下水长流不断,水量巨大,多次出现突水、涌水和坍方事故,造成工期、成本的巨大损失。另一长大隧道,因考虑投资,将线路标高提高,原来的长隧道变短,但隧道通过的地层由原来较为稳定的岩层,变为土质地层与含水砂层接触带,给施工造成极大困难,造成工期、投资得不偿失。
洞口的位置选择不恰当,如位于较大的滑动体、断层之中,或存在偏压,从而引发洞口坍方。
设计的支护参数偏小,无法保证围岩从开挖后到二次衬砌施作这段时间内的稳定。
针对特殊不良地质地段,设计上给出的处理措施不当。
施工因素
选择不正确的开挖方法,易引起坍方
一般情况为:开挖面积小于100m2隧道:Ⅱ、Ⅲ级围岩一般采用全断面法开挖,Ⅳ、Ⅴ级围岩一般采用台阶法开挖。
开挖面积100~200m2隧道:Ⅱ级围岩采用全断面法开挖,Ⅲ、Ⅳ级围岩采用台阶法开挖、Ⅴ、Ⅵ级围岩采用CD、CRD法或侧壁导坑法进行开挖。
对破碎、软弱围岩或大断面施工,要采取一些辅助措施配合开挖:上半断面采用环形开挖、留核心土,喷射混凝土封闭开挖工作面,设临时仰拱封闭成环;设超前锚杆、超前管棚、插板、预注浆加固等措施。隧道渗水或涌水较大情况下,应采取较为保守的施工方法。
但施工中经常存在:施工方法与地质条件不相适应,地质条件发生变化,没有及时改变施工方法,如应该采用半断面开挖而实际采用了全断面,应该采用分步开挖的而实际采用了全断面或半断面等等;
一次开挖进尺过长也极易导致坍塌事故的发生,特别是软弱破碎围岩地段,上半断面应一次开挖一榀钢架,下半断面Ⅳ级围岩不超过两榀钢架,Ⅴ级围岩不超过一榀钢架。以上情况,致使一次开挖跨度过大或高度过高,超出了围岩自身稳定自然拱跨度,使隧道周边围岩形成塑性滑移楔体,直接造成坍方或支护结构的剪力破坏;
选择不正确的施工方案,易引起坍方。
(1)小间距隧道施工。
未严格按小间距隧道设计规范进行施工。后行隧道未在先行隧道的模筑衬砌达到设计强度后进行,且后行的隧道开挖面未滞后先行隧道模筑衬砌不小于50m的距离。这样左右线隧道在同一横断面上同时施工或相距较近,会造成群洞效应,引起坍方。
先行隧道开挖支护中存在涌水、涌泥、大变形等地段时,后行隧道必须在先行隧道施作二次衬砌后,且达到设计强度后方能进行施工。严禁在先行隧道未施作二次衬砌前,后行隧道施作注浆、开挖支护作业,引起先行隧道关门坍方。
(2)偏压隧道施工。
隧道建造中存在山体偏压的情况时,应先施工深埋一侧的隧道,可有效减少中间隔墙围岩的偏向及侧移,明显降低围岩塑性区面积,并有益于支护结构的稳定性。如先施工埋深较浅一侧,中墙的受力和倾斜均较大,会增加隧道坍塌的风险。偏压隧道应尽早施作洞口段的仰拱,封闭成环,使隧道整体受力,以减小隧道的偏压,支护结构剪切破坏,造成坍塌。
(3)洞室、通道与正洞的交叉处的施工。
Ⅳ、Ⅴ围岩洞室、横通道与正洞的交叉口处的施工应制定专项方案,采取横梁、套拱等加固方式进行开挖支护。严禁正洞钢架悬空,引起隧道坍塌。
(4)大变形拆换拱架地段的施工。
变形段处理应采取前后夹击的策略,应先施作变形段前后的仰拱、二次衬砌,待达到砼强度后,再进行变形段的处理。变形段拆换钢架必须逐榀拆除,每次拆换一榀,由上至下,每榀封闭成环,拆除一段(4-6米),衬砌一段。严禁多榀拱部钢架拆换,严禁多榀钢架不封闭成环的情况发生。
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