不良地质处理范文（精选12篇）
不良地质处理 第1篇
项目区不良地质主要是进口段的F2深大断裂带, 高地应力下的软质岩大变形、涌突水及浅埋偏压等。这些不良地质段会对洞室安全造成严重影响, 因而必须对这些不良地质段进行处理, 制定合理的处理措施, 选择适宜的施工方案及方法。
1不良地质情况
1.1 F2深大断裂带
深大断裂F2位于项目区六盘山东麓。该断层大致沿黑城、中河、和商铺、顿家川和泾源一线发育, 向南延伸到甘肃陇县, 长120公里, 为逆断层。该断层燕山期已形成, 喜山期至今尚有强烈活动, 在和商铺和东山坡、顿家川等地断层上盘下白垩系局部形成牵引褶皱, 并伴有次级断裂发育。该断层位于六盘山主峰东侧, 进口离断层带较近, 约300m, 对路线有一定影响。
1.2高地应力下的软岩大变形
本项目六盘山隧道穿越地层岩性主要以中风化粉砂质泥岩为主, 岩石风化不均, 风化层厚度变化大, 且这些段落埋深较大, 岩质属较硬———较软岩, 加之区内存在高地应力现象, 因此隧道深部软质岩 (中风化粉砂质泥岩) 存在大变形的可能。
1.3涌突水
六盘山隧道穿越褶皱构造, 层状砂岩岩体裂隙发育, 在断层破碎带和赋水段, 有突发性涌水的可能, 特别是在K12-K13附近经过将台水库及清凉水库, 这两座水库为隆德县饮用水源, 将台水库位于清凉水库上源, 为清凉水库上游的拦淤水库, 距隧道轴线约550m, 坝顶标高2368m, 对应处隧道设计高程2178m, 高差约170m;清凉水库距隧道轴线约700m, 坝顶标高2270m, 对应处的隧道设计高程2213m, 高差约57m。如果在施工时控制不好, 有发生局部涌水的可能。
2 处理措施
2.1 F2深大断裂带
1) 按新奥法原理组织施工, 严格遵守“短进尺、若爆破、少扰动、紧封闭、强支护、勤量测”的施工原则, 确保围岩稳定;2) 加强超前钻探及地质预报工作, 依据资料及时调整施工方案, 拟定适宜的开挖、支护方案, 确保施工安全;3) 严格按照设计要求, 采取超前锚杆、超前小导管预注浆等措施进行支护, 严格遵守先护后挖的施工方法;4) 开挖完成后, 及时的按设计要求施作锚杆、钢架、钢筋网及喷射混凝土等措施, 以保证洞室的稳定;5) 加强监控量测, 及时反馈监控信息, 调整支护参数。并依据现场情况尽快安排二次衬砌的施工。
2.2 软质岩大变形段
1) 依据工程的地质情况及施工单位的生产组织能力, 按照分部开挖、及时支护、及时封闭的原则拟定可靠的施工方案。采用台阶法开挖, 尽量减少对围岩的扰动。快速封闭围岩, 及时改善支护结构的受力状态, 控制围岩的变形;2) 大变形段的隧道洞壁位移量较大, 在施工中应根据实际情况加大预留变形量, 以避免变形大造成侵限。3) 由于围岩的变形大, 喷层容易破坏, 采取分层喷射施工, 既可以保持支护的柔性, 又可以保持喷层的完整性;4) 严格按设计要求进行锚杆的安装, 加固塑性区围岩, 确保洞内稳定;5) 为限制初期支护的变形量不致于过大, 应根据现场情况及监控量测数据尽快施作二次衬砌, 使二次衬砌的模注混凝土与初期支护共同承受围岩压力。
2.3 涌突水段
1) 加强地质预报工作, 如果地址超前钻孔中水量很大, 或TSP、地质雷达波速异常, 以及根据施工掌子面判断前方含水量增大时, 则有发生施工涌水的可能;如果有可能发生涌水, 则应先判断涌水的补给来源, 再根据水量补给情况确定是先排水, 再注浆加固隧道周壁, 还是直接注浆加固隧道周壁堵水的处理方案, 并加强此段隧道初期支护的强度。
2) 依据预报的情况, 可采取掌子面全断面超前预注浆、开挖后小导管径向注浆及加强洞内排水等措施加固围岩、封堵裂隙。
3) 依据洞内实际情况, 制定涌突水风险应急预案, 预防安全事故的发生, 避免安全事故及减少财产损失。
4) 涌突水段等级划分:
3 坍塌的预防及处理
隧道工程的施工过程中存在坍塌的可能, 坍塌主要是由于地质原因、设计不当及施工方法错误等原因引起。
1) 严格按新奥法组织施工, 尽量减少围岩的扰动, 采用光面爆破技术, 尽量保证开挖面的圆顺, 减少应力集中;
2) 加强现场环境、围岩状态等信息的收集工作, 及时掌握现场的突发情况。如洞内有异响、掉块等现象时或初期支护、围岩上产生裂缝等情况发生时, 就会产生塌方, 应立即撤离施工人员;
3) 加强现场的监控量测, 监控量测显示开挖后初期支护长时间变形不能收敛, 则应立即停止施工, 通知人员撤离, 再采取加强支护的措施, 确保洞内不因围岩变形过大而产生塌方。
4) 制定应急处置预案并储备足够的应急物资, 最大程度的减少人员伤亡及经济财产损失。
5) 如果发生塌方, 先要调查塌方的情况及分析塌方产生的原因, 加强塌方相邻段的支护, 以控制塌方的蔓延, 再采取相应的处置措施。
参考文献
[1]关宝树.隧道工程施工要点集.人民交通出版社, 2004.
