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地质灾害安全施工方案

时间:2023-06-08 10:58:40

开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇地质灾害安全施工方案,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

地质灾害安全施工方案

第1篇

一、地质灾害治理设计原则

地质灾害治理必须从实际出发,紧密结合管道工程的实际情况和总体要求,将地灾治理任务纳入管道工程总体设计计划,与管道施工建设、生态环境保护与区域环境治理相结合,实现“社会、经济、生态”三大效益相统一。同时充分考虑灾害点的地质特征,在保证管道及施工人员、设备安全的基础上,力求治理工程的技术可行、经济合理。针对中缅管道工程沿线地质灾害发育的特点,按照《中缅油气管道(国内段)地质灾害防治研究报告》的技术要求,首先基于线路微调,进行避绕,明确地灾体与管道的相对关系,依据“防治结合”的原则开展工作。防的总体思路是:安全第一,预防为主,避为上策;治的总体思路是:结合避绕,能不动则不动,必须动则少动,保证安全。管道工程地质灾害的整体设计思路是用最简单、最直接的防护手段安全通过地灾危险区。无论何种灾害体,管道线路避绕都是优选方案,无法避绕时,采取必要的工程治理措施。地质灾害体对管道工程的危害分为2类:①对管道本体的危害,②对人员、设备安全的威胁。地质灾害治理工程需要全面考虑与建设相关的、对地灾有影响的因素,如扫线、管沟开挖施工作业对灾害体的诱发作用,地灾设计必须明确地灾防治方案的施工与管道扫线、施工的时间先后顺序。对管道施工受到地形条件限制的难点地段,重点分析同沟敷设段施工方案,根据施工组织设计方案,优化地质灾害施工图设计,针对地灾易发段的特点,对施工扫线、施工机具摆放、管沟开挖、营地建设等提出相应建议。对管高横坡敷设地段,尤其是岩层顺层横坡地段,以不扰动、少扰动坡脚、反压坡脚为原则进行施工。地灾设计不可预见的因素很多,应该根据施工方法,结合气候影响、人为扰动情况进行动态设计。中缅管道沿线雨量充沛、山高坡陡,极易形成地质灾害,管道施工、运行难度大。地质灾害治理施工方案应该与气象条件、水工保护和水土保持相结合,做好施工应急预案,进行动态设计。

二、地质灾害治理工程初步设计特点

地质灾害治理初步设计阶段的设计特点:①以避让优先,避大治小,避重治轻;②不能仅治理地质灾害,而要重点关注危害管道的因素;③从对管道危害最轻的部位通过;④尽量减少对灾害体的扰动;⑤对已知地质灾害进行永久根治,不留后患。各种地质灾害治理工程初步设计特点各有不同。(1)滑坡。线路优化、进行避让。无法避让时从滑坡后缘滑体厚度较薄处通过,以较少的治理工程量满足管道的安全要求,杜绝从滑体中前部滑体厚度较大处经过。管道上、下山坡段遇滑坡而不能完全规避时,管道应纵向正穿滑坡体,尽量避免斜穿,减少对滑坡体的扰动。此外,明确地灾治理施工与管道施工的先后顺序。(2)泥石流。避免管道从泥石流沟中经过,当不能完全避开泥石流沟时,则从泥石流堆积区通过,且适当加大管道埋深。当管道穿越小型泥石流沟(或活动性冲沟)时,选择基岩埋深浅的位置且使管道埋于基岩内。(3)崩塌。管道线路应避开危岩、危石发育的陡崖、厚大的松散堆积体。当不能完全避开时,则从地形相对较缓且易拦挡落石、滚石的堆积区通过,并避开危石滚落冲击破坏区。(4)岩溶。管道线路应该首先避开地表塌陷坑发育地区或者地表岩溶漏斗、溶槽、溶坑发育地区。对于地表岩溶现象不发肓而勘察发现的岩溶,管道以垂直岩溶带通过。对于浅层干溶洞,以碎石回填。对于岩溶向下延伸较大的溶洞,无论是否有水皆不宜填塞溶洞,亦不宜采用灌浆、灌混凝土的方法处理溶洞。对于该类溶洞,当跨度较小两壁较完整时,以楼板形式覆盖;当两壁完整性较差且跨度较大时,则以梁跨形式穿过。

三、地质灾害治理工程施工图审点

地质灾害防治工程设计文件及图纸审查工作首先以贯彻初步设计的理念为基础,以现行标准规范、法律法规为依据,以避让方式优先进行管道优化,以管道与地质灾害体的空间关系为根基,对施工图阶段的设计文件和图纸进行全面审查。各类地质灾害设计的审点不同。滑坡治理工程的审点:①滑坡范围、规模是否己查清。滑动面(带)判别是否合理,力学参数取值是否准确;②影响滑坡稳定的主要因素是否清楚;③滑坡的力学类型及地质模型、宏观稳定性评价是否正确,稳定性系数计算和剩余下滑力(推力)计算是否正确;④管道线路是否有优化和避让空间;⑤选择的支挡方式是否合理,支挡位置是否可行;⑥支挡参数的取值是否合理,设计选择工况是否合理,设计计算方法是否正确,计算结果是否准确;⑦支挡工程量是否恰当,支挡工程与管道施工的先后顺序及结合方法是否合理。崩塌治理工程的审点:①危岩、危石分布范围;②崩塌落石范围,危险区域是否己查清;③危岩(危石)崩落路径分析是否合理,落石滚落速度计算及冲击破坏的冲击力计算方法是否合理、计算结果是否正确;④拦挡防护方案是否可行,拦挡设置工程位置是否有效,工程量是否合理恰当;⑤拦挡工程是否与自然地形有效结合,是否与管道施工、管道运营有效结合;⑥崩塌堆积体会否产生滑动及其对管道的危害。泥石流治理工程的审点:①泥石流的形成区、流通区、堆积区是否已查清;②管道经过断面的地质结构和岩土特征;③泥石流的流速、冲刷深度,尤其是管道通过处的泥石流冲刷深度和建议管道埋深;④对管道形成破坏力的各种因素分析是否透彻,防护措施是否得当;⑤泥石流沟与大沟的关系,尤其是泥石流堆积挤占大沟时则使大沟变窄,大沟流速加大,冲刷深度加大,冲切侧蚀能力增强,该情况下管道防护设计是否加强。岩溶治理工程的审点:①岩溶延伸方向、规模大小是否已查清,岩溶与管道的空间关系等;②溶洞壁、洞顶岩性及其完整程度,溶洞的稳定性评价是否正确;③治理设计方案是否合理可行,以及治理后对周围环境的影响;④设计计算是否正确,治理工程量是否合理。

四、结论

针对中缅油气管道沿线不良地质作用发育的特点,对管道工程沿线的滑坡、崩塌、泥石流、岩溶塌陷等地质灾害开展了专项勘察评价,并有针对性地进行了灾害点防治设计工作,提出了将地质灾害纳入油气管道总体设计文件中的设计原则和油气管道工程地质灾害“防治结合”的工作思路,在施工图阶段针对每个地质灾害类型的特点进行针对性的审查,确保了设计图纸的合理性,既保证了管道施工期间设备人员的安全,也保证了管道在运营期间的安全。

作者:沈茂丁王峰徐文毅单位:国石油天然气管道工程有限公司

第2篇

关键词:隧道施工;地质灾害;问题;防治

中图分类号:U45文献标识码: A

引言

近年来,随着我国经济的飞速发展,交通行业也随之勃兴,于是进行隧道施工的项目数量也变得越来越多。在很多山区,交通建设就是要通过隧道的开通来穿越坚固的山岭,这便是隧道工程得以获得空前发展的原因所在。隧道施工时,需要穿过不同的地层与地质围岩,便难免时常地遇到诸多地质的变化,从而引起地震和塌方或涌水、突水等灾害情况,比如洞口滑坡、突泥等。经过大量的实践以后证明,在隧道中进行施工时,及时地做好灾害的相关预防工作,便可以从很大程度上降低塌方和涌水等地质灾害的发生频率。从而使得隧道的施工得以顺利地进行,也就避免了很多不必要的安全事故的成本上的增加,因此,做好隧道施工时的常见地质灾害的相关防治措施是十分重要的。

一、隧道施工时地质灾害的成因分析

隧道施工时,引发地质灾害的根本原因在于人类的不科学施工与盲目施工,还有隧道的施工方法与施工的具体环境不够协调。通常意义上讲,隧道施工的地质灾害与自然地质灾害相比,具有强度较低、频率较大与危害较大的特征,并且具有可预防性。因此在隧道进行施工时,努力做好相关地质灾害的常见问题的预防工作,便可以很有效地控制住地质灾害频繁的发生。进行隧道施工的地质灾害的预防工作,必须做好地质的勘测工作,确定好防治的目标,积极优化防治的方案,优选出防治的最佳施工方法,加强施工的管理工作与监督工作。只有做好这些,才能真正控制好引发隧道施工的地质灾害的发生,最终使得隧道施工中的常见地质灾害问题的数量减少。

二、隧道施工时常见的地质灾害种类

隧道施工时时常会发生围岩变形、塌方与涌水等地质灾害,这些地质灾害问题发生的条件是各不相同的,然而,它们对于隧道施工所产生的巨大危害却又是大致相同的。下面便对这些隧道施工中常见的地质灾害问题逐一加以分析。

1、围岩变形破坏的问题

围岩变形破坏是隧道施工过程一类较为常见的地质灾害,这类灾害的一般表现是:支离破碎或较为松散的围岩山体产生冒落问题与塌方问题,带有膨胀性的大山岩体会局部地出现变形现象与塌滑现象,使得隧道的支护结构时常受到严重的破坏,导致大山岩体会出现岩爆现象。但是塌方是隧道进行施工过程中常见的地质灾害问题,其中大多数也都是由于围岩失稳问题而产生的突发性的崩塌状况,最终造成了重大的生产安全事故。

2、涌水与突水的问题

涌水与突水的问题也是导致隧道施工时常见的地质灾害的问题之一。涌水问题发生时,会携带着很多的碎屑,并和突水问题同时爆发在隧道节理裂隙的密集区域,而突水问题又经常地在岩溶的洞穴中与溶隙加以发育的相关地段以及含水层部分、隔水层部分的交界面处发生。

3、地面的坍塌与沉陷的地面的问题

坍塌问题与沉陷问题通常会发生在隧道的施工的整个过程当中,甚至会在施工过程结束以后还会有发生常见的地质灾害问题的可能性。地面产生坍塌的原因大多是在于隧道的长期涌水和抽取了大量的地下水之后而造成的,还有相当一部分的地面坍塌的发生原因是隧道的顶板发生冒落状况或塌方状况。但是地面的沉陷问题却大多数情况下发生在深埋的隧道施工过程的开始阶段时。地面坍塌问题和沉陷问题所导致的地质灾害不仅会给隧道的施工本身带来更大的施工难度,而且也会使得地表的建筑将受到严重破坏,并最终造成周围的生态环境进一步的恶化。

4、隧道施工过程中其他的地质灾害问题

除了上述比较常见的隧道施工过程中的地质灾害问题以外,在实际的施工过程中,包括瓦斯爆炸问题和淤泥带突泥问题等地质灾害也偶有发生,同样会对隧道的施工进度及从业人员的生命安全造成极大的威胁。

