隧道不良地质灾害的处理预案.docx

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隧道不良地质灾害的处理预案

隧道不良地质灾害的处理预案

一、隧道坍方冒顶处理预案

在隧道的施工中，虽然采取各种措施预防坍方冒顶，但由于种种原因，此类事件还是防不胜防，难以杜绝。

一旦发生隧道的坍方冒顶，我们将采取以下处理方案：

㈠、应急措施

1、现场施工人员马上撤离到安全地带，工班长负责清点人数，并将状况马上报告项目部调度。

2、机械设备有条件转移时，在保证安全的前提下，由领工员指挥快速转移到安全地带。

3、待坍方处于相对稳定时，由电工检查线路，恢复该地段安全应急照明，确保用电安全。

4、如有水涌出时，应依据水量的大小，马上组织人员进行应急处理，原则是：

堵、排、引结合。

待施工方案确定后进行根治。

5、项目部通知工程部（或办公室）采取摄影、录像等方式记录坍方状况。

同时，项目部应急领导小组会同现场监理、设计院协作组共同会勘，分析、确定坍方的性质、规模及其后果，并依据初步推断结果按下列分级程序处理：

如为C级（小型坍方）：

依据现场会勘结论及施工方案、措施，直接由项目部组织实施。

如为B级（中型坍方）：

项目部应马上通知局指参与现场会勘，分析发展趋势，制定施工方案、措施，由项目部马上支配实施。

应急预案处于预警状态。

如为A级（大型坍方）：

项目部应马上通知局指启动应急预案，同时

㈡、隧道塌方的整治

1、隧道发生塌方，应准时快速处理，不得随便拖延时间。

处理前，必需认真观看塌方的范围、外形、数量大小及坍体的地质状况、地下水的分布、活动状况等，分析塌方发生的原因，研究制定处理方案。

2、隧道塌方应依据发生的部位、规模及地质条件、采取“治塌先治水、治塌先加强”的原则，采取喷锚支护、注浆、管棚、加强二次衬砌、设置护拱等技术措施，不失时机、不留隐患地进行处理。

3、清理塌方前，应采取下列技术措施，加强防排水工作：

1）、地表沉陷和裂缝，应采用注浆填充和加固，或采用不透水土壤夯填紧密，开挖截水坑，防止地表水下渗进入塌体；

2）、通顶陷穴口的地表四周应挖沟排水，搭设防雨棚遮盖穴顶‘洞内衬砌通过塌方后，陷区应准时回填，回填应高出原地面，并用黏土或浆砌片石封闭穴口，做好排水：

3）、塌体内有地下水活动时，采用管、槽引至排水沟排出，无法进行引排时可采用注浆堵水。

4、隧道洞口坍方应按下列要求处理：

1）、中小型坍方应将坍体自上而下全部清除。

依据坍方后坡面的状况，可选刷坡卸载的方法，同时应对仰坡面自上而下进行喷锚加固。

2）、大型坍方的坍体不必全部清除，可采取先挖台阶的形式清除一部分，再进行喷锚网加固，并在仰坡上适当位置设浆砌片石挡墙防护。

3）、仰坡加固完成后，洞口段已露空洞身可采用暗洞明做或改为明洞衬砌，拱圈上部可回填土石或浆砌片石。

4）、依据仰坡坍方的规模及稳定性状况，对洞内二次衬砌应进行加强。

5、石质类塌方的围岩级别为Ⅱ—Ⅳ级，岩体以未风化或轻度风化的岩层为主，节理较发育，坍体呈碎石状，黏土及砂的含量较少，一般不超过30%。

为塌方的围岩呈相对稳定状态。

目前使用较多的方法为WNF法和WF法：

1）、WNF法：

先清除塌体，利用围岩临时的基本稳定状态，抓紧时间沿坍塌面采用喷锚支护技术加固未塌的地层（既W，以下称“外层初期支护”），然后沿二次衬砌外轮廓施作钢架混凝土支护壳体（即N，以下称“内层初级支护”）。

同时用钢架将内、外层初级支护连成整体，待二次衬砌完成以后，沿内层初期支护外轮廓依次设防水层、1m厚混凝土护拱及1m以上的土石缓冲层（即F，简称“防护”）。

这种方法的特点是：

工序多，处理周期长，成本高，但安全牢靠。

此法适用于坍腔横断面矢跨比小于0.7时的坍方。

2）、WF法：

当坍方高度较大，塌腔横断面矢跨比大于或等于0.7时的塌方，W、F的含义同前，在塌方发生后，利用围岩的自稳能力，抓紧时间沿塌方面外层进行初期支护，不设（也难于设）内层初期支护，待二次衬砌完成以后，设置与WNE法相同的防水层、护拱及缓冲层。

