不良和特殊地质地段隧道施工教学课件.ppt
《不良和特殊地质地段隧道施工教学课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《不良和特殊地质地段隧道施工教学课件.ppt(55页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、第一节概 述,第八章 不良和特殊地质地段隧道施工,一、不良和特殊地质地段施工一般规定(一)不良地质地段,不良地质地段是指滑坡、崩塌、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的不良地质环境。,(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、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。,二、不良和特殊地质地段隧道工程,隧道通过不良、特殊地质地段,其施工有关注意事项如下:1.编制施工计划注意的事项 在充分调查研究的基础上,根据围岩级别结合施工单位的具体情况,综合考虑各方面的因素,拟定施工方案。,2.选择施工方法注意事项 特殊地质地段
2、隧道施工,以“先治水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌、勤检查、稳步前进”为指导原则。隧道选择施工方法(包括开挖及支护)时,应以安全及工程质量为前提,综合考虑隧道工程地质及水文地质条件、断面形式、尺寸、埋置深度、施工机械装备、工期要求、经济和技术的可行性等因素而定。同时应考虑围岩变化时施工方法的适应性及其变更的可能性,以兔造成工程失误和增加投资。,3.加强监控和量测工作 4.使用喷锚技术注意事项 施工时应符合下列要求:(1)爆破后如开挖工作面有坍塌可能时,应在清除危石后及时喷射混凝土护面。(2)锚喷支护后仍不能提供足够的支护能力时,应及早装设钢拱架支撑加强支护。5.采用临时支护时注意事项不宜采用
3、锚喷支护的特殊地质地段,应用构件支撑作临时支护,并应符合下列要求:(1)支撑要有足够的强度和刚度,能承受开挖后的围岩压力。,(2)围岩出现底部压力,产生底膨现象或可能产生沉陷时应加设底梁;(3)当围岩极为松软破碎时,应采用先护后挖,暴露面应用支撑封闭严密;(4)根据现场条件,可结合管棚或超前锚杆等支护,形成联合支撑;(5)支护作业应迅速、及时,以充分发挥构件支撑的作用。,6.选用掘进方法时注意事项 特殊地质地段隧道施工时,不宜采用全断面开挖。应视地质、环境、安全、工程质量等条件合理选用。,7.掘进时遇有围岩压力过大注意事项 拱部扩挖前发现顶部下沉,应先挑顶后扩挖。当扩挖后发现顶部下沉,应立好拱
4、架和模板先灌筑满足设计断面部分的拱圈,待混凝土达到所需强度并加强拱架支撑后,再行挑顶灌筑其余部分。挑顶作业宜先护后挖,暴露面应用支撑封闭严密。,8.遇有松散、自稳差的围岩掘进时注意事项 采用压注水泥砂浆或化学浆液加固围岩的方法,以提高其自稳性。,9.衬砌出现开裂或下沉时注意事项 当拱脚、墙基松软时,灌筑混凝土前应采取措施加固基底。,一、膨胀性围岩的基本特征与分级,(一)膨胀岩基本特征(1)质软,强度低;(2)自由膨胀率高;(3)空隙率大;(4)易风化、崩解性强;(5)膨胀压力大;(二)膨胀岩的判别与分级 膨胀岩的判别,大体上依据以下两个方面:一是间接反应岩石膨胀指标;二是直接定量反应岩石膨胀力
