一、 斷層地段處理方案
隧洞穿過斷層地段,施工難度取決于斷層的性質(zhì)、斷層破碎帶的寬度、填充物、含水性和斷層活動性以及隧洞軸線和斷層構(gòu)造線方向的組合關(guān)系(正交、斜交或平行)。此外,與施工過程中對圍巖的破壞程度、工序銜接的快慢、施工技術(shù)措施是否得當(dāng)?shù),均有很大的關(guān)系。
當(dāng)隧洞軸線接近于垂直構(gòu)造線方向時,斷層規(guī)模較小,破碎帶不寬,且含水量較小時,條件比較有利,可隨挖隨撐。但當(dāng)隧洞軸線斜交或者平行于構(gòu)造方向時,則隧洞穿過破碎帶的長度增大,并有強(qiáng)大側(cè)壓力,應(yīng)加強(qiáng)拱墻襯砌,及時封閉。
施工方法的合理選擇:
1、斷層帶內(nèi)充填軟塑狀的斷層泥或特別松散的顆粒時,比照松散地層中的超前支護(hù),采用先拱后墻法;如斷層帶特別破碎,則可采用馬口開挖。
2、如斷層地段出現(xiàn)大量涌水,則宜采取排堵結(jié)合的治理措施。
施工中注意事項(xiàng):
1、如斷層地下水是由地表水補(bǔ)給時,應(yīng)在地表設(shè)置截排系統(tǒng)引排。對斷層承壓水,應(yīng)在每個掘進(jìn)循環(huán)中,向隧洞前進(jìn)方向鉆鑿不少于2個超前鉆孔,其深度宜在4米以上,以探明地下水的情況。
2、隨工作面的掘進(jìn)挖好排水溝,準(zhǔn)備足夠的抽水設(shè)備,并安排適當(dāng)?shù)募印?br />
3、通過斷層帶的各施工工序之間的距離應(yīng)盡量縮短,并盡快全封閉襯砌,以減少圍巖的暴露、松動和地壓增大。
4、在隧洞斷層地段,對鉆爆設(shè)計(jì)作特殊的交底。嚴(yán)格控制各炮眼特別是周邊眼的數(shù)量、深度及裝藥量,原則上盡量減少爆破對圍巖的擾動。
5、在斷層地帶開挖后應(yīng)立即進(jìn)行初噴砼,并堅(jiān)持“寧強(qiáng)勿弱”的原則,加強(qiáng)支護(hù)。
6、緊跟開挖面進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)控量測,根據(jù)量測所反饋的信息及時調(diào)整初期支護(hù)的參數(shù)及掌握二次襯砌的最佳時間。
二、隧洞涌水處理方案
1、滲水量不大時,采用堵排結(jié)合的方法,即加強(qiáng)拱墻襯砌結(jié)構(gòu),在拱部襯砌厚度外設(shè)透水軟管與邊墻盲溝接通,引水至隧洞兩側(cè)溝水;在拱墻襯砌工作縫設(shè)縱橫向止水條。
2、為防止發(fā)生涌水等異常情況,對涌水現(xiàn)象較為嚴(yán)重地段擬采用我集團(tuán)公司成熟工藝劈裂注漿為基礎(chǔ)的綜合整治施工技術(shù),即劈裂注漿固結(jié)法施工。
(1)工藝流程劈裂注漿固結(jié)法施工工藝流程如下:
(2)施工方法
施工準(zhǔn)備
(a)通過地質(zhì)超前鉆孔資料,分析斷層地質(zhì)情況。
(b)鉆孔注漿和隧洞襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
(c)準(zhǔn)備注漿材料,測定性能。
(d)安裝并調(diào)試鉆孔和注漿機(jī)械設(shè)備。
b)止?jié){巖盤或止?jié){墻在一般較完整的巖層頂面5m作為止?jié){巖盤。若基巖節(jié)理發(fā)育,圍巖破碎時應(yīng)設(shè)置2~5m的止?jié){墻,并將墻身嵌入圍巖0.3~0.5m. c)鉆孔(a)埋設(shè)孔口管:開孔直徑為Φ146mm,長度為2m,用CS(水泥、水玻璃)砂漿埋設(shè)Φ127mm孔口管,在管口安裝Φ127mm球形閘閥,作為封閉鉆孔中可能會出現(xiàn)的涌水。
(b)鉆孔直徑采用Φ108mm,在鉆至后半部時,鉆孔直徑改為Φ89mm.鉆孔機(jī)械選用XU-3002A地質(zhì)鉆機(jī)和YGZ-100導(dǎo)軌式獨(dú)立回轉(zhuǎn)鑿巖機(jī)。
(c)掃孔鉆進(jìn)時,觀察分析回水巖芯或棄碴?duì)顟B(tài),用以判斷注漿質(zhì)量和調(diào)整注漿參數(shù)。
(d)鉆進(jìn)順序:
d)注水試驗(yàn)
(a)成孔后注水?dāng)?shù)分鐘(注水量由小到大),測定吸水量,并清洗巖層裂隙。
(b)投放連通試驗(yàn)材料,加水壓注,作為連通試驗(yàn)。
e)注漿方法
(a)雙液注漿系統(tǒng)
(b)分段注漿法根據(jù)鉆孔的地質(zhì)情況,可采用全孔一次注漿和前進(jìn)式、后退式分段注漿方法。在施工過程中,若遇斷層發(fā)育可能發(fā)生涌水時,采用前進(jìn)式分段鉆注漿,逐步向前推進(jìn)封墻。
(c)鉆孔及注漿原則鉆孔及注漿原則為先外后內(nèi)、先疏后密、外密內(nèi)疏、反復(fù)鉆注、開孔誘導(dǎo)。
(d)注漿類型注漿類型分為水泥漿和水泥-水玻璃雙液,根據(jù)注漿設(shè)計(jì)、注水試驗(yàn)及清孔情況、泵送能力在注漿過程中進(jìn)漿情況確定用單液還是雙液。
(e)注漿完成按要求達(dá)到規(guī)定的注漿壓力值,并應(yīng)穩(wěn)壓達(dá)30分鐘。
(f)開挖與襯砌當(dāng)注漿段注漿完成8小時后,可以進(jìn)行隧洞開挖。拱墻襯砌采用先墻后拱法或采用連續(xù)灌注法進(jìn)行。
3)主要機(jī)械設(shè)備一個作業(yè)面主要機(jī)械
4)施工措施
(1)質(zhì)量控制
a)檢查孔應(yīng)進(jìn)行取樣檢查。檢測固結(jié)體抗壓強(qiáng)度,漿脈滲透狀況和固結(jié)質(zhì)量。
b)檢查孔注水試驗(yàn),即注漿前后注水量比較。
c)測定注漿滲透狀態(tài)和固結(jié)狀態(tài)。
d)在實(shí)施注漿過程中的異常情況進(jìn)行分析和制定處理措施。
(2)安全生產(chǎn)
a)注漿作業(yè)人員需配備勞動保護(hù)用品,如口罩、眼鏡、橡膠手套和長手套。
b)若眼睛、臉部或皮膚接觸漿液時,應(yīng)立即用清水或生理鹽水徹底沖洗,嚴(yán)重時送醫(yī)院治療。
c)機(jī)電設(shè)備應(yīng)設(shè)安全防護(hù)罩和漏電保護(hù)器。
d)抽換鉆桿時,注意被高壓泥水沖出孔口傷人。
e)鉆孔中若發(fā)生涌水,應(yīng)集中全力采取措施,及時注漿封堵。
f)加強(qiáng)統(tǒng)一指揮,相互協(xié)調(diào),確保安全生產(chǎn)。