1.巖溶發(fā)育地段及富水?dāng)鄬佣嗡淼?/strong>
對于巖溶發(fā)育地段及富水?dāng)鄬佣嗡淼,?yīng)依據(jù)并系統(tǒng)分析現(xiàn)階段勘探資料,作好注漿加固、防排水系統(tǒng)及相應(yīng)襯砌的設(shè)計(jì),施工中根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)和施工開挖對不良地質(zhì)的影響及監(jiān)控量測資料進(jìn)行進(jìn)一步評價(jià),以便開展信息化施工。
(1)注 漿
①注漿方案、方式及適用條件
注漿方式包括開挖前預(yù)注漿、開挖后圍巖注漿、補(bǔ)注漿、局部注漿等四種方式,采用具體注漿方案根據(jù)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件選用。
②注漿工藝
預(yù)注漿孔開孔直徑不小于110mm,終孔直徑不小于90mm;鉆孔和注漿順序應(yīng)由外向內(nèi),同一圈孔間隔施工;巖層破碎容易造成坍孔時(shí),應(yīng)采用前進(jìn)式注漿,否則采用后退式注漿;孔口設(shè)3mφ108注漿管,埋設(shè)牢固,并有良好的止?jié){設(shè)施。注漿壓力應(yīng)為地下水壓的1.2~1.5倍。注漿泵最大壓力應(yīng)不小于地下水壓的1.5~2.0倍。
徑向注漿開孔直徑不小于50mm,終孔直徑不小于45mm;鉆孔和注漿順序應(yīng)由下向上,同一圈孔間隔施工;
股狀出水點(diǎn)、裂隙面出水點(diǎn)的注漿堵水,采用局部注漿。孔口間距1~1.5m,單孔擴(kuò)散半徑2m,注漿孔與出水裂隙面盡量大角度相交,注漿壓力大于0.5Mpa。注漿壓力較大時(shí),應(yīng)先鉆引水孔泄壓,再對裂隙注漿,最后用膨脹快硬水泥對引水孔進(jìn)行封堵處理。
(2)支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
巖溶發(fā)育地段及富水?dāng)鄬佣嗡淼栏鶕?jù)水壓力、水量量測、監(jiān)控量測等資料判別是否需要設(shè)置承受水壓結(jié)構(gòu)。承受水壓結(jié)構(gòu)初期支護(hù)采用鋼纖維混凝土,二次襯砌材料采用C35鋼筋混凝土,復(fù)合結(jié)構(gòu)按承受0.3~2.0Mpa靜水壓設(shè)計(jì),內(nèi)凈空預(yù)留20cm補(bǔ)強(qiáng)空間(當(dāng)施工中預(yù)測水壓明確時(shí),不預(yù)留補(bǔ)強(qiáng)空間)。當(dāng)通過注漿加固后,涌水量仍較大,實(shí)測水壓大于設(shè)計(jì)水壓時(shí),可通過調(diào)整襯砌鋼筋布置,或利用襯砌結(jié)構(gòu)調(diào)整空間一次灌注二次襯砌,以提高襯砌受靜水壓力的能力。當(dāng)襯砌已承受設(shè)計(jì)靜水壓力,隨著時(shí)間由于地下水變化等原因引起襯砌承受荷載的改變時(shí),可考慮對襯砌補(bǔ)強(qiáng)。
2.(頁巖氣)瓦斯地段
頁巖氣是從泥頁巖層系中開采出來的天然氣,位于暗色泥頁巖或高碳泥頁巖中,主體上以吸附存在于泥頁巖層系中。施工中可采取如下輔助措施:
(1)施工應(yīng)加強(qiáng)對含碳質(zhì)巖層地段加強(qiáng)超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報(bào)、加強(qiáng)瓦斯檢測,有效預(yù)防工程風(fēng)險(xiǎn)。加強(qiáng)通風(fēng),以稀釋瓦斯?jié)舛取p少瓦斯積聚,有效消除其對工程危害,防止重大災(zāi)害發(fā)生,確保隧道施工和運(yùn)營安全。
(2)施工時(shí)應(yīng)放小炮,短進(jìn)尺,減少對圍巖的擾動,避免產(chǎn)生新的裂紋和其他不穩(wěn)定因素。
(3)施工期間,應(yīng)建立瓦斯通風(fēng)監(jiān)控、檢測的組織系統(tǒng),測定氣象參數(shù)、瓦斯?jié)舛,風(fēng)速、風(fēng)量等參數(shù)。
(4)根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報(bào)的結(jié)果,根據(jù)現(xiàn)場情況,如確定為瓦斯隧道,需要及時(shí)通知設(shè)計(jì)方,如按瓦斯工區(qū)設(shè)計(jì)則需要按以下措施考慮:
