不良和特殊地质地段隧道施工

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1、第一节　概述第八章不良和特殊地质地段隧道施工一、不良和特殊地质地段施工一般规定(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、软土地段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、流沙等地段以及瓦斯溢出地层等。二、不良和特殊地质地段隧道工程隧道通过不良、特殊地质地段，其施工有关注意事项如下：1.编制施工计划注意的事项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。2.

2、选择施工方法注意事项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。隧道选择施工方法(包括开挖及支护)时，应以安全及工程质量为前提，综合考虑隧道工程地质及水文地质条件、断面形式、尺寸、埋置深度、施工机械装备、工期要求、经济和技术的可行性等因素而定。同时应考虑围岩变化时施工方法的适应性及其变更的可能性，以兔造成工程失误和增加投资。3.加强监控和量测工作4.使用喷锚技术注意事项施工时应符合下列要求：(1)爆破后如开挖工作面有坍塌可能时，应在清除危石后及时喷射混凝土护面。(2)锚喷支护后仍不能提供足够

3、的支护能力时，应及早装设钢拱架支撑加强支护。5.采用临时支护时注意事项不宜采用锚喷支护的特殊地质地段，应用构件支撑作临时支护，并应符合下列要求：(1)支撑要有足够的强度和刚度，能承受开挖后的围岩压力。(2)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；(3)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；(4)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；(5)支护作业应迅速、及时，以充分发挥构件支撑的作用。6.选用掘进方法时注意事项特殊地质地段隧道施工时，不宜采用全断面开挖。应视地质、环境、安全、工程质量

4、等条件合理选用。7.掘进时遇有围岩压力过大注意事项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，待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。挑顶作业宜先护后挖，暴露面应用支撑封闭严密。8.遇有松散、自稳差的围岩掘进时注意事项采用压注水泥砂浆或化学浆液加固围岩的方法，以提高其自稳性。9.衬砌出现开裂或下沉时注意事项当拱脚、墙基松软时，灌筑混凝土前应采取措施加固基底。一、膨胀性围岩的基本特征与分级(一)膨胀岩基本特征(1)质软，强度低；(2)自由膨胀率高；(3)空隙率大

5、；(4)易风化、崩解性强；(5)膨胀压力大；(二)膨胀岩的判别与分级膨胀岩的判别，大体上依据以下两个方面：一是间接反应岩石膨胀指标；二是直接定量反应岩石膨胀力学指标以及不同荷载下的膨胀率大小的指标。第二节　膨胀性围岩地段隧道施工膨胀岩按其膨胀性的大小可划分为弱膨胀岩、中等膨胀岩和强膨胀岩3级，见表。项目指标极限膨胀力(Pmax)＞100kPa极限膨胀率(pmax)＞3%干燥饱和吸水率(Rdw)＞10%自由膨胀率(Fs)＞30%矿物质成分(蒙托石、伊利石含量)≥15%膨胀岩等级是以膨胀岩实验数据为基础，参照表划分，只须满足其中2项即应划为该级别

6、的膨胀岩。项目极限膨胀力(kPa)极限膨胀率(%)干燥饱和吸水率(%)自由膨胀率(%)弱膨胀岩中膨胀岩强膨胀岩100~300300~500＞5003~1515~30＞3010~3030~50＞5030~5050~70＞70二、膨胀性围岩对隧道施工的危害(一)围岩普通开裂隧道开挖后，由于开挖面上岩体原始应力释放产生胀裂；另外，因为表层土体风干而脱水，产生收缩裂缝。(二)坑道下沉由于坑道下部膨胀岩体的承载力较低，加之坑道上部围岩压力过大，坑道下沉变形明显。另外，隧道只能采用分部开挖，在后部工序开挖暴露的围岩出现风化膨胀，产生较大的收缩地压力，加上

7、坑道的下沉，往往造成支撑过渡变形、失效，进而引起土体坍塌、挤压和膨胀变形等现象。(三)围岩膨胀突出和坍塌隧道开挖过程中或开挖后，围岩产生膨胀变形，周边土体向洞内膨胀突出，造成开挖断面缩小。在土体丧失支撑或支撑力不够的状态下，由于围岩压力和膨胀压力的综合作用，使土体产生局部破坏形成坍塌现象。(四)隧道底部隆起隧道底部开挖后，洞底围岩的上部压力解除，又无仰拱支护体约束时，由于应力释放，洞底围岩产生卸荷膨胀，加之坑道积水，使洞底围岩产生浸水膨胀，造成洞底围岩隆起变形。(五)衬砌变形和破坏在整体式(模筑混凝土)衬砌中，常发生下列现象:(1)在先拱后墙

8、法施工中，拱部衬砌完成后至开挖马口的这段时间，由于围岩和膨胀压力，常常产生拱脚内移，同时发生不均匀下沉，拱脚支撑受力大，发生扭曲、变形或折断。(2)拱顶受挤压下沉，