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时间:2018-12-09
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1、施工中可预见风险与预防措施一、隧道工程1、引言由于不确定因素给隧道施工带来很多的不安全因素。一方面需要搞好安全管理,如加强安全教育,强化安全意识,落实安全责任制等,另一方面要切实强化隧道施工中的安全技术,加强风险预测与规避机制,而这方面又常常是隧道施工组织管理的薄弱环节。本文就此抛砖引玉,谈一孔浅见。2常见不良地质条件的风险预测及规避对策2.1浅埋地表覆盖层厚度小于隧道跨度时,即覆跨比小于1时,为浅埋隧道。浅埋多在隧道洞口位置,但也有在洞身位置和全隧为浅埋隧道。2.1.1风险预测隧道施工易引起地面下沉、开裂,造成地面建筑物变形、破坏等。2.1.2规避对策(1)采用分部开挖
2、方法。单线隧道微台阶或短台阶,双线隧道采用眼镜法、CD法或CRD法施工。(2)开挖前先施工超前锚杆或超前管棚。当地质情况较差、围岩破碎时应先进行地表注浆。(3)采用控制爆破技术,将爆破振动速度控制在规定的允许值之内。(4)加强隧道开挖后的支护。视隧道围岩情况,采用系统锚杆、挂钢筋网然后喷混凝土。或采用钢格栅支护。围岩强度较差时,施做的喷射混凝土支护。(5)加强施工监测。①地表沉降量的监测;②地表建筑物情况监测;③爆破震动监测;④围岩收敛变形量测;⑤施工支护应力监测。2.2洞口顺层滑坡2.2.1风险预测(1)滑坡上缘裂缝或错落距增大,不连续的裂缝贯通。(2)地面变形速度明显
3、加快。(3)地面构筑物或建筑物等移位、变形,树木歪斜,池塘、水田渗漏。(4)渗出水变混浊,开挖面岩层出水冒泥。(5)裂缝处有响声。2.2.2规避对策(1)顺层滑坡施工宜安排在旱季施工。在滑坡体上设置桩点,观测滑体变化动态。(2)做好滑坡体内、外的排水工程。(3)对滑坡体进行预加固,设置抗滑桩、锚索桩或桩间挡土墙等。(4)开挖前,先施做30~50m的超前长管棚,并进行注浆,填塞滑坡体内的裂隙。(5)施工中密切检测拱顶、边墙和支护的变形情况,发现新的裂纹或异状时,要及时加强临时支护。2.3断层破碎带2.3.1风险预测(1)采用地质雷达超前预测、预报。(2)当隧道设平行导坑时,
4、平导掘进超前隧洞一定距离,以了解掌握断层破碎带地质情况。(3)洞内超前钻探预报。即在开挖工作面采用水平钻机向隧道前方打超前钻孔探测。2.3.2规避对策(1)开挖前先施工超前锚杆或超前管棚等对围岩进行预加固。围岩破碎时应先进行预注浆,改良围岩。(2)开挖后的施工支护应加强,视断层的围岩破碎情况,采用系统锚杆、挂钢筋网然后喷混凝土。或采用钢架(或格栅钢架)支护。(3)按设计进行永久性混凝土衬砌支护;或采用钢筋混凝土衬砌;以及增加衬砌混凝土厚度,提高衬砌混凝土强度等级。(4)衬砌后及早压浆。2.4洞外危崖落石2.4.1风险预测(1)地形地貌多为深切的V形或U形河谷山坡,上部陡崖
5、或倒悬危崖。(2)地形陡峻,山坡凹凸不平,裂隙节理发育,岩石破碎,易形成落石。(3)地表水及地下水活动,使岩层裂隙充水,破坏岩体结构。2.4.2规避对策(1)施工前,检查洞顶坡面,有无松动岩石,自上而下,分段清除松浮易动的石块。(2)做好防排水,地表水截水引排。填塞岩石缝隙,以防地表水渗入岩层内部,引起落石。(3)拦截危石,在洞顶上方修建拦石网、拦石墙。(4)将洞顶边坡刷方,并改造地形,不使坡面有危石出现。(5)密切观察山坡裂缝,当危崖上有脱缝或裂缝发展时,要立即停工,待检查、处理后再施工。3常见地质灾害的风险预测及规避对策3.1岩爆3.1.1风险预测(1)岩体准强度评价
6、法σt=σc(Vpd/Vpm)2式中:σt—岩体准抗拉强度,MPa;σc—岩体单轴抗压强度,MPa;Vpm—岩体(现场)纵波传播速度,m/s;Vpd—岩石(室内)纵波传播速度,m/s。当σt≥80MPa时,可能发生严重岩爆。(2)地应力测试法以周边最大切向应力σ0与岩体抗压强度σc推断,即用两者比来推断。当d=σc/σ0<2.5时发生强岩爆。(3)山体自重应力推算岩爆的临界深度自重应力σr=γH临界深度Hc=Kjσc[(3-μ/(1-μ))γσH=μγH/(1-μ)μ为泊松比;Kj为系数,据围岩表面应力状态而定,Kj=0.19,0.29,0.38,0.40..(4)挪威分
7、类①当σc/σ1=5~2.5或σt/σ1=0.33~0.16时,为轻微岩爆;②当σc/σ1<2.5或σt/σ1<0.16时,为强烈岩爆。其中σt、σc、σ1分别为岩体准抗拉强度、岩体单轴抗压强度、最大主应力。3.1.2规避对策(1)岩爆多发生在埋藏很深、整体、干燥和地质坚硬的岩层中,当设计文件有该类地质时,应提前防卫。(2)岩爆多发生在新开挖工作面及其附近,以顶部或拱腰部位为多,这些地方是防范岩爆伤人的重点部位。(3)超前释放孔。在掌子面自拱部至边墙打超前释放孔。(4)超前周边预裂爆破松弛。采用松动爆破、超前钻孔预爆法,先期将
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