与WNE法比较，WF方法未设内层初级支护及内、外层初级支护之间的联系钢架，从而成本大量降低，处理周期短许多，但因矢跨比较大，再次塌的可能性较小，仍能基本确保施工安全。

由于设有1m厚的混凝土护拱及1m以上的土石缓冲层，即使在隧道完工后的运营时期，发生了一定规模的塌方，其抗冲击能力仍能确保运营安全。

6、当岩石类塌方已塌至原地面（这种状况一般只发生在浅埋隧道或深埋隧道的洞口段）时，就不能采用清喳的方法，而应利用塌喳。

施工时应先处理地面塌口，其内容详细如下：

1）塌口四周进行防排水处理。

2）塌口进行喷射混凝土封闭。

3）依据状况，打算是否采用地表注浆加固，以防止塌方的连续发展和扩大。

4）洞内塌方采用注浆加管棚的方法，即Z法进行处理，其施工的详细内容为：

a、设止桨墙，一般采用素混凝土（厚度一般为1m），或浆砌块石（厚度一般大于2m）;

b、安设注浆孔口管：

一般采用长2.5~3.0m，直径为80～150mm;

c、塌体注浆，一般采用双液浆或单液浆；

d、注浆完成后，打设管棚，一般采用直径为80~150mm，长10～32m的长管棚；

e、管棚内注浆，一般在管棚内安放小钢筋笼并灌注水泥砂浆。

7、土质类塌方，除了开挖面四周，因地质或水文原因引起的局部坍塌外，一般规模较大，为大型或特大型塌方。

土质隧道在开挖后，围岩的稳定主要靠土粒间的摩擦力维持，其自然坍塌的高度，达40～50m，按隧道宽度为10m，坍塌纵向长度也按10m考虑，其塌方数量即可达到5000～8000m3,引起这类塌方的主要原因：

一是初期支护的强度不够；围岩的周边收敛变形过大；二次衬砌未准时施做，使围岩暴露时间过长。

土质类塌方的处理，应依据土质类塌方的特点，施工时考虑几个不同的事项：

1）注浆，一般不采用渗透注浆，因效果不抱负，而采用超细水泥的劈裂注浆。

2）管棚的钻孔，因成孔较困难，故大多数状况下，应采用跟管钻机钻孔。

3）开挖，应采用小断面开挖，如注浆效果不抱负时，可考虑增设临时预应力仰拱的技术。

4）支护，初期支护准时进行，并保证其强度和刚度，防止第二次塌方的发生，并准时施作二次衬砌。

发生塌方的地段，一般状况下，其地质状态较差，故其开挖及支护应根据脆弱围岩的开挖及支护要求进行，即严格遵守“短进尺，弱爆破，强支护”的原则。

但是，对于岩石类塌方中采用Z法处理的塌方地段，假如岩石本身的强度高，呈匀称的碎石状，黏土及沙石含量较少，则采用塌体注浆加固后，其强度及整体性大大提高，此时的塌体稳定性相当于Ⅲ～Ⅳ级围岩条件。