三、隧道施工过程中常见地质灾害问题的相关防治措施

随着隧道施工工作的逐步步发展,隧道施工工程的规模和埋深度也在逐渐加大,施工的地质条件也变得越来越复杂,隧道工程在施工前务必要做好相关地质方面的勘察工作与研究工作,只有这样,才能确保施工工程的顺利开展。但是实际操作时,很多的时候,隧道工程在施工以前虽然进行了十分充分的勘察工作与分析工作,但是开挖以后却意外地发现,很多的地质结构已经发生变化,和勘察工作获得的信息并不完全相同,甚至还产生了极大的差错。由于在不同的地质情况下是会产生完全不同的地质灾害的,所以必须依据施工现场的具体环境,并结合科学理论来进行分析工作,只有这样,才能最终制定出富有针对性的灾害防治措施。

1、塌方问题的防治措施

很多比较松散与支离破碎的围岩时常会产生隧道的塌方现象,通常意义上讲,这种情况下,就要对围岩在整体上进行加固稳定性与增大强度的处理工作。施工过程中较为常见的处理方式有超前长管棚和超前锚杆两种,这些措施都可以使围岩的稳定工作与强度增强工作得以顺利实现,从而使得隧道的塌方发生机率大幅度降低。而面对断面大隧道在进行开挖工作时,务必要对那些软弱围岩的相关部分都采取逐步进行开挖的施工方式,这样做的话,既能够使得围岩暴露的时间方面大大减少,而且在开挖以后,也能够立刻地开展支护处理工作,使得隧道的围岩在稳定性上大大地增加。

2、岩爆地质灾害的相关防治措施

在防治诸如岩爆类的地质灾害的时候,既能够采用预报监测的方式,也能够运用地应力来进行相关的卸除,采用多循环分步开挖方法和超前高压注水的方法等施工的方式来对岩爆灾害极有可能产生的相关部位来进行重点的监测工作与预控工作,以上措施都可以有效地缓解岩爆灾害造成的损失程度。

3、突水问题与涌水问题的防治措施

隧道施工时,一旦出现突水问题或是涌水问题等灾害,应当通过排和堵的具体措施,或者直接采用排堵相结合共同使用的相关措施来进行有效的处理工作。在对突水问题和涌水问题进行治理的同时,还要对施工工程的附近的暗河及溶洞的突水部位也做好监测工作与预控工作。通过监测与预控来实现对施工阶段的地质预报。进行监测和预控工作时,不仅需要要准确对溶洞与暗河和隧道的交汇位置的做出准确的分析,还要做到在隧道进行施工出现突水与涌水以后,对那些非岩溶深埋的隧道也要进行排水导坑和钻孔疏干的相关治理工作。岩溶隧道与浅埋隧道的治理还是要以堵的方式为主,尽量地阻止地下水位发生下降,还要防止地面出现塌陷情况和井泉干涸等现象,因为这些问题将直接地破坏到周围的生态环境。施工时还应该先使用隔水层开挖,然后再进行含水层的开挖,这样做能够有效地减少突水事故的发生概率,还能使用超前引排与超前预注浆等施工方法,也都能够有效地减少突水类灾害的发生。

4、地面坍塌与沉陷的防治措施

地面发生坍塌,可以采取回填、绕避等施工方式,有时还要对施工洞穴的顶板加固等措施,这些措施都可以有效预防地面坍塌和井泉的干涸,防止对周围环境造成的恶劣影响。很多浅埋隧道地表坍塌都是由隧道塌方造成的,所以可以在隧道开挖初期,采取锚初期的支护,控制隧道发生变形。

5、其他地质灾害的防治措施

隧道在施工中如果穿过煤层,很可能发生瓦斯爆炸,所以一定要对地质预挖部位进行地质的探测,加强地质隧道施工的超前预报十分重要。另外还有钻爆法隧道施工对防爆的处理和防治措施。

结束语

综上所述,做好隧道施工中常见地质灾害的防治工作,可以采取地质勘察、确定防治目标及进行优化施工方案的选择等方法,从而加强隧道施工的地质监测和预防,对隧道施工常见的地质灾害问题如塌方、突水和岩爆等进行及时的预防和控制时,应当通过科学的判断,有针对性的采取适当的措施做好防治处理措施。

[1]李锋,李勇.隧道边坡稳定性研究及加固防治设计方案[J].建筑工程技术与设计,2014,(21).

第3篇

关键词:地质灾害;抗滑桩施工;施工工艺;安全技术

在当前地质灾害防治工程中,抗滑桩施工是重点内容。但在实际上施工过程中,由于地质灾害防治工程本身具有的特殊性,在施工过程中,会面临诸多不安全因素,不仅影响了地质灾害防治工程项目的开展,还对施工人员的生命安全产生影响。也有学者指出,在众多的地质灾害施工中,抗滑桩安全施工超过50%。由此可见,重视对地质灾害防治工程中抗滑桩施工安全技术问题的研究具有实际意义。

1抗滑桩施工工艺与安全技术分析

1.1抗滑桩施工工艺分析在当前工程项目施工中,抗滑桩是治理滑坡最有效的方法之一,因此被广泛应用于山区、水利工程、公路工程、市政工程项目中,在保证施工顺利进行中发挥着重要作用。一般在应用抗滑桩施工工艺过程中,相关单位首先要做好滑体评价工作,并根椐评价结果选择相适应的施工方案,并且能在施工前、施工过程中做好质量控制,以保证施工效果。一般情况下,抗滑桩施工工艺流程如图1所示。1.2抗滑桩施工安全施工工艺研究从当前常见的抗滑桩施工技术来看,其主要可分为外部环境的施工安全技术和施工过程安全技术两种形式。1.2.1外部环境的安全施工技术在施工过程中,施工单位应充分了解设计图纸内容,同时,专业技术人员应对施工区域环境进行综合评价,并做好以下安全措施:①测量定位结束后,在滑坡体上建立施工监测网,定期测量滑坡体资料。一旦出现降雨、暴风、大雪等恶劣天气,需要提高监测频率。一旦出现异常,需要及时上报,并做好预防措施。②在整个项目施工过程中,项目部与施工人员的生活区、办公区要远离滑坡体。当出现恶劣自然天气时,需要及时停工并撤离施工区。③为保证施工过程中滑坡体的稳定性,需要根据滑坡性质确定抗滑桩开挖流程。如果岩质滑坡较为稳定,可以采用两序开挖的方法;而如果土质滑坡不稳定,则可以采用多序开挖方法。1.2.2施工过程的安全技术措施1.2.2.1高处坠落、触电等的安全防范措施高处坠落、物体打击、触电、机械伤害等事故的安全防范措施有以下几种:①在施工过程中,必须坚持按图施工。施工场地平整完后要按设计要求做好桩锁口,锁口高于地面0.3~0.5m。在施工中需要注意的是,如果是紧靠陡峭后缘的孔口,在浇筑过程中必须对靠山壁一侧加固,防止施工过程中发生坍塌。当锁口达到设计强度的70%时,搭设提升架,场要内要设置满足施工的排水系统,防止地表水浸入孔内。②当挖孔深度超过2.0m时,井壁要设置人员上、下的爬梯,配防坠器;当孔深度达到10m以上时,需要每隔10m搭设一个供作业人员上下过程中休息的平台。在提升渣土的过程中,开挖人员不得在渣桶正下方作业,装运人员注意保证吊桶平衡,渣桶内的土渣不得冒装。③在抗滑桩锁口上搭设的提升架下部设置安全防护栏杆,其高度为1.0~1.2m。在搭建安全防护栏杆时,要在人员上下的爬梯位置处设人员进出井通道,防护栏杆搭设完成经验收完成后方可进行下一步作业。④人工挖孔提升系统所用的机械设备、配件必须满足生产需要,必须采购国家标件。⑤人工挖孔照明可采用井外照明——用400W的射灯向井内提供照明。1.2.2.2爆破安全措施一般在抗滑桩开挖施工中,经常会发现坚硬岩石。如果发现水磨钻无法达到既定的施工效果,则需要采取爆破的方式处理。在爆破施工中,需要聘请专业人员施工,并向当地公安单位申请、报案后才能施工。为保证爆破施工安全,在施工中需要做好以下几点:①在购买、运输、储存爆炸物时,需要按照国家相关规定操作;②需要对操作区的管线、主要设备等采取保护措施,避免因爆炸过程中产生冲击而造成破坏;③爆破工程由项目部统一安排,在爆破过程中所有作业的桩井必须停工,人员出井;④在爆破之前,于爆破便捷位置设置警戒牌,告知周围人员爆破的时间,确保相关人员有足够的时间撤离危险区。

2抗滑桩安全施工的实例分析

渝某区县为地质灾害的多发地区。在该地区的水利工程项目建设过程中,库区蓄水不断升上,导致出现地质灾害的概率升高,对当地居民安全与工程项目开展产生重大影响。针对这一现象,该工程项目将抗滑桩技术应用到工程项目中,收到了良好的效果。2.1施工安全措施及控制该工程项目在抗滑桩技术应用前,充分考虑到了滑坡体的不安全特征,将尺寸为2m×3m的抗滑桩布置在滑坡体前缘,避免了大量的挖孔作业。人工挖孔桩是整个工程项目施工的核心工程,也是该工程项目施工控制的重点。在施工过程中,需要做好以下2点:①在抗滑桩锁口的施工过程中,应搭设防雨棚,避免因下雨影响孔内施工作业。②由于该工程项目位于山区,在成孔过程中经常遇到坚硬岩石,因此,相关单位应根据岩石的硬度制订爆破方案。该项目主要采用小药量、多炮眼的方法爆破,对于其“爆破安全技术规程”要求,在此不再赘述。在成孔施工中,会出现大量的渣土。如果不及时清理,不仅会影响施工质量,还会留下潜在安全隐患,易发生次生灾害。因此在该工程项目中,预留了孔口设置提升架,通过提升架及时处理渣土,保证了施工的顺利进行。另外,工程管理人员考虑到提升架质量也会影响施工安全,因此在每天施工作业前,对提升架的固定螺丝、钢丝绳磨损度等进行检查,杜绝安全事件发生。2.2灌注砼由于在灌注抗滑桩桩芯过程中需要大量的混凝土,考虑到当地交通条件相对恶劣,因此在灌注砼过程中要详细分析机动车制动系统,保证系统运行能力;要注意对驾驶人员的教育,避免出现疲劳驾驶情况;检查路面信息,保证砼运输质量。

3结束语

综上所述,本文主要研究了地质灾害防治工程抗滑桩施工安全技术的相关内容,并从多个角度对安全技术的具体操作进行了分析。总体而言,地质灾害防治工程中抗滑桩安全技术的内容有很多,在操作过程中,相关人员需要正确认识到施工安全技术的操作方法与适用性,能根据具体的工程项目要求做好技术优化控制,为获得更好的施工效果奠定基础。

参考文献

[1]郭长宝,张永双,周能娟,等.地震地质灾害防治工程运行效果评价:以汶川震区平武县魏坝滑坡为例[J].现代地质,2014(02):419-428.

[2]李艳霞.抗滑桩工程施工质量控制[J].黑龙江科技信息,2014(21):244.

第4篇

关键词:隧道 工程 岩溶 防止 灾害

Abstract: along with the development of social development and progress, and pay attention to the tunnel project and its control in karst disasters analysis is of great significance. This paper mainly discusses the karst tunnel engineering of the prevention and control of catastrophe and related content.

