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1、第三部分 隧道及隧道監(jiān)理隧 道二、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)1、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的目的隧道施工階段超前地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)是一項(xiàng)系統(tǒng)性工作,已納入施工工序。隧道施工期進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)主要目的為:(1)保證隧道施工安全,減少由于揭露發(fā)育不規(guī)律管道巖溶產(chǎn)生的大量突泥、涌水而帶來(lái)的損失;(2)為動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、施工提供必要的地質(zhì)參數(shù),如:地下水壓力、水量、管道巖溶的大小、方位及含煤地層的瓦斯參數(shù)、斷層及泥化夾層的分布、巖體性狀等;(3)做好地質(zhì)超前預(yù)報(bào)可以節(jié)省大量資金。通過(guò)超前預(yù)報(bào),掌握前方地質(zhì)、地下水狀況,有針對(duì)性地采取施工防范措施,可以有效減少事故的發(fā)生,節(jié)
2、約投資。2、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的內(nèi)容超前地質(zhì)預(yù)報(bào)主要預(yù)報(bào)開(kāi)挖面前方巖性變化和不良地質(zhì)體的范圍、規(guī)模、性質(zhì),以及突水、突泥、坍塌、巖爆、有害氣體等災(zāi)害地質(zhì)的發(fā)生概率,提出施工預(yù)防措施;預(yù)報(bào)斷層的位置、寬度、產(chǎn)狀、性質(zhì)、破碎帶物質(zhì)狀態(tài)、充水情況、穩(wěn)定程度等,提出施工對(duì)策??偟膩?lái)講,隧道超前地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)主要針對(duì)以下方面內(nèi)容開(kāi)展:(1)斷層及其影響帶和節(jié)理密集帶的位置、規(guī)模和性質(zhì);(2)軟弱夾層(含煤層)的位置、規(guī)模極其性質(zhì);(3)巖溶發(fā)育位置、性質(zhì)及其規(guī)模;(4)不同巖類(lèi)間接觸面位置;(5)采空區(qū)、廢棄巷道分布及其與隧道的空間關(guān)系;(6)工程
3、地質(zhì)災(zāi)害可能發(fā)生的位置和規(guī)模判斷;(7)隧道圍巖級(jí)別變化及分界位置確定;(8)不同風(fēng)化程度巖體的分界;(9)不良地質(zhì)體的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生可能性及程度(10)隧道涌水位置、水壓及水量判斷。3、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法根據(jù)地表和已經(jīng)開(kāi)挖隧道地段的地質(zhì)調(diào)查和探測(cè)方法取得的資料以及地質(zhì)推斷法預(yù)測(cè)開(kāi)挖面前的一定范圍內(nèi)圍巖的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件,可采用地質(zhì)調(diào)查法、地質(zhì)素描、物探、超前導(dǎo)坑、鉆探等。物探法測(cè)試主要有TSP、地質(zhì)雷達(dá)和紅外探測(cè)法。地質(zhì)素描、物探、超前鉆探方法是軟弱圍巖超前預(yù)報(bào)的主要手段;在破碎帶和斷層地段,加強(qiáng)超前長(zhǎng)、短鉆孔,及時(shí)探明隧道前
4、方地質(zhì)情況,特別是地下水的發(fā)育情況,嚴(yán)禁在未探明情況下盲目開(kāi)挖。4、根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)采取的措施(1)超前加固根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)結(jié)果,在斷層破碎帶和軟弱地層,特別是富含水時(shí),必須對(duì)圍巖進(jìn)行超前加固,改良地層,確保施工安全。超前加固必須配備專(zhuān)業(yè)隊(duì)伍、專(zhuān)業(yè)設(shè)備,進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì),保證加固效果。目前,常用的圍巖加固方法是注漿法。注漿法主要分全斷面注漿和局部注漿兩種。在富水?dāng)鄬拥貛?,常采取全斷面注漿。注漿縱向加固長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)鉆機(jī)能力和地層特點(diǎn)確定,一般為20~30m。特殊地層條件下,應(yīng)及時(shí)調(diào)整縱向注漿加固長(zhǎng)度,否則既影響進(jìn)度,又影響質(zhì)量。注漿環(huán)向加
