高速铁路隧道施工-特殊岩土和不良地段隧道施工解析.ppt

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1、高速铁路隧道施工特殊岩土和不良地段隧道施工一、不良地质地段不良地质地段是指滑坡、崩坍、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施工的不良地质环境。不良地质地段的变异条件是非常复杂的。因此，在施工全过程中，应经常观察地层与地质条件的变化，勤检查支护与衬砌的受力状态，及时排险，防止突然事故的发生。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、多年冻土地层、盐渍土、岩盐、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。特殊地质地段隧道，由于岩层的地质成因复杂，地质条件和事故具有突发性，对隧道施工的危害性极大。因此，在特殊地质地段进行

2、隧道施工时，除了应遵守一般技术要求外，还应遵守本章所介绍的规定，采取针对性较强的辅助方法施工。第一节断层一、断层对隧道施工影响隧道穿过断层地段，施工难度取决于断层的性质、断层破碎带的宽度、填充物、含水性和断层活动性以及隧道轴线和断层构造线方向的组合关系(正交、斜交或平行)。此外，与施工过程中对围岩的破坏程度、工序衔接的快慢、施工技术措施是否得当等，均有很大关系。当隧道轴线接近于垂直构造线方向时如图7-4-1所示，断层规模较小，破碎带不宽，且含水量较小时，条件比较有利，可随挖随撑。但当隧道轴线斜交或者平行于构造方向时如图7-4-2所示，则隧道穿过破碎带的长度增大，并有强大侧压力，应加强边墙

3、衬砌，及时封闭。图7-4-1隧道轴线接近图垂直构造线方向7-4-2隧道轴线斜交或平行构造线方向二、断层地带隧道施工步骤(一)探明断层地带情况当断层破碎带的宽度较大，破坏程度严重。破碎带的充填物情况复杂，且有较多地下水时，应在隧道一侧或两侧开挖调查导坑。(二)施工注意事项1．防排水作业(1)如断层带地下水是由地表水补给时，应在地表设置截排系统引排。对断层承压水，应在每个掘进循环中，向巷道前进方向钻凿不小于2个超前钻孔，其深度宜在4m以上，以探明地下水的情况；图7-4-3调查导坑(2)随工作面的向前推进挖好排水沟，并根据岩质情况，必要时加以铺砌。如为反坡掘进则除应准备足够的抽水设备外，并应安

4、排适当的集水坑(3)坑壁或坑顶有水流出时，应凿眼安置套管集中引排，使其不漫流。2．施工工序通过断层带的各施工工序之间的距离宜尽量缩短，并尽快地使全断面初支封闭，以减少岩层的暴露，松动和地压增大。3．开挖作业(1)采用爆破法掘进时，应严格掌握炮眼数量、深度及装药量。原则上应尽量减小爆破对围岩的震动；(2)采用分部开挖法时，其下部开挖宜左右两侧交替作业。如遇两侧软硬不同时，应用偏槽法开挖，按先软后硬顺序交错进行。4．支护作业(1)断层地带支护应宁强勿弱，并应经常检查加固；(2)在断层地带中，开挖面要立即喷射一层混凝土，并架设有足够强度的钢架支撑；(3)初期支护应紧跟开挖面，且应尽早封闭。第二

5、节膨胀土围岩膨胀土系指土中粘土矿物成分主要由亲水性矿物组成，同时具有吸水显著膨胀软化和失水收缩硬裂两种特性，且具有湿胀干缩往复变形的高塑性粘性土。决定膨胀性的亲水矿物主要是蒙脱石粘土矿物。一、膨胀土围岩的特性主要有以下三方面：（1）膨胀土围岩大多具有原始地层的超固结特性，使土体中储存有较高的初始应力。（2）膨胀土中发育有各种形态的裂隙，形成土体的多裂隙性。（3）膨胀土围岩因吸水而膨胀，失水而收缩，土体中干湿循环产生胀缩效应。二、膨胀土围岩对隧道施工危害（1）围岩裂缝（2）坑道下沉（3）围岩膨胀凸出和坍塌（4）隧道底部隆起（5）衬砌变形和破坏三、膨胀土围岩的隧道施工要点（1）加强调查、量测

6、围岩的压力和流变（2）合理选择施工方法（3）防止围岩湿度变化（4）合理进行围岩支护第三节松散地层松散地层的特点是：结构松散，胶结性弱，稳定性差，在施工中极易发生坍塌，若有地下水时则更甚。松散地层隧道施工原则是：先护后挖、密闭支撑、边挖边封闭。在这类地层中开挖坑道，主要是减少对围岩的扰动，必要时可采用超前注浆预加固地层方法，及早控制地下水。常用以下两种施工方法：一、超前支护施工方法隧道开挖前，先向岩体内打入钢钎、钢管、钢板等构件，用以预先支护松散围岩，防止坑道掘进时松散岩体发生坍塌。松散堆积层(一)超前预支护的主要类型1、超前锚杆、小钢管此法的要点是开挖掘进前，在开挖面顶部一定范围内，沿坑

7、道设计轮廓线，向岩体内打入一排纵向锚杆(或型钢，或小钢管)，以形成一道顶部加固的岩石棚。然后，在此棚保护下进行开挖。超前锚杆宜采用早强砂浆锚杆。小钢管应平直，尾部焊箍.，顶部做成尖锥状。对于小钢管来说，其外插角的偏差不应超过5°，孔位偏差不应超过100mm，顶入钻孔的长度不小于管长的90％。开挖后应及时喷射混凝土，并尽快封闭环形初期支护。超前锚杆主要适用于地下水较少的软弱破碎围岩的隧道工程中，如土砂质地层、弱膨胀性地层、流变性较小的