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1、地铁区间暗挖隧道坍方事件的抢险处理论文.freel,右线长766.35m,埋深为10.657m~l6.680m,左、右线间距13.2m。地面道路两侧以商业、学校和住宅群为主,车水马龙,交通繁忙。施工场地设于区间右线南侧的道路绿化带内,内设施工竖井一座,与左、右线相交于K20+134处,区间隧道通过一段41.0m长的暗挖通道与竖井相连,作为施工通道。塌陷段地层自上而下为①-1杂填土、③-2b3粉质粘土、J1-2xn-1a强风化砂岩、J1-2xn-2a中风化砂岩(图1),其工程地质特性如下:①-1杂填土:杂色,松散,顶部为砼或沥青路面,下部为二灰碎石土或石块、碎砖混粘性土,
2、底部多见少量素填土,层厚0.60m~3.00m。③-2b3粉质粘土:灰黄色、褐黄色,软塑,混高岭土条纹及铁锰氧化物,见少量腐植质及贝壳,有光滑面,中等干强度,中等韧性。层厚3.10m~4.30m。J1-2xn-1a强风化砂岩:紫红、紫灰、杂色,原岩以泥质粉、细砂岩为主,偶夹粉砂质泥岩,局部为泥质中粗砂岩,经风化顶部呈砂土状或硬土状,裂隙很发育,中下部多呈碎裂状、饼状,个别短柱状,手捏易碎,遇水易软化,岩质很不均匀。层厚1.00m~5.40m。J1-2xn-2a中风化砂岩:紫红、紫灰、杂色,原岩为粉细砂岩,间夹泥质粉砂岩,局部互层状。裂隙较发育,裂面呈高角度,倾角多在45
3、°~70°,部分裂隙面近直立,裂隙中多充填方解石晶体。岩芯多呈短柱状,少呈不规则块状,个别长柱状。手折能断,锤击较易碎。局部层理清晰,层理倾角多小于20°,层厚1.50m~14.60m。2拱顶涌泥事件经过及应急处理2006年11月26日晚8点左右,在施工完成右线K20+070处超前小导管及注浆工艺后,对上台阶进行爆破清渣。于22:20时,修整拱边及清渣工作已完成并通过了监理的验收,正准备进入下道工序格栅钢架安装时,其拱顶围岩突然出现落石,跟随着隧道掌子面拱顶前方涌出大量含水量丰富的淤泥质土,不到10min的时间,隧道K20+070-K20+075段上台阶就被淹埋。出现此
4、情况后,立即启动应急预案,调运了袋装水泥,在涌泥的前方(即K20+075处)筑起了水泥墙,将隧道全断面封闭。同时,为防止隧道顶部地面道路受损或影响,开始组织人员在地面进行交通临时疏导,将K20+070处隧道断面对应于地面的道路范围进行临时封闭。23:10时,在水泥墙已完成的情况下,隧道拱顶又出现了异常变化,从原掌子面前方开始了第二次涌泥,且速度非常快,短短三分钟时间,就已将隧道后方约20m的地段全部淹埋。在组织人员紧急后退的同时,不停抛掷袋装水泥,同时在K20+090和K20+098位置用型钢做骨架,支立了第二、第三道屏障,填入袋装水泥,控制了第二次涌泥的发展。根据如此
5、之大的涌泥量,推断在隧道上方仅13m处的宁杭公路路面下很可能已出现了坍陷空洞。为避免出现更大的意外事故,紧急调入凿岩机将对应于隧道涌泥部位的路面结构进行了破除。打开上层路面沥青层及道路基层后,发现该段路面下道路路基土方已经出现了一个长8.5m,宽8.2m,深约7.5m的坍陷坑,且底部积水较多,土体极不稳定。据此,立即调运C25早强混凝土进行回填,从27日凌晨4:00一直浇灌到上午12:00左右,险情得到了暂时控制。11月27日晚8:20分,隧道内出现第三次涌泥。涌泥冲垮了第二道屏障,涌至第三道的位置,同时坍陷坑也出现了土体下沉、坑壁周边坍落的现象,坑内深度下沉了近3.0
6、m,范围也扩大了约1.5m,并导致坑内南、北两侧埋深约2.5m处的Φ800mm自来水管和Φ1000mm污水管道外露,管道下方出现了大面积空洞。根据该情况,一方面在洞内紧急用型钢对第三道屏障进行了斜撑加强,用袋装水泥堆码加高屏障,增加屏障反推力,以阻挡涌泥继续流涌的趋势。另一方面,对地面坍陷坑进行加固处理,周边坑壁部位插打Φ42mm、长度4.5m、间距0.8m×1.0m的小导管,梅花形布置,坡面挂φ6.5150mm×150mm双层钢筋网,喷射500mm厚砼,以避免再次坍陷(图2)。3原因分析与处理3.1原因分析根据现有地质详勘报告,塌陷部位拱顶应有约2.5m厚的中风化砂岩
7、和2.0m左右厚的强风化砂岩,但塌陷揭示,此处二者厚度累计不足1.0m,其上就是含水量丰富的淤泥质土,充分说明纵向岩土层变化复杂(见图1),塌陷区地层的描述及其变化与现场实际的地层不相吻合。其次,施工段处于岗间与山丘的低洼地带,施工期遇上南京百年罕见的阴雨天气,加上周围管线雨污水的渗漏,不但使得此段纵向岩土层中的含水量非常丰富,也使岩土层的抗剪强度大大降低。3.2处理方案3.2.1地质补勘在塌陷区一定范围内,增加5个地质补勘孔,充分摸清岩土层纵横向的分布情况及其物理力学特性,为后续加固施工及恢复生产提供相应的设计参数。3.2.2塌陷区周围