第一篇：千枚巖地質(zhì)下偏壓隧道變形地質(zhì)原因

千枚巖地質(zhì)下偏壓隧道變形地質(zhì)原因

分析及應(yīng)對措施

中鐵電氣化局集團(tuán)西鐵建設(shè)公司 武鵬濤

摘要：

呂河隧道位于十天高速旬陽聯(lián)結(jié)線，出口以風(fēng)化千枚巖為主，含少量石英片巖，節(jié)理發(fā)育，洞口右側(cè)存在東西走向斷層，裂隙水豐富，石英巖與千枚巖分層界線容易產(chǎn)生巖層下滑，地形、地層雙作用偏壓，出口段 V級圍巖103m，最淺埋深僅4m，開挖斷面15.1×10.5米,典型的大跨、淺埋、偏壓隧道。在施工中多次出塌方情況，本文總結(jié)施工中遇見的問題及應(yīng)對方法，通過對地表、山體、洞內(nèi)三方面的加固，總結(jié)出一整套千枚巖地質(zhì)下偏壓大跨隧道的施工方法，為陜南同類型隧道提供了施工指導(dǎo)和借鑒。

關(guān)鍵詞：千枚巖 偏壓隧道 地質(zhì)原因 應(yīng)對措施 工程概況

1．1呂河隧道位于十堰-天水高速公路A-CD40標(biāo)陜西省安康市，里程LBK1+456-LBK2+030間，全長574m，出口端位于漢江河畔半山腰，地勢極其陡峭，103米為偏壓段淺埋層，在洞頂右上方有1984年的滑坡痕跡，垂直斷裂帶高約4米。地質(zhì)以風(fēng)化千枚巖為主，含少量石英片巖，節(jié)理發(fā)育層厚小于20cm，較為破碎。巖層自左向右傾35°~60°（傾向北）與隧道夾角很小，拱墻部容易順層塌方。洞口右側(cè)存在東西走向斷層，裂隙水豐富（初步估計斷層在LBK0+960附近與隧道交匯）。地質(zhì)構(gòu)造存在偏壓，石英巖與千枚巖分層界線容易產(chǎn)生巖層下滑。

2011年7月施工至LBK1+888時（距出口142米）初支多處發(fā)生開裂剝落、至9月6日偏壓擋墻沿上導(dǎo)地面水平向出現(xiàn)2-3毫米裂縫，左側(cè)明暗洞結(jié)合處噴射混凝土向外鼓起75毫米，拱頂出現(xiàn)不同程度噴射混凝土開裂、掉塊現(xiàn)象，隧道右側(cè)LBK1+970-LBK1+982段在拱腳部位開始出現(xiàn)縱向裂縫，裂縫處噴射混凝土大量掉塊，外露鋼拱架扭曲，外凸達(dá)20厘米，隨時都有坍塌的危險，連夜進(jìn)行鋼支撐頂撐加固處理；2天后對側(cè)隧道拱腳部位（隧道左側(cè)LBK1+963-LBK1+982）出現(xiàn)混凝土剝落、拱架扭曲外鼓現(xiàn)象。1．2隧道頂山體狀況

1．2．

1、臨近洞口仰坡頂面處裂縫（距離坡體塌方面5-10m）：洞口仰坡頂面

裂縫呈圓弧形分布，裂縫寬度達(dá)到5～25cm不等。

1．2．

2、在坡頂村民宅基地處(距離塌方面約45m)：院子內(nèi)裂縫寬度達(dá)到1～15cm不等；房屋內(nèi)墻體及地面裂縫達(dá)0～2.5cm不等，上下樓頂?shù)捻艠翘菖c墻體間均以產(chǎn)生裂縫；在宅基地兩側(cè)下方，裂縫寬度以及溜塌距離達(dá)到1～25cm不等；

1．2．

3、在坡頂耕地內(nèi)(距離塌方面約85m)：裂縫寬度達(dá)到1～50cm不等，土體明顯下滑呈斷裂狀。隧道變形地質(zhì)原因分析

2．1、斜坡失穩(wěn)的地質(zhì)類型定性：

2．1．

1、隧道通過的主體巖層為薄層狀千枚巖，巖質(zhì)軟弱，層面極其發(fā)育，揉皺強(qiáng)烈，風(fēng)化深重，在斜坡重力作用下，易沿陡山坡向下蠕變；加之隧道出口二、三十米地段左側(cè)恰位于地層分界面部位，千枚巖覆蓋于堅硬的中、厚層石英片巖之上，且?guī)r層界面傾向隧道，形成上軟下硬的順層不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)（見圖）。

2．1．

2、巖層從左向右傾向隧道，傾角40～45度，是最容易形成臨空面、產(chǎn)生向

千枚巖地面裂縫下滑移的角度。

2．1．

3、隧道左側(cè)為沖溝岸坡，順層滑動具備臨空的陡坡地形條件。

2．1．

4、在千枚巖體中發(fā)育一小斷層揉皺破碎帶，在LBK1+920通過隧道，有7m寬破碎帶，有泉水流出，說明千枚巖體中含水。

上述巖性、界面、產(chǎn)狀、地形以及地下水等5方面不利組合，使隧道出口段成為極有利于產(chǎn)生順層滑動的不穩(wěn)定山體地段，尤其在雨季地表水大量下滲的條件下，極易產(chǎn)生向下滑移變形。地表存在的陡坎表明，可能在未開挖隧道之前，就發(fā)生過滑移變形。隧道內(nèi)的變形和地表產(chǎn)生多條裂縫，表明2011年由于隧道開挖的擾動和雨水下滲，斜坡產(chǎn)生了較為明顯下滑蠕動變形，致使隧道結(jié)構(gòu)承受地層錯動的作用而變形、開裂。