不良地质处理 第2篇
地质地段的处理
一、2007年10月1日，隧道K644+511~ K644+508出现塌方
1、地质描述
K644+511~K644+508段洞身围岩为强风化泥页岩夹砂岩，岩体裂隙发育且破碎，渗水较大，水主要从拱顶、右侧拱腰、掌子面中部和上部渗出。
2、塌腔范围描述
拱背塌腔最高3m，环向长度12.5m，纵向长度3m，塌腔由高变低，由宽变窄。
3、处理方案
为保证施工安全，经业主、设计、监理、施工单位现场讨论确定：按照设计C5-1方式支护（安装间距为50cm的I18工字钢，50cm×120cm的Ø25mm中空锚杆，24cm的C20喷射砼等），钢拱架安装到掌子面，并封闭钢拱架端部，在拱顶和拱腰各埋两根直径为50mm的泄水管。初期支护施工完后进行塌腔回填，采用M30水泥浆（1:1）或M30水泥砂浆灌注填充，塌方量根据回填量计算。
4、塌方充填量
采用充填水泥浆69.6T（92.06m3）。
5、处理时间
2007年10月1日~2007年10月8日，共8天。
二、2007年10月9日，隧道K644+ 506~K644+508出现塌方
1、地质描述
K644+506~K644+508段洞身围岩为强风化泥页岩、粉砂岩，岩体裂隙发育且破碎，渗水较大，拱顶、拱腰以及掌子面中部、左上部出现渗水。
2、塌腔范围描述
拱背塌腔最高4.5m，环向长度15.8m，纵向长度2m，塌腔由高变低，由宽变窄。
3、处理方案
为保证施工安全，经业主、设计、监理、施工单位现场讨论确定：喷10cm厚的C20喷射砼封闭围岩，掌子面喷10cm厚的C20喷射砼进行封闭，及时按照设计C5-1方式支护（安装间距为40cm的I18工字钢，50cm×120cm的Ø25mm中空锚杆，24cm的C20喷射砼等），钢拱架安装到掌子面，并封闭钢拱架端部，在拱顶和拱腰各埋1根直径为50mm的泄水管。初期支护施工完后进行塌腔回填，采用C25泵送砼填充，塌方量根据回填量计算。
4、塌方充填量
采用充填C25泵送砼105 m3。
5、处理时间
2007年10月9日~2007年10月15日，共6天。
三、2007年11月1日，隧道K644+461~ K644+ 452出现塌方
1、地质描述
K644+461~K644+452段洞身围岩为强～弱风化泥岩夹砂岩，岩 体极破碎且松散，裂隙发育，在开挖过程中出现塌方现象，在施工过程中，该段洞顶及掌子面出现掉块、塌方等现象，塌方桩号已延伸到K644+449，掌子面上部出现涌水现象，拱顶、右侧拱腰、掌子面中部和上部出现渗水，最大流量达146m3/S。
2、塌腔范围描述
拱背塌腔最大塌方高度在10m以上，环向长度16.5m，纵向长度12m，塌腔由高变低。
3、处理方案
为保证施工安全，经业主、设计、监理、施工单位现场讨论确定：
（1）加强初期支护，将钢拱架调整成间距为20cm的双层钢拱架，钢拱架半径按照C5-1施工，联结两钢拱架的联结筋间距调整为40cm，局部钢筋网片调整为4层，系统中空锚杆按照钢拱架间距加强支护，间距为20cm（纵向）×60cm（环向），每榀钢拱架的锁脚锚杆按照原设计施工。
（2）因塌方严重，每安装好两榀或三榀钢拱架必须及时进行喷射砼施工，施工完第一层后及时施工第二层钢拱架，待拱架靠拢掌子面后进行锚杆施工。掌子面必须采用C20喷射砼封闭，封闭厚度根据实际施工情况由施工单位和监理确定，但不小于10cm。（3）拱背回填采用C25泵送砼充填，因初期支护较薄，塌方较高，充填砼较厚，充填的砼落差较高，经多方面考虑，为了保证充填砼的过程中钢拱架不出现变形、喷射砼不出现开裂现象，必须在充填泵送砼前在拱背喷1m后的C20喷射砼作缓冲层。在施工初期支护过程中根据实际施工情况预埋填充层喷射砼和泵送砼管子以及排 3 水管（根据出水位置埋直径为50mm或100mm的排水管）。泵送砼分层充填，施工过程中根据实际情况确定，并做好监控测量。（4）因掌子面岩层松散，水较大，掌子面仍有塌方现象，该段塌方洞身按照上述方案施工，实际发生的工程量由监理根据实际施工情况确定。
4、塌方充填量 充填C25泵送砼825m3;
5、处理时间
2007年11月1日~2007年11月23日，共23天。
四、2008年5月17日，隧道K644+090~ K644+085出现塌方
1、地质描述
K644+090~K644+085段洞身围岩为强风化泥页岩、粉砂岩，岩体裂隙发育且破碎，渗水较大，拱顶、拱腰以及掌子面中部、左上部出现渗水。
2、塌腔范围描述
