地下洞室施工中的坍方原因浅析与防治方法简介.doc
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1、地下洞室施工中的坍方原因浅析与防治方法简介 1 前言在铁路、公路的越岭隧道,城市地铁及车站、水工隧洞、人防及地下工程洞室开挖中,顶拱及边墙塌落或冒顶统称坍方。坍方不但影响工程进度,造成较大的经济损失,而且直接危及施工安全,影响施工质量。因此在地下洞室施工中,应认真进行地质分析,找准可能引起坍方的原因,并加以认真研究,制定切实可行的支护方案和坍方治理措施是施工中的重要工作。2 引起坍方的原因2.1 施工方法不当造成的坍方2.1.1在编制实施性施工组织设计时,没有认真研究设计单位提供的地质资料,没有认真进行现场地质情况调查分析,对可能存在的断层涌水等危害性较大的地质情况估计不足,未提出相应的技术措
2、施,缺乏技术储备和物质准备,一但发生坍方不能及时处理,使小坍变大坍。2.1.2在洞室开挖中,没有认真观查和分析围岩地质情况,更没有对地质条件进行超前预报或超前调查,一味追求进度,在地质条件发生变化的情况下,仍按原开挖方法,钻爆方案,支护参数盲目施工导致坍方。2.1.3实施性施工组织设计确定的开挖方法、钻爆方案、支护参数不尽合理,在施工中没有及时调整造成坍方。2.1.4施工中管理不力,偷工减料,未按设计安装布置锚杆,锚杆人为裁短、间距加大、灌浆不满,喷射砼厚度不够或标号偏低,岩面未认真清理使砼与围岩结合不紧密,凡此种种造成支护强度不够引起坍方。2.1.5未认真进行钻爆方案设计,随意爆破,大面积扰
3、动围岩,造成坍方。2.1.6未开展监控量测工作,对围岩的变形情况不了解,对支护结构是否可靠不知道,不能及时对围岩变形进行约束。2.2 特殊地质构造引起的坍方2.2.1地质构造组合不利当地下洞室通过褶皱构造、断层和节理裂隙发育地带,或在岩层与土层交界处穿越,围岩被分割成中厚层块状结构,层块间多夹有软弱夹层,在爆破震动作用下,往往发生坍方掉块现象,特别当洞室轴线与岩层走向夹角较小时,更容易发生较大的坍方事故,这种小规模的坍掉往往来得突然,危害较大。坍掉部位主要与构造面走向有关,当构造面走向与洞室轴线基本一致且岩层倾角较大时坍方往往发生在拱顶,倾角较大时发生在拱顶和岩层倾向洞室边墙一侧,若多个构造面
4、交汇则拱顶和边墙均可发生。2.2.2断层带在较大断层或断层带附近或数条断层交汇处,由于断层附近岩体松散破碎,风化严重,断层中又多夹有断层泥等充填物,因此在断层中开挖洞室很容易发生较大坍方,塌落拱形状多受断裂构造面控制。2.2.3地下涌水洞室掘进过程中,若前方有较大的富水断层,施工中突然被打穿或接近断层时,具有一定水头压力的地下水向洞室集中涌出,将断层中的破碎岩体和充填物冲刷掏空,引起断层坍方。2.2.4岩爆在有地应力(构造应力)的围岩中开挖洞室,洞室形成后围岩失去约束,应力被突然释放,将岩石从围岩中弹出。以上各种因素都不是独立存在的,往往都是多种并存,如在褶皱地带经常出现断层、破碎带,而断层、
5、破碎带一般又是地下水富集的地方,因此应予综合分析。3 坍方的预防措施3.1 管理措施3.1.1提高管理者素质引起洞室开挖坍方的原因虽然很多,但一些人为的原因只要加强管理是可以克服的。笔者就多年的现场感观认为,首先应提高管理者的技术素质,因为在一些工期压力较大的工点,忽视方案研讨、物质储备、岗前培训,片面强调施工进度要求,一旦发生坍方事故,又更加剧了工期压力,这是十分不可取的。3.1.2加强分包队伍管理在企业走向市场化的今天,现场管理主要以分包和劳务合作为主,这些合作队伍主要以个人所有制存在,以追求最大的经济效益为目的,信誉较差,而我们自身的管理体制又有待完善,往往存在以包代管,包后不管的现象,
6、给分包队伍偷工减料提供了方便。特别在洞室防坍支护结构的施工中,往往存在侥幸心理,不按设计施作,而管理者却视而不见,作多作少按设计数量验工,甚至不作也验工。这是洞室支护质量存在问题的关键所在,势必造成坍方事故发生。因此加强对自身队伍的约束和对民工队伍的管理十分重要。3.2 技术措施3.2.1勤于观测在地下洞室施工中,加强现场观察是防止洞室坍方的重要手段,在施工中应设专职地质工程师,随时观察工程地质和水文地质的变化情况。特别在围岩风化程度加剧、强度降低、节理走向趋于一致,风钻供水沿节理裂隙漏走、反溢量少,裂隙水突然增多、变化异常、位置不确定,预示前方有断层或特殊情况存在,应做好相应的准备工作。在结
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