不良地質(zhì)條件下隧道施工關(guān)鍵技術(shù)1

1、隧道工程,第十章 不良地質(zhì)和特殊地質(zhì)地段隧道施工,★知識目標(biāo)： 了解隧道通過特殊地質(zhì)地段施工時應(yīng)注意的關(guān)鍵技術(shù)；熟悉膨脹性巖土的基本特征；掌握膨脹性圍巖地段隧道施工要點；了解黃土、溶洞的分類及其對隧道施工的影響；掌握黃土地段隧道施工方法及注意事項；掌握溶洞、松散地層、流沙、高地溫地段隧道的處理措施及注意事項；掌握坍方、瓦斯事故的預(yù)防與處理措施；熟悉隧道內(nèi)巖爆的特點、產(chǎn)生條件、防治措施及施工注意事項?！锬芰δ繕?biāo)：

2、 能判斷各種不良和特殊地質(zhì)地段；能夠在充分調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)圍巖級別結(jié)合施工單位的具體情況，綜合考慮各方面的因素，擬定施工方案，制定相應(yīng)的施工方法和技術(shù)措施。,隧 道 工 程,第一節(jié) 概 述,一、不良和特殊地質(zhì)地段,（一）不良地質(zhì)地段,不良地質(zhì)地段是指滑坡、崩塌、巖堆、偏壓地層、巖溶、高應(yīng)力、高強(qiáng)度地層、松散地層、軟土地層等不利于隧道工程的不良地質(zhì)環(huán)境。,（二）特殊地質(zhì)地段,特殊地質(zhì)地段是指膨脹地層、軟弱黃土

3、地層、含水未固結(jié)圍巖、溶洞、斷層、巖爆、流砂等地段以及瓦斯溢出地層等。,二、不良和特殊地質(zhì)地段隧道施工應(yīng)注意的事項,1.施工前應(yīng)對隧道工程設(shè)計文件、圖紙、資料，尤其是對工程地質(zhì)和水文地質(zhì)資料應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查分析，特別應(yīng)查明隧道影響范圍內(nèi)的各種不良地質(zhì)、特殊地質(zhì)地段的圍巖級別。超前鉆探和超前彈性波探測是預(yù)測復(fù)雜、多變地段重大不良地質(zhì)情況的有效手段。 2.特殊地質(zhì)地段隧道施工，以“先治水、短開挖、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、早襯砌、勤檢查、穩(wěn)步前進(jìn)”

4、為指導(dǎo)原則。 3.特殊地質(zhì)地段隧道施工時，不宜采用全斷面開挖。隧道開挖方式，無論是采用鉆爆開挖法、機(jī)械開挖法，還是采用人工和機(jī)械混合開挖法，應(yīng)視地質(zhì)、環(huán)境、安全等條件合理選用。,隧 道 工 程,4.隧道通過自穩(wěn)時間短的軟弱破碎巖體、淺埋軟巖和嚴(yán)重偏壓、巖溶流泥地段、砂層、砂卵(礫)石層、斷層破碎帶以及大面積淋水或涌水地段時，為保證洞體穩(wěn)定可采用超前錨桿、超前小鋼管、管棚、地表預(yù)加固地層和圍巖預(yù)注漿等輔助施工措施，對地層進(jìn)行預(yù)加固

5、、超前支護(hù)或止水。 5.采用新奧法施工的隧道，為了掌握施工中圍巖和支護(hù)的力學(xué)動態(tài)及穩(wěn)定程度，以及確定施工工序，保證施工安全，應(yīng)實施現(xiàn)場監(jiān)控量測，充分利用監(jiān)控量測指導(dǎo)施工。 6.特殊地質(zhì)地段隧道，除大面積淋水地段、流沙地段，穿過未膠結(jié)松散地層和嚴(yán)寒地區(qū)的凍脹地層等，施工時應(yīng)采取相應(yīng)的措施外，均可采用錨噴支護(hù)施工。 7.當(dāng)采用構(gòu)件支撐作臨時支護(hù)時，支撐要有足夠的強(qiáng)度和剛度，能承受開挖后的圍巖壓力。圍巖出現(xiàn)底部壓力，產(chǎn)生底膨現(xiàn)象或可能

