不良地质条件下隧道施工关键技术

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1、隧道工程第十章不良地质和特殊地质地段隧道施工★知识目标：了解隧道通过特殊地质地段施工时应注意的关键技术；熟悉膨胀性岩土的基本特征；掌握膨胀性围岩地段隧道施工要点；了解黄土、溶洞的分类及其对隧道施工的影响；掌握黄土地段隧道施工方法及注意事项；掌握溶洞、松散地层、流沙、高地温地段隧道的处理措施及注意事项；掌握坍方、瓦斯事故的预防与处理措施；熟悉隧道内岩爆的特点、产生条件、防治措施及施工注意事项。★能力目标：能判断各种不良和特殊地质地段；能够在充分调查研究的基础上，根据围岩级别结合施工单位的具体情况，综合考虑各方面的因素，拟定施工方案，制定相应的施工方法和技术措

2、施。隧道工程第一节概述一、不良和特殊地质地段（一）不良地质地段不良地质地段是指滑坡、崩塌、岩堆、偏压地层、岩溶、高应力、高强度地层、松散地层、软土地层等不利于隧道工程的不良地质环境。（二）特殊地质地段特殊地质地段是指膨胀地层、软弱黄土地层、含水未固结围岩、溶洞、断层、岩爆、流砂等地段以及瓦斯溢出地层等。二、不良和特殊地质地段隧道施工应注意的事项1.施工前应对隧道工程设计文件、图纸、资料，尤其是对工程地质和水文地质资料应进行详细调查分析，特别应查明隧道影响范围内的各种不良地质、特殊地质地段的围岩级别。超前钻探和超前弹性波探测是预测复杂、多变地段重大不良地质情

3、况的有效手段。2.特殊地质地段隧道施工，以“先治水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌、勤检查、稳步前进”为指导原则。3.特殊地质地段隧道施工时，不宜采用全断面开挖。隧道开挖方式，无论是采用钻爆开挖法、机械开挖法，还是采用人工和机械混合开挖法，应视地质、环境、安全等条件合理选用。隧道工程4.隧道通过自稳时间短的软弱破碎岩体、浅埋软岩和严重偏压、岩溶流泥地段、砂层、砂卵(砾)石层、断层破碎带以及大面积淋水或涌水地段时，为保证洞体稳定可采用超前锚杆、超前小钢管、管棚、地表预加固地层和围岩预注浆等辅助施工措施，对地层进行预加固、超前支护或止水。5.采用新奥法施工的隧

4、道，为了掌握施工中围岩和支护的力学动态及稳定程度，以及确定施工工序，保证施工安全，应实施现场监控量测，充分利用监控量测指导施工。6.特殊地质地段隧道，除大面积淋水地段、流沙地段，穿过未胶结松散地层和严寒地区的冻胀地层等，施工时应采取相应的措施外，均可采用锚喷支护施工。7.当采用构件支撑作临时支护时，支撑要有足够的强度和刚度，能承受开挖后的围岩压力。围岩出现底部压力，产生底膨现象或可能产生沉陷时应加设底梁。当围岩极为松软破碎时，应采用先护后挖，暴露面应用支撑封闭严密。根据现场条件，可结合管棚或超前锚杆等支护，形成联合支撑。支撑作业应迅速、及时，以充分发挥构件

5、支撑的作用。8.围岩压力过大，支撑受力下沉侵入衬砌设计断面，必须挑顶(即将隧道顶部提高)时，其处理方法是：拱部扩挖前发现顶部下沉，应先挑顶后扩挖；当扩挖后发现顶部下沉，应立好拱架和模板先灌筑满足设计断面部分的拱圈，使混凝土达到所需强度并加强拱架支撑后，再行挑顶灌筑其余部分；挑挖作业宜先护后挖，暴露面应用支撑封闭严密。9.对于极松散的未固结围岩和自稳性极差的围岩，当采用先护后挖法仍不能开挖成形时，宜采用压注水泥砂浆或化学浆液的方法，以固结围岩，提高其自稳性。隧道工程第二节膨胀土围岩地段隧道施工一、膨胀土围岩的特性隧道穿过膨胀土地层，隧道开挖后不久，常常可以见

6、到围岩因开挖而产生变形，或者因浸水而膨胀，或因风化而开裂等现象。使坑道的顶部及两侧向内挤入，底部鼓起，随着时间的增长导致围岩失稳，支撑、衬砌变形和破坏。这些现象说明膨胀土围岩性质是极其复杂的。它与一般土质的围岩性质有着根本的区别。二、膨胀土围岩对隧道施工的危害围岩开裂坑道下沉围岩膨胀突出和坍塌底部隆起衬砌变形和破坏隧道工程隧道工程三、膨胀土围岩隧道的施工要点（一）加强调查、量测围岩的压力和流变（二）合理选择施工方法（三）防止围岩湿度变化（四）合理进行围岩支护1.喷锚支护，稳定围岩2.预留变形缝3.衬砌结构及早闭合4.及时施作仰拱隧道工程第三节黄土地段隧道施

7、工一、黄土的分类及其对隧道施工的影响(一)黄土的特征、分类与分布黄土是指在干燥气候条件下形成的一种具有褐黄、灰黄或黄褐等颜色，并有针状大孔、垂直节理发育的特殊性土。颜色多呈黄色、淡灰黄色或黄褐色.二、黄土地层对隧道施工的影响1.黄土节理的影响2.黄土冲沟的影响3.黄土溶洞与陷穴的影响4.水对黄土隧道施工的影响隧道工程三、黄土隧道的施工方法黄土围岩隧道，由于构造节理切割，将降低围岩的稳定性，施工时应做好黄土中构造节理的产状与分布状况的调查，对因构造节理切割而形成的不稳定部位进行加强支护，防止坍塌。2.施工中应遵循“短开挖、少扰动、强支护、实回填、严治水、勤量

8、测”的施工原则，紧凑施工工序，精心组织施工。3.宜采用短台阶法或分