Keywords: tunnel project karst to prevent disasters

中图分类号:U45 文献标识码:A 文章编号:

引言

随着我国基础建筑设施的建设的飞速发展,在隧道项目施工中经常会遇到岩溶地质。因其本身的复杂性,给隧道的施工设计带来了较大的不便;如果对岩溶治理不当,将会给以后隧道运营、管理留下安全隐患。所以,对岩溶隧道的合理处理就显得尤其重要。

1.工程实例

某路线一岩溶隧道全长8776 m,最大埋深364m,为全线地质最复杂的岩溶隧道之一。由于该隧道设计最大涌水量58×108m3/d。该隧道施工中先后超前探测到溶腔86处,其中大规模突水、突泥溶腔12次, 最大涌水量达30×108m3/d。隧道施工难度高、风险大,并且施工曾多次遇岩溶管道突水突泥,又针对隧道复杂岩溶不良地质情况,为防范重大突水突泥地质灾害及永久运营结构防水害安全,在施工过程中,主要采用了隧道围岩预注浆、综合超前地质预测预报、泄水洞排泄等综合施工技术。

2.岩溶灾害的概述与危害

(一)岩溶灾害的概述

地表水与地下水通过化学作用,长期的溶蚀可溶性岩石而形成各种各样的总称,即为岩溶。岩溶主要是溶蚀为主,其中也包括流水冲蚀、坍塌等机械认为过程。一般来讲,水的溶蚀性与流动性是岩石的可溶性与裂隙性的基本发育条件。另外,岩溶的发育与地质结构、地壳的运动等都有关联。由于其发育的原因较多,而且发育之后的形态多种多样,配上发育的不均衡、不规则,在对其进行爆破和隧道开挖时,很容易扰动围岩,进而改变地下水的流动,也将会打破岩溶原始的平衡体系。如果岩溶灾害处理的不够恰当,会对以后的施工、运营、管理留下安全隐患,导致隧道不能够正常使用。

(二)岩溶隧道危害

1、溶洞里面没有填充物,使得隧道建筑全部或者部分位置处于悬空,削弱了隧道的承载能力,从而降低了隧道的使用可靠度与安全度;2、隧道顶部和底部的地下水流失,容易造成隧道塌陷的可能;3、在岩溶水中,如果二氧化碳等可溶物质含量超标,水的流动也会给对到结构造成一定的侵蚀作用,从而影响隧道的使用寿命;4、因溶洞堆积物松软,容易造成周边应力发生变化,导致隧道的稳定性受到影响。

3.岩溶灾害的处置原则

岩溶地区隧道施工难点主要有以下三个:一是如何准确地进行岩溶地区的地质预报,为信息化施工提供准确而可靠依据;二是如何对岩溶造成的突泥、塌方、涌水等突发事故进行有效的预防和处置;三是如何选择安全经济的施工方法,快速通过岩溶发育地段。许多研究以及工程实践都表明,岩溶灾害的处置必须遵循一定的原则。总的来说,基本处置原则应遵循“保证施工安全”、“确保结构稳定”、“保障安全运营”。具体体现在以下两方面:一方面,为正确制定通过岩溶地段的施工方案提供资料,可以采用地质推理与地貌、地质调查相结合的方法对岩溶地段进行定性预测, 当然主要以地质勘探方法为主,然后再结合超前导坑预报、地表钻孔探测、洞内超前钻孔预探等方法, 进一步查明溶洞的类型、规模、发育程度、分布范围、填充物等情况。这是安全施工的前提和必要。另一方面,由于水是一切工程的灾害的重要致使因素,在地表水系多、地下水丰富且岩溶发育的地区进行隧道施工时, 防水排水工作显得格外重要。所以岩溶隧道施工时, 根据相关数据资料,应尽量查明岩溶地下水情况, 然后判断其对隧道施工的影响,制定出切实可行的施工防排水处理措施。这是隧道结构稳定以及安全运营的保障。

4.基本岩溶隧道一般防治措施

总的来说,岩溶的处理无非是通过设计和施工来控制。具体而言,设计方面主要是如何做到有效避绕岩溶地区;而施工方面主要是如何治理岩溶。工程实践中以施工治理方法为主。因为在已经设计好情况下,所能做的改变唯有施工。施工治理方法是在长期实践基础总结而积累的。通过对已有研究资料的总结和实践经验, 为了充分保证隧道支护体系的稳定可靠性,溶洞病害的处理主要包括洞穴处理、洞内充填物的处理、排水处理等。针对上述处理类型相应的基本处理方法有以下:洞穴及洞内填充物处理即对隧道影响范围内的溶洞, 采取堵塞封闭的方法,其目的是防止溶洞内流动物出现,不致因岩溶继续发展影响隧道衬砌结构及运营安全, 因为填充需要大量填充物如良好填土等,所以这种方法一般适用于干小溶洞。若采用一般堵塞封闭溶洞有困难时, 可采用梁跨或拱跨结构通过。若隧道施工中遇到一时难以处理的溶洞,为确保施工正常进行,可暂时采取绕过, 并及时和设计单位联系进行后处理。排水处理就是采用导水管或在隧道内修涵管排水的方法, 将溶洞中的水流引出隧道限界之外。

5.隧道围岩预注浆方法

根据水文地质情况以及施工中超前地质预测预报成果合理选择注浆方案。根据隧道底下溶洞发育的状况及性质,事先可以分以下几种情况进行处理: 假如隧底溶洞充填物发育深度小于9.8m,且充填物稳定或隧底大部分为破碎灰岩,也就是说深度小且填充物稳定,这种情况可采用仰拱调整板及钢管注浆加固相结合的方法;假如隧底下溶洞发育的规模比较大、充填物性质比较复杂也不稳定,则采用桩基跨越;假如隧底溶洞充填物介质较单一且块石含量不多,填充物松散采用素砼桩复合地基跨越;假如隧底下仅局部发育小型溶沟溶槽,则可采用换填方法。此地段隧道超前地质预测预报均探明岩溶极为发育,涌水量大且地下水与地表水联通,直接开挖极易发生重大突水突泥。经过方案比选,考虑现实情况和施工条件采用了“以堵为主, 限量排放”的加固圈外6m超前帷幕预注浆方案。

6.隧道岩溶地段施工注意事项

1、隧道施工之前,详细勘察该地段的岩层详细情况,尤其是岩溶状态,事先估计将会遇到的溶洞的部位。

2、了解地表水的出、入的地点,做好施工前的处理工作,防止地表水出现下渗的情况。

3、在施工到达溶洞附近时,需将各个工序衔接起来,制定出溶洞旁的施工处理方案以及做好安全措施的手段。

4、当隧道施工到达溶洞地段时,应准备足量的隧道排水设备,防止地下水过多对施工造成不必要的影响。

5、施工期间,如果遇到溶洞顶较高的时候,应设置防护架或者防护网。

6、在岩溶地段实施爆破施工时,一定要注意控制炸药药量。做到多打眼、打浅眼,不要因为赶工期,一次性爆炸过多。

7、在施工人员制定出具体溶洞方案时,不能随意往溶洞中倾填废弃残渣。

8、在处理结构较为复杂的溶洞时,要勘察溶洞的实际情况,制定出安全、有效的施工方案,确保正常施工。

结束语

岩溶作为岩溶发育地区隧道施工过程中常见的一种不良地质现象,处理时应根据具体条件因地制宜综合治理,要依据具体状况而采取相应的措施,并且必须考虑对生态环境的影响以及确保隧道施工和运营安全。对溶洞采用浆砌片石或砼等材料进行回填处治时,必须查明溶洞的水文情况,不能破坏原有的水系,确保排水通畅。

参考文献

[1]任文胜:《隧道塌方原因分析及处理方案研究》[J].山西建筑,2008(3)

第5篇

关键词:铁路隧道;安全事故;安全管理;控制措施

中图分类号:U45文献标识码: A

引言

近几年来,铁路隧道建设发展迅速,隧道建设长度也逐年增多,与此同时,因其施工中众多的不确定性因素,在铁路隧道施工中安全事故也是频频发生,造成了重大的人员伤亡和经济损失,并严重影响了铁路的工程工期。因此,铁路隧道施工中的安全隐患引起了各方的高度重视,采取有效的管理和控制措施以避免安全事故的发生成为隧道工作者最为关心和重视的问题。

一、铁路隧道施工中安全事故频发的原因分析

1、安全管理体系运行状况不理想

安全管理是隧道施工管理的核心,涉及到各个参建单位,是一个体系工程。事故的发生,往往是由于这个体系的运行出现了问题。建设单位不能很好地监督检查各方安全生产责任制的建立和落实情况,安全生产管理体系的效能不能得到很好地发挥;施工单位没有建立完善的安全自控和监控体系,没有建立安全风险评估机制,不能严格管理风险来源;监理单位对重点安全部位进行的安全检查不到位,没能及时发现安全隐患;设计单位地勘资料不细,没有实施动态设计,或者变更卡控不严等等。

2、隧道施工的安全意识和安全敏感性不强

隧道施工地段地质条件复杂,比如富水、瓦斯、软岩、黄土、断层、岩溶发育等,因此隧道施工难度大,风险高。这就要求必须进行详细的勘察,设计足够的初期支护强度,做好超前地质预报,进行有效地监控量测;加强围岩的管理,及时调整设计和施工方案。但是,在实际施工中,不做超前地质预报或者施做频率低、不按设计和规范施工、擅自变更设计、随意改动施工方法、编造监控量测数据、偷工减料的现象屡屡出现,另外对于爆炸器材、用电、用火以及其他机械设备没有安全防范意识,安全敏感性不强,都极易导致安全事故,并造成严重的人员伤亡和经济损失。

3、施工人员专业素质不高,施工作业不规范

铁路隧道施工的作业环境差,工作空间小,劳动强度高,但工资水平却不高,因此很难吸引一些有文化、有专业素质的施工建设人员在铁路隧道施工企业中长期发展。因此,从事铁路隧道施工的工作人员多为农民工、合同工以及临时工,整体的文化和专业素质都比较低,对一些施工要求和技巧了解甚少,也不懂必须的安全防范措施。如果有安全事故发生,他们往往没有自救能力,甚至有可能造成二次事故,给铁路隧道施工的安全工作带来了严重的隐患。

4、安全专项资金投入不足或被挪用

铁路工程的安全生产费,按建筑安装工程投标报价的1.5%计算。最近几年,铁路工程仍在采用咨询图招投标,并在报价的基础上进行降造。铁路工程采用的预算定额中,工日单价偏低,市场的人工工日单价达到预算定额的5-7倍。因此铁路工程的中标价普遍偏低,造成了安全生产费不足。中标价偏低,容易造成生产资金不足。施工企业为了保证施工工期,往往将挪用安全生产费。而,隧道工程是风险性最高的工程,安全专项资金投入不足,给施工生产带来了极大的安全隐患,容易酿成安全事故。

确保隧道施工安全的主要措施

1、以工序管理为基础,实施架子队的管理模式

隧道施工,是一种循环的作业流程,工序相对简单,非常适用于架子队的管理模式。架子队管理模式,就是以施工企业的管理、技术人员和生产骨干为管控层,以劳务企业的劳务人员或者与施工企业签订劳动合同的其他社会劳动者(统称劳务作业人员)为作业层的管理模式。这种管理模式,以工序管理为基础,以考核制度为保障,是调控和硬化外部劳务管理、提高职工技术素质、完善基层基础建设的有效手段,有利于提高隧道施工管理的精细化、科学化水平,能有效的保证隧道施工的安全。

