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如何预防隧道突泥?

在隧道修建时,通常会出现突水、突泥、塌方等事故,特别是隧道坍塌事故将会危及施工人员的生命安全,延误工期,造成巨大的经济损失和社会影响。因此,有必要对隧道的塌方机理及处理措施进行系统的研究总结,为以后的工程积累经验教训。那么,如何预防隧道突泥呢?下面好运快3介绍一下相关的地质灾害小知识

突泥的定义

突泥突水流砂灾害,又称涌泥涌水涌砂灾害,常伴随隧道、矿井突水活动,大量泥沙涌入井巷所造成的灾害,泥沙主要来源于岩溶陷落柱、断裂破碎带、松散含水层。蜀通建设集团承建叙大铁路中坝隧道工程出口部分的项目,201586日,由其他单位承建的叙大铁路中坝隧道进口部分就不幸遭遇了突泥突水自然灾害。

隧道涌水突泥的原因分析

1)地质作用。首先是水的作用,水是突水突泥灾害发生的最大根源。其次是压力高,隧道一般埋深都比较大,通过爆破开挖之后,打破原有平衡压力,处于高压状态。还有就是不良地质,隧大、深等特点,沿途经历围岩变化繁多,隧道在穿道一般存在长、越溶洞、断层破碎带或接触带、地下河等不良地质时,特别容易发,“富水、生突水突泥灾害。综合来看高压、不良地质”三者不利组合是诱发突水突泥灾害的主要地质条件。

2)工序环节。a.通过对多起突水突泥的研究发现,突水突泥灾害大多发生在开挖环节中。对不良地质围岩的盲目不合理开挖,开挖进尺过大,是造成突水突泥的主要原因;

b.前期发生小范围突水突泥清淤过程中。在很多大型突水突泥灾害发生前,都会发生前期小型、局部、小范围的突水突泥,在处理方法及措施不完盲目的进行清淤工作,极大的增加了后期大型突水善的情况下,突泥灾害所造成的风险。

3)超前预测预报。现在很多项目对超前预报工作很不重视,对于规范要求的超前预报工作敷衍了事,未起到提前了解开挖前方具体地质情况的作用,对于自己多年的隧道施工经验盲目自信,大大的增加了不良地质突水突泥灾害的发生几率。

4)初期支护及围岩量测。不良地质围岩初期支护未按照设计要求施作,钢架型号不符、钢架间距过大、系统锚杆长度及数量锁脚锚杆长度及角度不够、喷锚不密实背后脱空等不规范不足、的施工作业。在初期支护后未及时、长期的进行围岩量测工作,未及时掌握围岩变化情况。

5)灾害评估不足,处理不彻底。通过对多起突水突泥的研究在前期发生小型小范围突水突泥后,对于灾害的评估不充发现,分,在注浆加固处理后,因为处理不彻底,开挖时再次发生大规大范围的突水突泥灾害,对人员、设备造成重大伤害。

隧道突水突泥的危害

我国幅员辽阔,地质条件复杂,在地下工程建设和地下矿山资源开采过程中,经常遇到突水、突泥等灾害性地质,严重影响和制约着交通基础设施的施工安全与经费的控制。突水、突泥灾害已经成为隧道与地下工程建设和营运中最严重的工程灾害和隐患之一,尤其是在岩溶地区。

出现隧道突水突泥事件如何救援?

1、保证隧道内排水沟水流通畅,进口由于是下坡应储备足够数量的水泵以排除工作面附近的积水。根据超前地质预报的结果及超前探孔初步判断前方的地质状况,减少事故的发生率。

2 、如事故发生后,在事故现场采取各种措施,稳定人员情绪、维护秩序,保证在场人员的人身安全。

3 、现场指挥人员冷静判明事故情况并及时向上级相关部门汇报,同时积极制定抢险措施和方案,明确各自的分工,实施抢险救援。

4 、以控制事态、减少损失和影响为目的,根据现场需要实施抢险应急方案,迅速动员和组织人力、物力赶赴现场。

5 、掌握事故发展的动态,合理组织人员抢险救灾,最大限度减少人员伤亡和财产损失。

隧道突泥的预防处理方案


处理原则:在大量隧道工程突水突泥事故处理的实践基础上,一般遵循“以疏为主、堵排结合”的原则。如果在地下水较大的可溶岩与非可溶岩接触带、断层破碎带等地段,为了很好地达到堵水、防水的目的,在分析各项实际情况的基础上,采取“以堵为主、限量排放”的原则,最大限度地减小灾害的危害程度,达到经济合理的目的。

处理方法:对于隧道突水突泥灾害,其形式多种多样,处理方法也随之改变,应根据具体的施工、地质和灾害发生情况,采取合适的处理技术,最大程度地减少人员与财产的损失。注浆加固、封堵、充填封闭、疏导、跨越等是通常情况下经常采用的处理方法,对于灾害的处理应在时间和空间上合理安排相适应的处理方法,以达到最优的处理效果。针对施工过程中岩溶孔洞、岩溶裂隙、岩溶突水灾害的突发情况,应对大型溶洞进行地质雷达或地震反射的超前探测,并且使用红外线仪器探测进行岩溶水的探测,以便对隧道开挖工作面前方的地质情况有深入的了解。