拱背塌腔最高8.5m，环向长度19.2m，纵向长度5m，塌腔由高变低，由宽变窄。
3、处理方案
为保证施工安全，经业主、设计、监理、施工单位现场讨论确定：（1）加强初期支护，将钢拱架调整成间距为50cm的双层钢拱架，钢拱架半径按照C7-1施工，系统中空锚杆间距为50cm（纵向）×100cm（环向），每榀钢拱架的锁脚锚杆按照原设计施工。（2）拱背回填采用C25泵送砼充填，因初期支护较薄，塌方较高，充填砼较厚，充填的砼落差较高，经多方面考虑，为了保证充填 砼的过程中钢拱架不出现变形、喷射砼不出现开裂现象，必须在充填泵送砼前在拱背喷0.5m后的C20喷射砼作缓冲层。在施工初期支护过程中根据实际施工情况预埋填充层喷射砼和泵送砼管子。泵送砼分层充填，施工过程中根据实际情况确定，并做好监控测量。
4、塌方充填量
采用充填C25泵送砼450 m3。
5、处理时间
中寨隧道不良地质及处理措施论述 第3篇
摘要：中寨隧道是六枝至六盘水高速公路中的一条中长隧道，全长700多m。施工中碰到的不良地质主要有：进口端为粘土夹块石堆积土；隧道中段有约70m全断面高含水黄粘土；出口段为煤系地层顺层。根据出现的不良地质问题，建设、设计、咨询、监理、施工多次现场勘查并采用必要的处理措施，保证隧道施工安全并顺利贯通。
关键词：中寨隧道；不良地质；堆积体；黄粘土；煤系地层；偏压
中寨隧道位于贵州省六盘水至镇宁高速公路六盘水至六枝段第3合同段，为分离式隧道，其中左线里程ZK68+422～ZK69+160，全长738m，；右线里程YK68+440～YK69+200，全长760m。
辖区地层岩性：根据钻探、物探及地质调绘，地层岩性由新至老为第四系全新统坡残积（Q4dl+el）粉质黏土、角砾、碎石，二叠系下统梁山组（P1l）砂岩、砂岩夹薄层砂质泥岩、页岩，石炭系上统马平群（C3mp）灰岩。第四系土层主要为全新统坡残积粉质黏土、角砾、碎石，主要分布于隧道进、出洞口斜面坡地带及洞身地表，其结构特征如下：
粉质黏土（Q4dl+el）：灰褐色，黄褐色，可塑，含约3%角砾，粒径2-10mm，分布不均匀。该层土进口段于石槽内、石芽之间星点状、片状、带状不连续分布，上部常见植物根分布，层厚0.5～1.0m，洞身地表及出口段连续分布。
角砾（Q4dl+el）：黄褐色，中密，稍湿，母岩成份为灰岩，粒径2-20mm，尖棱状，含量约55%，粉质黏土充填，分布不均。该层土进口段与石槽、石芽之间呈点状、片状、带状不连续分布，厚度不均，层厚1.0～6.1m。
碎石（Q4dl+el）：黄褐色，稍密，稍湿，母岩成份为砂岩，粒径20-60mm，尖棱状，含量约60%，粘性土充填，分布不均。该层土出口段连续分布，厚度不均，层厚1.0～3.5m。
基岩为二叠系下统梁山组（P1l）砂岩、砂岩夹薄层砂质泥岩、页岩和石炭系上统马平群（C3mp）灰岩，依据其岩石风化、节理裂隙发育程度及强度差异划分为中风化一个风化岩带：
中风化砂岩夹砂质泥岩、页岩（P1l），呈层状连续分布，砂质结构，中厚层构造，节理裂隙发育，呈放射状，隙面见褐黄色～褐红色铁质浸染，岩质较硬，岩体较完整。
中风化灰岩（C3mp），呈层状连续分布，隐晶质结构，中厚层构造，节理裂隙较发育，隙面见褐黄色～褐红色铁质浸染，岩质较硬，岩体较完整。
由地层岩性可判断，隧道辖区工程地质条件极差。在施工中主要存在以下不良地质现象及处理措施：
1、进口段粘土夹块石堆积土
该不良地质对洞口段造成的工程危害主要为：边仰坡滑坡、隧道在开挖时容易造成冒顶式塌方，存在重大的安全和质量隐患。该隧道在施工完大管棚和套拱后，发现设计仰坡外50m自然坡面出现5～20 cm裂缝，并有局部坍陷；同时混凝土套拱也出现裂纹。这种情况说明隧道边仰坡已经处于失稳状态。针对出现的不良地质现象，决定对该段坡面实施地面小导管高压预注浆处理，以提高围岩强度，改善隧道成拱的作用；洞内采用CD法施工，以控制初支的变形和围岩的稳定。