①低瓦斯隧道需進(jìn)行人工檢測,配備手持式瓦斯檢測儀。
②瓦斯隧道各工區(qū)在貫通前,應(yīng)做好風(fēng)流調(diào)整的準(zhǔn)備工作。貫通后,必須調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng),防止瓦斯超限,待通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)流穩(wěn)定后,方可恢復(fù)工作。
③各開挖工作面必須采用獨(dú)立通風(fēng),嚴(yán)禁任何兩工作面之間串聯(lián)通風(fēng)。
④施工中洞內(nèi)各處瓦斯?jié)舛葢?yīng)保證在0.5%以下。
⑤瓦斯隧道施工中防止瓦斯積聚的風(fēng)速不宜小于1m/s。
3.下穿既有高速公路
(1)超前管棚施工
長管棚為超前預(yù)支護(hù),隧道暗洞開挖之前完成;根據(jù)地面沉降控制要求,為了提高導(dǎo)管的抗彎能力,可在鋼管及鋼花管內(nèi)設(shè)置鋼筋籠并灌注水泥砂漿;長管棚注漿采用水泥漿液(水泥漿液水灰比:1:1、注漿壓力:0.5~2.0MPa),注漿前應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場注漿試驗(yàn),根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整注漿參數(shù),取得管棚注漿施工經(jīng)驗(yàn),注漿結(jié)束后用M10水泥砂漿充填鋼管,以增強(qiáng)管棚強(qiáng)度,根據(jù)實(shí)際需要可在鋼管內(nèi)設(shè)置鋼筋籠,并灌注水泥砂漿;進(jìn)行管棚施工前,應(yīng)根據(jù)施工設(shè)備和圍巖條件確定是否要管棚工作室和施工止?jié){墻;鋼管棚需按設(shè)計(jì)位置施工,注意運(yùn)用測斜儀進(jìn)行鉆孔偏斜度測量,嚴(yán)格控制管棚打設(shè)方向,并作好每個(gè)鉆孔地質(zhì)記錄;管棚施工時(shí),應(yīng)對鋼管主要材料進(jìn)行材質(zhì)檢驗(yàn);選用鉆機(jī)首先應(yīng)適合鉆孔深度及孔徑的要求,鉆機(jī)要求平穩(wěn)靈活,能在水平方向360°范圍內(nèi)鉆孔,施鉆時(shí)應(yīng)有導(dǎo)向架;施工期間應(yīng)遵守隧道施工技術(shù)安全規(guī)則和鉆眼注漿作業(yè)操作規(guī)則。
(2)開挖支護(hù)
(3)監(jiān)控量測
1)監(jiān)控量測的目的
為確保施工安全及結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定性,驗(yàn)證支護(hù)結(jié)構(gòu)效果,確認(rèn)或調(diào)整支護(hù)參數(shù)和施工方法,確定二次襯砌施做時(shí)間,監(jiān)控工程對周圍環(huán)境影響,積累量測數(shù)據(jù)、為信息化設(shè)計(jì)與施工提供依據(jù)。本段隧道按照監(jiān)控量測設(shè)計(jì)及《鐵路隧道監(jiān)控量測技術(shù)規(guī)程》等相關(guān)規(guī)定進(jìn)行施工監(jiān)控量測,了解圍巖穩(wěn)定狀態(tài)和支護(hù)、襯砌可靠程度,確保施工安全及結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定性,為圍巖級別變更、初期支護(hù)和二次襯砌的參數(shù)調(diào)整提供依據(jù)。
本段隧道均進(jìn)行監(jiān)控量測設(shè)計(jì),除必測項(xiàng)目外,根據(jù)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件對選測項(xiàng)目提出量測要求。隧道地質(zhì)條件的復(fù)雜性和隧道結(jié)構(gòu)的特性,要求在施工階段根據(jù)超前預(yù)測預(yù)報(bào)、施工監(jiān)控量測資料的分析對設(shè)計(jì)進(jìn)行修正,監(jiān)控量測資料是調(diào)整支護(hù)結(jié)構(gòu)、施工方法等設(shè)計(jì)資料的依據(jù)。施工單位應(yīng)根據(jù)監(jiān)控量測設(shè)計(jì)編制監(jiān)控量測實(shí)施細(xì)則,報(bào)送監(jiān)理、業(yè)主批準(zhǔn)后實(shí)施,并應(yīng)成立現(xiàn)場監(jiān)控量測小組,建立相應(yīng)的質(zhì)量保證體系,監(jiān)控量測人員要求相對穩(wěn)定,確保監(jiān)控量測工作的連續(xù)性,監(jiān)控量測小組負(fù)責(zé)及時(shí)將監(jiān)控量測信息反饋施工、設(shè)計(jì)單位,對設(shè)計(jì)進(jìn)行修正。
