方鬥山隧道溶洞、湧水地段施工安全措施

方鬥山隧道溶洞、湧水地段施工 安全 措施
方鬥山隧道隧址區區域水文地質條件複雜，同時地下水的資源量也十分豐富，由地下水湧、突水現象導致的環境工程地質問題對隧道施工、運營的影響和危害也很突出。隧址區可溶性碳酸鹽岩類分布較廣，岩溶發育，除岩溶對隧道穩定性有影響外，其中豐富的岩溶水產生的突水、突泥等災害的影響也很突出。
方鬥山隧道底板高程542.63～1038.14m，隧道施工過程中，將逐步形成以隧道為中心的降落漏鬥，隨著隧道內地下水的不斷排出，勢必引起地下水位大幅下降，地下水水力坡度加大，流速加快，同時，部分被堵塞的岩溶通道也將被疏通，湧水量逐漸加大，直至形成穩定的降落漏鬥後，水量逐步回落，趨於平穩。
建設中或建成後的隧道在疏幹區內靜水儲量的同時，不但會直接引起區內地下水水位的整體下降，而且將引起岩溶地貌地表的大麵積沉降和塌陷。因此，做好透水的預測和應對 預案尤其重要。
一、湧水地段
(一)、主要防範 措施
從“查、測、探、放、堵”五個方麵擬定預測及應對 預案。
1、查
①、根據地質資料，掌握各分層的含水性和透水性；
②、裂隙和斷層位置、破碎帶位置、含水情況和導水性能；
③、老窯、古井和的分布範圍、深度和積水情況；
④、圍岩破壞及地表塌陷情況，觀測岩層塌落帶、斷裂帶、沉降帶、彎曲帶的高度及其對湧水的影響；
2、測
①、收集當地氣象、降水量和河流、水文地質資料，查明地表水的分布；
②、查明井水的來源； //www.dukashe.com
③、觀測湧水量及其變化規律；
3、探
①、堅持“有疑必探，先探後掘”的探防水原則；
②、下列情況必須探水前進：
a、接近可能積水的部位；
b、接近含水層、導水斷層、溶洞和導水陷落柱時；
c、接近可能與水井、泉水相通的斷層破碎帶時；
d、接近有出水可能的鑽孔時；
e、接近其它可能出水地區時；
③、探水作業參數
A、探水的起點
a、當采空區、溶洞、廢棄硐室等積水區的位置準確，在隧洞中不得小於20米；
b、對積水區有 圖紙，但不能確定積水區邊界時，其最小距離不得小於60米；
c、遇斷層或陷落柱時，最小距離不得低於20米；
B、鑽孔深度與超前距離
采用過探過掘時，探水鑽孔的孔底位置必須始終保持超前掘進工作麵一定距離；
C、探放水鑽孔直徑<75㎜；
D、探水鑽孔數目，不少於3個，一般布置為扇形；
④、探放水的 安全 措施
a、加強鑽場的巷道支護；
b、配備與探放水量相適應的排水設備；
c、在打眼地點或附近設專用電話；
d、測量和探放水人員必須親臨現場指揮；
e、鑽孔內水壓較大時，應采用反壓和主噴裝置的方法鑽進；
f、鑽進時，發現煤岩鬆軟、片幫、來壓或鑽孔中的水壓、水量突然增大，以及有頂鑽等異常情況時，必須停止鑽 //www.dukashe.com進，但不得撥出鑽杆，現場負責人立即向地麵指揮人員報告，並派人觀測水情，如發現情況緊急時，必須撤出所有受威脅地區的人員，然後采取 措施進行處理；
4、放
根據地質勘測報告，放水容易造成塌方，在一般情況下不采取放水。在必要的情況下采取。
①、疏放水方法
a、直接放水法：適用於水量不大時；
b、先堵後放：先堵積水點，然後排放積水；
c、先放後堵：水源補給量不大；
d、地麵疏放
e、利用鑽孔疏放
②、疏放水注意事項
探到水源後，水量不大時，一般可用探水鑽孔放水；在水量很大時，需要打鑽孔，直徑為50～70㎜
a、鑽孔放水前，必須估計水量，控製放水量；
b、鑽孔放水量，必須設專人測定水壓、水量等情況；
c、在放水 設計中，應規定好人員撤退路線；
5、堵