注浆实施方案：注浆材料采用水泥单液浆和水泥水玻璃双液浆两种，即外围周边孔采用双液浆，内部采用水泥单液浆。当内部的地下水丰富，地下水活动较强，吸浆量大，注浆压力不上升的情况下内外均采用双液浆。为了选择适合广福隧道地表注浆的最佳浆液配合比，对各配合比的浆液性能作几组有代表性的现场试验，重点比较其凝结时间、抗拉强度及抗折强度。根据试验结果及设备所能达到的要求，决定单浆液水灰比为0.5︰1，双浆液水灰比为0.8︰1，而水玻璃和水泥的质量比为3︰20。注浆范围可根据地质情况、地下水压力大小和隧道施工方法等因素综合确定。一般来说，注浆加固半径为隧道开挖半径的2～3倍，当地下水压力过大或在水下施工时，应为隧道开挖半径的4～6倍。本次地表注浆加固的竖向范围为开挖轮廓拱顶以上8m至仰拱底以下2m；横向范围为开挖轮廓以外3.8m。注浆孔布设根据注浆试验确定注浆的扩散半径为1.5m，并通过现场对注浆压力、注浆时，先行钻孔，钻孔孔径为91mm；之后在钻孔内放入42mm的钢管，钢管下半段钻设孔径φ10mm间距40mm呈梅花型布置的花孔；最后通过钢管向围岩注浆。注浆压力是给予浆液在土层中渗透、扩散、劈裂及压实的能量，其大小决定着注浆效果的好坏和费用的高低。注浆次序在设计注浆孔的排列时，一般原则是从外围进行围、堵、截，内部进行填、压，以获得良好的注浆效果。本段注浆顺序为：整体注浆时先外围后内部，并采取隔孔注浆方式；分段注浆先注沟侧周边孔，后注山侧周边孔。每孔又采取分节注浆的方式，每次注浆结束后及时清孔，以便保证下次顺利压注。注浆结束标准以注浆终压和注浆量进行综合判定。
2、全断面高含水粘土：在施工过程中由于围岩含水量激增，使其自稳能力大减，造成拱顶上部地表下沉，山体开裂，使已做好的拱部初期支护变形、开裂、下沉，使施工受阻。对YK68+920～YK68+955.7段已变形初支采取处理措施，采取打φ108的钢管桩，拱圈基础位置钢管桩加密，初期支护以下增设每个为2m宽的临时钢筋混凝土套拱，每个套拱之间距离按3m进行设置，减少变形，逐级拆换已变形的初期支护。对未开挖段，严格按照微台阶法施工，台阶不宜超过5m，初期支护必须早封闭；要认真加固拱脚，保证拱脚位于原状土上，拱脚所加临时长钢垫板；边墙马口跳槽开挖必须单侧落底或双侧交错落底，避免上部断面两侧拱脚同时悬空；落底长度应视围岩状况而定，一般采用1m～3m，并不得大于6m；仰拱开挖前，宜架设临时横撑顶紧两侧墙脚，防止边墙内挤，待仰拱混凝土达到混凝土强度70%才能拆除；量测工作必须及时，以观察拱顶、拱脚和边墙中部的位移值，当发现速率增大时，应立即浇筑二次衬砌，或先行构件支顶；当围岩压力极大，其变形速率难以收敛时，可先修筑临时仰拱，并考虑采用其它开挖方法。设计变更和施工方案修改后，施工速度达到正常的月进尺。根据隧道周边位移的量测结果，变形基本控制在1cm之间。表明结构是稳定的，应用该方法顺利的通过了前方软弱围岩地段。
3、出口段煤系地层夹软弱薄层顺层：该隧道左洞出口端ZK69+150～ZK69+160段明洞套拱已基本施工完毕，ZK69+111～ZK69+150段暗洞已施工，出口端挖方路基已基本开挖至设计标高。2014年8月30日上午，出口端左洞边仰坡出现坍塌，已施工好的明洞、套拱均被破坏，已开挖好的洞身被掩埋，洞身上方出现裂缝，缝宽最宽处约80cm。根据调查结合本段地质勘察资料分析，该段边坡经工程切坡后，坡度变陡，破坏了原始水、土和植被环境，在大气降雨的作用下，雨水顺坡渗流至层间软弱夹层，顺层坡度25～30?，导致层间结合面抗剪强度降低，从而产生顺层滑动。结合会议意见和现场实际情况对本段进行处治设计，具体设计方案如下：
1、对隧道左洞及左洞出口处路基段采用回填反压处理，控制坡体变形进一步发展。
2、与ZK69+135～ZK69+189段右侧设置抗滑桩支挡，ZK69+145～ZK69+189段抗滑桩截面尺寸2×3m，间距4m布设，桩长13～18m；ZK69+135～ZK69+145段抗滑桩截面尺寸2×2.5m，间距5m布设，桩长20～26m。抗滑桩共布设18根，桩长共441m。ZK69+145～ZK69+189段抗滑桩桩间设置C20片石砼挡土墙。
3、路基段根据现有情况重新进行坡形坡率设计，左侧边坡坡率为1：0.75～1：1.5，坡面采用喷播植草灌防护，右侧原则上尽量不扰动现有滑体，局部位置根据地面线情况适当修坡，坡率设置为1：1.5，坡面采用喷播植草灌防护，坡顶设山坡截水沟，加强排水。
不良地质处理 第4篇
一、公路施工中常见不良地质的种类
1. 崩塌
崩塌是公路施工中常见的地质问题之一。由于岩土结构本身并不是稳定均一的, 存在不同斜度的斜坡, 这些斜坡的力学性质极为不稳定, 在地质活动较为剧烈时很容易发生滑脱。同时在外界自然因素如暴风雨、山洪的影响下, 加上岩土结构自身的重力, 岩土就很容易出现崩塌、滚动等不良情况。岩土的崩塌对于公路施工造成的影响是极为严重的, 不仅影响公路建设周期、质量, 同时也给施工人员的生命安全造成严重的影响。因此, 为了保证公路施工顺利进行, 就需要采取加积极有效的措施以应对崩塌现象。