因此可以定性為：破碎軟弱的千枚巖層，沿軟硬巖層界面產(chǎn)生蠕動下滑變形。2．

2、可能產(chǎn)生的危害

隧道出口石英片巖角度40～45度(線路向大里程左側(cè))由于目前造成所處山體斜坡不穩(wěn)定的5方面地質(zhì)因素及不利組合仍然存在，單純在隧道內(nèi)采取措施無法消除和對抗，存在發(fā)生更大范圍或更大幅度下滑的可能，尤其是在雨季滲水使千枚巖軟化、增重的條件下可能發(fā)生整體滑動，造成重大滑坡地質(zhì)災(zāi)害，其后果是公路斷道而無法補救，即使施工時未出現(xiàn)大災(zāi)害，在今后運營中也是長期隱患，對其產(chǎn)生后果應(yīng)有充分估計，盡快采取根治措施。處理隧道變形的原則

3．1、處理措施的基本原則

隧道施工時，嚴(yán)格遵循以下基本原則，以確保工程質(zhì)量及施工安全。

1、先外后內(nèi)，在先整治斜坡，確保山坡整體穩(wěn)定的條件下，再繼續(xù)隧道拱底施工。

2、隧道大里程方向右側(cè)外山坡增設(shè)抗滑樁，確保斜坡坡腳和下部穩(wěn)定。

3、盡快完成抗滑主體工程和地表防、排水和封閉工程。

4、根據(jù)中上部穩(wěn)定和檢算情況，研究確定中上部加固的措施。

5、洞內(nèi)開挖施工，要研究和實施不誘發(fā)變形發(fā)展的施工程序和精細(xì)工藝。

6、隧道內(nèi)主體工程施工時，要抓好施工工序細(xì)節(jié)，目的是為了初支早成環(huán)、二襯早封閉，從而確保施工質(zhì)量和安全。要做到：步步為營、步步到位；

7、先加固后施工，邊施工邊加固，不安全不施工。施工主體時是在工程安全、施工人員安全的前提下進(jìn)行的；

8、施工主體時，先易后難。比如：初期支護(hù)開裂嚴(yán)重地段先加固好，但不要開挖下部，因為不安全。安全地段、容易施工段要先施工、快施工；

9、隧道內(nèi)主體施工時，還要遵守“二襯緊跟鋪底、鋪底緊跟支護(hù)、支護(hù)緊跟開挖”，實現(xiàn)“初支早成環(huán)、二襯早封閉”才能保證施工安全優(yōu)質(zhì)。

10、洞外地表開裂錯落、蠕動等及洞內(nèi)支護(hù)開裂、變形等，應(yīng)做好監(jiān)測、觀察標(biāo)記和資料記錄及分析資料等形象工作。處理隧道變形的措施

4．1、洞外：采用“抗、拉、注”三結(jié)合的措施進(jìn)行呂河隧道綜合治理。4．1．

1、“抗”：即在隧道出口明暗交界處與偏壓墻頂平齊位置，沿山體圓弧狀設(shè)置抗滑樁；同時在偏壓拱墻外側(cè)設(shè)置砼擋墻。

①、抗滑樁設(shè)置：沿山體圓弧狀設(shè)置，高度與偏壓墻頂平齊，結(jié)構(gòu)尺寸2m×3m，抗滑樁截面長方向沿山體走向布設(shè)，共10根。樁與樁之間及頂部用坡腳擋墻和樁間擋墻連接，防止山體流滑、覆蓋土流失。

②、砼擋墻：偏壓拱墻外側(cè)，明暗洞交界處向呂河大橋方向，設(shè)置寬度為5.0m的C25砼擋墻。墻基并采取如下抗滑措施：

基底：擋墻基底置于基巖內(nèi)1.0m，同時在擋墻基底基巖內(nèi)打入長4.0m、間距為1.5m×1.5m的R25錨桿(基巖下2.5m，基巖上留置于擋墻內(nèi)1.5m)。

明暗洞交界處坡體段范圍內(nèi)：打入長度為4.5m、間距為1.5m×1.5m的R25錨桿(打入巖體3m，外留置于擋墻內(nèi)1.5m)。

4．1．

2、“拉”，即在抗滑樁頂以及仰坡面，設(shè)置預(yù)應(yīng)力抗拉錨索。⑴、樁頂錨索：在抗滑樁頂2米處預(yù)埋錨索孔道，斜下方25度角布置，長度60米，穿過隧道底3米以下，錨固在左側(cè)堅硬的片狀石英巖中，消除抗滑樁頂面自由撓度變形。

⑵、邊仰坡：采用C25砼護(hù)面墻（厚度40cm），護(hù)面墻內(nèi)設(shè)置鋼筋骨架，參照格子梁設(shè)置；并設(shè)置間距為4m×4m的錨索，錨索長度35米m，邊坡垂直于坡面布設(shè)，仰坡與隧道軸線呈45度布設(shè)，錨索型號為6φs15.2mm。

4．1．

3、“注”，即注漿。

由于山體表層3-5米為泥質(zhì)千枚巖，在自重力的作用下會產(chǎn)生蠕動下滑，極不穩(wěn)定，尤其是千枚巖遇水融化的土質(zhì)特性，在暴雨季節(jié)表現(xiàn)為線狀泥石流，進(jìn)而發(fā)展為次 間距為4.0m，長度不小于25m(具體長度根據(jù)現(xiàn)場鉆芯樣圍巖情況再定)，對山體進(jìn)行再加固。

4．2．

4、對30米長的侵限段進(jìn)行換拱處理，鋼拱架型號由20b提高到22b，間距由60厘米加密為30厘米，強(qiáng)支撐抵抗地應(yīng)力變形。

4．2．

5、LBK1+955-LBK2+023二襯混凝土標(biāo)號由C25提高到C30，二襯鋼筋由￠22提高到￠25，間距由20厘米加密到15厘米。

由于采用了以上措施及嚴(yán)格遵守施工規(guī)范，呂河隧道初支變形再沒有繼續(xù)發(fā)展，于2011年12月2日順利完成全部二襯施工，比計劃工期提前了18天。幾點體會

千枚巖偏壓隧道施工要點重在對地形的準(zhǔn)確地質(zhì)分析，通過穩(wěn)山體、固地表、強(qiáng)支護(hù)的措施，首先保證山體的穩(wěn)定，在隧道施工時才可能不因開挖的擾動而局部失穩(wěn)，才能用常規(guī)的開挖方法確保施工安全。