5、学指标以及不同荷载下的膨胀率大小的指标。,第二节膨胀性围岩地段隧道施工,膨胀岩按其膨胀性的大小可划分为弱膨胀岩、中等膨胀岩和强膨胀岩3级,见表。,膨胀岩等级是以膨胀岩实验数据为基础,参照表划分,只须满足其中2项即应划为该级别的膨胀岩。,二、膨胀性围岩对隧道施工的危害,(一)围岩普通开裂 隧道开挖后,由于开挖面上岩体原始应力释放产生胀裂;另外,因为表层土体风干而脱水,产生收缩裂缝。,(二)坑道下沉 由于坑道下部膨胀岩体的承载力较低,加之坑道上部围岩压力过大,坑道下沉变形明显。另外,隧道只能采用分部开挖,在后部工序开挖暴露的围岩出现风化膨胀,产生较大的收缩地压力,加上坑道的下沉,往往造成支撑过渡变
6、形、失效,进而引起土体坍塌、挤压和膨胀变形等现象。(三)围岩膨胀突出和坍塌 隧道开挖过程中或开挖后,围岩产生膨胀变形,周边土体向洞内膨胀突出,造成开挖断面缩小。在土体丧失支撑或支撑力不够的状态下,由于围岩压力和膨胀压力的综合作用,使土体产生局部破坏形成坍塌现象。,(四)隧道底部隆起 隧道底部开挖后,洞底围岩的上部压力解除,又无仰拱支护体约束时,由于应力释放,洞底围岩产生卸荷膨胀,加之坑道积水,使洞底围岩产生浸水膨胀,造成洞底围岩隆起变形。(五)衬砌变形和破坏 在整体式(模筑混凝土)衬砌中,常发生下列现象:(1)在先拱后墙法施工中,拱部衬砌完成后至开挖马口的这段时间,由于围岩和膨胀压力,常常产生
7、拱脚内移,同时发生不均匀下沉,拱脚支撑受力大,发生扭曲、变形或折断。,(2)拱顶受挤压下沉,也有向上凸起。拱顶外缘经常出现纵向贯通拉裂缝,而拱顶内缘出现挤裂、脱皮、掉块现象。(3)在拱腰部位出现纵向裂缝,这些裂缝有时可逐渐发展到张开、错台。(4)当采用直墙式边墙时,边墙常受膨胀侧压而开裂,甚至张开、错台,少数曲墙也有出现水平裂缝的情况。(5)当底部未做仰拱或仅做一般铺底时,有时会出现底部膨起,铺底被破坏。,三、膨胀性围岩隧道设计,(一)荷载的确定 膨胀性围岩除“松弛效应”外,还有膨胀压力。由于膨胀性围岩岩性复杂,产生膨胀压力的机理复杂,很难用适当的经验公式确定其膨胀力引起的荷载变化。因此对不同
8、程度的膨胀岩,设计时,应先核准其膨胀特性,然后采用以工程类比法为主的方法,确定支护与衬砌的设计参数,施工中通过监控量测加以修改。(二)膨胀岩隧道断面型式 膨胀性隧道断面型式一般应采用圆形、椭圆形和马蹄形,仰拱应与支护衬砌等厚。,(三)膨胀性隧道支护形式与参数 膨胀岩隧道支护应适应膨胀岩特性:在不使围岩失稳条件下,允许围岩有一定变形;支护形式特征适应围岩膨胀速度变化;支护变形时间应适应围岩膨胀收敛持续时间。为此,膨胀岩隧道支护形式可采用可压缩支护、可拆换支护与增补支护。(四)预留变形量 考虑膨胀岩对衬砌变形影响,隧道净空应根据其膨胀特性预留520cm的变形量。(五)防排水 无论何种矿物成分的膨胀
9、围岩,如果没有水的作用,围岩就不会产生膨胀和收缩,因此在设计时应加强围岩防水和结构防水。,四、膨胀性围岩隧道施工要点,1.加强调查、量测围岩的压力和流变 在施工过程中应对围岩压力及其流变情况进行充分的调查和量测,分析其变化规律。对地下水亦应探明分布范围及规律,了解水对施工的影响程度,以便根据围岩动态采取相应的施工措施。2.合理选择施工方法 在施工中应以尽量减少对围岩产生扰动和防止水的浸湿为原则,宜采用无爆破掘进法。在开挖过程中尽可能缩短围岩暴露时间,并及时衬砌。开挖方法宜不分部或少分部,多采用正台阶法、侧壁导坑法和“眼镜法”。,3.防止围岩湿度变化 隧道开挖后及时喷射混凝土,封闭和支护围岩。在
