隧道工程第8章 不良地质隧道施工ppt课件.ppt

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1、第八章不良地质隧道施工8.1概述不良和特殊地质地段隧道施工一般原则：尽可能准确掌握不良地质情况；制定相应的施工方案及处理措施；及时修正设计，保证施工安全和隧道质量8.2富水断层破碎围岩施工总原则：“先治水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌、勤检查、稳步前进”。超前地质预报：预报方法预报内容预报方式钻孔超前探测；工程水文地质素描；物理探测富水断层破碎带位置；对施工影响；地下水活动长期；中期；短期注浆堵水并加固围岩原则：堵截为主，排引为辅；开挖及支护开挖方法：半断面法、正台阶预留核心土法、双侧壁导坑法开挖手段：非钻爆开挖和控制爆破8.3膨胀性和挤压性围岩组成：土中粘

2、土成分主要由蒙脱石等亲水性矿物组成。特点：质软，强度低；自由膨胀率高；空隙率大；易风化，崩解性强；膨胀压力大膨胀形围岩隧道变形特点：⑴明显的塑性流变特性，开挖后塑性变形大。⑵初期围岩变形大，且变形发展速度快。⑶膨胀压力将使得围岩压力显著增加。膨胀岩的判别与分级(1)间接反应岩石膨胀指标：矿物成分、颗粒含量、阳离子交换量、干燥饱和吸水率。(2)直接反应岩石膨胀指标及不同荷载下的膨胀率大小膨胀岩的判定，两个阶段：定性阶段初步野外地质性质目的：判定是否是膨胀岩石定量阶段详细判定目的：在初步确定是膨胀岩石的基础上，进行室内测试，作进一步的量化判别与分类。分别按照表8-

3、3-1、8-3-2进行判别与分类8.3.2膨胀土围岩对隧道施工的危害⑴围岩裂缝⑵隧道下沉⑶围岩鼓出(包括底鼓)、坍塌⑷衬砌变形和破坏围岩强度应力比：Rb/smax8.3.3高地应力作用下的软岩概念：高地应力是相对概念，相对于围岩强度而言，也就是说，当围岩内部的最大地应力与围岩强度的比值到一个水平时，称为高地应力高地应力挤压性围岩的变形特点变形量大；变形速度高；变形持续时间长8.3.4膨胀、挤压型隧道设计理念柔性结构设计先行导坑法多重支护法可缩式支护法分段综合控制法刚性结构设计大刚度支护和衬砌结构大范围围岩加固法8.3.5施工要点⑴加强观查与量测；⑵合理选择施工

4、方法；(3)防止围岩湿度变化；(4)合理进行围岩支护；(5)适时衬砌，控制变形8.4黄土1.黄土分类及其对隧道施工的影响⑴黄土节理◆在隧道开挖时，土体顺着节理张松或剪断。◆隧道顶部极易产生“塌顶”；◆侧壁普遍出现掉土。⑵黄土冲沟地段隧道沿黄土冲沟或塬边(四边陡、顶上平的黄土高地)地段穿过，且覆盖较薄或偏压较大时，容易发生较大的坍塌或滑坡现象。⑶黄土溶洞与陷穴这是黄土地区经常见到的现象。◆隧道若在其上方，则有基础下沉的危害；◆隧道若在其下方，常有发生冒顶的危险；◆隧道若在其邻侧，则有可能承受偏压。⑷水对黄土隧道施工的影响◆黄土在干燥时很坚固，承压力也较高，施工可

5、顺利进行。◆当土受水浸湿后则呈不同程度的湿陷性，会突然发生下沉现象，极容易造成隧道坍塌。2.黄土隧道的施工方法◆施工原则：“短开挖、少扰动、强支护、实回填、严治水、勤量测”。◆开挖方法：短、超短台阶法、环形开挖留核心法。8.5溶洞岩溶：可溶性岩层，如石灰岩、白云岩等，在水的作用下产生沟槽、空洞以及地表陷穴等现象。溶洞：溶洞是岩溶现象的一种。1.溶洞的类型及其对隧道施工的影响◆溶洞类型：●死、干、小型溶洞：较容易处理●活、湿、大型溶洞：较难处理。◆对隧道施工影响：●溶洞岩质破碎，容易发生坍塌；●溶洞位于隧道底部，充填物松软且深，使隧道基底难于处理；●溶洞涌泥危及

6、施工。2.隧道遇到溶洞时的工程对策处理溶洞的方法：“引、堵、越、绕”四种。⑴引◆注意：遇到暗河或溶洞有水流时，宜排不宜堵。◆方法：暗管、涵管或小桥等。⑵堵◆对象：已停止发育、跨径较小，无水的溶洞。◆方法：●混凝土、浆砌或干砌片石回填封闭；●隧顶溶洞，锚喷加固，必要时注浆加固与堵水，并加设隧道护拱及拱顶回填。⑶越◆现象1：隧道一侧遇到狭长而较深的溶洞。●方法：加深该侧的边墙基础。⑶越◆现象2：隧道底部遇有较大溶洞并有流水。●方法：在隧底以下砌筑圬工承重墙，跨越而过，承重墙内套设涵管引排溶洞水。⑶越◆现象3：隧道过墙部位遇到较大、较深的溶洞，加深边墙基础困难。●方

7、法：在边墙下或隧底以下筑拱跨过。⑷绕若溶洞处理耗时，可采用迂回导坑绕过溶洞，继续隧道前方的施工,同时处理溶洞。3.溶洞地段施工的注意事项⑴多作物探超前预报，如地质雷达。⑵穿过溶洞时，细查溶洞顶部，及时处理危石。⑶严格控制爆破药量，减少对围岩的扰动。8.6岩爆◆岩爆：岩体中聚集的高弹性应变能因隧道开挖而发生的一种应力突发现象。◆岩爆形成的两个条件：(1)地层的岩性条件。结构基本完整的脆硬岩地层。多见于石英岩、花岗岩、正长岩、闪长岩、花岗闪长岩、大理岩、片麻岩等。(2)地应力条件。埋深大的隧道，因只有埋深大才足以形成高地应力，埋深超过700m的隧道发生岩爆的情况居

8、多。1.隧道内岩爆的特点⑴岩爆在发生前