2、实施规范的施工工序,重视各施工阶段的安全性

2.1积极开展综合超前地质预报工作

地质条件的复杂性和不确定性决定了隧道施工的高风险性,隧道施工中由于开挖所诱发的各类地质灾害具有不可选择性、复杂性、特殊性和突发性,常常成为制约着隧道的修建的最主要的因素。采用地质素描法、超前探孔法、地震波法、红外线探水法等相结合的综合地质预报技术,对隧道前方的围岩和地层情况进行准确的判断,促使施工时及时采取应对措施,防患于未然。

2.2进出洞施工安全

隧道的进洞和出洞的风险性相对较高,因为洞口段一般处于地层风化严重、围岩破碎、浅埋、偏压等复杂地质条件下,容易引起安全事故。因此隧道应采取早进洞、晚出洞的原则,尽量避免对山体的大挖大刷, 让隧道洞口周围的植被得到妥善保护, 维护原有的生态地貌;进洞前、出洞前,边仰坡防护到位,截水天沟具备排水的功能。

2.3隧道开挖施工安全

隧道开挖,遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”的十。严格按照设计的循环进尺进行开挖,按照设计的施工方法进行施工,不得擅自改变施工方法,加大循环进尺。加强各工序的管理,控制和减少围岩的暴露时间,开挖后及时进行支护。对于拱顶沉降、净空收敛、浅埋地段的地表沉降等,要按照设计和规范的频率进行监控量测,并及时对数据进行分析处理,对于异常的数据查找原因,并及时采取应对措施。对地质情况进行密切观察,如果存在与设计地质资料不符的情况,应及时进行设计变更,按照动态设计、动态施工的原则进行施工。

对于特殊地质条件下的隧道,比如瓦斯隧道、黄土隧道、富水隧道、岩溶隧道等,应制定专门的专项安全技术方案和应急预案。对于采用爆破法开挖,应制定专项爆破方案,并经当地公安机关和监理、建设单位的批准。

2.4二次衬砌的施工安全

二次衬砌是隧道工程永久性承力结构的一部分,对提高隧道使用寿命和外观质量具有重要的作用。二次衬砌的施做时间,直接影响着隧道的开挖进度和开挖的安全。隧道开挖时,无论是全断面开挖或者是分部开挖,二次衬砌的仰拱、拱墙距离掌子面的安全距离必须满足要求。二次衬砌施做的时间过晚,安全距离超标,已经施工的初期支护形成的悬臂过长,造成变形侵限或者塌方。如果二次衬砌施做的时间过早,初期支护还未稳定,容易造成二次衬砌受力过早,出现结构问题,存在极大的安全隐患。因此二衬的施工时间、安全距离,除了按照设计要求和相关规范的要求外,还必须以监控量测的数据做为重要的依据。

3、建立健全安全机制,强化施工安全意识

3.1建立风险管理制度,树立风险防范观念

风险管理是一门新兴的管理学科,专门研究风险发生的规律和如何控制风险的技术,风险管理单位通过识别风险、衡量风险、评估风险和决策管理风险等方式,对风险开展有效控制和妥善处理损失的过程,具有管理学的计划、组织、协调、指挥、控制等职能,同时又具有自身的独特功能。铁路隧道在施工中可以运用风险管理理念,建立风险管理制度,形成风险防范的新风气。首先,必须落实好安全施工生产的责任制,增强安全主体的责任意识;各部门既能各司其职又要统筹兼顾,施工部门按照相关规定制定好防范措施,加强对危险源头的监控,大力排查可能隐患并加大治理力度,监理部门做好审查监督工作,并认真审核风险管理制度;对于施工过程中频发率较高的地质灾害要及时开展风险评估,采用有针对性的施工工序,并做好突发事故的应急救援方案。

3.2完善施工工序审查制度,确保顺利施工

隧道施工的工序繁杂而又至关重要,必须每一步骤都谨慎而行,所以在施工时要做好施工工序的审查工作,查漏补缺、避免意外。在施工前,组织相关专家、技术人员开展研究讨论,集中集体的智慧,充分利用专业人士的施工经验和精湛技术制定完整的施工方案,并通过试验分析不断完善,力争为安全施工提供扎实的技术基础。

3.3实行专家咨询制度,及时调整施工方案

隧道施工中经常出现的危险源一般有地质灾害、高温、惯性事故、劣质地质等,为了保证隧道施工的安全有效,在开始施工前应该建立一套专家咨询制度,通过研讨制定出有针对性的安全方案和应急防范体制,并开展演练及时调整方案,力争在危险源头上规避和控制风险;对于在施工中出现的安全意外,要及时询问相关专家和专业技术人员,在他们宝贵经验的指导下采用先进的科技手段突破技术难题,以求减小施工风险。

结束语

在铁路建设的诸多工程项目中,隧道工程属于高风险项目,施工规模大、施工的地质环境复杂、安全隐患多,因此各方应重视隧道安全施工工作。无论是在前期的隧道设计工作中、隧道建设时期,还是在后期的营运管理工作中,对隧道施工中可能会发生的一切相关问题都应引起工作人员的高度重视,要从组织、管理、资金、技术四个方面采取措施,要坚持动态设计、动态施工的原则,以确保隧道工程的安全施工,降低安全事故的发生率。

参考文献

[1]赵勇.隧道施工安全事故的原因分析及对策建议[J].铁道标准设计,2007,(S1).

第6篇

一、公路施工中常见的不良地质

(一)崩塌

崩塌是指岩土突然脱离母体岩壁使岩体出现崩落、滚动的现象。

(1) 坡面条件是引起崩坍的根本因素。黄土地区,坡度大于50°是就可能发生崩坍;由松散的的岩土组成的坡地当坡度大于45°,高差大于25米的时候可能出现小规模崩坍,高差大于45米就可能出现大规模崩坍;由坚硬岩石组成的斜坡,当坡度大于50°,高差大于50米时就可能发生崩坍。

(2) 地质构造与岩性也是崩坍发生的重要条件。结构疏松破碎的岩石易发生崩坍,当松软岩层与坚硬岩层成互层出现时,由于差异性风化使坚硬岩层突出,临空面增大也容易引起崩坍。

(二)滑坡

滑坡是公路施工中极易出现的地质灾害,是指斜坡上的岩体由于某种特殊的原因在客观环境内通过重力的作用导致部分岩体沿着软弱带向下滑动的现象。导致滑坡的具体原因如下:

(1) 地貌原因高陡的山坡或陡崖,使斜坡上部的软弱面形成临空状态,上部岩土处于不稳定的状态,溶剂发生滑坡。河水强烈的凹岸陡坎也容易发生滑坡。

(2) 地质原因松散的沉积层,尤其是粘土及黄土浸水后,粘聚力骤降,大大增加了其可滑性。基岩区的滑坡一般和页岩、粘土岩、泥灰岩、板岩等软弱岩层有关,当组成斜坡的岩石性质不一,特别是下面是坚硬岩石,上部是松散堆积层时容易发生滑坡现象。

(三)地面沉陷

地面沉陷是指比较软弱的路基基础,在公路施工或者建成以后的使用过程中出现沉降的现象。造成沉降的人为原因主要是路线选址不当或者路基施工不合理。自然原因比较复杂,主要有强降雨或地壳变动等。

二、公路施工中常见的地质勘探方法和内容

(一)勘探方法

(1) 埋桩法。在公路施工建设过程中,一个重要的地质勘探的方法就是埋桩法。通过这个方法就是能够最快时间内查看到公路施工周边的山体是不是有出现山体崩塌和滑坡的征兆,在发现异常的时候可以进行紧急应急方案的调整,短时间内安排施工人员离开,也可以紧急进行公路的抢修。

(2) 埋钉法,这个方法也是为了更好的进行地质的勘探,在裂缝两侧埋下两个钉子,通过对这两个钉子的距离变化进行测量与预测山体滑坡可能出现的变化。

(3) 贴片法,在公路施工过程中,在一些横跨裂缝除粘贴一些水泥砂浆,还可以粘贴一些纸片,当这些被粘贴的东西发生变化的时候,或者被拉断时,就说明发生了地质滑坡灾害,并且有了明显的地质变形,要在公路建设过程中对这样的问题进行严格的防范。

(4) 上漆法,可以在裂缝出现的位置用漆做标志,之后观察上漆部位的变化来对地质发生的程度进行勘探和测量。

以上三种地质的监测方法,在实际应用中可以非常直观的岩体滑坡的变化情况,虽然不能获取最为直接的数据。但是可以对地质的变化进行有效的预防。

(二)勘探内容

(1) 查找公路沿线的水文和地质条件,这样能为线路的位置提供一些地质方面的参考依据。

(2) 查找不良地质的分布和类型、规模、诱因以及发展趋势,为工程设计提供地质资料。

(3) 查找特殊性岩土的类型和分布的范围、厚度以及性质等。

(4) 查明地下水的类型和分布以及动态的变化规律以及洪水痕迹的分布高程。

(5) 查明岩溶水害、地面塌陷等对公路可能产生的不良影响。

三、公路施工中不良地质条件的处理方法

(一)加强公路线路地质条件的勘查

公路建设要高度重视工程地质勘查工作,及时发现一些严重的地质问题并及时制定合理的方案进行可靠的处理,才能保证工程设计、施工的顺利进行,进而保证公路的可靠质量。在公路桥梁建设中,如果不重视好地质条件就会造成桥墩的塌陷,从而影响整个桥梁的安全。桥梁应该选择在边坡稳定、地基条件良好、无不良地质现象的地段,应尽可能避开大断裂带,尤其不可在未胶接的断层破碎带和具有活动可能的断裂带上造桥。在隧道施工前,做好对隧道岩体的勘察,能够更好的确定出施工方案,选择合理的施工方法及施工机械。

(二)完善工程设计提高公路抗地质灾害的能力

在公路工程设计中,根据大部分地质剖面对致害地质作用的性质、原因、变形机制、边界、规模、稳定状况、危险程度以及所处的地质环境条件,如水文、气候等情况,对预测的危害进行正确评价。当路线经过不良地质区域时,要综合考虑地质的治理有效性、技术可行性和经济合理性,进行不同方案的的比选。重点地质防治工程,必须进行专门的可行性论证,必要时可进行工艺试验,因施工过程中必然对原有地质造成影响,如对岩基的喷锚、抗滑桩。挖排水沟等,不能因施工的扰动而对变形地质体造成新的破坏,当不可避免时要正确评估施工的扰动对变形地质体的影响程度,对原有设计进行补充修改。

(三)施工中通过技术手段防治地质灾害

1、对公路出现的崩坍和滑坡现象,应采用以下两种措施进行防治:

(1) 防止地表水和地下水造成的危害

滑坡的发生常和水的作用有着密切的关系,通过降低孔隙水压力和动水压力,可以防止岩土体的软化及溶蚀分解,消除或减小水的冲刷和浪击作用。可在滑坡边界修截水沟防止外围地表水进入滑坡区或在坡面修筑排水沟。在覆盖层上可用浆砌片石或人造植被铺盖,防止地表水下渗。

(2) 改善边坡岩土体的力学强度

通过一定的工程技术措施,改善边坡岩土体的力学强度,提高其抗滑力,减小滑动力。常用的措施有:削坡减载;边坡人工加固;以及采用预应力锚杆或锚索加固有裂隙或软弱结构面的岩质边坡;通过固结灌浆或电化学加固法加强边坡岩体或土体的强度等。

2、对软土路基进行有效的加固处理。

主要有抛石挤淤法:挖至基础的处理厚度,一般为30cm,快速抛石、整平,抛石整平稳定后进行砂砾垫层施工,其办法很快解决了公路桥涵的软基处理,提高了整体施工进度。还有可以用砂、砾石等材料置换或拌入法使软弱地基形成复合地基,提高地基承载力。

3、在泥石流易发区域,要加强排水工程的建设,以降低其对公路的损坏。

第7篇

关键词:地下工程;风险;管理

Abstract: the underground engineering in the city of engineering is widely distributed, we are familiar with the subway underground engineering is the representative projects. Underground engineering and general engineering has a certain difference, the underground engineering need for more thorough and comprehensive safety considerations on the depth of the foundation also has strict requirements.

