七、隧道与地下工程设计与施工100问 NB
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隧道穿越溶洞的施工处理技术有哪些? !(]dz~sM
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答:“ 根据以往的施工经验,对溶洞段需采用物探与钻探相结合的超前地质预报预测原则。即:用物探大范围探测发现目标、排除疑点,再用钻探验证确认,然后对症采取措施,主要处理技术有以下几点。 `zzKD2y
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1.地质超前预测预报技术。 NrJ_6sjF0g
溶洞段宜采用跨孔CT地层监测、瑞雷波、地质雷达预报系统与地质钻探相互验证的勘察方法,对溶洞的深度、大小与隧道的关系,以及地下水情况进行勘察。 *L;pc g8{
(1)地面勘探方法 1ntkM?
CT地质预报的基本原理与医学CT技术原理一样。通过在溶洞段近距离地布置钻孔实现孔间密集对穿,对测试剖面范围内的地质体进行直观的三维图像描述,准确了解溶洞段地质情况。瑞雷波监测仪(SM98-12A)是一种利用瑞雷波的运动学特征和动力学特征来进行工程地质勘察的 YD='M.n\
物探方法。针对本工程溶洞段,使用瑞雷波监测仪主要来确定溶洞的位置和大小以及溶洞充填物的性 !V]MLA`
质,为溶洞充填介质的选择提供科学依据。地质雷达(LTD-10型)勘察特别适用于地质界面以及裂隙和溶洞的形状、大小勘测。针对本工程,用于勘测溶洞形状以及溶洞与隧道的关系。对溶洞嫌疑段用上述3种物理勘探方法进行探测后将探测结果相互验证,初步判断溶洞的位置、范围、大小及充填状况;然后应用红外探水技术探测岩溶区域的含水构造及地下水情况;最后在探测有溶洞和溶蚀空洞的地方加密布置地质钻孔(按5 m×5m梅花形布孔,直径为110 mm,钻孔深度达到隧道底板下约13 m),进行地质钻探,直接揭示岩层的地质特征。必要时可取芯检查,做水压和涌水量测试,进一步查清和准确了解溶洞的具体位置、大小、范围、充填物性质及地下水情况。 k$-~_^4m
(2)洞内勘探方法。 $D/bU lFx
进入溶洞段施工前,利用超前钻探孔进行超前钻探,对盾构前方的溶洞状况进行探测。每次钻探20 m长,每两次钻探搭接2 m。此方法的缺点是作业不方便,速度慢,影响施工进度。 \n*7#aX/
(3)地质综合分析技术 TI[UX16Tz1
组织专家研讨,对各种预测手段收集到的地质信息进行综合分析和判断,选取盾构掘进参数以及制定有针对性的施工前预处理措施。 U!\2K~
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2.溶洞的施工处理技术 ,bVS.A'o
依据超前地质预报的成果,以岩溶的状况和性质将其分为溶缝、溶槽、溶管和溶洞。大量的施工经验表明,岩溶隧道施工成败的关键是岩溶水的处理。对付岩溶水的方法,无外乎排、堵两种方案或其合。对于有承压水的溶洞区域,直接封堵会十分困难,应采用“先引后堵,排堵结合”的施工原则。溶洞区域有流动水但水压在1.0 MPa以下,可布置降水井减压,同时注意监测周围环境,然后注浆封堵突水通道如溶洞区域有流动水,且水压超过1.0 MPa,则要摸清水流路径流向,利用明挖竖井在隧道范围外适当部位设置过水通道进行引排处理,然后回填注浆固结。当溶洞区域地下水压≤0.5 MPa时,应以“封堵加固,综合治理”为施工原则,采用超前帷幕预注浆直接封堵突水通道。溶洞分类施工处理方法见表1。 oWx_O-_._
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表1 溶洞施工处理表 R7B,Q(q2-
序号 溶洞类型及状况 处理措施 fZ6 fV=HEF
1 无水和地下水小、充填较密实、小溶洞 利用勘探孔,采用袖阀管注单液水泥浆 :e&n.i^
2 有流动水、充填情况不密实的小溶洞 利用勘探孔,采用袖阀管注水泥-水玻璃双液浆 .mT#%ex
3 有流动水、充填情况不密实的小溶洞 在勘探孔周边加设1 m×1 m注浆孔,周边采用注双液浆,中间孔注单液水泥浆 ;N$ 0)2w
4 无水和地下水小、充填不密实、大溶洞 在勘探孔周边加设1 m×1 m注浆孔,利用注浆孔向洞内填砂,然后周边孔采用双液浆,中间孔注单液水泥浆 txml*/zL
5 流水较大、充填物较少的大溶洞或地下暗河 在溶洞上面,从地表向下挖竖井,利用竖井充填砼,并进行注浆充填的办法回填 &8Jg9#
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(注:高度小于2 m、范围小于5 m的为小溶洞,其它为大溶洞。)