2. 滑坡
滑坡现象也是当前常见的地质问题之一。当公路周围的土质结构较为疏松, 上面覆盖的植被面积又相对较少时, 在雨水的冲刷以及土体的自身重力的作用下, 一些土体就会出现滑落, 而对于地质问题较为严重的地区甚至会发生大面积的滑坡现象, 不仅给公路建设造成了严重的影响, 同时也对公路正常使用造成不利影响。造成地质滑坡的影响包括外界自然因素以及当地土质条件, 在施工中应该针对这些问题采取相应的措施, 降低滑坡现象的发生频次。
3. 泥石流
泥石流是一种严重的地质灾害现象, 其对于公路施工以及公路使用造成的影响是极为严重的。导致泥石流发生的因素非常多, 主要集中在三个方面, 一是因为公路施工地区土质相对疏松, 力学结构稳定性较差, 土体之间的连接性能较弱;二是公路施工地区植被覆盖面积相对较少, 疏松的土体直接暴露出来, 很容易被水带走;三是各种不良自然环境、气候的影响, 如暴风雨、山洪等。这些因素促使泥石流现象的出现, 而泥石流会使得大量的泥沙、岩石聚集在一起, 对于公路施工造成的影响是极为严重的。
4. 地面塌陷
地面塌陷是指地表岩石、土地因为自然原因或者人为因素造成的向下陷落, 并在地面形成塌陷的现象。地面塌陷对公路造成的伤害极为严重, 修复工作十分困难。由于地面坍塌对于地质结构的破坏具有整体性, 因此其对于公路施工造成的影响是难以估计的。在公路设计中如果路线边坡存在软土层或是破碎层, 而在实际的勘探中却没有及时发现这些不利因素, 那么在水体的冲刷、侵蚀下, 水体就会逐渐渗入到泥土中。软土层以及破碎层自身的排水能力相对较弱, 因此水在土质结构中的含量会逐渐增多, 最终形成地面坍塌。
5. 冻土
在一些特殊的地形区, 会产生一些极其特殊的情况, 例如在高寒气候区就会出现冻土等严重的地质问题。在公路施工的过程中, 冻土可以说是最大的威胁, 而且由于冻土性质的不同, 也会给公路施工带来许多不可控制的现实因素, 例如多年冻土和季节性冻土的不同类型, 就使得公路施工必须要坚持具体情况具体分析, 根据实际变化来提出解决方案。冻土对公路施工的主要威胁表现在, 冻土的状态变化会引起承载能力的变化, 例如, 在冻土保持冻结状态的时候, 它就会因为自身的高强度和低压缩力, 来保持承载的稳定性;但是如果一旦冻土出现融化的现象, 那么它的承载力就会大大降低, 这样一来就会容易造成公路地基出现严重的沉降现象, 不利保持公路施工的稳定性。除此之外, 由于冻土的颗粒与含水量的关系, 也使得冻土在不同状态时的沉降状态不统, 所以冻土问题将是公路施工过程中不可忽视的一个重要地质元素。
二、公路施工中常见不良地质的处理方法
1. 人工加固手段法
人工加固手段法是当前公路施工中应对不良地质情况的重要方法。通过采取相应的措施促进地基沉降, 有效避免公路施工过程中出现地质危害性下沉, 保障公路建设的顺利开展。施工人员通过进行地基加载进行人工加固, 可以有效降低土层间隙的水压, 改善土层之间的结构, 改善土层力学性质。施工人员用不透水的塑料薄膜进行覆盖, 然后对于问题地方进行土质回填, 然后不断加大作用载荷, 反复进行回填作业, 以保证公路地基加固的有效性。对于地质问题较为严重的地方应当将原地方的软土地基换填掉, 改善地基力学结构, 保证公路建设的顺利开展。常见的软土地基置换包括爆炸进行置换、借助填土自重实现加固、人工挖掘置换土壤成分等置换方法。
2. 风险检测法
风险检测法是通过充分利用之前地质勘察收集到的相关数据、信息, 结合施工设计线路以及各种必须的建筑设施图纸及其相关工程技术要求, 充分遵循工程建设的系统原则, 以土层土质钻探测试为综合勘察方法, 再辅助相关的地质条件测绘, 已实现对公路地质情况的风险检测。在工程项目可行性分析阶段, 要求技术人员、勘察人员实地进行施工地区地质地貌调查, 准确把握岩土层力学结构, 认真调查岩石图层、工程地质、地震信息、水温特征等诸要素的信息内容。分析公路设计线路周边的地质水文资料, 从而为公路工程建设的设计提供有效的地质参考资料;查找不良地质的分布和类型、规模、诱因及其不良地质可能造成的危害, 降低这些问题对于工程建设造成的影响;准确把握特殊性岩土的类型和分布的范围、厚度以及性质等内容。
3. 排水设施建设法