2)監(jiān)控量測設(shè)計(jì)內(nèi)容
監(jiān)控量測可分為必測項(xiàng)目和選測項(xiàng)目兩類。必測項(xiàng)目在采用新奧法修建的隧道中必須進(jìn)行,選測項(xiàng)目應(yīng)根據(jù)圍巖性質(zhì)、隧道埋置深度、開挖方式等條件確定。
3)監(jiān)控量測斷面及測點(diǎn)布置原則
地表沉降測點(diǎn)應(yīng)在隧道開挖前布設(shè),地表沉降測點(diǎn)和隧道內(nèi)測點(diǎn)應(yīng)布置在同一斷面里程,地表沉降測點(diǎn)縱向間距為5m,地表沉降測點(diǎn)橫向間距為2~5m,在隧道中線附近測點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)加密。
拱頂下沉測點(diǎn)和凈空收斂測點(diǎn)應(yīng)布置在同一斷面上,測點(diǎn)縱向間距5m,拱頂下沉測點(diǎn)原則上設(shè)置在拱頂軸線附近,當(dāng)隧道跨度較大時(shí),應(yīng)結(jié)合施工方法在拱部增設(shè)測點(diǎn),下穿高速公路段隧道拱頂下沉測點(diǎn)布置3個(gè)(拱頂中央、左右側(cè)拱腰各一個(gè))。在最大跨度處、拱腰設(shè)置兩條水平收斂測線。
4)監(jiān)控量測頻率
按測點(diǎn)距開挖面的距離及位移速度分別制定量測頻率。
5)監(jiān)控量測控制基準(zhǔn)及管理等級
監(jiān)控量測控制基準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、隧道施工安全性、隧道結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定性以及周圍建(構(gòu))筑物特點(diǎn)和重要性等因素制定,包括隧道內(nèi)位移、地表沉降、爆破振動等。
位移控制基準(zhǔn)根據(jù)測點(diǎn)距開挖面的距離,由初期支護(hù)極限相對位移確定。
6)監(jiān)控量測的數(shù)據(jù)分析及信息反饋
①掌子面地質(zhì)狀況表、周邊收斂、拱頂下沉、地表下沉測試數(shù)據(jù)按《鐵路隧道監(jiān)控量測技術(shù)規(guī)程》相關(guān)要求記錄。
②根據(jù)現(xiàn)場量測數(shù)據(jù)繪制位移--時(shí)間曲線或散點(diǎn)圖,在位移--時(shí)間曲線趨平緩時(shí)應(yīng)進(jìn)行回歸分析,以推算最終位移和掌握位移變化規(guī)律。當(dāng)位移--時(shí)間曲線出現(xiàn)反彎點(diǎn),即位移出現(xiàn)反常的急驟增加現(xiàn)象,表明圍巖和支護(hù)已呈不穩(wěn)定狀態(tài),應(yīng)及時(shí)施作二次襯砌,必要時(shí)應(yīng)停止掘進(jìn),采取必要的安全措施。
③根據(jù)位移變化速率判斷圍巖穩(wěn)定狀況,變形基本穩(wěn)定應(yīng)符合下列條件:隧道周邊變形速率有明顯減緩趨勢;拱腳水平相對凈空變化速度小于0.2mm/d,拱頂相對下沉速度小于0.15mm/d。
④圍巖及支護(hù)的穩(wěn)定性應(yīng)根據(jù)開挖工作面的狀態(tài)、凈空水平收斂值及拱頂下沉量的大小和速率綜合判斷,并及時(shí)反饋于設(shè)計(jì)和施工中,根據(jù)水平相對凈空變化值進(jìn)行判斷時(shí),應(yīng)符合《鐵路隧道監(jiān)控量測技術(shù)規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定。
⑤測量過程中如發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象或與設(shè)計(jì)不符時(shí),應(yīng)及時(shí)提出,以便修改支護(hù)參數(shù)。