隧道施工塌方机理及处治技术.pdf

隧道施工塌方机理及处治技术 1 塌方成因 1.1 不良地质造成的塌方 不良地质主要包括风化变质岩体、裂隙发育岩体、崩塌岩堆地区、断层带、溶洞、 滑坡、泥石流、膨胀性地层等。当隧道从这些岩体中通过时,如稍有疏忽就可能发生大 塌方。 M O 1.2 地下水造成的塌方 C . 地下水是影响围岩稳定的重要因素之一。它不但能使软化系数大的岩石强度降低, G N 而且使结构面的抗剪强度减小。对于断层地下水影响更大,一般张性断层是储水结构, O L 压性断层带中断层糜棱岩是隔水的, 而另一侧的破碎带为含水的。当揭穿断层后,便时 U H 常发生突发性涌水而导致塌方。调查显示,地下水引起的塌方占总塌方数的45%以上。 Z . 1.3 地压造成的塌方 W W 地压主要包括偏压、塑性地压、滑坡及高地应力区等。偏压和滑坡在隧道洞口段造 W 成的塌方实例很多,塑性地压引起隧道挤出性破坏也时有发生,高地应力区的完整坚硬 网 岩体常发生岩爆等。 龙 1.4 设计和施工不当造成的塌方 筑 目前,大多数隧道都采用“新奥法”设计和施工,由于对“新奥法”概念和原则的内 涵理解有偏差,所以在许多工程中遭到失败。一般在软弱、破碎、偏压、浅埋等地层中 施工隧道时,除应强调“短进尺、弱爆破、强支护”外,还要强调应用超前支护、及时闭 合仰拱、勤测量、及时反馈、及时补强等措施;而不应强调柔性支护,更不能强调用变形 释放来减载。因为这样可能会造成围岩松弛坍塌,“新奥法”对监控量测、信息处理、 及时反馈要求很严,没有这样的保证,塌方是很难避免的。 施工中喷混凝土厚度不够,尤其用模注混凝土代替喷混凝土,这种做法不妥。因模注 混凝土的质量较差,对围岩裂隙不能充填,也就不能加强围岩,形不成喷层和地层的共同 作用。随着爆破所产生动荷载的作用,会造成后部塌方,落石伤人。另外,爆破后的不正 确找顶也会引起围岩顶部承载圈的整个失稳而塌方,如图 1。若人工将 1 或 2 两块石撬 掉,就会造成3、4、5 M 、6 四块石失稳,会形成虚线范围内的塌方;若只将浮石砸掉,喷上 5ｃｍ厚的混凝土,使 O C 围岩裂缝被喷混凝土充填,塌方就能避免。