10、有地下水渗流的隧道,应采取切断水源并加强洞壁与坑道防、排水措施,防止施工积水对围岩的浸湿等。4.合理进行围岩支护 在施工时应往意以下几点:(1)喷锚支护,稳定围岩;(2)衬砌结构及早闭合。,第三节 黄土地段隧道施工,(一)黄土分类,黄土按其形成年代可分为:老黄土:形成于下更新世Q1的午城黄土和中更新世Q2的离石黄土;新黄土:上更新世Q3的马兰黄土及全新世Q4下部的次生黄土;新近堆积黄土:Q4的最新堆积物,多为近几十年至近几百年形成的。,一、黄土分类及其对隧道工程的影响,根据其物理性质不同,按塑性指数(Ip)的大小可分为黄土质粘砂土(1Ip7),黄土质砂粘土(7Ip17)及黄土质粘土(17Ip)
11、。,(二)黄土地层对隧道工程的影响,(1)黄土节理影响 在隧道开挖时,土体容易顺着节理张松或剪断。如果这种地层位于坑道顶部,则极易产生“塌顶”。如果位于侧壁,则普遍出现侧壁掉土,若施工时处理不当,常会引起较大的坍塌。,(2)黄土冲沟地段对施工的影响 当隧道在较长的范围内沿着冲沟或塬边平行走向,而覆盖较薄或偏压很大的情况下,容易发生较大的坍塌或滑坡现象。(3)黄土溶洞与陷穴影响 黄土溶洞与陷穴,是黄土地区经常见到的不良地质现象,隧道若建在其上方,则有基础下沉的危害。隧道若修建在其下方,常有发生冒顶的危险。隧道若修建在其邻侧,则有可能承受偏压,使围岩与衬砌处于不利的受力状态。,(4)水对黄土隧道施
12、工的影响 在含有地下水的黄土层中修建隧道,由于黄土在干燥时很坚固,承压力也较高,施工可顺利进行。当其受水浸湿后,呈不同程度的湿陷性,会突然发生下沉现象,使开挖后的围岩迅速丧失自稳能力,如果支护措施满足不了变化后的情况,极容易造成坍塌。,二、黄土隧道的施工方法,(1)黄土隧道施工,应做好黄土中构造节理的产状与分布状况的调查。,(2)施工中应遵循“短开挖、少扰动、强支护、实回填、严治水、勤量测”的施工原则,紧凑施工工序,精心组织施工。(3)开挖方法宜采用短台阶法或分部开挖法(留核心法),初期支护应紧跟开挖面施作。(4)黄土围岩开挖后暴露时间过长,围岩周壁风化至内部,围岩体松弛加快,进而发生坍方。(
13、5)做好洞顶、洞门及洞口的防排水系统工程,并妥善处理好陷穴、裂缝,以免地面积水浸蚀洞体周围,造成土体坍塌。,(1)施工中如发现工作面有失稳现象,应及时用喷射混凝土封闭、加设锚杆、架立钢支撑等加强支护。(2)施工时特别注意拱脚与墙脚处断面,如超挖过大,应用浆砌片石回填。如发现该处土体承载力不够,应立即加设锚杆或采取其它措施进行加固。(3)黄土隧道施工宜先作仰拱,如果不能先作仰拱时,可在开挖与灌筑仰拱前,为防止边墙向内位移,应加设支撑。(4)锚杆宜采用药包式或早强砂浆锚杆。(5)施工中如发现不安全因素,应暂停开挖,加强临时支护,以便采取适应性的工序安排。,三、黄土隧道施工的注意事顶,第四节 溶洞地
14、段隧道施工,溶洞是以岩溶水的溶蚀作用为主,间有潜蚀和机械塌陷作用而造成的基本水平方向延伸的通道。溶洞是岩溶现象的一种。,一、溶洞的类型及对隧道施工的影响,溶洞一般有死、活、干、湿、大、小几种。死、干、小的浴洞比较容易处理,而活、湿、大的溶洞,处理方法则较为复杂。岩溶对隧道工程的影响主要有四个方面:洞害、水害、洞穴充填物及坍塌、洞顶地表沉陷等。,(1)有的岩溶洞穴深或基底充填物松软;有的顶板高悬不稳,有严重崩坠之虞;有的岩溶发育情况复杂,洞穴、暗河上下迂回交错,通道重叠;有的溶蚀大厅长、宽上百米,高达几十米;如当隧道通过,其工程艰巨,结构处理复杂,施工困难。(2)在岩溶地区修建隧道,施工中常遇水
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 不良 特殊 地质 地段 隧道 施工 教学 课件
链接地址:https://www.31ppt.com/p-5048367.html