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隧道施工塌方的預防及處理措施

2010-09-27 16:10  來源于網(wǎng)絡  【  【打印】【我要糾錯】

  在地質不良的地段修筑隧道,常會遇到洞頂圍巖下塌、側壁滑動等現(xiàn)象,甚至會發(fā)生冒頂?shù)葒乐厥鹿,這些現(xiàn)象在施工中稱為塌方。塌方威脅人生安全、使施工延誤工期、圍巖更不穩(wěn)定。故在施工中應預防其發(fā)生,發(fā)生塌方后需及時準確處理,減少塌方帶來的危害。

  1造成塌方的原因及預防措施

  塌方一般是地質不良、設計定位不當、施工方法不正確等原因引起的。

  地質條件是造成塌方的基本因素。穿越斷裂褶皺帶,穿越嚴重分化的破碎帶、堆積層等容易產(chǎn)生塌方。地下水往往也是重要因素,地下水豐富易造成塌方。

  地質勘探需要仔細周密。掌握資料不夠時本應避繞的不恰當?shù)奈恢脮e誤的定位通過,繪施工留下了隱患。或因沒有準備,在施工時造成塌方。

  施工是引起塌方的直接因素,對地質情況掌握不夠,從而選擇不合適的施工技術,(如不恰當?shù)募庇谶M洞、炸藥用量過多、支護不及時不牢靠、圍巖暴露時間過長、爆破方法選擇的不恰當?shù)?,或選擇了不合適的圍巖情況的施工方法,(如本應小斷面開挖,結果采用了大斷面開挖法,或應先拱后墻法,而采用了先墻后拱法等)并且又未采取其他補救措施,則會造成圍巖塌方,甚至由于塌方處理不當也會造成再次塌方或引起更大的塌方。

  對于塌方應以預防為主。首先要認真做好勘察工作,必要的鉆探及所需要的地質和水文地質資料的收集工作,應詳盡做好。隧道位置選擇應盡量避免不良地質區(qū)段,洞口位置選擇要慎重,施工設計,支護設計要合理,要符合實際情況。

  施工前要仔細核對設計文件,并需作必要的補測和驗證。預防可能發(fā)生塌方的區(qū)段,事先做好必要的準備,并在施工中采取相應的措施,如在不良地質段采用先排水、短開挖、弱爆破、強支護、快襯砌、各工序緊跟的措施,消除不利因素,盡快修好襯砌,避免塌方發(fā)生。

  塌方似乎是突然發(fā)生的,但實際上是有一定征兆的,在施工中還需要加強觀察分析。例如頂部圍巖裂縫旁出現(xiàn)巖粉,或洞內無故塵土飛揚、或不斷掉小石頭、或圍巖裂縫逐漸張大等,說明塌方即將發(fā)生;支撐壓壞或變形加大,說明圍巖壓力再加大,有塌方的可能性;圍巖中突然出水或水壓突然增加,要注意是否即將發(fā)生塌方;地下水沖走裂隙中的填充物,會使圍巖松動下榻,當水有濁變清,說明裂隙中充填物已沖走很多,水量加大,則可能有塌方;洞頂?shù)嗡恢貌欢,來回移動,表明巖體在變形,當變形達到一定程度有可能塌方,即所謂“漢留淋漓,塌方先兆”。還有許多,在實踐中總結得出的塌方征兆,應當在施工中注意觀察。一般說來,塌方是可以預見的。

  當發(fā)現(xiàn)支撐變形加大,或被壓壞,則應及時加固,以防圍巖進一步松動而造成塌方。

  觀察到異常情況,應認真分析,交接班時要交待清楚,做好準備,及時處理。

  2塌方的處理措施

  當遇到塌方時除迅速營救施工人員外,要迅速加固未塌地段,以防止塌方范圍擴大,并可為清理塌方而作準備。同時,摸清塌方情況,調查塌方范圍和塌方后圍巖現(xiàn)狀,塌落原因及性質、間隙規(guī)律、塌方現(xiàn)場情況。

