不良地质条件施工PPT文件格式下载.ppt

1、当隧道轴线斜交或者平行于构造方向时，则隧道穿过破碎带的长度增大，施工难度大。见下页图。l 富水断层破碎围岩概况富水断层破碎围岩概况（一）断层破碎带（一）断层破碎带兰新铁路隧道兰新铁路隧道5l 富水断层破碎围岩概况富水断层破碎围岩概况（一）断层破碎带（一）断层破碎带隧道中线与断层带的位置隧道中线与断层带的位置兰新铁路隧道兰新铁路隧道6 富水软岩是指各类土质、软岩、极严重的风化的各种岩层、极软弱破碎的断层带以及堆积、坡积层，在富含地下水的情况下，岩体强度很低，自稳能力极差的围岩。施工难度极大，俗称“烂洞子”。l 富水断层破碎围岩概况富水断层破碎围岩概况（二）富水软岩（二）富水软岩兰新铁路隧道兰新铁

2、路隧道7 大量涌水也是常见的不良地质现象。在雨量充沛和地下水丰富的地区，隧道穿过断层破碎带、裂隙密集带、不同岩层接触带或岩溶发育地段时，施工中往往会发生地下水和承压水大量涌出的现象。典型隧道：渝怀线圆梁山隧道、兰武线乌鞘岭隧道。l 富水断层破碎围岩概况富水断层破碎围岩概况（三）大量涌水（三）大量涌水兰新铁路隧道兰新铁路隧道8l 富水断层破碎围岩概况富水断层破碎围岩概况（三）大量涌水（三）大量涌水乌鞘岭隧道乌鞘岭隧道7号斜井洞内涌水号斜井洞内涌水 兰新铁路隧道兰新铁路隧道9 对于富水软弱破碎围岩隧道，设计一般根据地表探测和少量的地质钻孔，来推断地下深处的隧道地质条件，往往与实际地质条件存在差异。

3、因此，准确预报施工掌子面前方的地质条件就非常必要，应把地质超前预报作为一个工序纳入生产过程。l 富水断层破碎围岩施工富水断层破碎围岩施工（一）超前地质预报（一）超前地质预报兰新铁路隧道兰新铁路隧道10 地质预报方法主要有：钻孔超前探测；超前地质导坑；地震波、声波、地质雷达等物理探测。l 富水断层破碎围岩施工富水断层破碎围岩施工（一）超前地质预报（一）超前地质预报兰新铁路隧道兰新铁路隧道11重点预报内容：开挖面前方的地质情况；围岩整体性、断层、软弱破碎带在前方的位置和对施工的影响；地下水活动情况等。l 富水断层破碎围岩施工富水断层破碎围岩施工（一）超前地质预报（一）超前地质预报兰新铁路隧道兰新铁

4、路隧道12 地下水处理原则：以堵截为主，排引为辅。堵截地下水方法：一类是整个富水段注浆止水，加固围岩，相当于提高围岩等级；如深孔劈裂、挤压注浆。一类沿隧道开挖轮廓线以外进行环形注浆，形成止水帷幕，防止或减少地下水进入开挖面；如浅孔注浆、管棚注浆、小导管注浆等。排水辅助措施：导坑、钻孔；目的是排水降压。l 富水断层破碎围岩施工富水断层破碎围岩施工（二）注浆堵水并加固围岩（二）注浆堵水并加固围岩兰新铁路隧道兰新铁路隧道13 虽地层经注浆加固，为确保施工安全，一般在开挖前采用超前支护，如超前锚杆、超前小导管等；地下水较大的隧道，开挖前采取排水降压措施，排水主要采用钻孔，钻孔深度应超出注浆范围。l 富

5、水断层破碎围岩施工富水断层破碎围岩施工（三）开挖及支护（三）开挖及支护兰新铁路隧道兰新铁路隧道14 开挖方法视围岩稳定情况，有：台阶法、正台阶预留核心土开挖法、双侧壁导坑法。开挖手段有两种：一是非爆破开挖，如十字镐、风镐或小型挖装机开挖；二是控制爆破，如松动爆破、微振动爆破。目的是尽可能减少开挖对围岩的扰动。l 富水断层破碎围岩施工富水断层破碎围岩施工（三）开挖及支护（三）开挖及支护兰新铁路隧道兰新铁路隧道15 概 念：膨胀岩是指土中粘土矿物成分主要由亲水性矿物组成，同时具有吸水显著膨胀软化和失水收缩硬裂两种特性且具有湿胀干缩往复变形的高塑性粘性土。决定膨胀性的亲水矿物质主要是蒙脱石粘土矿物。