5、固厚度一般為3~5m,局部可增加到5~8m。全斷面注漿照片(2)超前支護(hù)常用的超前支護(hù)方式有超前大管棚和超前小導(dǎo)管兩種。超前大管棚:超前大管棚一般是在對(duì)沉降有嚴(yán)格要求時(shí)使用,適宜于淺埋洞口、堆積體、砂土質(zhì)地層、斷層破碎帶地層,以及下穿公路、鐵路、地面建筑物時(shí)采用。大管棚一般采用φ70mm~φ159mm的鋼管,縱向長(zhǎng)度10~100m根,據(jù)工程需要設(shè)置。超前小導(dǎo)管:超前小導(dǎo)管是在對(duì)施工安全要求較高的條件下使用。在破碎圍巖、堆積體、砂土質(zhì)地層、斷層破碎帶中普遍采用。當(dāng)?shù)貙涌ㄣ@嚴(yán)重時(shí),可采用自進(jìn)式錨桿。小導(dǎo)管一般采用φ32mm~φ60mm
6、的鋼管,縱向長(zhǎng)度2.5~6m根據(jù)工程需要設(shè)置。小導(dǎo)管布設(shè)后根據(jù)地層穩(wěn)定情況,如需要可進(jìn)行注漿,加固周邊地層。洞內(nèi)大管棚照片 洞內(nèi)超前小導(dǎo)管施工照片5、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)監(jiān)理控制要點(diǎn)(1)按照設(shè)計(jì)給定的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的里程進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào),必要時(shí)可對(duì)設(shè)計(jì)給定里程范圍外的地段進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào),確保施工安全;(2)按照設(shè)計(jì)給定的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào),可采用多種預(yù)報(bào)方法對(duì)預(yù)報(bào)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證;(3)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的搭接長(zhǎng)度應(yīng)滿(mǎn)足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求;(4)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)應(yīng)該反饋至設(shè)計(jì)院,根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)結(jié)果修改設(shè)計(jì),做到動(dòng)態(tài)設(shè)
7、計(jì)、動(dòng)態(tài)施工(5)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)時(shí)施工單位、監(jiān)理單位一定要有人員在施工現(xiàn)場(chǎng)。三、隧道開(kāi)挖1、隧道施工原理介紹新奧法就是施工過(guò)程中充分發(fā)揮圍巖本身具有的自承能力,即洞室開(kāi)挖后,利用圍巖的自穩(wěn)能力及時(shí)進(jìn)行以噴錨為主的初期支護(hù),使之與圍巖密貼,減小圍巖松動(dòng)范圍,提高自承能力,使支護(hù)與圍巖聯(lián)合受力共同作用。2、隧道常用開(kāi)挖工法(1)開(kāi)挖工法的選擇原則常用的開(kāi)挖工法有臺(tái)階法、環(huán)形導(dǎo)坑(預(yù)留核心土)法、CD法、CRD法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法等。1)開(kāi)挖工法應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況和地層加固情況確定。根據(jù)地質(zhì)情況和量測(cè)成果及時(shí)調(diào)整工法;2)開(kāi)挖工法選擇時(shí),原則上在
8、確保安全條件下,應(yīng)從簡(jiǎn)單到復(fù)雜,盡量減少開(kāi)挖步驟;3)現(xiàn)場(chǎng)施工應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)工法,不得擅自更改。(2)各種工法適用條件(1)臺(tái)階法:臺(tái)階法施工一般適用于III級(jí)圍巖,IV、V級(jí)圍巖在采取必須的超前支護(hù)措施穩(wěn)定開(kāi)挖工作面后也可選用臺(tái)階法。單線(xiàn)隧道及圍