高壓富水地層超深埋特長(zhǎng)隧道施工技術(shù)研究

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1、高壓富水地層超深埋特長(zhǎng)隧道施工技術(shù)研究摘要：本文針對(duì)高壓富水地層超深埋地質(zhì)條件下的隧道施工技術(shù)，詳細(xì)介紹綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)、巖爆預(yù)防和處理技術(shù)、地下水處理技術(shù)、通風(fēng)技術(shù)，并通過(guò)實(shí)例說(shuō)明復(fù)雜地質(zhì)條件下的隧道施工技術(shù)的可行性，供同行參考和借鑒。中國(guó)1/vie　　關(guān)鍵詞：高壓富水地層；超深埋；特長(zhǎng)隧道；施工技術(shù)　　DOI：10.16640/j.ki.37-1222/t.2017.08.106　　0引言　　在高壓富水地層條件下，隧道工程首先需要做好排水以及通風(fēng)工作，以確保工程在施工過(guò)程中的安全以及工程的質(zhì)量。此外，還需要做好巖爆預(yù)防處理工作，防止隧道在高壓的條件下出現(xiàn)塌方，形成嚴(yán)重的安全事

2、故?！　?超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)　　某隧道位于山谷中，深度約為580米，發(fā)生巖爆的埋深約為240米。該地段的圍巖主要為花崗閃巖以及微風(fēng)化次石英斑巖，出現(xiàn)裂隙發(fā)育，圍巖巖體相對(duì)完整，并且穩(wěn)定性較良好。該隧道在施工期間根據(jù)施工特點(diǎn)以及地質(zhì)條件編制超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方案，并且在超前地質(zhì)預(yù)報(bào)中應(yīng)用TSP、地質(zhì)雷達(dá)、超前水平鉆、加深炮孔全隧貫通探測(cè)以及紅外探水等?！　SP顯示某一地段出現(xiàn)節(jié)理裂隙發(fā)育，周邊圍巖相對(duì)破碎，并且伴隨有地下水發(fā)育以及溶蝕裂隙發(fā)育等。根據(jù)其顯示的結(jié)果對(duì)著某段假地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)，得出結(jié)果為該地段圍巖巖體大體完整，穩(wěn)定性良好等?！　≌谱用娴刭|(zhì)概況為：巖石為灰色灰?guī)r，圍巖總體破碎，穩(wěn)定性一

3、般，該段地下水由掌子面鉆孔中冒出，并且地下水具有壓力，出水量為2000m3/h。通過(guò)聯(lián)合超前取芯鉆孔及TSP，得出的預(yù)報(bào)結(jié)果為：掌子面前5米范圍之內(nèi)的巖石均為灰色灰?guī)r，巖體整體相對(duì)完整，并無(wú)明顯溶蝕裂隙發(fā)育，鉆孔處并未出現(xiàn)地下水；掌子面前5～16米范圍內(nèi)巖石為白云質(zhì)灰?guī)r夾雜白色灰?guī)r的情況，巖石整體相對(duì)破碎，出現(xiàn)溶蝕裂隙發(fā)育，即斷層破碎帶；掌子面前16～20米范圍內(nèi)，巖石為白色灰?guī)r、巖體整體相對(duì)完整，局部略有破碎；掌子面20～30米范圍內(nèi)巖石為白色灰?guī)r，巖體相對(duì)破碎，出現(xiàn)溶蝕裂隙發(fā)育，可斷定該地段為巖體破碎。　　合理利用地質(zhì)預(yù)報(bào)儀器、技術(shù)以及相應(yīng)設(shè)備，來(lái)建立超前地質(zhì)預(yù)報(bào)體系，合理將長(zhǎng)期