排水设施建设法主要有竖向加固技术、排水固结技术等。其中竖向加固技术主要是通过建设竖向排水井, 进而将土层中的大量水体慢慢清除出去, 从而有效降低土壤中的水分含量, 改善土壤的力学性质, 以保证公路建设的顺利进行。竖向排水井技术中常用的方法包括真空预压法、降水预压法、电渗排水法等方法, 这些方法能够有效改善土壤中富含水的状况。在公路工程建设中为了提升地基的结构稳定性, 一般情况下将竖向加固技术与缓速填土法结合起来使用, 这样的使用效果要比使用单一方法要好很多;排水固结技术包括袋装沙井和砂垫层。其中袋装沙井是通过将沙土装入编织袋中, 然后将装有沙土的编织袋填土软土路基中, 以增强路基的力学性能。砂垫层法是通过在路基的顶层铺设砂层进行排水, 通过外界附加一定的载荷, 通过载荷的挤压作用将地基中的多余水分排出, 降低地基中水分含量, 改善其整体结构性能。
4. 埋桩法
埋桩法主要是对一些公路线路存在的地质问题进行调查。尤其是对于关键线路的土层结构进行调查, 分析是否会出现断裂和崩坍等情况, 对于经过调查后确认存在重大地质问题的地区尽量绕过。埋桩法具体操作为在岩体斜坡的横跨裂缝两侧进行埋桩, 用钢卷尺测量埋桩两侧横跨桩之间的距离, 以此分析崩塌、滑坡等地质情况。
5. 冻土防治法
面对冻土问题给公路施工带来的严重影响, 必须要采取合理的防治方法来进行解决。因为冻土分为季节性冻土和多年性冻土, 首先, 在进行公路路基设计的时候, 要充分考虑到冻土地质的影响, 尽量要避免地下水源深入到路基上部, 保证路基的最小填土的高度数值, 这样就可以起到缓解冻土问题的作用;其次, 为了更好地应对冻土问题, 公路施工过程中还要选择一些与冻土冻胀现象没有任何反应的材料, 例如可以选择一些隔温性能较好的材料来进行使用, 这样就可以确保公路施工不会受到冻土问题的影响;最后, 在防止冻土的问题上, 还要注意防止冻土不均匀膨胀的问题, 因为如果冻土发生不均匀膨胀, 那么就会出现公路路基不平稳, 甚至会造成断裂的问题, 所以面对这个问题, 必须要保证防冻层厚度大于规范要求, 提高公路施工的科学性, 避免不均匀冻胀问题的发生。
三、结论
瓦斯隧道不良地质段防坍塌措施 第5篇
根据超前地质预报的反馈情况，对有可能发生塌方的地段的施工遵循：“管超前、短开挖、弱爆破、快衬砌、勤检查、勤量测”的原则施工。
1预防塌方施工措施
预防隧道施工塌方，首先做好地质预报，选择相应的安全合理的施工方法和措施。在施工中其次主要采取以下措施：
○1超前小导管注浆配合钢架；
为了确保掌子面稳定，超前支护采用φ42小导管，环向间距30cm，长3.5m，搭接长度1.5m，外插角5°～10°。注双液浆：水泥浆与水玻璃的体积比1：1，水泥浆为水灰1：1，注浆压力为0.2～2MPa。
○2优化施工工序，采用短台阶法施工
为了及时封闭成环，减少围岩暴露时间，采用短台阶法施工。上台阶长度不大于5m，仰拱和边墙紧跟下台阶。
○3及时衬砌
仰拱施工须紧跟开挖工作面进行，衬砌距掌子面不得超过步长要求。
Ⅲ级最前掌子面至仰拱距离≤90m，最前掌子面至二衬距离≤120m；
Ⅳ级最前掌子面至仰拱距离≤50m，最前掌子面至二衬距离≤90m； Ⅴ级最前掌子面至仰拱距离≤40m，最前掌子面至二衬距离≤70m； ○4弱爆破
在爆破时，要用浅眼、密眼，并严格控制药量或微差毫秒爆破。○5 勤检查、勤量测
若围岩发现有变形或异状，要立即采取有效措施及时处理隐患。加强变形监控，瓦斯的检测，加强通风，瓦斯浓度达到0.5％以下。
2瓦斯隧道塌方处理措施
⑴ 对塌方体上方聚积的瓦斯设置局部通风排除； ⑵ 对塌方地段的岩隙加强监测工作，掌握瓦斯浓度变化情况，及时发出险情报告。
⑶ 对塌腔裸露围岩及时采用喷射混凝土进行封闭围岩，喷射混凝土不小于20cm（分次喷射）。
不良地质体超前预测方法综述 第6篇
【关键词】不良地质体;地表预测;地下预测;地球物理预测;地质预测
中图分类号：G4 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2016.10.186
在矿山工程、岩土工程、隧道工程等坑道开挖过程中，掌子面前方存在着诸如断层破碎带、软弱夹层、溶洞、空洞、突水、突泥、涌沙、塌方、岩爆等不良地质隐患，进而导致局部崩塌、掉快、落石等地质灾害。不良地质体的存在直接影响着施工人员及设备安全。因此，为避免在坑道开挖过程中地质灾害的发生，保障施工设备和施工人员的安全，需对不良地质体进行超前预测。现有技术主要从地表和地下、地质、地球物理以及地球化学等方法对不良地质体进行超前预测[1]。
一、地表超前预测
地表超前预测方法主要包括地球物理方法，同时也可结合地质、化探等方法。
（一）瞬变电磁法
