隧道工程施工安全风险控制技术课件.ppt

1、图1：隧道围岩应力再分布和支护抗力之间的关系示意图图图2.不稳定平衡不稳定平衡 图图3.稳定平衡稳定平衡 图图 5 围岩与支护共同作用图围岩与支护共同作用图 围岩类别两车道隧道三车道隧道围岩类别两车道隧道三车道隧道IIV508080120II1050V80120100150III20505080VI现场量测确定预留变形量（预留变形量（mm）表1.注：围岩破碎取大值，围岩完整取小值。n（1）自承能力好的完整围岩n三、特殊环境隧道开挖问题三、特殊环境隧道开挖问题隧道中线二次衬砌一次柔性支护一次刚性支护 2 0 1 0一 次 柔 性 支 护二 次 刚 性 支 护已 做 仰 拱 或 二 衬n2、整体稳

2、定性较好围岩P0-原 岩 压 力ABCDIIIIIIIVuP I -刚 性 支 护 II-一 次 锚 喷 支 护III-初 喷、二 次 锚 喷 支 护 IV-模 注 支 护形 变 压 力 区松 散 压 力 区u=f（P1）C45B21A(1)(2)(3)D 3项目CD法双侧壁导坑法CRD法工法的安全性较安全安全安全施工技术难度较高高高施工机械类型中、小型小型小型施工工序较多多多工程造价较高高高掌子面的稳定性较好好好地表沉陷较小小小周边收敛控制较好好好适用范围地质条件较差、安全要求高跨度大、安全要求高地质条件差、安全要求高 几种工法优缺点比较几种工法优缺点比较 表表212112321321施工方

3、法示意图重要指标比较适用条件沉降工期防水初支拆除量造价全断面法、级硬岩地层，浅埋、偏压、洞口段不适宜。一般最短好无低正台阶法级软围岩偏弱和级围岩。一般短好无低上台阶临时封闭正台阶法IV级围岩偏弱和级围岩；浅埋、偏压、洞口段。一般短好小低正台阶环形开挖法级软岩及V级围岩，浅埋、偏压、洞口段。一般短好无低单侧壁导坑正台阶法围岩压力大、产状平缓、松软或不稳定含水地层；较大较短好小低346521231CD工法适用于级围岩；浅埋、偏压、洞口段。较大较短好小偏高CRD工法组分复杂的级围岩及软塑状粘性土、粉细砂组成的级围岩。较小长好大高双侧壁导坑法（眼睛工法）级围岩，浅埋、偏压、洞口段以及充填性溶洞等地质条

4、件。大长效果差大高中洞法小洞室，连续使用可扩成大洞室。小长效果差大较高偏洞法小洞室，连续使用可扩成大洞室。大长效果差大高类类 别别地层地层可能破坏模式可能破坏模式处理对策处理对策(辅助工法辅助工法)石质石质隧道隧道软弱地层拱顶崩坍管棚注浆、超前小导管注浆、钢插板法等。开挖面失稳环形开挖、开挖面倾斜、喷砼封闭、开挖面锚栓、临时仰拱、地层改良(注水泥浆或化学浆)。沉降或挤压变形地层改良、扩大基脚、锁脚锚杆或锁脚锚管、纵向联梁、微形基桩、加厚砼喷层、补强锚杆(加长或加密)、重型钢肋、临时仰拱、加强支撑(双层支撑或外加支撑)、反压法、构件支撑法等。断层破碎带拱顶崩坍同软弱地层开挖面失稳同软弱地层沉降或

