[分享]隧道施工中塌方的防护及治理

发表于2020-05-19     20人浏览     2人跟帖     总热度:196  


隧道施工中塌方的防护及治理


摘要:隧道施工一旦发生塌方,将带来严重的后果:(1)对施工人员安全造成威胁;(2)延长工期、增加工程预算,破坏设备和降低施工质量;(3)影响施工单位声誉,给社会造成不良影响。所以必须对塌方的原因深入研究,在施工中采取有效的防护治理措施来减少危害。



引起隧道塌方的主要原因

1天气水文方面

天气水文条件是引发隧道塌方的一重要因素。大量的工程案例表明突降的暴雨和长期的阴雨天气都是导致塌方的重要诱因。岩层软硬相间或有软弱夹层的岩体,在地下水的软化、浸泡、冲蚀、溶解等作用下,软弱面的强度和承载力大大下降,加剧了岩体的失稳、塌落。并且如果输排不畅,就会导致孔隙水压增大,围岩的有效应力降低导致强度锐减,从而发生塌方。

2地压和地质条件不良引起的塌方

地压是指岩体开挖后,破坏了原岩应力平衡状态,岩体中应力重新分布,使围岩变形、移动和破坏的力。主要包括散体地压、变形地压、冲击地压和膨胀地压等。隧道洞口段因为偏压和滑坡造成的塌方实例很多,也有因为塑形地压引起的挤出性塌方。滑坡、断层、溶洞、泥石流、膨胀性地层、风化变质的岩体等都属于不良地质,是引起塌方的重要原因。当隧道通过这些岩体时,没有事先进行预测和处理就会引发塌方。

3设计和施工不当引起的塌方

多数隧道现在都采用“新奥法”进行设计和施工。支护设计不合理,二次衬砌不合理等都是设计不当造成的,同时如果设计和施工人员理解方法存在差异,因引起一些工程问题。在浅埋、偏压、软弱、破碎等地层中进行隧道施工时,应采用勤测量、超前支护、补强、及时闭合仰拱和及时反馈等措施;不宜采用柔性支护,更不能强调用变形释放来减载。

4管理方面

目前在大多隧道施工工程中都存在着管理不合格的现象,仅限于强调思想,而没有真正从严的管理,导致一系列问题,如:设计意图理解不透,不全面,甚至错误;忽视对操作者的技术素质和质量意识培训;检测信息得不到重视;施工方法制定不详,措施欠缺;技术交底不清。这些问题都会造成隧道塌方,管理人员应予以重视。

5认识方面

施工人员对地质工作的认识不足,总以为这是设计人员应注意的工作。这一观念忽略了施工过程中的地质勘测及预报工作,加大了事故发生的可能性。



隧道施工中预防塌方的措施
隧道施工预防塌方,除选择相应的安全合理的施工方法和措施。在施工中主要做到以下几点:

1先排水

在施工前和施工中采取相应的防排水措施,尽量将开挖范围外的水截住,不使流进洞内,一般采取注浆处理。

2短开挖

在围岩石质较差地段,控制每循环开挖进尺,每次架立一榀工字钢拱架且拱架必须紧贴掌子面,使拱顶与拱架间无空隙

3强支护

针对围岩和地压情况加强初期支护确保支护结构有足够的强度,采取增加拱架的本身刚性强度、减小拱架间距及保证喷射砼的厚度,有时也可采取模注砼尽早封闭。

4快衬砌

必要时二次衬砌紧跟掌子面开挖,力求衬砌尽快成环,和初期支护共同受力。

5勤测量

安排专人对支护及围岩等进行检查和量测变形,发现围岩有变形或异状,立即采取有效措施进行处理,做好超前地质预报工作,及时了解前方的地质和水文条件。



隧道施工中塌方的处理措施

1小塌方的处理

如塌方体积较小,且塌方范围内已进行喷锚或已架设了较为牢固的支撑时,可由两端或一端先上后下地逐步清除塌方,清除时注意观察拱顶及周边的围岩有无变化的可能,避免出现二次塌方。随挖随架设临时支撑,临时支撑必须紧顶到塌腔面。如塌体稍大些时不能完全保证能否引起二次塌方时,不要清楚塌体,在塌体上先对拱顶进行临时喷锚支护、钢拱架支撑或进行模注砼作为临时支护,在保证安全情况下再对拱脚进行欠挖处理进行刚性支护。

2大塌方的处理

而当塌体高于拱顶开挖线,塌体把拱顶完全堵塞时,塌体规模大,且无法直接观察,塌体的补给情况摸不清,这类塌方属于大塌方。在遇到大塌方的时候,不能采用支护塌穴的方式,也不允许清碴,这样很可能随清随塌,使塌方面积迅速扩大,而只能用“箍穿”的方法。所谓“箍”就是对于塌方前端进行加固衬砌工作,阻止塌方延伸;所谓“穿”就是用护挖方法在塌体内用小导管穿过并注浆。

3治塌方先治水

隧道施工最不愿意遇到的问题就是地下水,水会冲刷、软化、溶解某些围岩,使得围岩条件恶化。更加突出表现在堆积层、风化严重地段和断层破碎带,首先这些地段本身就是不良地质地段,容易发生塌方,而且又是地下水活动频繁的场所,因此施工相当困难。所以,总结隧道施工经验就是“治塌先治水”。处理这类隧道塌方时要防止地表水灌入塌方地段,加强防排水措施,将地下水引出来。

4塌方冒顶的处理

在处理塌体前应先支护陷穴口,喷锚封闭洞穴周围岩面,避免洞内二次开挖塌体时顶二次坍塌。地质条件较差时,还应该对陷穴口周边地表进行打设锚杆或地表注浆加固措施。地表周围及陷穴口上空要做好防排水措施,避免雨天雨水进注塌腔内软弱围岩。如果塌腔顶部地表埋深非常浅且塌腔比较大时,可以视情况将地表揭开进行明处理。

5塌方地段衬砌和回填


一般塌方段的支护和衬砌需加强处理,模注衬砌背后与塌腔周壁间必须采取紧密支撑。塌方衬砌背后空洞的处理,当塌方较小时,可采用浆砌片石或干砌片石回填密实。当塌腔较大时,可采用浆砌片石回填,厚度宜为2米,其上空间采用钢支撑等顶住稳定围岩。当塌方冒顶时,要根据上顶回填炉渣及土的荷载确定支护及模注衬砌的类型,做好形成设计强度后再进行冒顶回填,一般才采用轻质材料如炉渣,至地表1-2米后用粘土封层防水,封层要高出原地表50cm左右,回填及封层要夯填密实防止塌陷进水。

扫码加入筑龙学社  ·  路桥市政微信群 为您优选精品资料、免费课程、高端讲座
分享至

分享到微信朋友圈 ×

打开微信"扫一扫",扫描上方二维码
请点击右上角按钮 ,选择 

 发表于2020-05-19   |  只看该作者      

2

隧道施工中塌方的防护及治理

 发表于2020-05-22   |  只看该作者       筑龙币+10

3

一般塌方段的支护和衬砌需加强处理,模注衬砌背后与塌腔周壁间必须采取紧密支撑。

 回帖后跳转到最后一页


分享