xx隧道防坍塌方案

1xxx隧道防坍塌方案一、工程概况xxx隧道为小净距分离式隧道，左线起讫桩号为ZK41+412～ZK41+828，长416米，右线起讫桩号为K41+425～K41+828，长403米。二、隧道工程地质条件介绍1、地形地貌隧址区总体属低中山构造剥蚀地貌，沟谷斜坡地形，隧道通过的斜坡最高点地面高程为1124.64m，隧道进口段地面高程1145.36m，出口段地面高程1133.93m，相对高差90.71m。隧道近似切向穿过山脊南侧斜坡，斜坡总体坡度15°～40°，隧址区发育两条冲沟，第一条位于隧道进口斜坡下约30m处；第二条为大河沟，位于隧道斜坡的坡脚处，距离五道河公路约200m。隧道进口处位于五道河公路以下斜坡上，斜坡坡度25°～30°，轴线与地形线斜交，出露的地层为强风化花岗岩，洞顶与五道河公路高差约15m。隧道出口位于五道河公路以下约45m斜坡处，斜坡坡度15°～20°，轴线与地形线基本垂直，表层覆盖残坡积含低液限粘土，局部为公路开挖弃土，下伏岩层为三叠系砂岩，洞顶与五道河公路高差约22m。2、水文地质条件隧址区地表水主要为2条冲沟的地表水，隧道入口西侧北南走向的冲沟内水流量约为5.6×10-4m³/s，隧址区南侧大河沟内水流量约为2.8×10-4m³/s，地表水受大气降水补给，最终汇入金沙江。隧址区地下水主要有孔隙潜水和基岩裂隙水，空隙型潜水主要分布于覆盖层中，接受大气降水的补给，沿斜坡向下游排泄，部分下渗补给下伏基岩。基岩裂隙水主要分布于隧址区各类岩层中，主要由大气降水和上覆层入渗补给，沿斜坡向下游排泄。3、地层岩性隧止区内主要地层为第四系全新统填筑层、第四系全新统冲洪积层、第四系全新统残坡积层、中生界三叠系上统宝鼎组泥质粉砂岩、元古康定群大田组混合岩、华立西期～印支期花岗岩。第四系全新统填筑层：主要分布在隧道进口处冲沟两岸斜坡及右岸的厂房区、五道河公路外侧斜坡和大河沟右岸山脊上。其中厂房区填筑土为厂房场平弃土，成分主要为低液2限粘土、强风化花岗岩碎块石及碎屑，厚1～2m；五道河公路以下的斜坡上的填筑土为修公路是弃土，主要由强～弱风化花岗岩、辉绿岩、混合岩、砂岩碎块石构成，结构不均，厚度一般为3～6m；大河沟右岸分布的填筑土主要为矿渣。第四系全新统冲洪积层：主要分布在隧止区两条冲沟内，进口处冲沟内主要成分为低液限粘土，厚度约2～3m；大河沟内成分主要为卵石土，石质成分为花岗岩、混合岩、辉绿岩等，粒径20～200mm占60%，大于200mm占20%，沙粒粘粒填充，厚度约4～8m。第四系全新统残坡积层：主要分布于隧道出口段斜坡，主要成分为碎石含低液限粘土，含约20%～30%泥质粉砂岩碎石，粒径一般20～60mm，分布不均匀，含少量少量强风化砂岩角砾，厚度约3～6m。中生界三叠系上统宝鼎组泥质粉砂岩：主要为长石、石英、云母等，粉粒结构，中厚层状构造，钙泥质胶结，节理裂隙发育，受倮果断层影响，岩体破碎，岩层多呈大倾角状产出，主要分布在隧道出口段，根据风化程度分为强风化带和弱风化带。元古康定群大田组混合岩：主要矿物为长石、石英，次要矿物为黑云母、角闪石，粒状变晶结构，块状构造，分布于k41+535～k41+720段，根据风化程度分为强风化带和弱风化带。华立西期～印支期花岗岩：矿物成分主要为长石、石英、黑云母及少量闪脚石，中粗粒结构，块状结构，主要分布于隧道入口段，根据风化程度分为强风化带和弱风化带。2、地质构造隧址区域构造上处于川滇南北向构造带中段西侧与滇、藏“歹”字型构造复合部位，区内构造复杂，褶皱，断裂发育，以南北向及北东向构造为主，东西向及北西向构造次之。倮果断裂在隧道出口东侧约70米处通过。受倮果断层影响，出口段岩层破碎，裂隙发育，岩体在裂隙的切割状先成块状，隧道洞口施工时易受到坍塌、掉块的影响。三、隧道坍塌原因1．地质因素(1)、隧道穿过断层及其破碎带．一经开挖．潜在应力释放，承压快、围岩失稳而坍塌；(2)、当通过各种堆积体时，由于结构松散，颗粒间无胶结或胶结差，开挖后引起坍塌；(3)、在挤压破碎带，岩脉穿插带、节理密集带等碎裂结构地层中，岩块间互相挤压3钳制，经开挖则失稳，常见围岩掉块、坍落。