5、挤压变形同软弱地层涌水现象钻孔排水或导坑排水、深井抽水、止水注浆(包括水玻璃系、树脂注浆)卵卵砾砾石石地地 层层隧隧道道卵砾石地层拱顶崩坍管棚注浆、超前小导管注浆等。开挖面失稳环形开挖留核心土、开挖面倾斜、喷砼封闭、临时仰拱、地层改良(水泥浆或化学浆)等。渗(涌)水现象钻孔排水、深井抽水、止水注浆(包括水泥浆或化学浆)、强制排放。砂、泥地层拱顶崩坍管棚注浆、超前小导管注浆、钢插板法等。开挖面滑坍侧壁崩坍环形开挖留核心土、开挖面倾斜、喷砼封闭、临时仰拱、反压法、地层改良(水泥浆或化学浆)等。渗(涌)水现象水平旋喷桩加固其它同卵砾石地层沉降或挤压变形地层改良(包括注超微细水泥浆)、扩大基脚、锁脚锚

6、杆或锁脚锚管、纵向联梁、微形基桩、加厚砼喷层(包括喷钢纤维砼)、补强锚杆(加长或加密)、重形钢肋、临时仰拱、加强支撑(双层支撑或外加支撑)、反压法、构件支撑法等。约束条件约束条件空间空间时间时间行为行为施工安全施工安全效率效率级别状态渗水量1干燥或湿润102偶有渗水1025w3经常渗水25125级别123Rc/max4或47或注：围岩岩体为较破碎的极硬岩、较完整的硬岩时，定为级；围岩岩体为完整的较软岩、较完整的软硬互层时，定为级；围岩岩体为破碎的极硬岩、较破碎及破碎的硬岩时，定为级；围岩岩体为完整及较完整软岩、较完整及较破碎的较软岩时，定为级。涌水冲毁洞口场地及设施 半充填溶洞隧道岩溶裂隙水发

7、育 涌水后暗河段初期支护被挤垮 齐岳山隧道溶洞钻孔装药起爆采集 450460470480490500510520530-30-20-10-30-20-10(m)(m)瞬变电磁法电阻率成果图 510152025303540455055606570758085909510001234比例：X方向1：350；Y方向1：150DK1911+703.7-601.7M大 瑶 山 一 号 隧 道 二 工 区 横 洞（右 侧）直 流 电 法 超 前 探 测 图图1图 例低阻异常测点高阻A1A3 A26M24M图22号异常 成果资料分析说明：1)测量供电电极A1、A2、A3间距为4m，A1距迎头约1m，接收电极

8、M、N间距为4m；图1为超前探测剖面图，图2为超前探测结果图。2）掘进头前方探测区段内存在3处视电阻率异常，电阻异常区段位于掘进头前方24-39m、50-64m和85-94m附近。3）根据地质情况和岩性变化分析，1号异常区为地质构造带，无水，2号异常区为含水构造带，富水性强，3号异常区为破碎带，弱水。4)2008年4月14日上午11时下午14时进行井下电法超前探测，经室内资料处理提交探测成果。50M85M1号异常3号异常掘进工作面A1A3A2MNBAMNB操作台研制的数字摄影经纬仪洞室影像获取h隧道中线测站1测站2测站3测站4测站测站测站测站站间距.2(/2)拍摄洞宽大瑶山隧道三工区正洞DK1

9、917+306352.6地质编录展示图F30F30高程间距（m）e1：N 22W/NE62e1：N 0E/E52e1：N 2E/SE48e1：N 14W/NE50中等：/NE62N 23W/SW49中等：N11E/NW89N 59W/SW59马颜啟审核编录摄影杨毅干昆蓉中铁隧道集团有限公司武广客运专线 SD标项目部位置探测设备/工具型号数量用途参考价格地表GPSMAP761三维坐标定位5000CCD数码测量系统研制成果1测绘12万（6万）超声波自记式水位计CMC-2若干水位监测1万/套地表、洞内测氡仪及水中氡测量附件RAD-71地下水流速、流向、流量及连通性量测新型便携式多参数测试仪Multi

10、 350i1地下水离子检测60001万洞内CCD地质编录系统研制成果1洞内地质编录12万多功能隧道地质预报仪TSP2003Plus/TGP121地震探测70150万直流电法仪YDZ32（A）或改良型1电法探测超前钻探1钻孔探测钻孔透射法1电磁/地震探测n现场监控量测贯穿隧道施工的全过程。隧道施工技术规范规定：采用复合式衬砌的隧道，必须将现场监控量测项目列入施工组织设计，制定监控量测计划，并在施工中认真实施。监控量测是隧道在施工过程中，对围岩和支护体系的稳定状态进行监测，为初期支护和二次衬砌设计参数的调整提供依据，是优化施工方案、指导施工程序、确保施工安全的重要手段，在隧道施工过程中必须作为一个