第二篇：梅花山隧道地質(zhì)調(diào)查報告

編號：GZ-梅花山-01 谷竹高速公路土建施工第15標(biāo)段梅花山隧道

隧道地質(zhì)調(diào)查報告

2010年第012期【總第012期】

中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所

湖北谷竹高速公路隧道超前地質(zhì)預(yù)報與監(jiān)控量測咨詢項目經(jīng)理部

二〇一一年一月十七日

中國中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所

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1.1 隧道概況

本隧道位于十堰市房縣青峰鎮(zhèn)梅花山村附近，隧道軸線方向約262°，呈東西向展布。左洞起訖樁號為ZK81+430～ZK82+430，全長1000m，最大埋深約126.5m；右洞起訖樁號為YK81+430～YK82+442，全長1012m，最大埋深約130.2m，屬于長隧道。

1.2 地形地貌

隧址區(qū)地貌單元屬構(gòu)造剝蝕的低山地區(qū)，隧道穿越段地面標(biāo)高在401.2～528.3m。地形上表現(xiàn)為山頂較平緩，進(jìn)、出洞口坡面較陡，坡度約30°～40°，進(jìn)口處人為活動較大，巖體風(fēng)化嚴(yán)重，因修筑鄉(xiāng)村公路，有較厚的填土，出洞口山坡植被發(fā)育，水土保持較較好，植被主要為灌木。隧道進(jìn)、出口均有村級路與省道S305 相連，交通較便利。

(1)YK81+430~YK81+780（ZK81+430~ZK81+760）段

本段長350m，為隧道進(jìn)口段，由出露、揭露的圍巖可發(fā)現(xiàn)本段巖體破碎，自穩(wěn)能力差。隧道進(jìn)口段仰坡較為陡峻，坡度約為40°~45°，坡面表層殘坡積土層覆蓋，滾石較多，坡面上植被茂盛（如圖1所示）。進(jìn)口左幅有一沖溝，溝內(nèi)植被茂盛，滾石較多，土質(zhì)疏松，雨季時地表水匯集于洞口，應(yīng)加強(qiáng)疏排措施（如圖2所示）。右幅右上方有一沖溝，受地表徑流沖刷嚴(yán)重，植被不甚發(fā)育，雨季時地表水匯集于右洞洞口（如圖3所示），施工時應(yīng)及時采取措施，其上方有一村級公路，村級公路上方為農(nóng)耕田，土質(zhì)疏松，坡積土覆蓋厚度較大（如圖4所示）；有基巖出露，為強(qiáng)~中風(fēng)化片巖，產(chǎn)狀25°∠41°，呈灰綠色，巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，較破碎（如圖5所示）。進(jìn)口右幅右側(cè)有溪水流過（如圖6所示）。中國中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所

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圖1 梅花山隧道進(jìn)口段仰坡

圖2 梅花山隧道進(jìn)口左幅左側(cè)沖溝 中國中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所

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圖3梅花山隧道進(jìn)口段右幅右上方?jīng)_溝

圖4 梅花山隧道進(jìn)口農(nóng)耕田 中國中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所

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圖5 梅花山隧道進(jìn)口段出露基巖

圖6梅花山隧道進(jìn)口段右幅右側(cè)小溪 中國中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所

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(2)YK81+780~YK82+220(ZK81+760~ZK82+220)段

本段全長440m，沿隧道走線方向，地形表現(xiàn)為先下坡至谷底，再由谷底上坡至山頂，下坡坡度約40°~45°，坡面上植被茂盛，滾石較多，基巖出露（如圖7所示）。距左幅洞身左側(cè)約10~16m有一沖溝（如圖8所示），溝內(nèi)植被茂盛，土質(zhì)疏松；其右側(cè)還存在一小沖溝，溝內(nèi)植被茂盛，土質(zhì)松散；兩個沖溝下方有一沖溝，溝內(nèi)碎石、塊石較多，植被較發(fā)育，其下方有居民房；谷底有一鄉(xiāng)村道路，該道路寬約3~4m，與隧道軸線近呈垂直狀態(tài)。道路內(nèi)側(cè)邊坡有基巖揭露、出露（如圖9所示），為強(qiáng)-中風(fēng)化片巖，呈褐黃色，局部被鐵氧化成紅褐色，變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造，巖體破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，存在2組明顯剪節(jié)理：①產(chǎn)狀149°∠62°，延展長度約為0.3~0.6m，裂隙發(fā)育，裂隙寬約0.002~0.003m，隙間由粘性土充填；②產(chǎn)狀46°∠77°，延展長度約為0.4~0.7m，裂隙發(fā)育，裂隙寬約0.002~0.004m，隙間粘性土充填。谷底地表水很發(fā)育（如圖10所示），主要為基巖裂隙水流出形成，雨季可能受沖溝匯流影響，影響隧道施工。上坡坡坡度約為45°~50°，植被較發(fā)育，滾石較多。

圖7 YK82+220至谷底段滾石、出露基巖 中國中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所

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圖8右幅洞身左側(cè)約10~16m有沖溝

圖9 ZK82+040（YK82+050）處鄉(xiāng)村道路及其內(nèi)側(cè)邊坡基巖揭露情況 中國中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所

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圖10 谷底地表水流

(3)YK82+220~YK82+442(ZK82+220~ZK82+440)段

本段全長222m，為隧道出口段，地形表現(xiàn)為下坡路段，坡度約為30°~40°，本段山體上部植被發(fā)育，第四系覆蓋層較厚，山體下部隧道開挖（如圖11所示），洞口兩側(cè)山體基巖出露、揭露，薄片狀，呈褐黃色，局部鐵質(zhì)氧化，節(jié)理、裂隙較發(fā)育，出露基巖片理產(chǎn)狀：357°∠35°，節(jié)理產(chǎn)狀：252°∠65°（如圖12所示）。未見明顯地表水、地下水。在該段區(qū)域內(nèi)，隧道洞身之間有一沖溝，該沖溝與隧道走向幾乎平行。溝內(nèi)植被發(fā)育，溝底坡度約為25°~30°，偶見塊石、碎石。下方有居民居住，隧道施工時可能會對居民房造成影響。本段存在一斷層破碎帶，與隧道走向呈小角度相交，且本段處于淺埋段，巖體破碎，因此亦需考慮在隧道施工擾動下產(chǎn)生的掉塊、滑塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象。由于隧道施工擾動、爆破震動，右幅洞口上方產(chǎn)生裂縫（如圖13所示），長約7~10m，寬約4~7cm，應(yīng)及時采取措施。中國中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所