6、產(chǎn)生沉陷時應(yīng)加設(shè)底梁。當(dāng)圍巖極為松軟破碎時，應(yīng)采用先護(hù)后挖，暴露面應(yīng)用支撐封閉嚴(yán)密。根據(jù)現(xiàn)場條件，可結(jié)合管棚或超前錨桿等支護(hù)，形成聯(lián)合支撐。支撐作業(yè)應(yīng)迅速、及時，以充分發(fā)揮構(gòu)件支撐的作用。 8.圍巖壓力過大，支撐受力下沉侵入襯砌設(shè)計斷面，必須挑頂(即將隧道頂部提高)時，其處理方法是：拱部擴(kuò)挖前發(fā)現(xiàn)頂部下沉，應(yīng)先挑頂后擴(kuò)挖；當(dāng)擴(kuò)挖后發(fā)現(xiàn)頂部下沉，應(yīng)立好拱架和模板先灌筑滿足設(shè)計斷面部分的拱圈，使混凝土達(dá)到所需強(qiáng)度并加強(qiáng)拱架支撐后，再行挑頂

7、灌筑其余部分；挑挖作業(yè)宜先護(hù)后挖，暴露面應(yīng)用支撐封閉嚴(yán)密。9.對于極松散的未固結(jié)圍巖和自穩(wěn)性極差的圍巖，當(dāng)采用先護(hù)后挖法仍不能開挖成形時，宜采用壓注水泥砂漿或化學(xué)漿液的方法，以固結(jié)圍巖，提高其自穩(wěn)性。,隧 道 工 程,第二節(jié) 膨脹土圍巖地段隧道施工,一、膨脹土圍巖的特性,隧道穿過膨脹土地層，隧道開挖后不久，常?？梢砸姷絿鷰r因開挖而產(chǎn)生變形，或者因浸水而膨脹，或因風(fēng)化而開裂等現(xiàn)象。使坑道的頂部及兩側(cè)向內(nèi)擠入，底部鼓起，隨

8、著時間的增長導(dǎo)致圍巖失穩(wěn)，支撐、襯砌變形和破壞。這些現(xiàn)象說明膨脹土圍巖性質(zhì)是極其復(fù)雜的。它與一般土質(zhì)的圍巖性質(zhì)有著根本的區(qū)別。,二、膨脹土圍巖對隧道施工的危害,圍巖開裂坑道下沉圍巖膨脹突出和坍塌 底部隆起 襯砌變形和破壞,隧 道 工 程,隧 道 工 程,三、膨脹土圍巖隧道的施工要點,（一）加強(qiáng)調(diào)查、量測圍巖的壓力和流變,（二）合理選擇施工方法（三）防止圍巖濕度變化 （四）合理進(jìn)行圍巖支護(hù) 1. 噴錨支護(hù)，

9、穩(wěn)定圍巖 2. 預(yù)留變形縫 3. 襯砌結(jié)構(gòu)及早閉合 4. 及時施作仰拱,隧 道 工 程,第三節(jié) 黃土地段隧道施工,一、黃土的分類及其對隧道施工的影響,(一) 黃土的特征、分類與分布,黃土是指在干燥氣候條件下形成的一種具有褐黃、灰黃或黃褐等顏色，并有針狀大孔、垂直節(jié)理發(fā)育的特殊性土。顏色多呈黃色、淡灰黃色或黃褐色.,二、黃土地層對隧道施工的影響,1. 黃土節(jié)理的影響 2. 黃土沖溝的影響 3. 黃土溶洞與