在软弱结构面发育的情况下，或泥质充填物过多，均易产生较大的坍塌；(4)在构造运动的作用下，薄层岩体形成的小这种褶曲、错动发育地段，施工中常常发生坍塌；(5)岩层软硬相间，或有软弱夹层的岩体，在地下水的作用下，软弱面的强度大大降低．因而发生滑坍；(6)地下水的软化、浸泡、冲蚀、溶解等作用加剧岩体的失稳和坍塌。2．施工方法和措施不当(1)施工方法选择不当，或工序间距安排不合理。各工序间距拉得较长久，引起围岩松动、风化、招致坍方的发生；(2)喷锚不及时，或喷混凝土质量、厚度不符合要求；(3)采用钢支撑时，支撑架设质量欠佳，支撑与围岩不密贴，两者间的空隙填塞不密实，或联接不够牢固，不能满足围岩压力所需要的强度要求；(4)有时抽换支撑操作不当，或者当支撑已出现受力过大的现象而来及时加固；(5)爆破作业不当，用药量过多；(6)处理危石措施不当，引起危石坠落，牵动岩层坍塌。四、防坍塌方案1、施工原则隧道施工严格遵循超前地质预报先行，围岩破碎段“管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、强支护、快加固、早成环、勤量测”的原则进行施工。2、超前支护2.1大管棚隧道进口及出口30米采用大管棚作超前支护，大管棚采用A108热轧无缝钢管，环向间距40cm，壁厚6mm，环向间距40cm。两段钢管采用“V”型对焊或丝扣连接，钢管上钻孔径为12mm注浆孔，间距15cm，呈梅花型布置，尾部3m不钻孔作止浆段。管棚安装完成后插入4根B16钢筋制作的钢筋笼，注浆采用1:1纯水泥浆，水泥强度等级为42.5，注浆压力0.5～1.0Mpa。施工顺序：套拱范围环形开挖→临时开挖支护→导向墙及套拱施工→钻机就位→钻孔→扫孔→插入钢管→孔口密封处理→管棚钢管注浆→开挖及支护→进入开挖支护循环4钻孔：采用地质钻机钻进，并顶进长管棚钢管，开孔时低速低压。钻机纵轴方向准确定位，保证孔向正确，每钻完一孔即顶进一根钢管，注一孔浆。管棚插入：钢管节采用“V”型对焊或丝扣连接，为确保同一横断面内接头数量不超过50%，相临钢管的接头错开量不小于1m，施工前先确定每节的顶入长度，编排好每孔管节顶入顺序，采用机械顶进，并做详细交底。注浆：注浆压力控制在0.5～1.0Mpa。注浆时做好记录，根据注浆压力及注浆量确定终止时间。超前大管棚施工工艺见下图1“超前大管棚施工工艺框图”。图1超前大管棚施工工艺框图主要技术措施：a.注浆操作人员必须经过专门培训,并实行岗位责任制，在注浆前充分做好各项准备工作。b.注浆前，在洞外将管路全部接通，进行试压，试压可用清水进行。在试压时，如管路不通或接头有漏水现象，予以排除，保持管路系统各部件完好畅通。c.注浆完毕后，清除管内浆液，用水泥砂浆紧密充填，以增强管棚的强度和刚度。前期准备(测量放线和场地平整)管棚施工作业平台或操作间套拱导向架导向管下管综合检查注浆封口大管棚加工不合格钻机就位、钻孔补孔、下管合格注浆封口砼生产钢筋加工5认真清洗干净所有的机具设备，特别是搅拌机、注浆管、接头、阀门、贮浆桶等，以备下阶段注浆时使用。2.2超前小导管、超前锚杆超前小导管采用A42热轧无缝钢管，长4.5m、壁厚4mm，管壁应钻孔注浆，孔径8mm，间距10cm呈梅花型布置，尾部30cm不钻孔作止浆段；小导管前端应从钢架腹部穿过，导管就位后应焊接在刚加上，搭接长度不小于1m；注浆采用1:1纯水泥浆，水泥强度等级为42.5，注浆压力0.5～1.0Mpa。表1超前小导管每延米工程数量表超前支护类型衬砌类型单位数量超前支护类型环向间距备注BV偏加强（x）m86.14A42注浆小导管40cm双层每环67根CV偏加强（x），V加强（x）m57.86A42注浆小导管30cm每环45根V浅（x），V（x）m43.71A42注浆小导管40cm每环34根DIV（x）m32.14A22药卷锚杆40cm每环25根施工顺序：测量放样→钻孔→清孔→钢管插入→封口→注浆→与钢架焊接。