6、l 膨胀岩及其对隧道施工的影响膨胀岩及其对隧道施工的影响（一）膨胀岩概念（一）膨胀岩概念兰新铁路隧道兰新铁路隧道16 膨胀岩判别标准：一是间接反应岩石膨胀指标；二是定量反应岩石膨胀力学指标。l 膨胀岩和挤压性围岩膨胀岩和挤压性围岩（一）膨胀岩概念（一）膨胀岩概念项目指标极限膨胀力（Pmax）100kPa极限膨胀率（max）3%干燥饱和吸水率（Rdw）10%自由膨胀率（Fs）30%矿物质成分（蒙脱石、伊利石含量）15%兰新铁路隧道兰新铁路隧道17 膨胀岩分级：按膨胀性的大小进行分级。l 膨胀岩和挤压性围岩膨胀岩和挤压性围岩（一）膨胀岩概念（一）膨胀岩概念项目极限膨胀力（kPa）极限膨胀率（%）干

7、燥饱和吸水率（%）自由膨胀率（%）弱膨胀岩10030031510303050中膨胀岩300500153030505070强膨胀岩500305070兰新铁路隧道兰新铁路隧道18 由于膨胀性岩层所具有的特征，在隧道开挖后不久即产生膨胀性压力，往往发生如下一些现象：风化迅速，挖出的土石块很快酥散；坑道顶部及两侧常被挤压，底部隆起；随着时间的增长，支撑、衬砌往往发生严重的变形或破坏。l 膨胀岩和挤压性围岩膨胀岩和挤压性围岩（二）膨胀岩对隧道施工的危害（二）膨胀岩对隧道施工的危害兰新铁路隧道兰新铁路隧道19 围岩普遍开裂 洞室下沉 围岩膨胀突出和坍塌 隧道底部隆起 衬砌变形和破坏l 膨胀岩和挤压性围岩膨

8、胀岩和挤压性围岩（二）膨胀岩对隧道施工的危害（二）膨胀岩对隧道施工的危害兰新铁路隧道兰新铁路隧道20 挤压性围岩是高地应力作用下的软岩。挤压性软弱围岩在高地应力作用下发生挤压大变形及破坏的特征不仅受围岩本身力学性质的影响，还与初始应力场状况及工程因素有关。l 挤压性围岩挤压性围岩（一）概念（一）概念兰新铁路隧道兰新铁路隧道21 变形量大 变形速率快 变形持续时间长 l 挤压性围岩挤压性围岩（二）挤压性围岩隧道变形特征（二）挤压性围岩隧道变形特征兰新铁路隧道兰新铁路隧道22 认真实施设计文件提出的技术要求 对围岩压力及变形情况认真量测，分析其规律 探明地下水分布规律，确定水对施工的影响 根据现场

9、情况，采取相应的施工措施，实施动态管理。l 膨胀岩和挤压性围岩隧道施工膨胀岩和挤压性围岩隧道施工（一）加强调查，量测围岩的压力和流变特性（一）加强调查，量测围岩的压力和流变特性兰新铁路隧道兰新铁路隧道23 尽量减少对围岩扰动和防止水的浸湿为原则 宜采用非爆破开挖，如风镐、小型挖装机 尽可能缩短围岩暴露时间，及时支护 开挖方法宜不分部或少分部 l 膨胀岩和挤压性围岩隧道施工膨胀岩和挤压性围岩隧道施工（二）合理选择施工方法（二）合理选择施工方法兰新铁路隧道兰新铁路隧道24 开挖后及时喷射混凝土，封闭和支护围岩 有地下水渗流隧道，采取切断水源并加强洞壁与坑道防、排水措施，防止施工积水对围岩浸湿 局部

10、渗流，可采用注浆堵水阻止地下水l 膨胀岩和挤压性围岩隧道施工膨胀岩和挤压性围岩隧道施工（三）防止围岩湿度变化（三）防止围岩湿度变化兰新铁路隧道兰新铁路隧道25 喷锚支护，稳定围岩。衬砌结构及早封闭。l 膨胀岩和挤压性围岩隧道施工膨胀岩和挤压性围岩隧道施工（四）合理进行围岩支护（四）合理进行围岩支护兰新铁路隧道兰新铁路隧道261）黄土及其分类）黄土及其分类 概念概念 概概 念：念：在在干燥气候条件下干燥气候条件下形成的一种具有形成的一种具有褐褐黄、灰黄或黄褐黄、灰黄或黄褐等颜色并具有等颜色并具有针状大孔、垂直节针状大孔、垂直节理发育理发育的特殊性土。的特殊性土。l 黄土隧道黄土隧道兰新铁路隧道兰