10、陷穴的影響 4. 水對黃土隧道施工的影響,隧 道 工 程,三、黃土隧道的施工方法,黃土圍巖隧道，由于構(gòu)造節(jié)理切割，將降低圍巖的穩(wěn)定性，施工時應(yīng)做好黃土中構(gòu)造節(jié)理的產(chǎn)狀與分布狀況的調(diào)查，對因構(gòu)造節(jié)理切割而形成的不穩(wěn)定部位進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)，防止坍塌。 2. 施工中應(yīng)遵循“短開挖、少擾動、強(qiáng)支護(hù)、實回填、嚴(yán)治水、勤量測”的施工原則，緊湊施工工序，精心組織施工。3. 宜采用短臺階法或分部開挖法(留核心土法)，初期支護(hù)應(yīng)緊跟開挖面施作。

11、洞口段施工應(yīng)盡量保持山體穩(wěn)定、切勿大削亂挖。做好洞口段襯砌后，及時修筑洞門端墻與翼墻。4. 黃土圍巖開挖后暴露時間過長，圍巖周壁風(fēng)化至內(nèi)部，圍巖體松弛加快，進(jìn)而發(fā)坍方。因此，黃土隧道應(yīng)根據(jù)黃土物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)和隧道斷面大小采用復(fù)合式襯砌，開挖時應(yīng)少擾動，開挖后以噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)和鋼支撐初期支護(hù)，形成嚴(yán)密的支護(hù)體系。必要時可采用超前錨桿、管棚支護(hù)加固圍巖。,隧 道 工 程,四、黃土隧道施工的注意事項,1. 首先做好洞口、洞

12、門及洞頂?shù)呐潘到y(tǒng)，并妥善處理好陷穴、裂縫，以免地面積水侵蝕洞體四周，造成土體坍塌。2. 施工中如發(fā)現(xiàn)工作面有失穩(wěn)現(xiàn)象，應(yīng)及時噴射混凝土封閉、加設(shè)錨桿、架立鋼支撐等加強(qiáng)支護(hù)。 3. 施工時特別注意拱腳與墻腳處斷面，如超挖過大，應(yīng)用漿砌片石回填。如發(fā)現(xiàn)該處土體承載力不夠，應(yīng)立即加設(shè)錨桿或采取其他措施進(jìn)行加固。 4. 黃土隧道施工宜先作仰拱，如果不能先作仰拱時，可在開挖與灌筑仰拱前，為防止邊墻向內(nèi)位移，應(yīng)加設(shè)橫向支撐。 5. 錨桿宜

13、采用藥包式或早強(qiáng)砂漿錨桿。若拱部位于砂層時，為防止噴射混凝土塌落，可用聲4～6mm的密鋼筋網(wǎng)，緊貼開挖面作為初噴混凝土層用。,隧 道 工 程,第四節(jié) 巖溶地段隧道施工,一、巖溶的類型及對隧道施工的影響,（一）巖溶的類型,巖溶一般有死、活、干、濕、大、小幾種。死、干、小的溶洞比較容易處理，而活、濕、大的溶洞，處理方法則較為復(fù)雜。,（二）巖溶對隧道施工的影響,巖溶對隧道工程的影響主要有四個方面：洞害、水害、洞穴充填物的坍塌、洞頂?shù)?/p>

14、表沉陷等。有的巖溶洞穴深或基底充填物松軟，有的頂板高懸不穩(wěn)，有嚴(yán)重崩墜的后果；有的巖溶發(fā)育情況復(fù)雜，洞穴、暗河上下迂回交錯，通道重疊；有的溶蝕大且長、寬上百米，高達(dá)幾十米。當(dāng)隧道通過這種地段時，工程艱巨，結(jié)構(gòu)處理復(fù)雜，施工困難。 在巖溶地區(qū)修建隧道，施工中常遇水囊或暗河巖溶水的突然襲擊，往往泥砂涌流堵塞坑道，給施工安全造成威脅。,隧 道 工 程,巖溶隧道處理技術(shù)方案,溶洞、暗河地段地下水處理措施,隧 道 工 程,巖溶地段