Keywords: underground engineering; Risk; management

中图分类号:TL372+.3 文献标识码:A文章编号:

在地下工程的过程中,在我国就已经发生了多起非人为制造的工程事故,对国家经济造成巨大影响的同时也造成了人员的伤亡情况,并造成了不良的社会影响。而我们需要去研究的就是为什么这些事故会发生呢?有没有可能去提前预知这些事故或者事故有没有前兆性?采取什么措施可以规避这些事故所熬成的潜在风险?为此我们应该针对隧道及地下工程建设的特点,对隧道及地下工程建设中风险的定义、风险发生的机理、目前国内外研究的进展、当前存在的主要问题,以及可能的风险管理研究领域等展开讨论,以期望风险管理在隧道及地下工程建设中起到抛砖引玉的作用。

城市地下工程所存在的主要问题

城市地下工程的安全性控制是城市轨道交通建设和地下空间开发所面临的核心技术难题,不仅要解决地层与结构变形控制的理论问题和关键技术,而且形成系统控制体系也非常重要。因为地下工程的复杂性,使得我们必须在工程的前期对施工区位进行严格的地质勘查,首先从地质环境上规避可能的风险,然后从理论技术上来说需要针对一些地质工程的意外中吸取教训,以经验作为载体去更新自己的施工技术,完善科技施工。而从现在看来我们的地下施工的主要问题有一下几点:

缺乏系统理论支撑

这一点需要我们理论结合实际,不管是从前的经验还是理论的实际都无法单一的为我们解决地下工程的问题,我们更多的需要借鉴发达国家的经验,引进发达技术,结合我们在地下工程中的经验来结合理论,全面性的去建立起新的理论,从而为地下工程建立系统的学说。

核心技术过于死板

我们现在的地下工程很多都是为了工程而工程,缺乏变通,一味的追求速度而忽略了效率在施工中的重要位置,因此我们的地下工程存在着一定程度的局限性使得我们的核心技术基本处于原地踏步的水平。俗话说磨刀不误砍柴工,我们在地下工程的过程中需要在前期的准备中做出更明确的计划,争取用科学的方式与角度去解决可能面对的疑难问题。

缺乏细化处理

我们现在的地下工程通常只会对检测数据进行检测化处理,而对环境风险以及地质风险等都没有细化处理,合适的我们在工程中经常会面对一些不同领域的自然问题而无从下手解决,从而不能有针对性的解决自然环境给我们带来的问题甚至造成地质性的自然灾害,对风险的准备缺乏全面性与针对性。

缺乏完整的工程体系

工程体系的却是使得工程中难以对各个部门形成有效的支配欲保护,大家以各自为战居多,也难以对工程形成有效的指导作用,也无法再工程之中形成各部门的协作关系,使得工程效率大大降低

自然环境的影响

这一点是我们宏观可见的,地下工程通常对地上的交通也会带来影响,而地上交通的压力本来就很大,在加上地下的工程就使得地质更加脆弱从而容易受到侵害而导致地质灾害。而地下的环境更是有很多不可预测性。这对我们的勘探特别是工程中的勘探以及数据的更新提成了更高的要求。

地质事故主要类型

(一)地层变形和围岩失稳是城市地下工程环境风险的主要诱因,主要表现在过度变形、突然变形和失稳。隧道施工引起的地层扰动和失水等均可造成地层细观结构的失稳,从而引起地层的变形和破坏;地层变形与结构的作用,则可能造成结构的破坏;地层变形量突然增大时则因反应不及时可能造成结构破坏,有时还可能出现伴生灾害和事故;而对于砂层和卵石地层,隧道围岩的稳定性较差,施工影响下易于出现失稳和坍塌。

(二)不良地质体的分布不确定并且难以准确探测,在隧道施工影响下常常造成安全事故。在北京等城区存在空洞、水囊、暗河、建筑垃圾及其他不明构筑物,其形成的原因非常复杂,对地下工程施工的影响主要表现在水囊失水、空洞扩大、空洞群的连通等引起的地层坍塌和隧道内涌水等。

(三)隧道施工引起管线的断裂和破坏有时还会诱发更严重的安全事故。地下管线基础的过度变形可造成管线的破坏,酿成事故;管线的渗漏水使周围地层稳定性降低,在施工影响下极易失稳,即造成管线的大范围悬空从而造成断裂。

(四)地下工程施工对象的复杂性、专业的多样性及作业人员素质不高给管理工作带来极大的困难,也是造成诸多安全事故的重要原因。

三、风险控制的工作程序

(一)对结构性现状进行安全评估

对于施工影响范围内的既有重要建(构)筑物进行基于现状的安全性评估,即考虑主要结构的残余强度,在各种典型变形模式下进行安全性分析,由此确定出极限强度,在考虑安全系数后可给出控制标准

(二) 施工影响预测和施工方案确定

基于可行的施工方案对造成的附加影响进行预测,以确定出附加影响最小的施工方案。而当施工附加影响不能满足控制要求时,则应采取注浆加固等预处理措施,也可对结构提出

加固要求,其目标是使施工附加影响达到结构标准可接受。

(三)过程控制方案的制定和实施

按照施工过程力学理论,采用变位分配原理,在既定的施工方案下将沉降或应力控制目标进行分解,明确每个阶段的控制目标,各阶段控制指标的分配应从理论分析、既往经验和工程特点分析等3 个方面综合考虑确定。

(四)监控量测及信息反馈

根据工程特点和控制重点,选择关键部位的重点控制指标实施全过程监测,在关键施工阶段可进行在线或远程实时监测,对监测数据实时处理并及时反馈;按照监测结果,并与施工过程相结合,通过系统分析对工程的安全性作出评价和判断,从而在施工措施上及时作出反应,必要时启动应急预案。

参考文献:

第8篇

关键词:铁路隧道;塌方段;治理方法;治理原则

铁路隧道工程具有缩短行车里程、保证运营安全和保护当地生态环境等方面优点,因此在我国铁路建设中,得到了广泛的应用和普及。截止2012年,我国已成功修建了9500多座,总延长6000多公里的铁路隧道,隧道的数量与总长度均居于世界首位。然而我国铁路隧道的建设起步相对较晚,技术积累仍处于初步阶段,加上隧道工程施工技术复杂、施工周期长、不可预见风险因素多以及受环境因素影响大等特点,都极易引发隧道塌方、涌水、岩溶塌陷等地质灾害,在下表1中,即为近年来我国铁路隧道施工中的典型塌方事故。从表1中可看出,铁路隧道塌方事故的发生,给施工正常建设和施工人员的生命安全都带来了极大的危害。为此,必须采取有效的治理方法与治理措施,以保障铁路施工建设的安全。

表1 2007~2012年典型铁路隧道塌方事故

一、引发铁路隧道塌方的主要因素

1、直接因素

图1 大管棚施工工艺示意图

(1)地质因素。当铁路隧道需穿越风化严重的堆积层、破碎带,或者需要穿越断裂褶皱带时,都极易出现塌方事故;若隧道洞口处地形陡峭、洞口处有不利的地形、地貌或地质,都容易导致隧道洞口端岩体出现变形或塌方;若隧道洞身端的岩体为溶洞发育或不稳定的危岩体,当出现地层应力超过岩体的长期强度时,则会导致岩体的变形或塌方。

(2)水文气候因素。大量铁路隧道塌方案例表明,自然界中的大气降水、裂隙水、溶洞水等对隧道岩体的风化与侵蚀是导致隧道塌方的重要因素之一。尤其是地下水位的改变或者地表的大量降水,往往会导致隧道围岩结构的改变,使岩体的承载力和强度都受到大幅度降低,从而引发塌方事故。

2、间接因素

(1)勘查设计因素。铁路隧道的勘查设计作为隧道施工建设的一个重要环节,若地质勘查设计不详,则不能真实反映铁路隧道的实际地质情况与地质构造,也会影响到后续施工方法与施工方案的确定,从而给后面的施工建设带来严重的安全隐患。

(2)施工因素和管理因素。一方面是隧道施工人员和管理人员素质偏低,在施工过程中心存侥幸心理,没有严格按照相应安全管理章程进行管理,施工单位也没有严格遵循施工技术、施工方案进行规范化、标准化施工;另一方面则是现场施工人员的施工经验不足,对于易塌方段的防塌意识不强,或者对于突然出现的不良地质现象没有充分估计,导致安全准备不充分或没有采取适宜的补救措施,而引发塌方事故或更严重的塌方。

二、铁路隧道塌方段的总体治理原则

对铁路隧道塌方段的综合治理,应严格遵循“安全、高质、高效和适用”原则。

1、安全原则

为保障施工设备与施工人员的安全,避免塌方事故的再次发生,应遵循“确保安全,宁强勿弱”的安全原则,以制定出切实可行与安全可靠的施工方案与工艺措施。

2、高质原则

为保障铁路隧道近期施工的安全通过,以及在交付运营后隧道衬砌结构在长期使用过程中的安全性与可靠性,因此要切实保证塌方段治理后的工程质量,做到“一次实施,不留后患”。

3、高效原则

为尽量降低塌方事故对铁路建设的不良影响,确保工期的顺利实现,在铁路隧道塌方段的治理,应采用高效、先进的治理方法与治理措施,并做好总体性的协调工作,使塌方段得到尽快的治理。

4、适用原则

应细化与落实设备、机械、人员、管理等各项实施方案,以确保治理方案的可操作性与适用性,

三、铁路隧道塌方段的主要治理方法

1、塌方段情况及原因分析

(1)塌方段情况

某隧道工程起止里程为DK3+430―DK6+655,全长3225米,共设置有5座斜井施工。3#斜井位于线路左侧,线路交与正线DK5+268。2012年12月,该隧道3号斜井掌子面发生流沙坍塌事故,塌方段局部还伴有初期支护开裂和变形现象,共有5名施工人员受伤。

(2)塌方原因分析

地质因素:该隧道洞身段原设计为第三系砂岩,Ⅴ级围岩,采用Ⅴ级加强支护结构。开挖显示岩体的成岩性差,掌子面普遍渗水,扰动后呈砂状。且围岩结构的稳定性差,掌子面及拱部易坍塌,为高风险铁路隧道。

人为因素:一方面是施工方法没有严格遵循设计方法进行,导致开挖与支护方案与实际围岩不符;另一方面则是现场工人施工经验不足,对于隧道施工时的安全意识和防塌意识不强,没有重视监控量的预警作用,对已出现的一些岩裂、支护变形等信息没有及时的重视与反馈。

2、具体治理方法的应用

(1)施工方案的确定

对该隧道塌方段现场实际调查分析,该塌方段为大塌方,塌方影响区域约为40m,拱顶埋深约为60m。由于该塌方段围岩结构稳定性差,在塌方后围岩的平衡力极弱,容易再次发生塌方,因此其施工方案主要确定为:地表坍穴的排水处理临时支撑加固措施大管棚施工工艺措施监控测量。

