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1、岩溶隧道工程典型施工塌方病害防治措施赵先科,张运亮(贵州顺康路桥咨询有限公司,贵州贵阳550000)摘要:由于岩溶的地质情况错综复杂,对隧道工程的修建极为不利,易造成塌方等灾害,对隧道施工的质量与安全有很大的威胁。本文通过西南地区某隧道施工塌方灾害处治工程实例,对岩溶地区隧道工程施工塌方的防治对策进行了分析;具体阐述了岩溶隧道工程施工塌方的原因及防治原则,并通过风险分析提出相应的风险控制措施及监控动态化管理措施,以提高工程建设和运行的安全性。关键词:岩溶隧道;施工;塌方;整治措施中图分类号:U458.1文献标志码:BP-荷载力;C-内聚力;Fv-垂直渗压力;W
2、-浮文章编号:1672-4011(2017)08-0048-03力;S-冲击力;G-自重力;Fh-渗透力;P2-气体DOI:10.3969/j.issn.1672-4011.2017.08.025正压力;Pa-大气压;F-摩阻力;Po-气体负压力。图2塌陷受力分析0前言致塌力包括:自重力(G)、荷载力(P)、地下水的渗透压随着我国“一带一路”交通基础建设的发展,全国高速公力、大气压力(Pa)、振动力(S),气体负压力(P0)、气体正压路网逐步完善,高速公路桥隧占比也在不断增加;根据我国力(PI)等。岩溶塌陷地区的分布情况,西南地区地处岩溶情况复杂带,抗塌力包括
3、:岩土体的内聚力(C)、地下水浮力(W)、摩山岭地区道路多隧道,继而修建大多数隧道不可避免地要穿擦力(F)。越岩溶发育区。隧道穿越的岩溶地层岩石多受溶蚀等作用1)潜蚀效应。随着地下水位下降,水力梯度越变越大。影响明显且地下水系活动情况比较复杂,不利于隧道的开当水力梯度上升某一固定值,达到土体粘聚力和土体颗粒间挖,极易引发塌方事故。根据2006~2007年25起隧道施工摩擦力小于水压力值,土颗粒便产生溶蚀塌方现象。安全事故分析,各种灾害事故占比见图1,隧道塌方事故占比2)自重效应:雨水入渗后,盖层厚度大,溶陷面积宽,自最高。重也大,使土拱承受更大的重量,导致塌陷
4、。3)土体强度效应:土体吸水饱和后,内聚力与内摩擦角较天然状况时减少。4)其他效应:浮力效应,岩土体位于地下水位之中,便产生静水浮力。隧道开挖过程中,地下水外流,水位下降,产生压强差效应,土体的浮托力也随之减少,岩体扰动而发生塌方事故。1.2岩溶隧道塌方原因分析1)地质不良因子导致塌方。隧址区土质较为松散,结构图1事故分析占比较为破碎,开挖过程中常常会因为土体载重过大出现承载力1岩溶隧道施工塌方原因不足而塌方;当隧道穿过破碎断层区,开挖后还会出现因支护结构失稳而发生塌方;如果隧址区位于泥质土松软地带也隧道岩体在某个初始应力状态下处于一定的平衡状态。会导致塌方发
5、生;当地下水比较丰富时极易出现塌方事故。开挖对围岩的扰动打破了岩体原有的应力平衡,随着因围岩2)施工不合理导致塌方。在施工过程中,隧道的支护结的开挖卸荷而产生应力重分布形成新的应力场;当此时地质构不合理、线形不准、施工方法及技术不当或是隧道施工材条件处于岩溶地段,在水环境条件下,岩体强度变低,开挖时料选择不合理极易引发塌方,严重的会造成隧道整段塌方。支护不及时或是支护强度不够,以致围岩适应不了回弹应力对于选择钻爆法施工的隧道,爆破炮眼的选择、爆破方式的和重分布应力而发生失稳现象,这种情况即为典型的岩溶地不合理,均会引起隧道塌方事故。区隧道施工塌方病害。3)隧道
6、的受力状况。在隧道施工过程中,洞口仰坡产生1.1岩溶隧道施工塌方机理变形破坏,支护结构不合理;隧道围岩受扰动极易导致隧道隧道在掘进过程中,岩溶塌陷的实质即土洞的抗塌力小结构整体失稳,从而造成塌方。于致塌力的结果。如图2所示。4)隧道设计不合理。隧道在设计过程中对全线围岩类别没有进行很好地分类,导致对围岩情况不能全面合理地控收稿日期:2017-03-22;修回日期:2017-03-24制,因而支护类型无法满足围岩实际要求导致施工过程中发作者简介:赵先科(1987-),男,硕士研究生,从事隧道及岩土方向研究。生坍塌,严重的会造成隧道整段塌方事故。通信作者:张运亮(
7、1988-),男,硕士研究生,从事桥梁与隧道工程方向研究。·48·2岩溶隧道塌方防治原则及措施层岩性的影响,地下水沿走向运动,地表岩溶发育,形态以落水洞、槽丘、溶洞为主。较差的地质状况及浅埋深对隧道修2.1隧道施工塌方防治原则建极为不利。浅埋岩溶隧道不仅兼有浅埋隧道和岩溶隧道因地制宜、严控水、勤测量,同时结合当地的实际地质条的地质灾害特点,且浅埋、岩溶地质特点的结合使地质状况件和水文条件加强塌坑回填控制,落实注浆控制。变得更加复杂。隧道浅埋段地质情况如图3所示。2.2隧道施工塌方防治措施1)做好地下水排水处理控制。隧道工程施工的整个过程中,必须采取相应的排水措
8、施。合理的排水可以有效阻止水渗入施工坑
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