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隧洞施工出现断层和涌水?莫慌,处理办法在这!

0211水利工程2021-07-15 10:53:31


 一、 断层地段处理方案

    隧洞穿过断层地段,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洞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,均有很大的关系。
    当隧洞轴线接近于垂直构造线方向时,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。但当隧洞轴线斜交或者平行于构造方向时,则隧洞穿过破碎带的长度增大,并有强大侧压力,应加强拱墙衬砌,及时封闭。

    施工方法的合理选择:
    1、断层带内充填软塑状的断层泥或特别松散的颗粒时,比照松散地层中的超前支护,采用先拱后墙法;如断层带特别破碎,则可采用马口开挖。
    2、如断层地段出现大量涌水,则宜采取排堵结合的治理措施。

    施工中注意事项:
    1、如断层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,向隧洞前进方向钻凿不少于2个超前钻孔,其深度宜在4米以上,以探明地下水的情况。
    2、随工作面的掘进挖好排水沟,准备足够的抽水设备,并安排适当的集水坑。
    3、通过断层带的各施工工序之间的距离应尽量缩短,并尽快全封闭衬砌,以减少围岩的暴露、松动和地压增大。
    4、在隧洞断层地段,对钻爆设计作特殊的交底。严格控制各炮眼特别是周边眼的数量、深度及装药量,原则上尽量减少爆破对围岩的扰动。
    5、在断层地带开挖后应马上进行初喷砼,并坚持“宁强勿弱”的原则,加强支护。
    6、紧跟开挖面进行现场监控量测,根据量测所反馈的信息及时调整初期支护的参数及掌握二次衬砌的最佳时间。

    二、隧洞涌水处理方案

    1、渗水量不大时,采用堵排结合的方法,即加强拱墙衬砌结构,在拱部衬砌厚度外设透水软管与边墙盲沟接通,引水至隧洞两侧沟水;在拱墙衬砌工作缝设纵横向止水条。
    2、为防止发生涌水等异常情况,对涌水现象较为严重地段拟采用我集团企业成熟工艺劈裂注浆为基础的综合整治施工技术,即劈裂注浆固结法施工。
    (1)工艺流程劈裂注浆固结法施工工艺流程如下:
    (2)施工方法
    施工准备
    (a)通过地质超前钻孔资料,分析断层地质情况。
    (b)钻孔注浆和隧洞衬砌结构设计。
    (c)准备注浆材料,测定性能。
    (d)安装并调试钻孔和注浆机械设备。
    b)止浆岩盘或止浆墙在一般较完整的岩层顶面5m作为止浆岩盘。若基岩节理发育,围岩破碎时应设置2~5m的止浆墙,并将墙身嵌入围岩0.3~0.5m. c)钻孔(a)埋设孔口管:开孔直径为Φ146mm,长度为2m,用CS(水泥、水玻璃)砂浆埋设Φ127mm孔口管,在管口安装Φ127mm球形闸阀,作为封闭钻孔中可能会出现的涌水。
    (b)钻孔直径采用Φ108mm,在钻至后半部时,钻孔直径改为Φ89mm.钻孔机械选用XU-3002A地质钻机和YGZ-100导轨式独立回转凿岩机。
    (c)扫孔钻进时,观察分析回水岩芯或弃碴状态,用以判断注浆质量和调整注浆参数。
    (d)钻进顺序:
    d)注水试验
    (a)成孔后注水数分钟(注水量由小到大),测定吸水量,并清洗岩层裂隙。
    (b)投放连通试验材料,加水压注,作为连通试验。
    e)注浆方法
    (a)双液注浆系统
    (b)分段注浆法根据钻孔的地质情况,可采用全孔一次注浆和前进式、后退式分段注浆方法。在施工过程中,若遇断层发育可能发生涌水时,采用前进式分段钻注浆,逐步向前推进封墙。
    (c)钻孔及注浆原则钻孔及注浆原则为先外后内、先疏后密、外密内疏、反复钻注、开孔诱导。
    (d)注浆类型注浆类型分为水泥浆和水泥-水玻璃双液,根据注浆设计、注水试验及清孔情况、泵送能力在注浆过程中进浆情况确定用单液还是双液。
    (e)注浆完成按要求达到规定的注浆压力值,并应稳压达30分钟。
    (f)开挖与衬砌当注浆段注浆完成8小时后,可以进行隧洞开挖。拱墙衬砌采用先墙后拱法或采用连续灌注法进行。
    3)主要机械设备一个作业面主要机械
    4)施工措施
    (1)质量控制
    a)检查孔应进行取样检查。检测固结体抗压强度,浆脉渗透状况和固结质量。
    b)检查孔注水试验,即注浆前后注水量比较。
    c)测定注浆渗透状态和固结状态。
    d)在实施注浆过程中的异常情况进行分析和制定处理措施。
    (2)安全生产
    a)注浆作业人员需配备劳动保护用品,如口罩、眼镜、橡胶手套和长手套。
    b)若眼睛、脸部或皮肤接触浆液时,应马上用清水或生理盐水彻底冲洗,严重时送医院治疗。
    c)机电设备应设安全防护罩和漏电保护器。
    d)抽换钻杆时,注意被高压泥水冲出孔口伤人。
    e)钻孔中若发生涌水,应集中全力采取措施,及时注浆封堵。
    f)加强统一指挥,相互协调,确保安全生产。

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