15、隧道常用處理溶洞的方法，有“引、堵、越、繞”四種,1.引——引排水,遇到暗河或溶洞有水流時，宜排不宜堵。,（a）橋涵渲泄水流,（b）開鑿泄水洞引水,（c）引水槽,隧 道 工 程,2.堵——堵、填,巖溶隧道堵填處理示意圖,隧 道 工 程,3.越——跨越,（a）加深邊墻基礎(chǔ) ；（b）支墻內(nèi)套設(shè)涵管；（c）筑拱跨越；（d）架梁跨越,隧 道 工 程,4.繞——繞行施工,在巖溶區(qū)施工，個別溶洞處理耗時且困難時，可采取迂回導(dǎo)坑繞過

16、溶洞，繼續(xù)進(jìn)行隧道前方施工，并同時處理溶洞，以節(jié)省時間，加快施工進(jìn)度。繞行開挖時，應(yīng)防止洞壁失穩(wěn)。,三、溶洞地段隧道施工的注意事項,施工前應(yīng)對地表進(jìn)行詳細(xì)勘察，注意研究巖溶狀態(tài)，估計可能遇到的巖溶地段；了解地表水、出水地點的情況，并對地表進(jìn)行必要的處理，以防止地表水濕透。2. 當(dāng)施工達(dá)到溶洞邊緣，各工序應(yīng)緊密銜接，支護(hù)和襯砌趕前。3. 施工中注意檢查溶洞頂部，及時處理危石。4. 在溶蝕地段的爆破作業(yè)應(yīng)盡量做到多打眼、打淺眼，并控制

17、爆破藥量減少對圍巖的擾動。防止在一次爆破后溶洞內(nèi)的填充物突然大量涌入隧道，或溶洞水突然襲擊隧道，造成嚴(yán)重失。,隧 道 工 程,第五節(jié) 隧道施工坍方,一、坍方發(fā)生的主要因素,（一）不良地質(zhì)及水文地質(zhì)條件,1.隧道穿過斷層及其破碎帶，或在薄層巖體的小曲褶、錯動發(fā)育地段，一經(jīng)開挖，潛在應(yīng)力釋放快、圍巖失穩(wěn)，小則引起圍巖掉塊、坍落，大則引起坍方。 2.隧道穿越地層覆蓋過薄地段，如在沿河傍山、偏壓地段、溝谷凹地淺埋和丘陵淺埋地段

18、極易發(fā)生坍方。3.水是造成坍方的重要原因之一。當(dāng)隧道處于地下水位以下時，隧道開挖后，在隧道開挖面上有時會產(chǎn)生較大的靜水壓力，引起地下水向洞內(nèi)涌入。地下水的軟化、浸泡、沖蝕、溶解等作用加劇巖體的失穩(wěn)和坍落。巖層軟硬相間或有軟弱夾層的巖體，在地下水的作用下，軟弱面的強(qiáng)度大為降低，加劇巖體的失穩(wěn)和坍方。,(二) 受力狀態(tài)的影響,受力狀態(tài)對坍方的影響包括兩個方面的內(nèi)容：一是地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力；二是開挖后產(chǎn)生的應(yīng)力重分布和松動變形。,隧 道 工

19、 程,(三)隧道設(shè)計考慮不周,1.隧道選定位置時，地質(zhì)調(diào)查不細(xì)，未能作詳細(xì)的分析，或未能查明可能坍方的因素,沒有繞開可以繞避的不良地質(zhì)地段。2.缺乏較詳細(xì)的隧道所處位置的地質(zhì)及水文地質(zhì)資料，引起施工指導(dǎo)或施工方案的失誤。,(四) 施工方法和措施不當(dāng),1. 施工方法與地質(zhì)條件不相適應(yīng)；地質(zhì)條件發(fā)生變化，沒有及時改變施工方法；工序間距安排不當(dāng)；施工支護(hù)不及時，支撐架立不合要求，或抽換不當(dāng)“先拆后支”；地層暴露過久，引起圍巖松動、風(fēng)化、導(dǎo)致