采用风钻钻眼，并将钢管顶入孔内，钢管尾端与钢架或系统锚杆焊接在一起，必要时加环向钢筋。注浆根据压力状况和跑浆情况确定终止时间，确保注浆效果。超前小导管施工工艺流程见下图2。图2超前小导管施工工艺流程图超前锚杆施工方法和系统锚杆一样，施工时根据岩体节理产状确定锚杆的最佳方向，并保持不小于1m的搭接长度，尾部焊接在钢架。3、隧道开挖本隧道丽江端洞口地形陡峻，隧道偏压，施工场地布置不易，隧道掘进从金江端独头掘进。考虑隧道为小净距段隧道，地形偏压，掘进顺序为先施工右洞，待隧道先行洞通过制作小导管眼孔布置钻孔顶入小导管开挖注浆效果检查注浆6隧道上方公路完成二衬后在进行左洞开挖。针对小净距隧道施工开挖、爆破监控量测的措施如下：表2小净距隧道其他措施围岩级别围岩净距开挖方法爆破及监控量测V7～8先行洞环形开挖预留核心土法，后行洞单侧壁导坑发开挖。严格爆破控制，严格监控量测IV8～9台阶法严格爆破控制，严格监控量测3.1施工要求（1）、施工原则：左右洞施工时先超前支护、后开挖，开挖后及时支护；开挖工序至上而下，衬砌工序至下而上。（2）、两隧道开挖掌子面之间距离不超过50m。（3）、先行洞初期支护完成并进行仰拱浇筑后方可进行相邻后行洞爆破开挖。（4）、双洞爆破不可同时进行。（5）、V级围岩爆破开挖时，中岩墙靠先行洞一侧拱腰位置处最大震速不可超过5cm/s，IV级围岩的最大震速不可超过10cm/s；周边相对位移值基本稳定后才能开挖相邻位置的后行洞掌子面。（6）、隧道爆破开挖前，必须根据开挖段围岩的地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、爆破材料等因素编制详细的爆破设计。钻爆设计的主要内容包括炮眼的布置、数目、深度和角度、装药量和装药结构、起爆方法和爆破顺序等。爆破人员应按爆破设计图表及说明严格施工，并根据爆破效果及时修正有关参数，以达到理想的爆破效果。（7）、爆破应采用光面爆破或预裂爆破，分布开挖时可采用预留光面层光面爆破。光面爆破的参数应根据工程类比法或现场试爆确定，在软弱围岩中开挖时，一次进尺应根据开挖宽度和围岩自稳时间严格控制；在坚硬完整的围岩中开挖爆破时，应考虑有利于控制超欠挖因素综合确定进尺。另外，软岩爆破时周边眼间距应控制在40cm以内，中硬岩爆破时周边眼间距不宜大于50cm。（8）、开挖时可能对周边建筑物产生影响，应监测围岩扰动范围和震动速度，爆破开挖时必须预留足够的变形量，避免侵界。3.2监控量测(1)洞内施工监控量测项目监测项目分必测项目（A类）和选测项目（B类）。必测项目是用以判断围岩的变化7情况和支护结构工作状态的经常性量测。选测项目是用以判断隧道围岩松动状态、喷锚支护效果和积累资料为目的的量测。各类围岩量测项目见表3。表3围岩量测项目表项目围岩条件洞内观察(A)净空变位(A)拱顶下沉(A)地表下沉(B)围岩位移(B)锚杆轴力(B)衬砌应力(B)围岩条件(B)洞内收敛性(B)软岩(IV～Ⅴ级)×××××××××××××××××××××注：×××—必须进行项目；××—应进行项目；×—必要时进行项目。(2)测点布置量测断面测点布置见下图。图3监控量测点布设断面图(3)量测注意事项①量测项目的初次读数必须在安装后12小时内完成，并在下一次开挖前完成。②量测断面间距净空变形，拱顶下沉量测间距S应符合下表要求：Ⅳ级围岩不大于25m；Ⅴ级围岩应小于20m。围岩变化处应适当加密，在各类围岩的起始地段增设拱顶下沉测点1～2个，水平收敛1～2对。当发生较大涌水时，Ⅴ、Ⅳ级围岩量测断面的间距应缩小至5～10m。地表下沉量测的隧道纵向间距S为：H15m时，S=5m；15mH30时，S=10m。地表下沉量测与周边位移和拱顶下沉量测位置在同一断面。周边位移和拱顶下沉为：1-15d，2t/d；16d-1m，1t/2d；1-3m，1t/7d，以后每月一次。地表下沉为：掌子面距量测断面前后30m时，2t/1d；60m时，1t/2d；80m时，1