隧道中溶洞的处理方案Word文档下载推荐.doc
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根据隧道施工溶洞、塌方处理情况,介绍相关处理方案。
一、处理方案选择原则。
(1)安全性。
确保施工安全与运营安全,围岩累计变形量不大于10cm,衬砌完工后隧道不渗不漏。
(2)可操作性强。
要充分考虑现场机械装备状况和操作人员的技能水平,并尽可能降低施工难度。
(3)灵活性好。
根据断面形状和尺寸,因地制宜地选择施工方案,而不局限于一种固定的模式,一旦一种方案不能实时或实时效果差时,能较好地转换为替代方案。
(4)具有可连续性。
需兼顾溶洞段前后的施工方案的不同,能顺利地进行施工工艺、工序的转换。
(5)经济性强。
即在保证安全、质量并不破坏环境的条件下的投入最节约。
(6)处理施工方案科学。
首先保留并加固坍塌体,防止坍方扩大,然后施做套拱和超前大管棚,保证正洞开挖施工安全;
管棚施做完成后挖除坍塌体,进入隧道正常开挖、支护工序,并对隧道基底进行注浆加固处理;
溶洞段通过后,进行拱部坍腔回填处理。
二、处理方案
1、拱部以上(上导洞)空溶洞,采用泵送C25混凝土护拱,护拱厚度2米,以加强护拱,上空腔部分做排水处理(设置多根Φ100mm双壁波纹管,波纹管长度根据现场溶洞位置确定)。
2、掌子面锥形空腔处理:
空腔临空面处理采用厚10cm喷射C20混凝土封闭,腔内采用泵送C25混凝土回填,厚度2m,环向拱脚至拱腰采用Φ50×
4小导管(长度4.5m),1.5m×
1.5m梅花形布置,并注水泥浆(水泥浆按实际施工工程量确定)进行加固,空腔口采用工字钢纵向布置形成拱架,长度3m,间距20cm,其余采用吹沙回填密实,空腔做排水处理(设多根Φ116mm双壁波纹管,波纹管长度根据现场溶洞位置确定);
3、洞顶原地表塌陷,形成大的锥型坑洞,塌陷区位于山谷冲沟,危及隧道安全。
确定塌陷区处理方案:
征用塌陷区处治工程所需山地、田地;
锥型坑洞先采用碎石土回填,再采用C25混凝土封闭,厚0.5m;
山谷冲沟并采用(宽0.6m×
高0.8m×
厚30cm)M7.5浆砌片石改沟。
4、径向小导管,固结围岩(长度6m,环向1.2m,纵向0.6m),拱腰至拱脚范围;
采用Φ50×
4锁脚小导管(长度6m),在原初支上每两榀型钢之间增加一榀进行加固,保证围岩稳定性;
掌子面前方采用多根Φ89×
8超前管棚支护(长度暂定9m,若有条件,可视实际情况调整其长度,环向间距30cm),并注水泥浆(水泥浆按实际施工工程量确定),缩短型钢间距,换系统锚杆为小导管,施工中预留沉降量,加强二衬,及时跟进至掌子面;
掌子面下方基础的空洞先填充,后灌注混凝土,保证密实度;
5、预防塌方、突泥突水措施
①、加强洞内围岩观测,重点加强洞内水平收敛、拱顶下沉量测,溶洞顶可能失稳地方的观察;
对监测变化较大、溶洞顶岩石出现明显裂隙时要即使告诉现场施工负责人,采取加强支护等措施。
②加强施工过程中溶洞内滴水情况、坑道渗水情况的观察;
对监测变化较大、溶洞洞内滴水、坑道渗水急剧加快或变浑时要即使告诉现场施工负责人,采取加强支护等措施。
③、对于隧道穿越溶洞地段,要采用超前支护的方法加强处理,特别差的地方要采取小导管注浆的方法控制隧道塌方。