20、坍方。2. 噴錨支護(hù)不及時，噴射混凝土的質(zhì)量、厚度不符合要求。3. 按新奧法施工的隧道，沒有按規(guī)定進(jìn)行量測，或信息反饋不及時，決策失誤、措施不力。,隧 道 工 程,二、預(yù)防坍方的措施,(一)隧道坍方預(yù)測,1.坍方前征兆,(1)量測信息所反映的圍巖變形速度或數(shù)值超過允許值； (2)噴射混凝土產(chǎn)生的縱橫向的裂紋和龜裂； (3)在坑頂或坑壁發(fā)現(xiàn)不斷掉下土塊、小石塊或構(gòu)件支撐間隙不斷漏出砂、石屑； (4)巖層層理、節(jié)理縫或裂隙變

21、大、張開； (5)支撐梁、柱變形或折斷，楔子壓扁或壓劈，填塞木彎曲折斷，扒釘受力變形，木支撐發(fā)生“噼啪”破裂聲； (6)坑道內(nèi)滲水、滴水突然加劇或變渾。,2.坍方的預(yù)測方法,隧 道 工 程,（二）預(yù)防坍方的施工措施,1.隧道施工預(yù)防坍方，選擇安全合理的施工方法和措施至關(guān)重要。在掘進(jìn)到地質(zhì)不良圍巖破碎地段，應(yīng)采取“先排水、短開挖、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、早襯砌、勤量測”的施工方法。必須制訂出切實可行的施工方案及安全措施。 2.加強(qiáng)坍方

22、的預(yù)測。為了保證施工作業(yè)安全，及時發(fā)現(xiàn)坍方的可能性及征兆，并根據(jù)不同情況采用不同的施工方法及控制坍方的措施，需要在施工階段進(jìn)行坍方預(yù)測。 3.加強(qiáng)初期支護(hù)，控制坍方：當(dāng)開挖出工作面后，應(yīng)及時有效地完成噴錨支護(hù)或噴錨網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)，并應(yīng)考慮采用早強(qiáng)噴射混凝土、早強(qiáng)錨桿和鋼支撐支護(hù)措施等。,三、隧道坍方的處理措施,（一）隧道發(fā)生坍方，應(yīng)及時迅速處理。處理時必須詳細(xì)觀測坍方范圍、形狀、坍穴的地質(zhì)構(gòu)造，查明坍方發(fā)生的原因和地下水活動情況，經(jīng)認(rèn)真分

23、析，制定處理方案。（二）處理坍方應(yīng)先加固未坍塌地段，防止繼續(xù)發(fā)展。 1.小坍方，縱向延伸不長、坍穴不高，首先加固坍體兩端洞身，并抓緊噴射混凝土或采用錨噴聯(lián)合支護(hù)封閉坍穴頂部和側(cè)部，再進(jìn)行清渣。 2.大坍方，坍穴高、坍渣數(shù)量大，坍渣體完全堵住洞身時，宜采取先護(hù)后挖的方法。 3.坍方冒頂，在清渣前應(yīng)支護(hù)陷穴口，地層極差時，在陷穴口附近地面打設(shè)地面錨桿，洞內(nèi)可采用管棚支護(hù)和鋼架支撐。 4.洞口坍方，一般易

24、坍至地表，可采取暗洞明作的辦法。,隧 道 工 程,坍方處理實例示意圖,1—一次注漿；2—二次注漿；3一三次注漿；4—管棚；5一坍塌線；6一坍塌體；7一初期支護(hù)；8一注漿孔；9一混凝土封堵墻,隧 道 工 程,（三）加強(qiáng)防排水工作 1. 地表沉陷和裂縫，用不透水土壤夯填緊密，開挖截水溝，防止地表水滲入坍體。 2. 坍方通頂時，應(yīng)在陷穴口地表四周挖溝排水，并設(shè)雨篷遮蓋穴頂。陷穴口回填應(yīng)高出地面并用黏土或污土封口，做好排水