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圖11梅花山隧道出口段洞口情況

圖12梅花山隧道出口段洞口揭露、出露基巖中國中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所

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圖13梅花山隧道出口段右幅洞口上方開裂情況

1.3 地層巖性

隧址區(qū)出露、揭露的地層主要為第四系全新統(tǒng)殘坡積（Q4el+dl）含碎塊石粉質(zhì)粘土及元古界武當(dāng)群（Pt2Wb）片巖，具體分述如下：

第四系覆蓋層：含碎塊石粉質(zhì)粘土（Q4el+dl）：褐黃色，主要為粉質(zhì)黏土及片巖碎石、塊石等，鉆探揭示厚度約0～20.6m。

基巖及其風(fēng)化層：強(qiáng)風(fēng)化片巖（Pt2Wb）：灰白色，變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造，主要礦物成分為石英、云母，裂隙發(fā)育，鉆探揭示最大厚度22.5m。

中風(fēng)化片巖（Pt2Wb）：灰綠色，變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造，主要礦物成分為石英、云母等，裂隙較發(fā)育，隙面鐵質(zhì)氧化物渲染，巖芯多呈短柱狀和塊狀，采取率約為46%，RQD值為0%，最大揭露厚度27.8m（未揭穿）。

1.4 水文地質(zhì)條件

隧址區(qū)地表水系不發(fā)育，主要為大氣降水形成的地表面流及山體溝谷內(nèi)的季節(jié)性流水等，水量受季節(jié)性影響變化較大，其自然排泄暢通，對隧道施工影響較小。但雨季地表面流沖刷邊、仰坡，對隧道施工有一定影響。

隧址區(qū)地下水類型主要為松散巖類孔隙水及基巖裂隙水。松散巖類孔隙水主中國中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所

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要賦存于第四系松散堆積物中，處于斜坡地帶，分布不穩(wěn)定，總體厚度較小，受大氣降水補給，貯水條件較差，易滲透流失，僅季節(jié)性有水，對隧道施工影響較小?；鶐r裂隙水賦存于基巖裂隙中，主要受大氣降水補給，并受巖石完整性及裂隙開啟程度制約，沿基巖風(fēng)化裂隙、構(gòu)造裂隙等向地勢低凹處呈脈狀、線狀排泄，水量一般較貧乏。

在隧道洞口淺埋段，由于分布有第四系覆蓋層且基巖風(fēng)化裂隙發(fā)育，地下水的補給條件較好，受降水影響在雨季開挖時可能存在滴水、滲水現(xiàn)象。根據(jù)水分析試驗資料，隧址區(qū)地表水、地下水對混凝土無腐蝕性。

1.5 構(gòu)造地質(zhì)條件

隧址區(qū)在大地構(gòu)造上位于南秦嶺構(gòu)造帶內(nèi)，且處于武當(dāng)山復(fù)背斜南翼。隧址區(qū)主要出露元古界武當(dāng)群（Pt2Wb）片巖，片理產(chǎn)狀355°∠44°，節(jié)理裂隙較發(fā)育。節(jié)理裂隙較發(fā)育，經(jīng)地質(zhì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)2組較明顯節(jié)理，分述如下：①產(chǎn)狀149°∠62°，延展長度約為0.3~0.6m，裂隙發(fā)育，裂隙寬約0.002~0.003m，隙間由粘性土充填；②產(chǎn)狀46°∠77°，延展長度約為0.4~0.7m，裂隙發(fā)育，裂隙寬約0.002~0.004m，隙間粘性土充填。

1.6 不良地質(zhì)現(xiàn)象

從現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查情況來看，本隧道進(jìn)、出口段因人類活動頻繁，對天然山體造成不同程度的破壞，經(jīng)過斷層破碎帶時及地下水下滲段對隧道施工造成影響，其他無明顯不良地質(zhì)情況，故從以下幾個方面來分析梅花山隧道施工過程中可能出現(xiàn)的不良情況。

(1)巖體滑塌及掉塊

隧道出口段地處淺埋段，經(jīng)過斷層破碎帶，且地下水發(fā)育，因此需加強(qiáng)支護(hù)，防止地表土體因施工而發(fā)生擾動。

出口段仰坡為關(guān)注的重點，巖體破碎，自穩(wěn)能力差，且處于淺埋段，人類活動頻繁，巖體裸露，土質(zhì)疏松，易因施工擾動而產(chǎn)生滑塌，建議此段加強(qiáng)支護(hù)，早封閉、勤量測，仰拱、二襯應(yīng)及時跟進(jìn)。

此外，從地質(zhì)調(diào)查情況來看，出口段經(jīng)過斷層破碎帶，且在此段段形成較厚碎塊石土覆蓋層，因此需注意出口處覆蓋層的處理及加強(qiáng)支護(hù)措施。中國中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所

湖北省谷竹高速公路隧道施工超前地質(zhì)

INSTITUTE OF ROCK AND SOIL MECHANICS, CHINESE ACADEMY OF SCIENCES 預(yù)報與監(jiān)控量測咨詢服務(wù)地質(zhì)調(diào)查報告

(2)地下水

經(jīng)過對YK81+970~YK82+090(ZK81+950~ZK82+090)段地表水發(fā)育，得出該段地下水較為豐富，主要為基巖裂隙水，在對本段施工時，裂隙水可能下滲，對施工帶來一些不利影響，因此建議施工時做好防排水措施，同時加強(qiáng)支護(hù)。