11、新铁路隧道271）黄土及其分类）黄土及其分类 分类分类 黄土按形成年代分：黄土按形成年代分：时代符号代符号地地层时代代常用名称常用名称Q4全新世全新世新黄土新黄土Q3晚更新世晚更新世新黄土新黄土Q22、Q21中更新世中更新世老黄土老黄土Q1早更新世早更新世老黄土老黄土l 黄土隧道黄土隧道兰新铁路隧道兰新铁路隧道28 黄土按其物理性质分：黄土按其物理性质分：分分类名称名称塑性指数塑性指数黄土黄土质粘砂土粘砂土1IP7黄土黄土质砂粘土砂粘土7IP17黄土黄土质粘土粘土17IP1）黄土及其分类）黄土及其分类 分类分类l 黄土隧道黄土隧道兰新铁路隧道兰新铁路隧道292）黄土地层对隧道施工的影响）黄土地

12、层对隧道施工的影响 影响影响因素因素特征特征潜在危潜在危险黄土黄土节理理一般在一般在红棕色棕色或深褐色古土或深褐色古土壤黄土壤黄土层，有，有一定的延一定的延续性性土体容易土体容易顺着着节理理张松或剪断。位松或剪断。位于坑道于坑道顶部部，极易，极易产生生“塌塌顶”；位；位于于侧壁壁，出，出现侧壁掉土壁掉土，施工中，施工中处理理不当不当，会引起，会引起较大的大的坍塌坍塌黄土黄土冲沟冲沟地段地段较大范大范围内平内平行走向，且埋行走向，且埋深深较小小当隧道在当隧道在较长范范围内沿着冲沟或内沿着冲沟或塬边平行走向，而平行走向，而覆盖覆盖较薄或偏薄或偏压很很大大的情况下，容易的情况下，容易发生生较大的大的

13、坍塌坍塌或滑坡或滑坡现象。象。l 黄土隧道施工黄土隧道施工兰新铁路隧道兰新铁路隧道30影响影响因素因素特征特征潜在危潜在危险黄土黄土溶洞溶洞陷穴陷穴常常见的一种不的一种不良地良地质现象象隧道在其上方，基隧道在其上方，基础有有下沉下沉的危害；的危害；隧道在其下方，常隧道在其下方，常发生生冒冒顶；隧道；隧道在其在其邻侧，则有可能有可能承受偏承受偏压。地下地下水水干燥干燥时黄土很黄土很坚固；有水固；有水时则有湿陷性有湿陷性突然突然发生下沉生下沉现象，使开挖后的象，使开挖后的围岩迅速岩迅速丧失自失自稳能力。能力。2）黄土地层对隧道施工的影响）黄土地层对隧道施工的影响 l 黄土隧道施工黄土隧道施工兰新铁

14、路隧道兰新铁路隧道313）施工）施工 做好黄土构造做好黄土构造节理节理的产状与分布的的产状与分布的调查调查，对，对因节理切割形成的因节理切割形成的不稳定部位，加强支护不稳定部位，加强支护；遵循遵循“短开挖、少扰动、强支护、实回填、短开挖、少扰动、强支护、实回填、严治水、勤量测严治水、勤量测”的原则；的原则；开挖方法采用开挖方法采用短台阶法或分部开挖法短台阶法或分部开挖法（预留（预留核心土），核心土），初支紧跟初支紧跟开挖面。开挖面。l 黄土隧道施工黄土隧道施工兰新铁路隧道兰新铁路隧道32 采用复合式衬砌，开挖后以采用复合式衬砌，开挖后以喷射混凝土、锚杆、喷射混凝土、锚杆、钢筋网和钢支撑钢筋网和钢支撑作初支，形成严密的体系；作初支，形成严密的体系；必要时必要时设设超前支护加固围岩；超前支护加固围岩；做好做好洞顶、洞门及洞口的洞顶、洞门及洞口的防排水工程防排水工程；妥善处理妥善处理陷穴、裂缝陷穴、裂缝；在在有地下水有地下水的黄土地层中，洞内的黄土地层中，洞内做好做好排水设施。排水设施。3）施工）施工 l 黄土隧道施工黄土隧道施工兰新铁路隧道兰新铁路隧道33 我国是碳酸盐分布极广泛的国家，覆盖及出露的碳酸盐总面积约占我国领土面积的1/5。在岩溶地质地区形