  塌方大小是由塌方體規(guī)模及補給狀況決定的。塌方體尚未堵實坑道,基本停止塌落或再一次下榻的間隙時間較長,施工人員尚能進入塌穴觀察、處理的,稱為小塌方,塌方體堵塞坑道,規(guī)模大,無法觀察或塌方繼續(xù)不停,不斷補給,施工人員無法進入塌穴,這種情況稱為大塌方。

  處理塌方應按“小堵塞,大塌穿”及“治塌先治水”的原則進行。

  小塌方在隧道施工中較常遇到,在坍塌間隙中,可抓緊時間處理。一般需要“先支后清”。即應先支護塌穴和塌方口,此時,臨時支撐可架在塌體上,然后清楚塌方,邊清邊換立柱。各工序要緊跟上,如塌穴較高,可采用多層排架支護,頂層排架與塌穴壁要頂緊,條件適合,也可用噴砼作臨時支護處理塌方。大塌方則無法支護塌穴,大小無法查清時也不容許查清,以防隨清隨塌,使塌方范圍迅速擴大,因此采取“大塌穿”的辦法,即在塌體中穿過去。穿越塌體用“先護后挖”的施工順序。首先加固塌方端部支撐及襯砌后,一般用插板法施工,插板視塌方體石渣軟硬可選用木板、鋼釬或鋼軌等材料,在插板掩護下清渣并及時架立牢固的支撐,擴大時,亦需橫向打入插板,隨擴大隨支撐。

  穿越塌體的部位應從拱頂和上部斷面穿過塌體,然后向下施工。用上下導坑法施工,僅在上部塌方時,需加固下導支撐,并在上部做好防止塌方擴大的支撐,然后再由上導坑進行清渣或穿越。通頂塌方是大塌方的極端情況,此時還需處理地表塌陷穴口,需把穴口支緊,以免繼續(xù)擴大。塌口四周挖排水溝。防止地表水匯集塌陷坑,并用黏土類材料填實四周裂縫,穴口上方宜搭雨柵,以防雨雪灌入塌方體。

  治塌先治水是處理塌方的經(jīng)驗,水的流動會加劇塌方發(fā)展,所以在處理塌方時要加強防、排水,并采取適當措施引離塌方段的地下水。

  大塌方處理時費工費時,為加快施工進度,可采取迂回導坑繞過塌體的措施,這樣可使處理塌方與正洞施工同時進行,但應注意在選擇迂回導坑方案時要慎重。避免在迂回導坑中再次發(fā)生塌方,或者塌方擴大到迂回導坑中。塌方段圍巖極不穩(wěn)定,圍巖壓力加大,因此,襯砌結構需相應加強,對圍巖同時應采取加固措施,如在襯砌外做漿砌石護拱、在塌方體內壓水泥漿等,并且做好排水工程,以免后患。

  3結束語

  隧道施工預防塌方非常關鍵,也關系到企業(yè)信譽、職工的生命和財產(chǎn),必須高度引起重視,除按以上經(jīng)驗處理外,要多注意觀察,發(fā)現(xiàn)問題及時處理好,山體內的圍巖是千變萬化的。地質復雜,必須選擇有經(jīng)驗的施工隊伍和技術管理人員,有條件盡量選用先進的施工技術,新奧法是20世紀40年代開始發(fā)展起來的,它是以噴砼和錨桿為主要支護手段的一種方法,這種發(fā)放把坑道的襯砌支護于圍巖看作是相互作用的一個整體,即發(fā)揮圍巖的自承能力,又使支護起到加固圍巖的作用,在確保坑道穩(wěn)定的基礎上,使設計更加合理、經(jīng)濟,新奧法與傳統(tǒng)的礦山法相比。更能結合實際地質條件,目前被廣泛采用。另外洞口處理好也是關鍵,“洞口如咽喉,只有洞口段安全可靠,使施工得以順利進行,故在施工中要充分重視。”

延伸閱讀:隧道施工 塌方 預防
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