因此在这样的条件下，可采用全断面开挖，但进尺一般不超过2m，其初级支护及二次衬砌的施工可比照Ⅲ～Ⅳ围岩的要求进行。

8、塌方地段的衬砌是否加强及如何加强。

应结合回填的方式方法一起考虑。

如采取将塌穴填满的方式，衬砌一般可不加强。

对于采用WNF方法处理的塌方，因设有钢筋混凝土支护壳体和护拱及土石缓冲层，其衬砌可适当加强（如增加厚度）。

对于WF方法处理的塌方，只有护拱及土石缓冲层，其衬砌应加强（如采用钢筋或钢架混凝土衬砌）。

对于Z法处理的塌方，其衬砌一般不需要加强，但其衬砌后，必需采取注浆填充处理。

㈢、处理塌方的物质储备及机械

1、物质储备

由于云雾山隧道、周家湾隧道、白龙坝隧道Ⅳ、Ⅴ级围岩较多，围岩稳定性较差，涌水量较多。

特殊是云雾山隧道地质条件特殊复杂，引起塌方的原因许多。

因此处理塌方的物质储备对安全生产至管重要，储备物质如下：

1）钢工架30吨

2）钢管1000米

3）水玻璃1吨

4）编织袋2000个

5）方木20方

2、机械

利用原有洞内施工机械及从其他隧道调用机械。

二、突水突泥处理预案

㈠、应急措施

1、现场施工人员马上撤离到安全地带，工班长负责清点人数，并将状况马上报告项目部调度。

2、机械设备有条件转移时，在保证安全的前提下，由领工员指挥快速转移到安全地带。

3、电工切断危急区段电源，检查线路无误后，在靠近突水突泥区的安全地带恢复照明，确保用电安全。

4、项目部通知工程部（或办公室）采取摄影、录像等方式记录突水突泥状况。

同时，项目部应急领导小组会同现场监理、设计院协作组共同会勘，分析、确定突水突泥的性质、规模及其后果，并依据初步推断结果按下列分级程序处理：

如为C级（小型突水突泥）：

依据现场会勘结论及施工方案、措施，直接由项目部组织实施。

如为B级（中型突水突泥）：

项目部应马上通知局指参与现场会勘，分析发展趋势，制定施工方案、措施，由项目部马上支配实施。

应急预案处于预警状态。

如为A级（大型突水突泥）：

项目部应马上通知局指启动应急预案，同时

5、水量小时，在靠近齐头的地方，用编织袋装土堆码，或开沟引至排水沟排放；水量大时，在靠近的地方，用编织袋装土临时堆码，然后灌筑砼封堵。

㈡、处理方案

1、处理原则

依据大量隧道岩溶处理的工程实践，岩溶处理遵循“以疏为主、堵排结合”的原则进行处理。

对于隧道穿过可溶岩与非可溶岩接触带、断层破裂带等地段，估计地下水较大，依据实际状况采用“以堵为主，限量排放”的原则，达到堵水有效、防水牢靠、经济合理的目的。

2、探明状况，确定处理方法

采取综合地质超前预估手段，探明岩溶形态、规模、充填物状况、含水状况和地下水活动状况等地质状况，然后确定处理方法。

3、处理方法

岩溶处理主要方法有：

注浆加固、封堵、充填封闭、输导、跨越等。

⑴、注浆加固、封堵：

包括超前帷幕注浆、后注浆、局部注浆、补注浆等四种方式。

A、超前帷幕注浆封堵：

超前帷幕注浆适用于溶洞规模较大，内部充填了大量的泥沙，且含有丰富的地下水，一旦揭穿可能发生大规模突水突泥的状况。

注浆加固的范围为隧道开挖轮廓线以外1～2倍洞径，每循环注浆段长30m，孔径90～180mm，注浆压力为水压力的2～3倍，浆液扩散半径为2m。

依据注浆压力，第一循环混凝土止浆墙为1～3m厚。

注浆方式可依据水压大小、成孔难易程度，采取袖阀管后退式或孔口管分段前进式注浆。

注浆材料可依据溶洞内容物的选用纯水泥浆、TGRM浆、HSC浆等。

注浆后检验注浆效果，当达到开挖效果时，每循环开挖25m，留5m作为止浆墙。

如开挖后存在薄弱部位，采用长管或短管进行局部补充注浆（补注浆）。

超前帷幕注浆封堵详细做法：

见超前帷幕注浆封堵溶洞示意图所示。

帷幕注浆封堵溶洞示意

B、径向注浆（后注浆）：

隧道开挖后，隧道周边存在大面积湿渍或渗漏水现象时，采取径向注浆进行封堵。

注浆加固范围一般为隧道开挖轮廓线外0.5～1.0倍洞径。

采用风钻或小型液压钻机在出水部位及其四周钻孔，钻孔直径为40mm左右，钻孔深度应为3.0～5.0m，梅花形布置。

在集中出水点处，间距掌握在0.5～1.0m，在一般渗水处间距掌握在1.0～1.5m。

注浆采用φ42mm钢管，依据钻孔出水部位，在钢管前端2.0m～3.0m范围内钻花孔。

注浆材料选用超细水泥浆、平凡水泥浆、TGRC水泥基灌浆料或其他特种注浆材料。

如水量较大，水泥浆在地层中凝固困难，在浆液中加入外加剂，缩短其凝胶时间，或者使用少量水泥-水玻璃浆液及化学浆液。

注浆材料协作比应依据现场注浆试验确定。

径向注浆（后注浆）示意见下图。

径向注浆示意图

C、局部注浆：

局部注浆适用于岩层的溶隙、脆弱夹层的局部有股状涌水现象，出水比较清亮，受大气降雨影响不大，其处理采用直接封堵法和间接封堵法。

a、直接封堵法：

对于涌水压力P≤0.5MPa的股状出水点，如来水方向可以确定，可采用直接封堵法进行处理。

沿着出水部位和出水方向直接钻孔，孔间距应掌握在0.5～1.0m，钻孔深度应为开挖轮廓