1.7 預(yù)報與監(jiān)測工作重點

(1)超前預(yù)報工作

本隧道進(jìn)、出口仰坡較為陡峻，巖體破碎，且地下水較為發(fā)育，建議短進(jìn)尺、弱爆破，必要時最好采用人工開挖，同時，要做好地層巖性和巖體破碎程度記錄，為后續(xù)洞身開挖提供超前預(yù)報信息。

在裂隙水較發(fā)育段，要及時觀測洞身滲水情況，以免滲水給洞身支護(hù)帶來不利影響。

(2)變形監(jiān)測

在隧道沿線，尤其是在進(jìn)、出口段要做到勤量測，及時掌握初期支護(hù)的變形趨勢，為隧道設(shè)計和后續(xù)施工提供指導(dǎo)。

(3)地表觀測

在出口仰坡處與出口段上部山體處要設(shè)置地表沉降觀測點和山體表觀位移觀測點，動態(tài)分析開挖對山體帶來的影響。同時也應(yīng)重點觀測施工對YK81+540（ZK81+540）處鄉(xiāng)村道路的影響，避免對此道路的運營造成不良影響，影響居民正常生活。在出口段仰坡處要設(shè)置地表沉降觀測點，及時掌握出口段地表處的圍巖變形情況。

同時建議勤觀測地表裂縫。

第三篇：隧道不良地質(zhì)與塌方處理技術(shù)

2009論文（技術(shù)總結(jié)）隧道塌方處理

羊角腦隧道不良地質(zhì)與塌方處理技術(shù)

摘要：隧道塌方是一種不容回避的現(xiàn)象，除了加強(qiáng)預(yù)防外，更重要的是如何整治處理、減小損失和挽回進(jìn)度。在隧道出現(xiàn)塌方的情況下，塌方處理分2步進(jìn)行：首先對受塌方影響的初期襯砌裂縫地段進(jìn)行加固，及時施作二次襯砌；其次是對塌方體進(jìn)行搶險處理。在現(xiàn)場把握情況的基礎(chǔ)上認(rèn)真研究處理塌方對策，認(rèn)真制定處理塌方的步驟、方法及預(yù)防塌方的施工措施。公路軟弱圍巖段隧道施工必須早封閉成環(huán)及緊跟二次襯砌，使其與初期襯砌共同參與受力。關(guān)鍵詞：羊角腦隧道、塌方處理、小導(dǎo)管加固

1、工程概況

郴寧高速公路是廈門至成都高速公路在湖南省境內(nèi)重要路段之一，也是湖南等內(nèi)陸省份通往東南沿海地區(qū)前線的一條重要的國防軍事快要通道，同時也是構(gòu)成湖南省五縱七橫高速公路網(wǎng)絡(luò)主骨架組成部分，是連接我國東、中南部及西南地區(qū)的主要運輸通道。本合同段起訖里程K151+134～K154+100，起點位于桂陽縣保和鄉(xiāng)上張家村，終點位于桂陽縣方元鎮(zhèn)周家水村。

其中主要工程為羊角腦隧道（雙線），右洞起訖樁號為YK151+155～YK154+025，長2870m，左洞起訖樁號為ZK151+160～ZK154+090，長2930m，屬長隧道，其余路基工程178m。隧道左、右洞線型為大半徑C型曲線，郴州端為直線，寧遠(yuǎn)端左、右洞曲線半徑分別為2350m、2450m，超高為2%。右洞縱斷面郴州端約1960m的范圍內(nèi)位于2.5%的上坡段內(nèi)，其余位于0.5%下坡段內(nèi)；左洞縱斷面郴州端約1965m的范圍內(nèi)位于2.5%的上坡段內(nèi)，其余位于0.5%下坡段內(nèi)。隧道段內(nèi)地形較為平坦，局部坡陡，沖溝發(fā)育，沖溝走向以被動走向為主，呈“U”字型溝谷。隧道區(qū)內(nèi)地層由上至下為 2009論文（技術(shù)總結(jié)）隧道塌方處理

2.3.3施工方面原因。施工時對地質(zhì)復(fù)雜程度認(rèn)識不足，對巖石受到裂隙及溶槽切割后對隧道結(jié)構(gòu)的不利影響認(rèn)識不足、不清晰，重視程度不夠，同時參加施工的人員經(jīng)驗不足，沒有對不良地質(zhì)災(zāi)害很好的進(jìn)行預(yù)測。

3、處理措施 3.1不良地質(zhì)：

在不良地質(zhì)區(qū)段進(jìn)行施工時，就實際情況增加不穩(wěn)量測斷面，并就重點斷面進(jìn)行重點跟蹤量測，作好地質(zhì)報告。

選擇最合理的輔助施工措施，包括大管棚支護(hù)、超前導(dǎo)管、鋼支撐加密等，并在施工中掌握以下幾個要點：“勤量測、管超前、嚴(yán)注漿，短開挖、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、快襯砌”。3.2塌方：

3.2.1在塌方體表面噴1層30cm厚的C20早強(qiáng)混凝土將塌方體封閉，保持塌方體穩(wěn)定，防止塌方體繼續(xù)擴(kuò)大。

3.2.2后方圍巖補強(qiáng)：

a、在后方未穩(wěn)定區(qū)域，確定了不能立即襯砌的段落，環(huán)向打入Φ42小導(dǎo)管作為注漿管，（小導(dǎo)管采用φ42mm（壁厚3.5mm）的熱軋無縫鋼管，）注漿管長度以5米為宜，間距為100㎝×100㎝，主要針對圍巖裂隙及受塌方影響變形擾動的松散體。

b、對于上臺階已經(jīng)施工完的工字鋼（ZK151+228.75～ZK151+256左右側(cè)）段鎖腳位置打設(shè)三層Φ42小導(dǎo)管，每層間距40cm。

c、注漿采用水泥---水玻璃漿液，水泥漿與水玻璃體積比1：0.5，水泥漿水灰比1：1，水玻璃濃度35波美度，模數(shù)：2.4，注漿壓力：初壓0.5～1MPa，終壓2Mpa，注漿后，根據(jù)監(jiān)控量測數(shù)據(jù)來看，后方圍巖已趨于穩(wěn)定，可以進(jìn)行下一步施工方案的實施。

