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预防隧道塌方的技术措施
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  • 发布时间:2013-05-17
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  • 资料分类:路桥工程
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预防隧道塌方的技术措施
随着公路、铁路、引水以及矿山等工程的迅猛发展,隧道工程也越来越多,隧道的长度、跨度也不断加大,隧道所穿越地层地质尤为复杂多变,相对工期大幅度缩短。尽管隧道施工工艺在不断提高改进,可也无法应对隧道施工难度不断加大的趋势。近来隧道施工多次发生塌方,造成多起重大安全事故,充分证明了这一结论。隧道塌方不仅会造成经济效益流失、工期拖延,往往还会造成人员伤亡,企业的社会声誉扫地,给企业的可持续发展造成致命打击,部分主管人员还会被追究刑事责任。
隧道塌方一般都是有先兆的,掌子面塌方的先兆有:超前探孔显示前方或拱顶以上围岩突然变得软弱破碎、掌子面出水量剧增,掌子面出水由清变浑等;开挖成形段塌方的先兆有:监控量测显示围岩收敛变形突然加剧、初期支护变形开裂且不断发展,有加大趋势、围岩断裂错动时会发出爆裂声,严重的会导致钢架扭曲或堆曲变形。遇到以上情况如果能够及时采取相应的适当的处理措施,一般可以避免发生大塌方,避免造成重特大安全事故,将损失控制到最小程度。

2 预防掌子面塌方的技术措施
随着地质超前预报预测技术的不断发展,目前可以大致预测到前方100~150米的地质情况,可以准确预测到前方10~30米的地质情况,参照超前地质预报结果结合掌子面显露的地质特点,依据围岩变化及时调整施工方法和支护参数是完全可以避免掌子面塌方的。预防掌子面坍方的技术关键在于施工(开挖)方法和超前支护的选择以及突发事件的应对方法。

2.1 选择施工(开挖)方法
当掌子面围岩软弱破碎时,可依据软弱破碎程度和隧道跨度选择不同的施工(开挖)方法,具体选择方法见表2-1。由于现场情况千变万化,这就需要有经验的技术人员对地质情况作出准确判断,从而选择经济合理的施工方法和支护参数。总体要坚持“超前探、小断面、短进尺、弱爆破、强支护、快闭和、勤量测、早衬砌”的施工原则。

2.2 选择超前支护
2.2.1 当围岩软弱破碎,钻孔不易成孔时可选择自进式锚杆作为超前支护。选自进式锚杆做超前支护时,锚杆直径不宜小于25mm,环向间距不宜大于25cm,环与环纵向达接长度不宜小于100cm,外插脚角控制在5~10°,锚杆钻入岩体后注入水泥浆,要求注浆饱满。
2.2.2当围岩钻孔容易成孔时可选择小导管作为超前支护。小导管一般选择直径42mm壁厚4mm的无缝钢管制作,环向间距不宜大于30cm,环与环纵向达接长度不宜小于100m,外插脚角控制在5~10°,小导管打入岩体后注入水泥-水玻璃双液浆,单孔注浆终止压力不得小于1.5MPa。
2.2.3当围岩极其软弱破碎,围岩分级在Ⅴ级以下,地应力很高时可选择大管棚作为超前支护。大管棚采用Φ80~120壁厚5~10mm的无缝钢管制作,大管棚长度可依据实际需要接长,其长度一般为12~30m,相邻两根管棚的接头错开距离不宜小于300cm,环向间距40~80cm,环与环纵向搭接长度不宜小于300cm。大管棚插入岩体后注水泥-水玻璃双液浆,浆液扩散半径达到环向间距或注浆压力达到2.0MPa时终止注浆。