(2)地表坍穴的处理

对地表坍穴的处理是进行隧道塌方段治理的首要步骤,其目的是防止地表降水或径流进入到地表坍穴当中,而导致围岩结构承载力与强度的进一步降低,并对后续的治理工作带来不便。

首先,应当在坍塌区域周围适当设置截水沟和搭设遮雨棚,以有效避免地表降水和径流进入到地表坍穴;其次,由于该隧道塌方段周边土体多为粉质黏土,土体较为松散,为避免治理过程中土体继续出现坍塌,应当在地表坍穴周边约4m范围内进行注浆固结;最后,由于沉陷坑体边坡多不规整,且坡度较大,不利于锚喷防护的效果,为此还应当对沉陷坑体的边坡进行适当的修整。

(3)临时支撑加固措施

为防止隧道塌方段的继续扩大,并为下一步治理工作做好准备,则应当进行相应的临时支撑加固措施。具体措施有以下几个方面:

可在初期支护的内侧塌方段设置小导管进行注浆固结,以加强塌方段的稳定性;在塌方段的坡面处,可先回填部分土体并修整平顺后,再喷射混凝土进行封闭,以防止塌方段在后续注浆压力下出现滑塌现象;对于初期支护已出现局部开裂、变形的区域,可采用圆木排架等措施亦防止支护的继续变形。

(4)大管棚施工工艺措施

针对该塌方段的情况,主要采用了大管棚施工工艺,其方法为利用管棚支护与超前小导管注浆相结合,以实现对岩体的超前预加固。其主要施工工艺流程见下图1所示。

该塌方段管棚采用的是Ф133×6mm的无缝钢管,根据管棚工作室的实际长度,管棚可按照2m或4m每节进行丝扣对接,要求相邻管的接头处应错开位置,在管身处进行注浆孔的钻进;在大管棚钻进到位后,即可在管内进行钢筋笼的安放,并在封孔口装设注浆嘴,采用的注浆浆液为纯水泥浆,其水灰比应控制在0.8~1.1左右,注浆时的压力则应控制在2MPa以内;由于该塌方段大管棚的设计长度为30,其钻进过程较为困难,因此可考虑分两个批次进行施工,从而根据第一批注浆的效果对第二批的相应注浆参数进行调整。

(5)监控测量

由于在临近塌方区域的支护结构,很容易受到塌方的影响而出现支护的开裂与变形,并给塌方段的治理带来安全风险。因此,为了保证隧道塌方段治理过程中的施工安全,应重点做好相应区域的监控测量措施。

首先,应在临近塌方段的支护区域、施工区域,做好监控点的布设,主要是监测岩体周边的收敛情况、拱顶下沉情况以及支护的变形情况等等,要求监测工作应与施工建设同时进行;其次,对监测数据的处理应做到及时、准确,并绘制出相应的时间―位移曲线,若曲线正常则表明塌方段的治理施工正在稳步进行,若曲线出现突然的转折与反常,则表明隧道围岩结构的应力出现较大的变化,则应当迅速采取相应的补救与处理措施,以保障施工建设的安全。

总结:

塌方作为铁路隧道建设中的常见工程地质灾害,不仅给工程建设带来巨大的损失,而且严重威胁到施工人员的生命安全。目前,我国对于铁路隧道塌方事故的治理,已积累了较多宝贵的经验,并且不乏成功治理塌方事故的典范。本文结合某隧道塌方段的实际治理为例,并就隧道塌方段的治理原则及治理方法进行了重点的分析与阐述,以此希望对当前铁路隧道塌方段的实际治理能带来一定的帮助与借鉴。

参考文献:

[1]关宝树.隧道工程施工要点集[M].北京:人民交通出版社,2007.

第9篇

【关键词】田兴矿产;地面预注浆;施工方案

引言

河北省钢铁集团矿产公司田兴铁矿是一座规模较大的、采选联合的矿产企业,田兴铁矿铁矿主井井筒地面预注浆工程的实施,在近几年取得了一定的成绩。随着地矿工程施工领域的不断延伸,为了使企业的工程发展战略得以实现,提高企业的核心竞争力,田兴铁矿经过不断的技术创新与经验总结,编制了本适合企业的《矿井注浆技术手册》、《主井井筒地面预注浆工程注浆孔施工技术规范》等铁矿主井井筒地面注浆技术要求的相关文案,根据阶段性的升级目标,田兴铁矿加大对资质所需的建造师进行人员的培养和对工程业绩的积累总结,不断的提升地矿在全国的地质钻探领域的竞争力。

1井筒方案的实施

田兴矿产的地貌特征主要表现在:位于滦河冲积平原区,主要分布在河床的两侧,根据河流的走向呈条带状的分布趋势,西北高东南低,地势相对平坦,地表岩的局部湖泊沼泽有淤泥沉淀其中,由于地形地貌的限制,使矿区的河流流量与水位的变化悬殊。根据田兴铁矿的水文特征与地质地貌情况,田兴铁矿在主井井筒的施工中制定合适的地面预注浆技术应用方案,保证井筒的安全堆砌,行之有效的井筒方案的制定,能够保证地面注浆技术的施工工艺和施工情况顺利进行。

1.1实施井壁加固方案

井壁的加固要根据田兴矿产的实际情况而定,施工中井壁的强度如果出现不能够满足地面注浆的要求、影响施工进度、施工安全得不到保障等情况,应该拆除此段井壁,进行重新砌筑,加强井壁的厚度,检测井壁的等级强度,进行打钻、注浆工作。

1.2实施基岩段的施工方案

边探水边注浆掘进的施工方案,探水注浆段高50m施工中注浆到40m时,停止掘进,留出10m段数保护岩柱,由于基岩暴露时间较短,能够保证施工安全,且不需要临时的支护,立模时间、拆模时间较短,能够进一步的提高施工速度。

1.3实施矿井主井井筒机械化配套方案

根据主井的深度、直径等条件制定配套的设计施工方案,调整机械化水平,完善施工设备和施工工艺,发挥设备技术创新的能力,使机械能力适应生产力的发展,以获得高效益的经济技术指标为目标,。

2地面预注浆技术的施工工艺

注浆钻孔分为单号钻孔与双号钻孔,采用两台SGZ-III型液压钻机钻进,钻杆采用50mm×6mm的地质钻杆,采用复合片无芯钻头,单孔注浆的注浆压力达到规定设计量时可以结束注浆,探水注浆施工后要检查每个钻孔的涌水量,并计算井筒承受的最大涌水量,涌水量超过规定范围时,要及时的打注浆孔,继续注浆。钻孔施工阶段完成后,先清洗钻孔,启动排水系统,并及时的与项目管理者进行沟通,同意后进行钻孔,钻孔完毕后立即关闭孔口的高压阀门,并连接注浆装置进行注浆,安装注浆管时,对钻孔的水压和用水量进行测定,先将浆管里先注入清水,随后再进行注浆工作,将配置好的水泥浆放入吸浆池中,防止浆液出现沉淀,同时要进行不定期的密度测试,保证供浆的连续性。

(1)施工中保证有两台注浆泵,一台正常运转,另外一台作为备用。施工过程中准备两台注浆泵,防止其中一台在运作过程中发生故障,而影响施工的整体进程,耽误施工工期的准时完成。

(2)注浆过程中,要不断的观测和记录注浆量与注浆压力的情况变化。及时的分析注浆效果,对泵压和泵量进行适当的调节,使浆液的浓度与凝固时间适当的改变,严格按照要求比例注浆,观察注浆是否有异常情况,提高注浆的质量。

(3)在注浆的初始阶段要保证,吸浆量大于200L/min。采用水玻璃浆液,从浆液的反应到凝固,岩石裂缝中的浆液粘度会逐渐的增加,注浆的压力会逐渐上升,注浆的初凝到变稠阶段,受注浆压力作用的影响,浆液会沿着裂缝向前扩散一段的距离,不易造成地下水稀释浆液的现象,造成不必要的资源浪费。

(4)根据注浆结束标准,重复的注入浆液。每段经过一次注浆后,有一些裂缝不能达到全部的封堵,甚至一些小的裂缝较少进入或无法进入,只有不断的注浆才能达到施工标准,由于注浆的吸水量较小,单液水泥浆的使用,可以防止注浆过程因出现堵孔达不到注浆的要求与标准的现象发生。

3地面预注浆技术的效果

地面预注浆技术的在田兴铁矿主井井筒中的应用结果检测,通过对注浆孔的压水、实验抽水及潜孔钻进水量等方面的检测,注浆结束以后,由注浆技术员整理钻孔过程中注浆的全部数据,填制相关绘图、并上报存档,以便为今后的注浆工作提供参考依据,地面注浆技术的实施效果是否实现预期的目标,通过注浆的质量评价作进一步的研究。

(1)浆液的注入量符合注浆的设计标准。注浆的压水吸水量也符合注浆的结束标,达到重点注浆的设计要求。

(2)堵水效果明显。地面预注浆技术较打破了传统的注浆模式,技术方面有了新兴领域进展,地面预注浆技术在施工速度方面用时较短、注浆技术加强了井筒的堵水能力,成为地下水治理的必要措施,铁矿主井井筒施工流程有了一定的安全保障。

(3)矿产的综合效益有所提高。当岩石裂缝含水厚度较大时,会拉近与地面的距离,地面预注浆技术方案已经成为主井井筒防水治理的重要手段,尤其是建井前期,地面的施工条件优越,钻孔机器可以多台同时进行作业,使施工工期减短,安全的进行掘进工作,进一步提高井筒的综合效益。

4总结

针对企业发展战略阶段性的目标要求,田兴矿产结合近几年的地质灾害、与施工经验制定有针对性、合理性、计划性的铁矿主井井筒施工方案,施工前根据施工工程的地质条件、挖掘面积、开掘方法等进行研究分析,与相关参数预测计算,最大程度的降低施工风险,根据工程设计进行打孔、注浆、检测等,由于注浆孔吸收浆液的速度较快,初始阶段要采用水玻璃浓浆,注浆的后期阶段,特别到复注阶段注浆孔较小,吸浆量会相对减弱,单液水泥浆的运用可以充分的使浆液注入微小的裂缝中,在进入裂缝以后。形成高强度与低透水性的结石体,从而起到堵塞裂缝截断水路的效果。注浆钻孔在设计位置过程中,冲洗注浆孔保证了注浆的质量,使注浆的的堵水效果有可靠的保证,每一次注浆后,有些裂缝不会全部的封堵,再经复注才会达到注浆的结束标准,进而能够使液浆在预定的扩散范围内充分的堵塞裂缝,降低液浆的消耗量。

参考文献:

[1]昌修林.地面预注浆技术在立井井筒施工中的应用.建井技术,2007(5).

第10篇

关键词:输气隧道; 勘察技术规程;问题

Abstract: Gas transportation tunnel is a new kind of gas, oil and other pipeline construction projects across the way.In the country have been widely used and recognized, to further promote the use of gas tunnel, the author according to the more than ten years in the gas tunnel construction experience lesson, in view of the current related survey standard enough gas tunnel geotechnical engineering investigation easy problems to put forward his own knowledge and experience, and put forward the preparation of gas tunnel engineering investigation specification for advice.