11、独立工序进行管理。1.准准 备备 工工 作作2.确定埋设断面确定埋设断面3.测点埋设测点埋设4.数据采集数据采集5.数据整理分析数据整理分析6.反馈设计施工反馈设计施工监监 控控 量量 测测 项项 目目地地质质条条件件和和支支护护状状况况的的测测量量周周边边位位移移量量测测拱拱顶顶下下沉沉量量测测地地表表沉沉降降量量测测锚锚杆杆轴轴力力量量测测围围岩岩内内部部位位移移量量测测衬衬砌砌应应力力量量测测围围岩岩压压力力及及层层间间支支护护压压力力量量测测钢钢支支撑撑应应力力量量测测围围岩岩弹弹性性波波测测试试选选 测测 项项 目目必必 测测 项项 目目五、量测工作图解五、量测工作图解1、必测项目沉

12、降量测 必测项目位移量测 2、选测项目量测计划、选测项目量测计划 分离式隧道分离式隧道双连拱隧道双连拱隧道深圳站南并线段隧道左侧导坑拱部沉降曲线图深圳站南暗挖隧道右侧导坑断面收敛时程曲线图深圳站南地表建(构)筑物沉降曲线图2、岩溶作用结果形成地下和地表的各种奇特的地貌现象；地表岩溶有：石牙、溶沟、石林、岩溶漏斗、峰林、峰丛、溶蚀洼地、孤峰与岩溶平原、盲谷、断头河、落水洞等。地下岩溶主要是溶洞和地下暗河。形成特殊的水文地质现象。n3、作用机理n岩溶形成过程中溶蚀作用的机理十分复杂。有地下水和地表水的溶蚀和沉淀、地表水的侵蚀、剥蚀和堆积，地下洞穴高压空气的冲爆和低压空气的吸蚀。地下水的机械潜蚀，冲

13、蚀与堆积。地下洞穴的重力崩塌，坍塌与堆积等。其中主要为地表及地下水的溶蚀作用。从工程地质上讲以地下水对碳酸岩溶蚀作用为主。超前地质预报突出性判断制定方案：针对性处理置换方式加固方式控 释制 能排 降放 压封堵隔断方式管道连通方式桥梁跨越方式绕行方式否是突出判断标准开挖爆破后对围岩进行地质观察进入下一循环作业正常确认不需处理出现溶洞报告现场地质监理确需处理，报告业主、设计代表对溶洞进行勘察，确定溶洞规模溶洞规模较大，设计方案不适用共同研究，确定处治方案形成会议纪要，业主发变更设计委托书设计单位绘制变更设计图溶洞处治施工施工单位施工准备溶洞规模小设计方案适用确定采用的方案溶洞处理完毕施工单位施工准

14、备现场确认形成会议纪要溶洞处理完毕l1.0m22药卷锚杆，L=250cm约1.21.2m,深入岩体1.0mC10混凝土回填衬砌中线l2.0m1.5m1.5m100HKPE管间距2m一处衬砌中线M7.5号浆砌片石100HKPE管间距2m一处M7.5号浆砌片石衬砌中线225505022药卷锚杆，L=250cm约1.21.2m,深入岩体1.0m42超前注浆小导管L=500cm，环向间距30cm22药卷锚杆，L=250cm约1.21.2m沙袋堆填C25混凝土浇筑护拱防护22钢筋网（2020cm）100HKPE管间距2m一处衬砌中线衬砌中线C25混凝土80707010050cmC25钢筋砼梁衬砌中线侧沟泄水孔浆砌片石溶洞水泄水孔C25钢筋砼梁C25混凝土C25钢筋砼面板衬砌中线泄水孔