水石流对隧道工程施工的危害及处治方法

《水石流对隧道工程施工的危害及处治方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、水石流对隧道工程施工的危害及处治方法第二工程有限公司隧道二队程曙光内容提要：本文结合工程实际，着重阐述了隧道施工中水石流的产生、危害以及预防和治理措施，为以后类似工程提供了经验。关键词：水石流危害治理—、前言在地下洞室工程施工中，经常出现由地下水挟带大量大小不等的石块、砂粒、围岩风化产物等固体物质的突发涌水，这种现彖类似山区出现的泥石流，因其组成物质以地下水及石块为主故称为水石流。它因地下洞室开挖造成隔水围岩较薄而在地下水水压力作用下使隔水层破坏或开挖时挖穿了隔水层造成地下水突流，它多发生于地下洞室开挖断面的上部。水石流来

2、势凶猛、暴发突然、极具破坏力，对地下洞室施工危害极大。二、水石流产生的条件1、不渗水软质岩层与渗水岩层分界部位；2、地质构造复杂。有断裂或挤压破碎带，围岩风化严重，节理裂隙极发育，碎块石丰富，不渗水软质岩在分界处遇水软化、泥化。3、渗水岩内裂隙水丰富，破碎带内形成较大水囊，垂直高差较大，地下水压力大，或水囊直接与地表径流连通；当以上条件全部具备时，因不渗水岩层的隔水使破碎带内富水形成较大的水囊，破碎带碎块石在地下水作用下，使碎块石间磨擦力减小。一旦在洞室开挖中打破原有的平衡状态，碎块石便在重力及地下水作用下突涌而出，发生水

3、石流灾害。三、危害水石流产生时会冲击已施工好的支护结构及开挖成型的洞壁，会造成结构破坏，洞壁失稳坍塌，产生更大的塌方。同时水石流发生后，因碎石块面附有软化层，在地下水冲击及碎块石自重作用下，洞壁很难形成自然拱白稳下来，一般情况上部破碎带内碎石会全部涌下来，破碎带内形成较大的空穴，空穴壁岩体因原有受力平衡被破坏，会松动变形，在地下水冲击劈裂作用下向空穴内塌坍，为水石流补充碎块石来源。并且空穴壁塌坍时的冲击力会造成施工好的支护结构破坏，引发更大的塌方。由此可见水石流发生时常伴大量涌水和大塌方，破坏力非常大。四、水石流的治理施工

4、中因各种原因而发生水石流时，应分析水石流成因、规模，可考虑以下治理方案：1、稳定水石流。若水冲着石块不断向外涌流且破碎带高度、水量难以确定时，可用砂袋或隧道弃硝进行反压，避免水石流沿洞室向外涌流造成破碎带内空穴过大而引起大塌方。砂袋厚度及高度以使水石流稳定下来为宜。2、加强未塌区支护。在水石流稳定住，不再沿隧道向外涌流时，对于水石流发生的临近段，必须在支护结构外用方木立柱或工字钢拱架加强，钢架间距可按60cm布设，并用钢筋或钢管将钢架连接在一起。3、穿越水石流塌方区(1)、若探险明水石流已停止，洞室轮廓线外塌磴不多，可按处

5、理小塌方的施工方法处理，即抓紧时间喷射C20混凝土封闭坍穴壁及掌子面，根据围岩情况，可用工字钢支椁坍穴壁，确保坍穴壁稳定，然后清运流磴，施作初期支护，在空穴处挂模板，向空穴内泵送混凝土、填石头塞满空穴并打孔注水泥浆，封闭坍穴后，迅速穿过破碎带。(2)、若水石流并未停止，洞室轮廓线外堆磴厚度、碎磴补充数量不能确定时，可采用管棚法通过破碎带。即用轻型钢轨或较大型号的工字钢将一头削尖，侧壁焊上花管，锤击或机械顶推至前方稳定岩体内，间距按30cm布设，然后由花管向塌磴内注水泥、水玻璃浆。若涌水过大，注浆无法凝固可加密钢轨或在施作好

6、的棚架内圈梅花形再打设一圈棚架，确保开挖时塌輕不再下流。(3)、管棚施作好后，从围岩稳定区进行清磴开挖，严格按“短进尺、强支护”原则施工，清理出一段后及时支立半边钢架，喷射混凝土封闭，然后开挖塌坍侧，并及时将拱架顺接下来，使钢架整体受力。塌坍侧能喷上混凝土时及时喷射混凝土封闭围岩，若涌水过大，无法喷射混凝土时，可在钢架脚部无涌水地段打设锁脚锚杆，固定钢架，然后重复上述开挖顺序尽快通过塌坍区。4、涌水处治。采用“排、堵”结合方案，在水石流塌坍部位初期支护作好后，视情况应及时进行涌水处治。用钢管加工的花管在涌水集中部位径向打入

7、水石流堆詹内引水，并设盲沟或管子将涌水沿洞壁引下，然后向顶部磴体内打设比引水花管短的注浆管，由洞室下部注浆管依次向上注水泥水玻璃浆堵水，胶结松磴，加强圉岩自稳能力。根据围岩破碎情况，确定注浆管长度，但注浆管长度不应短于3.5米。5、支护施作。涌水处治好后应加强观测，在确认围岩及初护初步稳定后，应及时施作设计的永久支护结构。五、水石流的预防1、地下洞室尽量避免设计在地质构造复朵、地质活动频繁、地震活动频繁区域内；2、地下洞室难于避开以上灾害地质段落时，在施工中应加强地质超前预报工作，增加预报频率和长度，详实的探明前方10〜2

8、0米开挖段地质情况，并预报前方50米的地质状况，根据前方圉岩情况制订切实的施工方案和必要的抢险材料。3.在施工屮若超前预报显示前方有破碎带和地下水丰富时，应结合钻孔深探，查明前方地质状况。若有可能存在水石流产生的条件时，停止掘进，封闭掌子面，打深孔排水，纵向幅射打6108注浆管注浆，注浆管长40米，并注