3.2.3仰拱施工：掌子面暫停施工，立即采取下臺階仰拱緊跟掌子面封閉成環(huán)的原則措施，保證安全，從ZK151+228.75開始在仰拱底部工字鋼與邊墻工字鋼連接封閉成環(huán)，直至跟到掌子面位置，仰拱必須采用短跨度開挖，最大不得超過3m。

3.2.4超前支護(hù)：

為防止前導(dǎo)開挖繼續(xù)塌方的發(fā)生，同時能夠保證施工質(zhì)量及運營安全，根據(jù)實際情況對掌子面前方進(jìn)行探孔，探孔深度20米，查看前方地質(zhì)情況，探孔時分別對每米進(jìn)尺做好地質(zhì)描述，用以指導(dǎo)下一步施工。根據(jù)以上地質(zhì)描述，經(jīng)專家、公司、總監(jiān)辦、工作站、設(shè)計院、監(jiān)理處等單位現(xiàn)場仔細(xì)勘查后，確定掌子面采取直徑108mm的大管棚進(jìn)行超前支護(hù)。根據(jù)地質(zhì)情況，掌子面圍巖為全風(fēng)化泥質(zhì)砂巖夾黃粘土，結(jié)構(gòu)面發(fā)育無序，穩(wěn)定性較差，對于難于成孔的部位采用跟管施工，一次成型，在樁號ZK151+256處，沿渣堆頂部初支出露的輪廓線施工大管棚，Φ108mm大管棚的環(huán)向間距為30cm、外插角為8°、長度為15m，在每2根大管棚間打入外插角為25°、長為7m的Φ42mm的小導(dǎo)管，小導(dǎo)管縱向間距為2.5m，并壓漿固結(jié)塌方體和周邊圍巖，注漿壓力為0.5～1.0MPa。

2009論文（技術(shù)總結(jié)）隧道塌方處理

大管棚—跟管示意圖

a、大管棚——跟管制作方法

跟管分為：管靴、跟管和管絲三部分組成。其中此工程中跟管制作所用數(shù)據(jù)如下：管靴長度為30cm，一端內(nèi)側(cè)做10cm反絲扣，另一端做成10cm長、壁厚8mm，中間段采用直徑108mm，壁厚為4mm。跟管采用長度為1.5m，直徑108mm，壁厚為4mm，兩端內(nèi)側(cè)做成反絲扣，長度為10cm，一部分要求在管壁鉆孔，孔間距15cm，梅花形布置，用于跟管中前部，為了注漿時使?jié){液外流，一部分不鉆孔，主要用于跟管尾部，防止漏漿。管絲長30cm，直徑108mm，壁厚為4mm，兩端外側(cè)做成反絲扣10cm。

鉆頭采用直徑80mm偏心鉆頭（偏心后成孔108mm），直徑100mm連接頭和直徑80mm沖擊器，鉆桿采用直徑73mm，長度1.5m。

b、大管棚——跟管施工放樣

本次工程中大管棚——跟管環(huán)向間距為30cm，為了保證大管棚不侵入開挖輪廓線，頂部的大管棚的導(dǎo)向管應(yīng)符合隧道縱向坡度、線路曲線要求以及根據(jù)管棚機(jī)性能以及考慮塌方處圍巖情況，本工程技術(shù)人員初步定為8度。施工人員用鋼筋把定向管按照8度焊接于鋼拱架上，使定向管在大管棚——跟管施工中不移動，其中定向管規(guī)格直徑130mm，壁厚為4mm，長度為1.5m。

c、大管棚——跟管的鉆孔

首先在管棚機(jī)上安裝帶有鉆頭的鉆桿，同時在鉆桿上套一個管絲和一個有孔跟管，并將管絲與跟管絲扣連接及焊接牢固，將管靴從鉆頭前端套入與管絲絲扣連接并焊接牢固。管棚機(jī)開始鉆孔，當(dāng) 2009論文（技術(shù)總結(jié)）隧道塌方處理

否運行正常，將運行正常的機(jī)械，水泥、水玻璃運至工地。機(jī)械就位后，進(jìn)行漿液的調(diào)配，漿液一般為水泥砂漿和水玻璃雙液漿按一定的比例參配。嚴(yán)格進(jìn)行大管棚注漿，注漿采取水泥-水玻璃漿液，水泥漿與水玻璃體積比1：0.5，水泥漿水灰比1：1，水玻璃濃度：35波美度，水玻璃模數(shù)：2.4，注漿壓力：初壓0.5～1.0MPa，終壓2.0MPa。施工時由2名工人配制水泥漿，水玻璃漿液是用買好的35波美度漿液，1名工人開注漿機(jī)，2名工人連接注漿管。注漿從下往上對稱注入雙槳液，至從導(dǎo)氣孔內(nèi)流出漿液，關(guān)閉導(dǎo)氣管的閥門，繼續(xù)注漿直至壓力達(dá)到設(shè)計要求。注漿時所有跟管的注漿閥門應(yīng)全部打開，如果發(fā)生串漿，應(yīng)將串漿跟管及其導(dǎo)氣管的閥門關(guān)閉后再繼續(xù)注漿，直至注漿壓力達(dá)到設(shè)計要求后方可停止。每一根跟管一定要連續(xù)注漿，不間斷。

3.2.5坍塌體開挖：

坍塌碴體下部開挖時，從ZK151+256開始初期支護(hù)工字鋼縱向間距調(diào)整為40cm，并施作系統(tǒng)錨桿及鋪掛雙層φ8鋼筋網(wǎng)。鋼筋網(wǎng)安設(shè)時應(yīng)注意：施作前，初噴3cm厚混凝土形成鋼筋保護(hù)層；鋼筋橫縱相交處焊接或綁扎牢固；鋼筋網(wǎng)搭接長度不得小于一個網(wǎng)格，焊接或綁扎牢固；施作前鋼筋要進(jìn)行校直、除銹及油污。塌方空腔采用C20噴射混凝土填滿，大里程方向預(yù)留鋼管到塌方頂部，作為二次填充用。3.3塌方處理的施工要求