根據地質勘測報告，隧道透水主要采取以堵為主的施工方案，可采用超前探水、超前帷幕灌漿，超前堵水。一般在下列情況下應采用注漿堵水：
當湧水水源本身水量不大，但與其它水源有密切聯係，單純用排 水方法不可能或不經濟時；
當隧道必須穿過含水層或充水斷層，如果不堵住水源使掘進無法進行時；
當隧道嚴重淋水時；
(二)、施工 安全措施
受到斷層破碎帶的影響，岩體不完整，自穩性差，可能有湧水現象，為確保 安全、高質量的通過不良地質地段，結合 設計文件及以往經驗製定主要施工 安全措施。
1.加強地質預報
利用超前地質探孔的施作，能直觀、有效探明前方水文地質情況，判斷是否由發生湧水的可能性，並排除部分地下水，減少水量，降低水壓；並請有資質單位進行地質雷達超前地質預報，以便進行綜合 03manbetx 。
2.預放水施工
根據超前鑽孔預報情況，如果有湧水的可能，在湧水段以前10～20米處進行超前預放水。放水孔采用潛孔鑽機打 //www.dukashe.com孔，孔徑Φ89，根據預探含水情況布設放水孔數量及位置。
3.預先增加排水設備出
為確保施工安全，出口在隧道內提前開挖集水坑，以利於湧水收集，同時配備2台150m3/h的汙水泵提前安裝在集水坑上，輸水管道采用Φ100鋼管接至沉甸池，另外出口增設移動泵站和備用水泵，正常情況下，掌子麵利用電動潛水泵排水、有特大湧水、突水時，將移動泵站及備用水泵移至掌子麵排水，各級泵站的水泵全部啟動。進口隧道內提前施工好排水溝與地麵涵洞相聯通，並隨時確保水溝暢通。
(三)、 防排水措施
對地下水要“防、排、截、堵”結合，形成暢通的排水通道，原則上采用超前鑽探、單層超前大管棚和周壁小導管雙液注漿堵水（掌子麵不注漿），在初期支護中鑽孔引水設置多層Ω型排水半管，將水引入縱向排水管、橫向排水管，出口流入積水坑集中排出洞外，進口通過排水溝排出洞外。
(四)、掘進施工方案
總體施工方法采用分布開挖法（即環形開挖留核心土法）。
1.開挖前進行超前預報，探明掌子 //www.dukashe.com麵前方圍岩及含水情況。
2.施工順序如下：
(1)按 設計施作φ50mm長3.0m的超前小導管並注漿(有水段為雙漿液，無水段為單漿液)。
(2)隧道開挖拱部，並進行混凝土封閉岩麵3至5cm。
(3)施作係統錨杆，掛網，架設拱架後，複噴至 設計厚度。
(4)隧道開挖中部，並進行混凝土封閉岩麵3至5cm。
(5)施作係統錨杆，掛網，架設拱架後，複噴至設計厚度。
(6) 隧道清底，地方進行混凝土填充。
(7)掛防水板，施作二次襯砌。
(五)、施工注意事項
㈠ 嚴格落實施工的 01manbetx 01manbetx ，當上半斷麵支護作業完成後，及時埋設圍岩量側點，對開挖後水平淨空變化量和拱頂沉降量進行跟蹤量測。一般每５米設１個量測斷麵，每天量測３次，量測數據要及時反饋，用於指導正在進行的開挖及支護作業。
㈡ 支護用的鋼拱架，應保證其安設上、下垂直，緊貼岩麵，鎖定牢固，達到最佳受力狀態。加上分節時應結合每部開挖斷麵高低，以便牢固對接。
㈢ 開挖時，工作麵不宜垂直，嚴禁中下部有較大坑窪，應通過調整打眼深度，使工作麵具有一定的坡度，以利於保證工作麵的自穩能力。
二、溶洞地段
(一)、溶洞的預測及應對措施
采用物探、鑽探等技術對溶洞進行精確預測，當隧道施工遇到溶洞時，應根據設計文件有關資料，超前地質預報、現場實際查明溶洞分布範圍、類型情況(大小、有無水、溶洞是否在發育中以及其充填物)，岩層的穩定程度和地下水流情況(有無長期補給來源，雨季水量有無增長)等，分 //www.dukashe.com別以引、填、越、繞等措施進行處理。並配合設計溶洞處理施工 圖紙進行處理。