清除洞内淤泥及措施

1)对已施工仰拱及下台阶的DK320+804DK320+280段上面的淤泥及堆碴,进行全断面清除;同时疏通中心排水沟,使水流畅通,集中水流,在上下台阶开挖集中排水沟渠,导出掌子面涌水,使拱墙及仰拱不受积水浸泡。

2)对既有结构物有污泥的部位使用清水冲洗干净,恢复二衬、仰拱施工。

3)对已开挖上台阶的DK320+280DK320+225段上面的淤泥及堆碴,考虑到要对掌子面附近的原初期支护进行加固处理,先以向掌子面方向按6%的上坡进行清理一部分,剩余的淤泥及堆碴待掌子面附近的原初期支护加固完成后再进行全部清除。

原初期支护加固及措施

在靠近掌子面附近的DK320+240DK320+220段经围岩量测结果,有下沉趋势,最大下沉量为7.6cm,因此对此段增加加强拱架加强支护处理,具体加强支护采用I20b工字钢进支撑,钢架间距按60cm每榀;φ22纵向连接钢筋按环向0.5m间距连接;挂设两层钢筋网,网格间距20×20cm;拱部120°范围内打设径向Φ22组合中空锚杆,锚杆间距1×1m梅花型布设,锚杆单根长4m,同时在两侧拱脚处每榀钢拱架设24m长锁脚锚杆。

掌子面清理及支护措施

1)溶腔口涌出松散体采用反压、挂网、喷射砼及小导管注浆固结。

2)对掌子面空洞向出口方向未进行初支的部分按三台阶开挖法,以弧形清理淤泥及堆碴,预留核心土,第一台阶距拱顶不超过2m,支护采用I20b工字钢进支撑,钢架间距按50cm每榀;φ22纵向连接钢筋按环向0.5m间距加强连接;挂设两层钢筋网,网格间距20×20cm;拱部120°范围内打设径向Φ22组合中空锚杆,锚杆间距1×1m梅花型布设,锚杆单根长4m,同时在两侧拱脚处每榀钢拱架设24m长锁脚锚杆;喷射C25混凝土厚25cm。按以上支护措施逐一支护至拱顶空洞口位置。

3)由于溶腔口未侵入净空,且溶腔口比较大,经连续观测,发现卡在溶腔口的巨石,石质坚硬、且与溶腔口咬合牢固,如果扰动此块石,其溶腔内的填塞物将大量涌出,不利于处理,最后决定不扰动块石,对其进行加固,成为一道天然屏障。

4)待围岩稳定并保证安全的前提下再对突泥突水空洞周围进行加强支护。支护采用I20b工字钢进支撑,钢架间距按50cm每榀;φ22纵向连接钢筋按环向0.5m间距加强连接;挂设两层钢筋网,网格间距25×25cm;拱部120°范围内打设径向Φ22组合中空锚杆,锚杆间距1×1m梅花型布设,锚杆单根长4m,同时在两侧拱脚处每榀钢拱架设24m长锁脚锚杆;喷射C25混凝土厚25cm;在溶腔口预留一根泵送砼管,待后期溶腔内处理用。

5)在第一台阶施工后经观测变形稳定后,再进行下一台阶的施工。

6DK320+220――DK320+164段拱部采用φ108大管棚超前支护,采用二重管ABC)无收缩双液WSS工法注浆、环向间距0.5m布置,共计38根。当施工至DK320+164时,根据实际地质情况考虑是否再次施作大管棚。

7)结合拱部施做φ108大管棚,继续施做超前水平探孔,探孔长30m

8)用4.5m长φ42小导管填充注浆,全环按0.5m×0.5m梅花型布置。注浆量以达到不漏水为止,数量以实际使用量为准。

9DK320+297DK320+154段采用全环铺设土工布+防水板,后续段落根据实际地质情况及水流量确定。

10)自DK320+297开始每个施工缝预埋注浆管,一旦发现渗漏水,采用无收缩双液注浆,注浆量以达到不漏水为止,数量以实际使用量为准。

掌子面围岩加固处理措施

当加强初期支护与掌子面封闭后对掌子面围岩进行帷幕注浆来加固掌子面围岩。(1)在掌子面围岩上喷射25MC25喷射混凝土,喷射混凝土之前先挂设钢筋网片,网格尺寸按25×25M。(2)喷射混凝土完成后打设单根6m长的φ42小导管,按1×1m间距梅花型布置。(3)小导管注浆,加固掌子面围岩。

空洞处理

进一步对空洞的走向及分布情况进行更为详细勘察并制定最终的处理方案,待最终处理方案确定后对空洞进行处理。空洞处理完成后再进行掌子面的开挖。

总结:在隧道工程施工中,突水突泥灾害的发生,是受众多复杂且相互关联的因素共同影响的,只有在对灾害成因做出正确分析和总结的基础上,采取及时、准确的综合地质预测预报技术,根据具体的地质、水文等情况做出有效的应对方案,才能最大程度地减少隧道施工中突水。


责任编辑: 陈淼琪

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