Abstract:Gas transportation tunnel; Reconnaissance technology rules; Problem

中图分类号:U45文献标识码:A 文章编号:

1.引 言

输气隧道是指在输油气管道建设中,为了穿越山岭、江河或地质灾害体、建筑物、构筑物等不宜管沟敷设的地段而建设的地下通道工程。其主要功能是用于安装敷设输油气管道及通讯缆线等线路。其中的江底输气隧道首先由四川九一五建设工程公司于上世纪九十年代初期提出,并在四川、重庆、湖北、湖南、陕西、山西等地的大江大河穿越中广泛地实践应用,成功地解决了输油气管道穿越大江大河的难题,取得了良好的经济社会和环境效益。由于输气隧道是一种新兴的穿越工程,在实践中发现输气隧道的岩土工程勘察还存在着一些十分值得注意的问题,如规范的选取及现行规范对输器气隧道不尽适用等等,这些问题严重地制约了输气隧道的进一步推广应用。为了更好地使输气隧道在勘察、设计、施工等方面日臻完善,笔者抛砖引玉,谨就勘察工作中易出现的几个主要问题进行探讨。

2.输气隧道工程勘察中的主要问题及处理措施

2.1 输气隧道工程的类型及特点

输气隧道工程是隧道工程、穿越工程与地质工程的有机结合体,它具有以下几种类型及特点:

2.1.1输气隧道根据穿越对象的不同,可分为江底输气隧道、山岭输气隧道和其他类型输气隧道,不同类型的输气隧道具有不同的组合方式和结构型式,因此勘察工作的侧重点也应有所区别。

2.1.2输气隧道多为小断面隧道,一般的隧道断面面积均小于15m2,因此在勘察工作中应执行的规范条文宜以小断面隧道的规定为主。

2.1.3输气隧道是为输油气管道建设的通道,而输油气管道内为高压的易燃、易爆的天然气、成品油或原油等危险品,因此输气隧道对隧道洞口及洞身稳定性的要求很高。这就要求在勘察工作别重视洞口选址和对洞口地质灾害的勘察以及洞身段尤其是江底隧道洞身段的构造裂隙、富水性等的勘探试验工作。

2.1.4输气隧道的勘察必须根据输气管道工艺要求满足的隧道施工方案进行勘察。

2.2主要问题及处理措施

2.2.1江底输气隧道勘察

江底输气隧道主要是指输油气管道穿越江河修建的隧道,它具有五种基本组合方式:如竖井―平巷―斜井;竖井―平巷―竖井;竖井―平巷―管井;斜井―平巷―斜井;斜井―平巷―管井。不同的组合形式对勘察的要求也不尽一致。基于江底输气隧道的特点,根据不同组合方式的江底输气隧道,结合在江底输气隧道勘察、设计、施工中遇到的实际情况,在江底输气隧道勘察中应注意的几个主要问题如下:

(1)在选址勘察中,忽视资料收集和分析及地质调查工作是普遍存在的问题,应认真开展拟选轴线上下游各500―1000m,洞口周围200―500m范围的地质调查工作。充分运用物探技术,结合有限的钻探资料综合分析,根据输油气管道的走向合理拟定隧道轴线、并推荐隧道底板高程,初步选定弃渣场的位置。

(2)详细勘察阶段。选用适当的技术获得岩土工程技术参数是现行规范未加强调的问题。

(3) 竖井选址应高于河流历史最高洪水位,并特别重视与已建桥梁、水工构筑物的安全距离;详细勘察时,对松散冲积物和基岩分别进行分层抽水试验和混合抽水试验,定量地评价竖井开挖中的涌水量,同时应对松散层进行物理力学性质试验,并根据水文地质、工程地质条件推荐合理的开挖方式,设计施工中制定合理的注浆堵水方案。

(4)斜井选址应结合线路的总体走向避免低洼地形和地质构造发育地段。

(5)平巷勘察一般均为水上勘察和漫滩勘察,也是江底输气隧道勘察的重点和难点。首先应合理选择勘察时机,尽量避开丰水期,选择枯水期进行勘察;其次,应综合运用钻探、物探、山地工程、现场试验和室内试验等多种勘察手段定量查明隧道平巷围岩的物理力学性质和水文地质参数,并提供围岩支护方案的建议,预测巷道开挖时的涌水量;第三,勘探孔的布置必须沿隧道轴线两侧交错布置,距离隧道轴线5―8m为宜,并进行十分严格的封堵孔措施,以防止钻探孔成为隧道施工中的泄流通道;最后,平巷勘察多具水上勘探特点,可采用定向斜孔勘探、声波水下地形测量,地震物探等新技术、新方法,更快、更好地了解隧道轴线的工程地质条件。

2.2.2山岭隧道勘察中应注意的几个问题

(1)洞口勘察应特别注意选址。洞口选址的好坏直接关系隧道的长度,及隧道洞口的稳定性。洞口潜在地质灾害及已发地质灾害的调查和评价尤为重要,应以设计提供准确的岩土技术参数为目的布置洞口的勘察工作。

(2)对山体输气隧道有可能发生瓦斯、岩溶等特殊病害地段的地质勘察应适当增加勘探工作量,或以多种勘探和试验方法得出正确的结论。

(3)大多数山体隧道由于地形陡峻,植被茂密,为保护环境或受

工期、交通、钻探条件等因数影响,洞身段的钻探工作布置往往达不到现行规范的钻孔间距要求,因此应借助定向钻探技术及物探技术进行综合分析,同时分析收集相邻已有的勘探成果、区域地质资料,也十分有助于正确地评价洞身的岩土工程地质条件。

2.2.3 其它类型输气隧道中勘察应注意的几个问题

其它输气隧道是指为穿越除水体、山岭以外的其它穿越对象而建设的隧道,如为穿越浅部滑坡体、高等级公路、铁路、已建构筑物、建筑物等而建设的输气隧道,在其勘察过程中应注意以下几个问题:

(1)由于穿越对象多为已建的建筑物、构筑物及地质灾害体,因此对勘察技术方法上的选择应因地制宜,制定切实可行的勘察方案显得尤为重要。

(2)在勘察过程中应设置必要的监测点对已建建筑物及地质灾害体进行观测并根据监测数据进行分析,并为施工监测提供基础数据和合理化建议。

(3)在勘探施工中,应特别重视对既有管线的保护,制定切实可行的预防措施,防止意外事故的发生。

3输气隧道勘察中存在的共性问题和建议

(1)输气隧道勘察一般可分为选址勘察、初步勘察、详细勘察、施工勘察四个阶段,但实践中一般初勘与详勘多合并为一次性详细勘察,因此在选址勘察阶段应适当加大现行勘察规范规定的工作量,特别是勘探工作量,以满足隧道选址的科学性、合理性和经济性,避免因一次性详勘后否定隧道选址方案造成重复勘察工作。

(2)施工勘察是隧道勘察的重要组成部分。不论是江底隧道、山体隧道还是其它输气隧道,在施工中的岩土工程勘察工作十分必要,而且对施工具有重要的指导意义,在合理编制施工方案,事故预案中起到至关重要的作用。由于施工勘察一般是由施工单位在施工过程中进行的,一方面缺少专业技术人员,另一方面施工单位出于工期、成本的考虑,往往忽视其重要性,因此一方面要求业主选择施工队伍时应充分考虑其技术门类,尤其是岩土工程师、地质工程师的配备,同时业主在成本和时间上给予施工单位必要的补偿。

(3)施工勘察目前以地质编录、超前钻探、TSP、TDP、地质雷达等多种物探手段组合而成。对于输气隧道,建议首先关注地质编录,同时辅以TDP、地质雷达等物探手段,在存疑问时再用超前钻探验证的方法,能有效的减少施工勘察对施工的干扰,同时又能确诊隧道开挖前方的地质病害。

3.结束语

笔者根据多年从事输气隧道的勘察、设计、施工的实践经验教训,对输气隧道勘察中的问题进行了概略性的总结,并结合设计施工要求,针对现行规范的规定提出了自己的一些看法,并建议由有关单位牵头组织编制专门性的输气隧道勘察技术规范,以进一步提高输气隧道勘察工作的质量,使输气隧道的岩土工程勘察成果更好地为国家的大能源建设服务。

参考文献:

[1]中华人民共和国标准.《岩土工程勘察规范》(GB50021―2001)(2009年版).北京:中国建筑出版社,2009年

[2]中华人民共和国标准.《油气管道岩土工程勘察规范》(GB/50568-2010).北京:中国计划出版社,2010.09

第11篇

关键词:隧道底板 富水溶洞 处治技术

中图分类号:U45 文献标识码:A 文章编号:

本文以宜万铁路客运专线作为背景,结合施工过程中遇到的特殊溶洞性地质状况,并结合水文状况进行充分分析,阐述富水溶洞隧道底板浇筑的施工方案,探析溶洞隧道中岩体不稳定,以及流水侵蚀作用下对于隧道的底板保护工作。

一、富水溶洞地质灾害给隧道建设工程带来的危害

富水溶洞系统常见于西南地区,是一种隧道建设以及公路建设过程中比较常见的地质灾害之一,就目前国际山体隧道施工部门所掌握的资料而言,由于富水溶洞造成的地表侵蚀以及岩体松动等问题,已经给隧道施工以及矿山开采造成了不可估量的损失。就我国西南地区铁路及公路隧道施工而言,所有贯通线路中就有溶洞特征山体60万平方公里。因此,富水溶洞的隧道底板建筑技术一直都是国内甚至世界都难以攻克的课题。由于地域特征的特殊性,富水溶洞给隧洞施工带来了严重的威胁,我国西南地区目前已经建成的隧道中,几乎有一半以上都发生过富水溶洞地质灾害,所有隧道基本都不同程度地遭受过溶洞坍塌、加压造成的破坏,如已经建成的宜昌至重庆万州客运专线,通过大巴山脉的过程中,就有多处地点不同程度发生过由于溶洞腐蚀情况导致的隧道底板浇筑不稳等风险。

根据我国地质部门的相关统计,溶洞地貌在西南地区隧道施工中遇到的几率高达61%,其中水平轴线溶洞达到53%,其中又有36%的溶洞体接近垂直体特征,对于垂直体溶洞,由于受地势和引力的影响,水流的冲击效果表现得更加显著,且岩体出现水溶性特征已经能够分布于地表,目前施工部门的解决方法大多是通过提前勘测来规避与富水溶洞岩体的直接接触,这一方法也有效地防止了溶洞对于隧道工程的破坏,对于近地表的水平溶洞,溶洞尺寸比较大,横截面波及范围广,如果隧道施工路径与溶洞地表横截面有所接触,会导致地表结构不稳定,隧道顶部和底部受流水腐蚀严重,隧道内部岩体受到巨大压强的冲击而引起的隧道变形等,对工程建设产生巨大危害。

二、富水溶洞地区隧道浇筑工程防治措施

隧道的施工从勘测到开工的过程中,应该重点留意附近的岩体与水文特征,及时获取隧道通过的岩层状态是否处于稳定,隧道在施工过程中产生的振动、地质改造是否会对已有的岩层造成破坏。

根据隧道开工之前对于水文情况收集的数据报告进行分析,结合现有的地质勘测资料,我们可以对常见的溶洞结构建立一个模型:

图1 富水溶洞地质水文示意图

如图所示,岩层中水流属于高压强形态,对于岩层造成的冲击力也比较大。为保证施工安全,保持该地段岩体结构的稳定性,可以采取截断水流的方法,在施工范围内建立加固体系,增加岩层的抗变形能力,并且采用填充岩体缝隙的方法,将水流与岩体进行强行隔离,另外在隧道底部开挖排水轮郭线,并建立隧道主体超前刚性支撑体系,保证隧道岩体支撑的稳定性。其中排水轮郭线可以对岩体内部的水流进行减压处理,被排出的水一定要及时通过引流渠道远离隧道主体,减少水流产生的压强对于周围岩层造成的刚性冲击。施工过程中应采用全断面超前预注浆封堵水利通道,并在浆体附近建立刚性防护体系,以加强隧道抗压能力,降低内外压强不均对隧道造成的挤压变形。