③、溶洞处理施工中,要严格按照设计图纸要求进行施工,坚决不允许有偷工减料的现象。
6、太大的溶洞需要采取涵洞、桥梁跨越。
应根据具体情况来确定。
7、溶洞及涌水隧道
1)在有溶洞和地下水排出的隧道,必须挖凿排水沟,当反坡开挖时应根据涌水量的大小,设置大于设计涌水量20%的抽水机具予以排出。
抽水机械的安装地点应在导坑的一侧或另开偏洞安装,并用栅栏与隧道隔离。
长下坡或高差过大时,为保证掌子面正常作业,应采用多级抽排水,每个泵站需挖集水坑,排水管道、水泵用电量、水泵类型应相配套。
2)抽水设备宜采用电力机械,不得在隧道内使用内燃抽水机。
抽水机械应有一定的备用台数。
3)隧道开挖中如预计要穿过溶洞或涌水地层,宜采用超前钻孔探水,查清溶洞大小以及含水层厚度、岩性、水量、水压等,为防治涌水提供依据。
4)如地质预探地层含水量较大,可能有涌水出现时,宜采用全断面预注浆的方法,将水流封堵在开挖面之外,即在隧道周边打孔,以高压的水泥浆液(或水泥—水玻璃浆液)注入岩石裂隙,以使隧道沿周边形成一个封闭环,施工要求:
①压浆地段混凝土衬砌达设计强度的70%时,方可进行压浆;
②冬季注浆时,洞内气温不得低于5℃,灰浆温度应保持在5℃以上;
③如遇流沙或含水土质地层,不宜采用水泥砂浆作防水层;
④注浆地段衬砌背面宜用干砌片石回填紧密,并每隔20m左右用1m厚浆砌片石或混凝土作阻浆隔墙,分段进行压浆;
⑤注浆孔宜按梅花形排列,孔距视岩层渗水和裂隙情况确定,一般不大于2m,径向孔深应穿过衬砌进入岩层0.5m;
⑥压浆顺序从下而上,从无水、少水地段向有水或多水处,从下坡方向往上坡方向,从两端洞口向洞身中间压浆,每段压浆长度不宜小于20m;
⑦初次压浆压力位0.3~0.5MPa;
检查压浆压力为0.6~1.0MPa,但不超过1.2MPa;
⑧注浆完毕用止浆阀保持孔内压力,直至浆液完全凝固;
⑨做好压浆孔编号、水泥品种及标号、砂浆成分及水灰比、延散度、压浆压力、注浆数量等记录
5)如地质预探溶洞可能有涌水出现时,宜采用引排的方法,排出溶洞中的积水。
6)如发现工作面有大量涌水时,应即令工人停止工作,撤至安全地点。
7)山岭隧道长大坡度掘进时,洞口需设置截、排水沟,防止地表水倒灌。
三、普遍而科学的溶洞处理顺序为:
封闭溶洞危险地带掌子面→对危险地带的岩层施作套拱→在危险岩层带施作超前大管棚→对坍塌严重地带采取根除措施挖除坍塌体→对轻度坍塌区实行洞身开挖、支护的保护措施→边墙及基底巩固处理→对坍塌溶腔进行回填处理。
对基础下有溶沟、溶槽、漏斗等溶洞现象时,首先在建(构)基础施工时,应挖去其中的充填物,回填碎石或毛石混凝土;
若出现溶层顶板不稳定时,可炸开顶板,挖除充填物,回填碎石的方法;
对基础下的溶洞埋藏较深的情况,可通过钻孔向溶洞内灌注水泥砂浆、混凝土、沥清等填充物,以堵填溶洞。
这些措施的目的都在于首先要保留并加固坍塌体,防止坍方扩大,然后施做套拱和超前大管棚,保证正洞开挖施工安全;
管棚施做完成后挖除坍塌体,进入隧道正常开挖、支护工序,并对隧道基底进行注浆加固处理,增强隧底承载力;
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