4、預(yù)報(bào)與中期預(yù)報(bào)得出的結(jié)果結(jié)合，獲取相對(duì)準(zhǔn)確的地質(zhì)分析、地質(zhì)預(yù)報(bào)、地質(zhì)信息以及瀆職素描，從而實(shí)現(xiàn)一體化跟蹤預(yù)報(bào)技術(shù)。　　2巖爆預(yù)防及處理技術(shù)　　弱巖爆可采用錨桿以及噴鋼釬維混凝土進(jìn)行布設(shè)處理，從而來(lái)預(yù)防發(fā)生巖爆事故。在中等巖爆段應(yīng)用局部掛網(wǎng)、錨桿以及噴鋼釬維混凝土來(lái)聯(lián)合解決問(wèn)題。對(duì)于強(qiáng)巖爆、極強(qiáng)巖爆就需要應(yīng)用特殊工藝來(lái)處理，首先需要應(yīng)用應(yīng)力來(lái)做一個(gè)防護(hù)網(wǎng)，隨后在安裝上網(wǎng)片以及錨桿，最后再采用噴上混凝土來(lái)進(jìn)行支護(hù)，從而確保施工安全，防止發(fā)生巖爆事故。施加應(yīng)力的目的就是讓圍巖上的應(yīng)力提前得到釋放，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)整圍巖應(yīng)力的效果，而不是消除應(yīng)力。巖爆預(yù)防及處理技術(shù)在一定程度上能夠降低巖爆事故發(fā)生

5、概率，在隧道主炮孔爆破之前具有良好的防爆破作用?！　∫诎踩珪r(shí)間之內(nèi)處理巖爆，需要尋求使用時(shí)間短、處理效果良好的技術(shù)，在此掛網(wǎng)以及水脹式錨桿較為適用。安裝水脹式錨桿使用的時(shí)間為2～3分鐘/根，并且安裝之后能夠立即受力，能夠快速實(shí)現(xiàn)支護(hù)作用，其與機(jī)械漲殼錨桿相比，每一根錨桿發(fā)揮支護(hù)作用所節(jié)約的時(shí)間為5～10分鐘。除此之外，水脹式錨桿不會(huì)受到墊板松動(dòng)的影響而失去支護(hù)作用，該種錨桿的缺點(diǎn)為使用時(shí)間一長(zhǎng)就會(huì)失去錨固效果，需要盡快補(bǔ)打，并且花費(fèi)的成本相對(duì)較高。如果僅從操作性以及安全性方面來(lái)看，水脹式錨桿屬于首選。使用的網(wǎng)片規(guī)格、大小需大于錨桿的間距，并且網(wǎng)片的網(wǎng)孔需小于墊板，在安裝墊板之前需要

6、讓網(wǎng)片穿過(guò)錨桿，隨后再固定墊板?！　娀炷猎谝欢ǔ潭壬夏軌蚋纳茋鷰r的受力，防止其發(fā)生變形，特別是厚層噴的混凝土，能夠給予圍巖較大的支持力，從而能夠讓圍巖處于三維受力狀態(tài)之中，可有效防止發(fā)生巖爆事故。當(dāng)掌子面掘進(jìn)超前倍數(shù)為2倍的洞徑時(shí)，支護(hù)系統(tǒng)必須跟上速度；當(dāng)巖爆強(qiáng)度較大時(shí)，應(yīng)做好臨時(shí)支護(hù)工作。一般情況下，掌子面正前方屬于巖爆最為嚴(yán)重的地點(diǎn)，因此，除了對(duì)該地點(diǎn)進(jìn)行加護(hù)之外，需應(yīng)用9孔、14孔超前應(yīng)力解除防爆工??！　?地下水處理技術(shù)　　地下水處理技術(shù)相對(duì)較多，需要根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)得出的結(jié)果以及現(xiàn)場(chǎng)施工的具體情況來(lái)選取適合的地下水處理技術(shù)。地下水處理的原則為堵為主，排為輔。就上文中提到

7、的隧道為例，分析該隧道使用的地下水處理技術(shù)。該隧道的某個(gè)出口自從涌出地下水以來(lái)，施工人員通過(guò)一個(gè)月的時(shí)間發(fā)現(xiàn)其水壓以及出水量發(fā)生的變化不明顯，并且出水清澈，地表也沒(méi)有發(fā)生缺水塌陷的情況。根據(jù)地質(zhì)預(yù)報(bào)得出的結(jié)果可知，其前房為溶蝕破碎帶，無(wú)大型溶洞，因此，施工人員決定應(yīng)用泄水平導(dǎo)引排的方法，該法能夠讓施工正常施工。泄水平導(dǎo)就是將涌出的水引排，不但能夠讓施工恢復(fù)正常，而且還能夠保證隧道隧道的正常運(yùn)營(yíng)?！　駲C(jī)封堵，即根據(jù)超前預(yù)報(bào)得出的結(jié)果，并且對(duì)施工安全不產(chǎn)生影