25、。 3. 坍體內(nèi)有地下水活動時，用管槽引至排水溝排出，防止坍方擴(kuò)大。（四）坍方地段的襯砌與回填 視坍穴大小和地質(zhì)情況加強(qiáng)坍方地段的襯砌，襯砌背后與坍穴洞孔周壁間必須緊密支撐。當(dāng)坍穴較小時，可用漿砌片石或干砌片石將坍穴填滿；當(dāng)坍穴較大時，可先用漿砌片石回填一定厚度，其以上空間應(yīng)采用鋼支撐等頂住穩(wěn)定圍巖；特大坍穴應(yīng)作特殊處理。,隧 道 工 程,第六節(jié) 松散地層隧道施工,一、超前支護(hù)施工方法,（一）超前錨桿或超

26、前小鋼管,1.懸吊式超前錨桿2.格柵拱支撐超前錨桿,格柵拱超前錨桿或小鋼管布置示意圖,1一超前錨桿或小鋼管；2一格柵拱θ一超前傾角；α—超前錨桿或小鋼管橫向間距；b一格柵拱支撐間距,隧 道 工 程,（二）超前管棚法,超前管棚法適用于圍巖為砂粘土、粘砂土、亞粘土、粉砂、細(xì)砂、砂夾卵石夾粘土等非常散軟、破碎的土壤，鉆孔后極易塌孔的地層。,鋼管構(gòu)造及沖擊錘示意圖(單位：mm),隧 道 工 程,(三) 超前支護(hù)法施工程序,由于支

27、護(hù)類型及地質(zhì)條件的不同，施工程序略有差異，其基本工序如下：1. 對新開挖面結(jié)合出渣進(jìn)行初次噴射混凝土，噴層厚度一般為3～6cm；2. 架立網(wǎng)構(gòu)鋼架支撐，并做好縱向連接支撐；3. 第一次測量，標(biāo)出結(jié)構(gòu)錨桿、懸吊錨桿和超前錨桿或超前鋼管等錨孔的位置，并核對巷道凈空； 。4. 鉆孔，插錨桿或鋼管；5. 掛鋼筋網(wǎng)，焊接鋼筋網(wǎng)、錨桿或鋼管外露端、橫向短鋼筋、網(wǎng)構(gòu)鋼架支撐之相接處；6. 清除工作面底部附近的浮渣；7. 第二次噴射

28、混凝土，噴至設(shè)計厚度；8. 第二次測量，在開挖面畫出下次開挖輪廓線，并標(biāo)出炮眼位置；9. 鉆炮眼，裝藥，堵炮眼且爆破。,(四) 超前支護(hù)法開挖順序選擇,目前雙車道隧道大多采用下列方法： 1.先護(hù)頂，后做墻 2.分層開挖 3.倒梯形開挖法,隧 道 工 程,(五) 超前支護(hù)法施工注意事項,1. 當(dāng)遇砂土、軟土等過于松軟的地層時，應(yīng)慎重選擇支護(hù)方法及其參數(shù)，以免造成支護(hù)失效。2. 懸吊錨桿和結(jié)構(gòu)錨桿均應(yīng)

29、保證施工質(zhì)量，并將各種錨桿(鋼管)末端焊接牢固。3. 應(yīng)保證格柵拱的架設(shè)質(zhì)量及拱腳處的地基有足夠的承載能力。4. 注漿錨桿的砂漿應(yīng)達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后方可進(jìn)行爆破。5. 合理運(yùn)用微振動爆破，以免引起圍巖過大的擾動和破壞。6. 噴錨支護(hù)既要及時，又要保證質(zhì)量。7. 當(dāng)采用半斷面掘進(jìn)時，掘進(jìn)長度不大于2倍洞徑時就應(yīng)施作臨時仰拱 。,臨時仰拱示意圖,下部斷面正式仰拱,隧 道 工 程,二、超前小導(dǎo)管預(yù)注漿法,超前小導(dǎo)管預(yù)注漿是沿開挖外