1、溶洞跨越處理
當溶洞規模較大、溶洞內充填物鬆軟，基礎處理工程修建困難、耗資巨大，或者溶洞雖小但水流較大時，可根據具體條件采用相應的梁跨、板跨等形式跨越岩溶地段。
此方式一般采用鋼筋混凝土梁跨越，梁體采用抗侵蝕混凝土。當隧道襯砌斷麵需要開挖圍岩才能滿足淨空要求時，應先開挖圍岩，再施工跨越結構，以確保安全，同時應注意不同受力結構間的斷縫設置及連接措施設置。
2、封閉處理
已停止發育的幹溶洞，在考慮有效的過水通道後，可采用混凝土、漿砌片石或幹砌片石堵塞、充填溶洞。
3、錨杆、鋼管加固處理
為防止洞穴岩壁或頂板坍塌，在清除鬆動岩石困難的情況下，可采用錨杆或大鋼管、鋼軌加固岩體。此時隧道襯砌應考慮抗衝擊措施，一般是采用明洞襯砌，襯砌頂部設置回填體，其表麵設置護麵結構，回填體以上空間的溶洞洞壁采用錨杆、鋼筋網、噴射混凝土封閉支護；若溶洞較大，可設置橫向鋼軌橫或設人字形鋼軌柵架。
4、支頂處理
當隧道穿過的溶洞由碎、塊石及淤泥土充填，充填物的鬆散密實程度不一時，隧道底部應考慮采用鋼筋混凝土底板，清除底板下鬆散體，回填碎石，並在底板下加設鋼筋混凝土樁進行支頂。
(二).岩溶水處理
1、岩溶水的處理
對岩溶水的處理通常原則是以“排”為主，截、堵、排、防相結合的綜合處理措施，筆者認為應該是以“通”為主，截、排、堵相結合的綜合處理措施。“通”是指盡量保持原有過水通道，不能因為隧道的修建發生大的變化;“截”是指截斷原有地下水通道，改走其他通道；“堵”是封死相交的地下水通道；“排”是特指引入隧洞，通過排水溝排走；“防”是指防止地下水進入隧道即可。
岩溶水處理的較大工程措施有泄水洞和涵洞兩類，采用泄水洞排水屬於“排”和“截”的範圍，采用涵洞過水屬於“通”和“截”的範圍。
2、泄水洞排水 //www.dukashe.com
當預測到隧道區域的岩溶水量大、水壓大，而隧道確實無法避開時，需考慮專門設置排水隧洞，達到排除岩溶水，降低地下水位，保持隧道幹燥和施工安全的目的。
泄水洞應位於地下水來向的一側，為防止岩溶水突然襲擊，施工中要采用超前鑽孔探測，預備足夠的抽水設備。泄水洞的設置可能對生態環境有不利影響，是否采用應從施工、環保、安全等多方麵進行 評價，以保證方案考慮周全，成本最低。
3、涵洞、倒虹管吸過水
隧道斷麵與岩溶水相交時，為保證岩溶水暢通，在隧道底部設鋼筋混凝土圓涵，或倒虹管，同時涵洞出入口周邊至隧道邊牆外緣采用漿砌片石回填密實。
在采用此方案時要正確考慮涵洞過水斷麵，一般應按豐水季節流量考慮。
(三)其他要考慮的問題
1、洞穴堆積物及地表塌陷處置
洞穴堆積物的特點是鬆軟、下沉量大、強度低、穩定性差。當隧道必須穿越洞穴堆積物地段時，可采用樁基、換填、注漿等加固岩體的處理措施。
隧道中地下水滲流排泄，導致岩溶地麵塌陷，使地質環境遭到破壞，造成隧道開挖時坍方、湧水、湧砂及突泥等危害。隧道通過岩溶地段時的地麵塌陷形成過程和突然發生所參與的力是相當複雜的。施工中可采用化學注漿和管棚支撐開挖，同時從地表高壓注漿，固結塌陷鬆散體，避免出現突泥現象。
2、設計階段工程量估算
要準確估算隧道遭遇大型溶溝、溶槽時的工程量是困難的，不同的溶洞形態、位置有不同的方案，各方案的工程量差異很大，這些隻能在工程的預備費用中考慮。 //www.dukashe.com
如果在隧道勘察階段已經明確可知隧道必然遭遇到的大型溶洞數量、類型及位置，可提前進行預設計，盡可能使工程量估算有個參考範圍，作為調整預備費用費率的參考。