本著保安全、保質(zhì)量的原則，特別事情特別對待，項目部一定要由領(lǐng)導(dǎo)親自領(lǐng)頭帶班、技術(shù)人員和安全員輪流值班，遇到突發(fā)事件，能立即采取應(yīng)急處理措施。初期支護(hù)量測要及時，先期每4小時一測，待圍巖收斂量及下沉量穩(wěn)定后每8小時一測，并及時向值班人員、業(yè)主及監(jiān)理匯報監(jiān)控結(jié)果。對于每步工序都要高標(biāo)準(zhǔn)高質(zhì)量來施工，杜絕施工隊偷工省料等事情的發(fā)生。洞外的護(hù)欄要攔好，禁止無關(guān)人員進(jìn)入洞內(nèi)，值班人員要隨時注意觀察圍巖變化。若有突變，所有人員必須立即撤離。加快處理速度，盡量減少圍巖變化。

4、經(jīng)驗與體會

隧道塌方不但是由自然因素引起的，而且還有人為因素引起的，更重要的時地質(zhì)勘測、施工工序與治理對隧道塌方起決定性作用。塌方事故發(fā)生后，業(yè)主、設(shè)計、監(jiān)理和施工單位應(yīng)派出相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)、隧道地質(zhì)專家、工程技術(shù)人員等迅速到塌方點，具體勘察塌穴高度、寬度、縱向長度及塌穴穩(wěn)定情況；檢查塌方對初期支護(hù)的損壞情況和影響區(qū)域；分析塌方的主要原因和塌方可能繼續(xù)發(fā)展的趨勢等。前方封堵，后方加固，對塌方區(qū)形成合圍，是防止塌方惡化的有效方法。而且必須認(rèn)真制定處理塌方的施工措施，現(xiàn)場下達(dá)搶險口頭指令，明確各自任務(wù)和要求。

隧道塌方后，不要急著去清除塌方渣體，應(yīng)先待塌方體相對穩(wěn)定后，對塌方體表面進(jìn)行噴混凝土封閉，防止塌方體滑移，然后再加固未塌方地段，防止塌方范圍擴(kuò)大，最后向塌方體注漿加固為后序開挖做好預(yù)備。

為此在隧道的施工過程中要加強(qiáng)管理，重視地質(zhì)超前預(yù)報及監(jiān)控量測工作，圍巖自穩(wěn)不穩(wěn)定地段要多打超前支護(hù)，并且不斷培養(yǎng)工程技術(shù)人員在現(xiàn)場對圍巖不穩(wěn)定段施工的應(yīng)變能力和處理能力。

參考文獻(xiàn)：公路隧道施工技術(shù)規(guī)范

第四篇：瓦斯隧道不良地質(zhì)段防坍塌措施

瓦斯隧道不良地質(zhì)段防坍塌措施

根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)報的反饋情況，對有可能發(fā)生塌方的地段的施工遵循：“管超前、短開挖、弱爆破、快襯砌、勤檢查、勤量測”的原則施工。

1預(yù)防塌方施工措施

預(yù)防隧道施工塌方，首先做好地質(zhì)預(yù)報，選擇相應(yīng)的安全合理的施工方法和措施。在施工中其次主要采取以下措施：

○1超前小導(dǎo)管注漿配合鋼架；

為了確保掌子面穩(wěn)定，超前支護(hù)采用φ42小導(dǎo)管，環(huán)向間距30cm，長3.5m，搭接長度1.5m，外插角5°～10°。注雙液漿：水泥漿與水玻璃的體積比1：1，水泥漿為水灰1：1，注漿壓力為0.2～2MPa。

○2優(yōu)化施工工序，采用短臺階法施工

為了及時封閉成環(huán)，減少圍巖暴露時間，采用短臺階法施工。上臺階長度不大于5m，仰拱和邊墻緊跟下臺階。

○3及時襯砌

仰拱施工須緊跟開挖工作面進(jìn)行，襯砌距掌子面不得超過步長要求。

Ⅲ級最前掌子面至仰拱距離≤90m，最前掌子面至二襯距離≤120m；

Ⅳ級最前掌子面至仰拱距離≤50m，最前掌子面至二襯距離≤90m； Ⅴ級最前掌子面至仰拱距離≤40m，最前掌子面至二襯距離≤70m； ○4弱爆破

在爆破時，要用淺眼、密眼，并嚴(yán)格控制藥量或微差毫秒爆破?！? 勤檢查、勤量測

若圍巖發(fā)現(xiàn)有變形或異狀，要立即采取有效措施及時處理隱患。加強(qiáng)變形監(jiān)控，瓦斯的檢測，加強(qiáng)通風(fēng)，瓦斯?jié)舛冗_(dá)到0.5％以下。

2瓦斯隧道塌方處理措施

⑴ 對塌方體上方聚積的瓦斯設(shè)置局部通風(fēng)排除； ⑵ 對塌方地段的巖隙加強(qiáng)監(jiān)測工作，掌握瓦斯?jié)舛茸兓闆r，及時發(fā)出險情報告。