图2 溶洞内部挤压分担实验

三、隧道富水溶洞岩层加固处理

隧道在施工过程中由于内部结构的变化和受力影响,对于隧道顶部,底板的结构会有一定的破坏,可能造成隧道坍塌事故的发生,因此,隧道施工的过程中还要特别注意富水岩层对于隧道山体的影响。

隧道施工过程中,隧道自身岩层与隔水带的厚度会减小,如果开挖力度过大会导致支持层出现裂痕,顶部岩层由于受重力的影响和隔水层水压的挤压作用容易出现岩体下垂的情况,同时溶洞外侧岩体也会由于内部结构的位移而可能出现断裂或是膨胀挤压。此时,施工方应当注意降低岩层受压强度,防止岩层压力过大而出现的断裂甚至坍塌。

富水溶洞周边可能出现的富水饱和现象,隧道施工的过程中势必会改变岩层下的水文条件,由于隧道处于中空形态,也很容易导致溶洞周围岩体向内部弯折的现象,再加上溶洞内碳酸气体的大量存在,随流的腐蚀性作用明显增强,原本坚固的岩石隔水层可能因为水流的腐蚀和压力出现破裂,使隧道结构支持能力降低。施工方应当注对隧道内的气体进行适当的稀释和通风,岩层隔水带应该使用混凝土进行加固,必要情况下可以使用钢体隧道支架对周围岩体进行扩张和托举。

四、富水溶洞隧道施工的相关问题探究

富水溶洞隧道的建设一直是处理岩层与流水稳定性的工程,而溶洞的富水状态也一直是威胁隧道施工的主要安全问题之一。由于隧道施工对于山体内部构造的改造,致使岩层受力状态出现改变,如何解决好这一问题,也是隧道底板岩层稳固的先决条件。在此基础上,隧道溶洞的支撑也可以使用特殊的人工工程梁来实现,工程梁可以保证支撑的受力区间有一个设定的弹性范围,这个范围可以是岩体抗压能力的标准重量,也可以是隧道底板厚度抗压区间的安全系数,对于隧道的开挖或者爆破产生的影响,工程梁的弹性区间可以做一个很好的缓冲,对岩体强度的弱化也能够也能起到一定的补充作用。

图3岩体固定受力挤压长常数

本文针对富水溶洞在隧道建设工程造成的影响进行分析,根据影响隧道稳定性的不同条件进行逐一阐明,通过对相关信息的采集,分别对水文条件影响以及岩体结构影响进行力学模型分析,根据隧道底板厚度和工程受力最小系数来提供隧道施工安全的理论依据。由于受力系数与底板厚度的恒量差需要精确计算,本文的研究还需进一步改善。

参考文献:

[1]宋战平,李宁,邓良胜.岩溶隧道岩层垮塌机理及隧道底板最小厚度分析[A].第15届全国结构工程学术会议论文集[C].2006.

第12篇

Abstract: Chalinding tunnel geological conditions are very complex, passing through F7 fault, the rock is mainly composed of the Middle Devonian Donggangling dolomitic limestone and Upper Devonian Liujiang formation sandstone, developed karst, crushed rock, loose structure, abundant water, the difficulty in construction. According to the specific circumstances of Chalinding tunnel geological complex, introduces the limestone karst section construction method, in order to have the certain reference significance for the construction of limestone karst.

Key words: tunnel; karst; construction; Technology

中图分类号:U45 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)

1概述

广梧高速公路河口至平台段茶林顶隧道左线长2691m,右线长2600m,为双洞四车道隧道,地处茶林顶重丘山岭区。基岩主要由中泥盆统东岗岭白云质灰岩及上泥盆统榴江组砂岩组成:中泥盆东岗岭组白云质灰岩全-强-中-微风化均存在,裂隙、溶洞发育,岩体破碎,大部分溶洞有充填物,为碎石及亚粘土,少部分溶洞我充填;上泥盆统榴江组砂岩,主要为全-强-中风化,厚薄不一,强度低。在隧道中部灰岩段遇断层F7破碎带(桩号:K72+995~K73+045), 影响长度约50m,岩体倒转或复式褶皱相对发育。基于以上情况此隧道施工难度之大在广东省内罕见。针对该隧道所遇断层及岩熔的具体特征,以新奥法为依托,加强超前地质预报、预测,采用预加固(超前小导管注浆加固),自进式锚杆、预排放(钻孔排水)等措施和合理的开挖方法、稳妥的支护手段,保证了隧道施工安全,实现了隧道新奥法施工快速掘进。

2岩溶段施工

2.1 方案选择原则

2.1.1 稳固后方、加固前方,安全第一,经济性强。

2.1.2采取综合超前地质预报的措施查明各施工面前方的地质情况,探明断层破碎带的产状及与隧道平面的位置关系,探明溶洞的大小、位置、充填等岩溶发育情况,动态调整支护参数、动态施工,防止发生地质灾害。

2.1.3充分考虑现场机械装备状况和操作人员的技能水平,并尽可能降低施工难度,因地制宜地选择施工方案及备用方案,一旦一种方案不能实施或实施效果差时,能较好地转换为替代方案。

2.2施工方案

根据隧道掌子面或掌子面前方的围岩情况采用不同的施工方案,确保隧道施工安全及质量。道掌子面围岩为上软下硬或一边软一硬的情况:先开挖软的部分,再开挖硬的部分。首先采用超前地质预报探明掌子面的前方地质情况,根据软弱围岩的方向、范围、长度等确定施工处理方案。

2.2.1 如软弱部分的长度小于或等于10米

超前支护采用单层或双层注浆小导管;初期支护采用喷射混凝土26㎝+I20a工字钢钢架+φ25中注式锚杆长350㎝或φ25自进式注浆锚杆350㎝;二衬采用50㎝厚防水C25钢筋混凝土;开挖预留沉降量15㎝。

2.2.2 如软弱部分的长度大于10米

超前支护采用处长管棚,施作如下:材料采用管子径φ108mm、壁厚6mm的热轧无缝钢管,钢管前端呈尖锥状,管棚节长3m和6m,钢管由1x3+2x6+1x3=24m和3x6=24m两种组成;间隔布置,环向间距中至中为40cm,钢管轴线外插角(与水平线角度)为8°;管棚导向管 127、壁厚5mm、长400cm;钢管接头采用丝扣连接,丝扣螺纹段长大于20cm,相邻两根钢花管的接头要错接,其错接长度不小于2.0m;钢花管上钻注浆孔,孔径 10mm,孔间距15cm,呈梅花型布置,钢管尾部(孔口段)4.0m不钻花孔作为止浆段;掌子面前方设置三榀长管棚导向钢架,将钢架与钢插管焊接,以便固定钢架;导向架采用I20b工字钢制作,固定导向架的钢插管环向间距1.0m布置一处,每处两根;每榀钢架之间用 22钢筋拉杆联结,拉杆按环向间距1.0m布置; 长管棚注浆以水泥单液为主浆,浆液用42.5级普通硅酸水泥和水配置(水灰比:1:1),注浆压力为初始压力0.5~1.0MPa,终止压力1.5~2.0MPa。初期支护与“2.2.1”点相同。

保留并加固坍塌体,防止坍方扩大,然后施做套拱和超前大管棚,保证正洞开挖施工安全;管棚施做完成后挖除坍塌体,进入隧道正常开挖、支护工序,并对隧道基底进行注浆加固处理,增强隧底承载力;溶洞段通过后,进行拱部坍腔回填处理。处理顺序为:封闭掌子面施作套拱施作超前大管棚挖除坍塌体洞身开挖、支护边墙及基底加固处理坍塌溶腔回填处理。

3溶洞或塌方处理

溶洞分为无充填、半充填、全充填三种,根据充填的实际情况确定实用的处理方案;塌方按塌体体积的大小确定处理方案。

3.1无充填溶洞

如空洞在开挖轮廓线以内则不作处理;如在廓线以内以外底板厚度大于5.0m视洞底与开挖轮主廓线间的底板厚度大小作处理,底板厚度小于5.0m往洞内灌注C25混凝土形成护拱(总厚度不小于5.0m),再开挖掌子面。

3.2 半充填、全充填溶洞

半充填、全充填溶洞的充填物主要是碎石及亚粘土,溶洞在开挖轮廓线以内则或在开挖轮廓线外5.0m不作处理,其余根据溶洞体积大小按“2.2.1、2.2.2”点方案施工。

3.3塌方处理

隧道施工塌方在所难免,处理顺序是先用喷射混凝土封闭掌子面 ,在未探明前方地质情为防止前方出现涌水突泥情况发生,首先保留并加固坍塌体,依靠坍塌体的支撑掌子面,防止塌方进一步扩大,立即对掌子面进行封闭处理。采用喷射C20混凝土或钢纤维混凝土封闭坍塌体表面,厚度为20cm,掌面前方自溶腔内涌出块石、碎石夹黏土等充填物稳定掌子面作用,坍体暂不挖除。后根据塌体的具体情况按“2.2.1、2.2.2”点方案施工。再对塌腔作充填处理,为确保隧道衬砌结构安全,保证运营安全,需对拱部坍塌的溶腔进行回填处理。在综合考虑周边环境及溶洞状态,并结合隧道结构特点,采用C20泵送混凝土或水泥砂浆回填;为减小流塑态的泵送混凝土对支护结构的冲击力和侧压力,回填应对称、分次、分层施工完成,隧道支护结构两侧混凝土面每次施工高差不得超过0.5m,层厚不大于30cm,每次泵送混凝土厚度不得超过2m,且方量不超过50m3。

4 施工注意事项

4.1必须做好地质超前预报和监控量测工作。在开挖前必须探明掌子面前方的地质情况,根据掌子面围岩的具体情况主要采用“TSP超前地质探测”、 “地质雷达探测”、 “超前地质钻探”等;在开挖后要及时布点监测,及时掌握围岩的变形情况、及时采取加固措施,以策安全。

4.2此隧道地质复杂,开挖时必须采用短进尺、弱爆破、多土地循环,初期支护紧跟掌子面的原则进行施工,超浅埋段采用人工开挖;溶洞破壳时用微爆破辅以人工开挖。

4.3根据隧道掌子面的出(涌)水状况决定是否采用双液注浆,双液注浆中水玻璃波美度为40,模数为2.4,注浆压力1.0~1.5Mpa,注浆完成后采用胶泥(40Be水玻璃拌合425水泥)将导管周围封堵。

4.4必须对边墙及基底进行加固处理,锁脚锚杆必须靠、与拱架连接必须稳固。

4.5加强施工管理,施工单位要按施工组织的要求科学组织施工,严格管理,安全施工。

5结语

通过以上处理措施的实施,施工安全的通过溶洞,经监控量测表明,围岩变形已稳定,支护结构表面无明显渗漏水现象。在今后的岩溶隧道施工中,必须加强地质超前预探、预报工作,对隧道前方岩溶进行准确预测,并提前做好穿越岩溶溶洞的应急预案,防止突泥和突水的发生。

参考文献

[1] 广梧高速公路项目施工承包合同专用技术条款[Z]. 广东云梧高速公路有限公司,2007

[2]关宝树.隧道工程设计要点集[M]. 北京:人民交通出版社,2003.

[3] JTG F60-2009 ,公路隧道施工技术规范[S].人民交通出版社,2009