30、輪廓線，以一定角度打入管壁帶孔的小導(dǎo)管，并以一定壓力向管內(nèi)壓注水泥或化學(xué)漿液的措施。它既能將洞周圍巖體預(yù)加固，又能起超前預(yù)支護(hù)作用。此法適用于自穩(wěn)時間很短的砂層、砂卵(礫)石層等松散地層施工。,超前錨桿（鋼管）的長度示意圖,壓漿眼布置圖,隧 道 工 程,三、降水、堵水,洞內(nèi)或輔助坑道內(nèi)井點降水 、注漿堵水又分地面預(yù)注漿和洞內(nèi)開挖工作面預(yù)注漿,隧 道 工 程,第七節(jié) 流沙地段隧道施工,流沙是沙土或粉質(zhì)粘土在水的作用

31、下喪失其內(nèi)聚力后形成的，多呈糊漿狀，對隧道施工危害極大。由于流沙可引起圍巖失穩(wěn)坍塌，支護(hù)結(jié)構(gòu)變形，甚至倒塌破壞。,宜采取以下措施進(jìn)行治理： 1.加強(qiáng)調(diào)查，制訂方案 2.因地制宜，綜合治水 防、截、排、堵 3.先護(hù)后挖，加強(qiáng)支護(hù) 4.盡早襯砌，封閉成環(huán),隧 道 工 程,第八節(jié) 巖爆隧道施工,一、隧道內(nèi)巖爆的特點,1. 巖爆在未發(fā)生前并無明顯的預(yù)兆(雖然經(jīng)過仔細(xì)找頂并無空響聲)。一

32、般認(rèn)為不會掉落石塊的地方，也會突然發(fā)生巖石爆裂聲響，石塊有時應(yīng)聲而下，有時暫不墜落。這與塌頂和側(cè)壁坍塌現(xiàn)象有明顯的區(qū)別。2. 巖爆時，巖塊自洞壁圍巖母體彈射出來，一般呈中厚邊薄的不規(guī)則片狀，塊度大小多呈幾厘米長寬的薄片，個別達(dá)幾十厘米長寬。嚴(yán)重時，上噸重的巖石從拱部彈落，造成巖爆性坍方。3. 巖爆發(fā)生的地點，多在新開挖工作面及其附近，個別的也有距新開挖工作面較遠(yuǎn)處。巖爆發(fā)生的頻率隨暴露后的時問延長而降低。一般巖爆發(fā)生在16天之內(nèi)，但

33、是也有滯后一個月甚至數(shù)月還有發(fā)生巖爆。,二、巖爆產(chǎn)生的主要條件,地層的巖性條件和地應(yīng)力的大小是產(chǎn)生巖爆與否的兩個決定性因素。 巖爆的形成過程是巖體中的能量從儲存到釋放直至最終使巖體破壞而脫離母巖的過程。巖爆是否發(fā)生及其表現(xiàn)形式就主要取決于巖體中是否儲存了足夠的能量，是否具有釋放能量的條件及能量釋放的方式等。,隧 道 工 程,三、巖爆的防治措施,防治巖爆發(fā)生的措施主要有二：1. 是強(qiáng)化圍巖，2. 是弱化圍巖。,,四、巖爆地段

34、隧道施工的注意事項,1．如設(shè)有平行導(dǎo)坑，則平導(dǎo)應(yīng)掘進(jìn)超前正洞一定距離，以了解地質(zhì)，分析可能發(fā)生巖爆的地段，為正洞施工達(dá)到相應(yīng)地段時加強(qiáng)防治，采取必要措施。 2．爆破應(yīng)選用預(yù)先釋放部分能量的方法，如超前預(yù)裂爆破法、切縫法和排孔法等，先期將巖層的原始應(yīng)力釋放一些，以減少巖爆的發(fā)生。爆破應(yīng)嚴(yán)格控制用藥量，以盡可能減少爆破對圍巖的影響。3．根據(jù)巖爆發(fā)生的頻率和規(guī)模情況，必要時應(yīng)考慮縮短爆破循環(huán)進(jìn)尺。初期支護(hù)和襯砌要緊跟開挖面，以盡可能減少巖