瞬变电磁法是利用不接地回线或接地线源向地下发射一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场间歇期间利用线圈或接地电极观测地下介质中引起的二次感应涡流场，从而探测介质电阻率的一种方法。对低阻体反应敏感的特性使得瞬变电磁法在岩溶洞穴等含水地质、煤矿采空区、深部不规则水体等预测方面适用性较强。
（二）可控源音频大地电磁测深法
可控源音频大地电磁测深法是利用不同岩石的电导率差异观测一次场电位和磁场强度变化的一种电磁勘探方法。该方法探测深度较大，横向分辨率高，可以灵敏地发现断层[2]。
（三）地质雷达法
地质雷达法通过发射天线以款脉冲形式向掌子面前方发射高频电磁波，电磁波在传播过程中遇到存在电性差异的界面发生反射，接收天线接收反射的电磁波。根据接收到电磁波的波形、振幅和时间的变化特征推断掌子面前方地质体的空间位置、结构、形态和埋藏深度。
（四）地质分析
通过对前期岩土工程勘察报告、水文地质、地层柱状图等的查阅，全面掌握工程区地质构造、地层岩性、地形地貌等地质情况，并对主要不良地质体的种类、展布以及规模作出初步预测。
（五）地球化学探查
地下气体如氡气沿断层带上升至采空区不断聚集。地球化学探查方法通过捕捉、识别地下气体形成的异常分布以探查断层、采空区的存在。地球化学探查方法具有投资小、异常直观等特点。
二、地下超前预测
地下超前预测方法主要包括地球物理方法以及地质方法。
（一）地质编录
在巷道开挖时，对掌子面揭露的地层、岩性、产状、地质界线、地质构造等进行地质素描，重点反映软硬岩展布及风化程度、断层性质、规模、产状、节理间距、组数等不良地质体的产出规模、展布形式，并对掌子面前方可能出现的不良地质体进行预测。
（二）超前钻孔
在巷道开挖过程中，通过对地层进行钻孔取芯编录，准确判断掌子面前方左右两侧的地层岩性、构造、围岩级别以及含水性等地质参数，进而查明地层走向、倾角、厚度等地质参数。
（三）隧道地震勘探法
小药量爆破产生的地震波信号沿隧道方向以球面波的形式传播，在不同岩层中地震波以不同的速度传播，在其界面处被反射，并被高精度的接收器接收。通过计算机软件对前方围岩性质、节理裂隙分布、软弱岩层及含水状况的分析，最终显示各种围岩构造界面与隧道轴线相交呈现的角度及距掌子面的距离，并初步测定岩石的弹性模量、密度、泊松比等参数。高投入的设备以及施工期间的安全风险使得隧道地震勘探法在实际应用中有一定局限性。
（四）水平声波法
水平声波法的原理为惠更斯—菲涅耳原理和费马原理。声波在岩土体中的传播速度及幅度等参数和岩土体的组成成分、密度、弹性模量以及结构状态有关。当声波传播路径中存在两种不同的固体介质界面时，波的传播将发生折射、反射和波型转换。声波由完整岩体传播至碎裂岩或土组成的破碎带时，就是声波从高阻抗介质到低阻抗介质的典型情况。根据断层、岩体风化破碎带、软弱夹层、岩溶以及地下水富集带等不良地质体与周边地质体的声学特性差异，通过探测反射波信号，便可了解前方岩体的变化情况。
（五）陆地声纳法
陆地声纳法在掌子面上采用极小偏移距，单点采集高频地震反射信号形成连续剖面，通过十字形观测系统和宽频带脉冲接收技术，预报掌子面前方断层及其它地质界面的位置和产状。由于该方法需要采集高频地震反射信号，因此也被称为高频地震反射法或垂直地震波反射法。陆地声纳法具有分辨率高的特点，而占用掌子面进而影响生产限制了陆地声纳法的适用性。
（六）真反射层析成像
真反射层析成像法采用空间多点接收和激发系统，基于围岩中岩层边界或不连续带存在的声阻抗差异，通过速度扫描和偏移成像对数据进行后续处理。为充分获得空间波场信息，提高对前方不良地质体的定位精度，检波器和激发的炮点在掌子面迎头、顶板及两个侧帮上呈空间分布。真反射层析成像法在岩体中反射界面位置确定、岩体波速和工程类别划分等应用中具有较高的精度，但过高的实施成本影响了其普遍适用性。
三、结论
隐伏的不良地质体降低了地下工程的进度，对施工设备和施工人员的安全生产造成隐患。通过对不良地质体进行地表、地下的立体探测以及地质、地球物理、地球化学等多种探测方法，瞬变电磁法、地质雷达法、水平声波法、陆地声纳法等多种探测技术的有效结合，能够有效预测不良地质体的空间展布形态以及规模，为巷道掘进、支护提供可靠的技术情报与服务支撑，避免地质灾害的发生，进而保障施工设备和施工人员的安全生产。
参考文献
[1] 陈勇，纪传宾，朱建华. 隧道施工不良地质灾害预测及处理措施[J].内蒙古石油化工，2013，（15）： 59～60.