⑶ 對塌腔裸露圍巖及時采用噴射混凝土進(jìn)行封閉圍巖，噴射混凝土不小于20cm（分次噴射）。

(4)塌方地段盡快襯砌，封閉瓦斯。

第五篇：研究超前地質(zhì)預(yù)報隧道工程論文

1常用隧道預(yù)報方法的基本原理

1．1TSP隧道地震波探測超前地質(zhì)預(yù)報方法

隧道地震超前預(yù)報測量系統(tǒng)簡稱TSP(TunnelSeismicPredic-tion)，是我國20世紀(jì)90年代從瑞士安伯格(AMBEＲG)測量技術(shù)公司引進(jìn)的一套先進(jìn)的地質(zhì)超前預(yù)報探測系統(tǒng)，也是我國目前應(yīng)用較為廣泛的一種。TSP和其他的反射地震波方法一樣，采用了回聲測量原理:地震波在指定的震源點(通常在隧道的左邊墻或右邊墻，大約24個炮點布成一條直線)用小量炸藥激發(fā)產(chǎn)生，產(chǎn)生的地震波在巖石中以面波的形式向前傳播，當(dāng)?shù)卣鸩ㄓ龅綆r石物性界面(即波阻抗界面，例如斷層，巖石破碎帶，巖性突變等)時，一部分地震信號返回來，一部分地震信號透射進(jìn)入前方介質(zhì)，反射的地震信號被兩個三維高靈敏度的地震檢波器(一般左邊墻和右邊墻各一個)接收。通過對接收信號的運動學(xué)和動力學(xué)特征進(jìn)行分析，便可推斷空洞斷層，巖石破碎等不良地質(zhì)體的位置、規(guī)模、產(chǎn)狀及巖石力學(xué)參數(shù)。

1．2紅外探水超前地質(zhì)預(yù)報方法

對地球表層巖體的溫度起到主導(dǎo)作用的是地球地?zé)釄?。在一定深度范圍?nèi)，深度方向每增加1km，地?zé)釄龅臏囟葎t相應(yīng)的增加30℃，而與其垂直的水平方向，地?zé)釄龅臏囟茸兓瘏s非常小，由此得出結(jié)論，在一定深度下，開挖隧道的巖體，可將其看做位于一恒定溫度場中，為一常溫場，溫度的變化幾乎為零。所以，當(dāng)預(yù)計即將開挖的掌子面后方存在含有水的巖層，如溶洞、裂隙水等，且該含水巖層與開挖巖體存在一定的溫度差時，巖體中會產(chǎn)生相應(yīng)的熱傳導(dǎo)和對流作用，那么溫度場即不再為恒溫場，故而會產(chǎn)生一定的溫度異常場，由于這種異常的存在，故掌子面上會存在著溫度的差異，所以利用紅外輻射測溫法測定這種溫度變化差異，就可預(yù)報掌子面前方的含水層情況。這種方法就是紅外探水超前地質(zhì)預(yù)報方法。

1．3其他幾種超前預(yù)報方法

超前預(yù)報法除了上述介紹的幾種之外，還包括HSP水平聲波刨面法、聲波CT技術(shù)等幾種方法，相對而言，這幾種方法運用較少。以下簡要的介紹這幾種方法的原理:

1)HSP水平聲波剖面超前地質(zhì)預(yù)報方法。由于波的傳播過程遵循惠更斯—菲涅爾原理和費馬原理，故該方法的原理是建立在彈性波理論的基礎(chǔ)之上。HSP水平聲波剖面超前地質(zhì)預(yù)報方法有其局限性，探測時的前提條件是巖溶洞穴及充填物與周邊地質(zhì)體間存在較明顯的聲學(xué)特性差異。預(yù)報時，在隧道的施工掌子面或邊墻處發(fā)射低頻聲波信號，同時，在隧道內(nèi)其他地點接收反射波的信號，通過對探測到的反射波信號進(jìn)行時域、頻域等方法的分析，就可以了解掌子面前方巖體的變化情況。

2)聲波CT超前地質(zhì)預(yù)報方法。聲波CT超前地質(zhì)預(yù)報方法的基本原理與醫(yī)學(xué)CT技術(shù)原理相同，在做預(yù)報時也有相應(yīng)的物理前提，即物性差異不同的介質(zhì)，在其內(nèi)部聲波的傳播速度也不同，通過這種預(yù)報方法，在密集對穿的測試方式下，可以通過聲波在不同介質(zhì)中傳播速度的不同來計算模擬出物體內(nèi)部不同物性的具體性質(zhì)，再通過現(xiàn)場收集到的地質(zhì)資料的分析，從而達(dá)到對預(yù)報的掌子面前方的巖體內(nèi)部的地質(zhì)體進(jìn)行三維圖像的直觀展示。

2常用隧道探測方法的特點

2．1TSP超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報法的特點優(yōu)點:

1)該方法適用的范圍比較廣，適用于各類地質(zhì)情況;

2)對掌子面前方的距離預(yù)報較長，能預(yù)報掌子面前方達(dá)500m深度;

3)不影響隧道施工，只是在接收信號時短暫停止施工即可;4)用時短，每次的探測時間約為45min;

5)投入費用較少，單位長度隧道的超前地質(zhì)預(yù)報費用非常低;

6)成果報告快，僅需要一天時間即可完成成果報告。缺點:

1)存在部分因斷層、大型節(jié)理帶與掌子面角度為鈍角時，活隧道因開挖空腔擋住地震震源產(chǎn)生的地震波，使其無法穿透，不能經(jīng)過反射鏡面反射，使得待接收裝置無法接收，而導(dǎo)致局部斷層等不被識別。

2)TSP的成果質(zhì)量受到現(xiàn)場起爆點、接收點鉆孔的位置、長度以及角度等的影響非常嚴(yán)重。

3)因為所使用的設(shè)備均為進(jìn)口設(shè)備，所以成本較高，在普通隧道施工中應(yīng)用較少。

2．2紅外探水超前地質(zhì)預(yù)報法的特點

優(yōu)點:預(yù)測速度快，占用施工時間較少;數(shù)據(jù)分析快，預(yù)測工作結(jié)束時，就可以得到初步結(jié)論。缺點:僅僅可以預(yù)測出含水巖體的大致方位，不能給出含水巖體的具體位置及所含水量及水壓等詳細(xì)數(shù)據(jù)。

3結(jié)語

經(jīng)過前面的總結(jié)分析，我們從總體上了解了隧道工程超前地質(zhì)預(yù)報的發(fā)展概況以及現(xiàn)階段我國所常用的幾種超前探測方法，并對其優(yōu)缺點進(jìn)行了簡要的分析。近年來，隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，將會越來越多地采用數(shù)值模擬計算方法來模擬隧道圍巖的變形。