35、層的暴露面和暴露時間，防止巖爆的發(fā)生。,隧 道 工 程,第九節(jié) 高地溫隧道施工,一、高地溫的熱源,地?zé)岬男纬砂礋嵩捶诸?，可分為三大類：即地球的地幔對流；火山巖漿集中處的熱能；放射性元素的裂變熱成為熱源,,火山熱的熱源,放射性元素的裂變熱的熱源,二、高地溫地段隧道施工的措施,1．為保證隧道施工人員進(jìn)行正常的安全生產(chǎn)，我國有關(guān)部對隧道施工作業(yè)環(huán)境的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)都有規(guī)定。如鐵道部規(guī)定，隧道內(nèi)氣溫不得超過28℃；交通部規(guī)定，隧道內(nèi)氣溫不

36、宜高于30℃。 2．為達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，在施工中一般采取通風(fēng)和灑水及通風(fēng)與灑水相結(jié)合的措施。 3．高溫地段的襯砌混凝土,隧 道 工 程,第十節(jié) 瓦斯地層隧道施工,一、瓦斯的性質(zhì),1．瓦斯(沼氣)為無色、無臭、無味的氣體，與碳化氫或硫化氫混合在一起，發(fā)生類似蘋果的香味，由于空氣中瓦斯?jié)舛仍黾?，氧氣相?yīng)減少，很容易使人窒息或發(fā)生死亡事故。2．瓦斯比重為0.554，僅占空氣一半，所以在隧道內(nèi)，瓦斯容易存在坑道頂部，其擴(kuò)散速度比

37、空氣大1.6倍，很容易透過裂隙發(fā)達(dá)、結(jié)構(gòu)松散的巖層。3．瓦斯不能自燃，但極易燃燒，其燃燒的火焰顏色，隨瓦斯?jié)舛鹊脑龃蠖兊?，空氣中含有少量瓦斯時火焰呈藍(lán)色，濃度達(dá)5％左右時，火焰呈淡青色。,二、瓦斯的燃燒和爆炸性,瓦斯?jié)舛缺ń缦?隧 道 工 程,三、瓦斯放出的類型,瓦斯的滲出 、瓦斯的噴出 、瓦斯的突出,四、防止瓦斯事故的措施,1．隧道穿過瓦斯溢出地段，應(yīng)預(yù)先確定瓦斯探測方法，并制訂瓦斯稀釋措施、防爆措施和緊急救援措施等。2

38、．排放瓦斯。 3．隧道通過瓦斯地區(qū)的施工方法，宜采用全斷面開挖，因其工序簡單、面積大、通風(fēng)好，隨掘進(jìn)隨襯砌，能夠很快縮短煤層的瓦斯放出時間和縮小圍巖暴露面，有利于排除瓦斯。4．加強(qiáng)通風(fēng)是防止瓦斯爆炸最有效的辦法。5．洞內(nèi)空氣中允許的瓦斯?jié)舛葢?yīng)控制在下述規(guī)定以下：6．開挖工作面風(fēng)流中和電動機(jī)附近20m以內(nèi)風(fēng)流中瓦斯?jié)舛冗_(dá)到1．5％時，必須停工、停機(jī)，撤出人員，切斷電源，進(jìn)行處理。,隧 道 工 程,7．如開挖進(jìn)入煤層，瓦斯排

39、放量較大，使用一般的通風(fēng)手段難以稀釋到安全標(biāo)準(zhǔn)時，可使用超前周邊全封閉預(yù)注漿。 8．防止瓦斯突出的措施。水力沖孔。 煤層注水。 振動性放炮誘導(dǎo)突出。 深孔松動爆破。 在開挖面前方接近煤層2m左右，向煤層打若干超前鉆孔排放瓦斯，鉆孔周圍形成卸壓帶，使集中應(yīng)力移向煤體深部，達(dá)到防止突出的目的。9．防止瓦斯燃燒和爆炸的措施,（1）遵守電器設(shè)備及其他設(shè)備的保安規(guī)則，避免發(fā)生電火，瓦斯散發(fā)區(qū)段，使用防爆安全型的電器設(shè)備，洞內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)械