不良地质处理 第7篇
1.1 崩坍
在外界诸如大雪、暴雨、台风等不良天气的严重影响下, 一些本身存在着斜坡的岩层在自身的重力作用下, 出现自垂现象, 导致岩土产生崩塌和滚动。这种现象的出现对给公路施工造成非常大的影响, 不仅会给施工人员带来极大的人身安全威胁, 也会阻碍公路施工的预期进程, 同时影响公路施工的工作质量, 给施工单位和国家都带来很大的资金损失和资源损失。因此, 如何解决在公路施工中出现的崩坍, 是公路施工企业和国家都应该重视的重大问题。
1.2 滑坡
在公路施工中, 滑坡是最常见的公路施工不良地质之一。在一段施工道路中道路周围斜坡会出现土质松软的情况, 也没有大量的植物对土壤形成保护, 一旦遇到暴雨天气, 大量的雨水对道路两侧的松质土壤不断猛烈的冲刷, 就会造成严重的滑坡现象。在公路施工时, 如果滑坡现象比较严重就会对施工进度造成严重影响, 也会使公路施工的质量得不到良好的保障。引起滑坡现象出现的主要原因是道路两侧土质松软和恶略的天气情况, 针对这两种情况造成的滑坡, 我们应该对道路两侧的土壤做出有效的管理, 提高公路两侧土壤的质量, 改变其松软程度就可以有效地减少滑坡的产生。
1.3 泥石流
在公路施工中, 一旦出现泥石流就会导致大量的泥沙、岩石等物质堆聚在一起, 随着雨水一起流动形成特殊的洪流。这种情况的出现会对公路施工造成巨大的影响, 严重阻碍公路施工的进度, 同时还要浪费大量的施工人员和机械设备对灾害后的残渣进行处理工作, 造成国家和企业人力资源和物力资源的严重损失。对于这种恶劣的灾害, 公路施工单位应该基于非常大的重视, 采取有效的防止措施。地质疏松、地形坡度过大、地面植被数量少再加上恶劣的天气环境, 都是引发泥石流的重要因素, 所以在解决泥石流的问题上我们应该重要把握这些造成泥石流现象的重要因素。泥石流除了会给公路施工进度造成阻碍, 给施工单位和国家造成经济损失, 更严重的是会给施工人员的人身安全产生极大的威胁, 所以解决好泥石流问题在公路施工中是必然的。
1.4 软土地基
软土地基在公路施工中不良地质上属于常见的不良地质类型, 这种地形主要有淤泥或软性粘土组成, 其中土壤中含水量较高, 土壤松软, 土壤缝隙相对较大。由于软土地基天然含水量较高, 承载能力相对较低, 在外界环境及各种外界因素影响下, 很容易出现下沉、失稳等现象。在公路施工中, 如果处理不好这种现象, 会严重影响路桥施工质量。在我国, 对现代公路施工质量的要求越来越高, 所以在公路施工时应该给予软土地基问题高度重视。只有解决好软土地基问题才能更好的提高地基的承载能力, 保障公路工程施工质量。
2 公路施工中常见不良地质的处理方法
2.1 崩坍的处理方法
综合考虑公路路线设计时所应该注意的事项, 在公共路线设计是尽可能的避开不合理的边坡, 同时在公路施工中不能出现大挖大切的现象, 在最大程度上保持施工地点的稳定性。在公路施工设计中, 一些不可避免的斜坡在施工时要运用合理的诸如削坡减裁、边坡人工加固等方法改善边坡岩土体力学强度。对一些存在于边坡上的危石应该做到及时的清理, 一些不便于清理的危石应该采取相应的坡面加固、调整水流路径的措施, 用来防止崩塌现象的发生。
2.2 滑坡的处理方法
对于滑坡的处理方法一般采用针对性的处理方法, 由于滑坡的形式和规模不同采用的处理方法在一定程度上也有一定的不同。对于一些滑坡严重的地方在施工设计时应该尽量选择避开的方法, 避免由于公路施工的原因对当地的地形改变过大, 造成更加严重的滑坡现象, 这样只会是公路施工更加的危险。对于滑坡相对来说不严重的地方, 在考虑坡面的力学平衡情况下, 可以采用相应的措施建立一定的设施改善滑动面的土石性质, 进而有效的控制滑坡现象的出现。在实际的公路施工工作中, 对于滑坡现象的处理主要采用预防为主, 防治结合的方式, 尽量减少甚至避免滑坡现象的出现。一旦发现有滑坡现象出现时要对滑坡立即出来, 并找出滑坡出现的原因加以改进, 争取让滑坡问题不再出现。
2.3 泥石流的处理方法
泥石流产生的重要原因有地质疏松、地形坡度过大、地面植被数量少和恶劣的天气环境, 针对这些原因在泥石流处理上一般才有用改善当地土壤环境的方法。具体措施为提高路线中易发泥石流地域山坡上植物的覆盖率, 加强土壤组织结构, 采用良好有效的水土保持措施等。在建立公路后还要建设相应的排导、滞留拦截设施, 减少泥石流现象发生的几率。在公路施工路线设计时, 还是要尽量的避免在泥石流常发的地点施工, 因为对于泥石流现象的防治还是需要一定代价的, 这样会大大的增加施工成本的提高, 同时在泥石流路段施工是还要考虑一定的安全问题。
2.4 软土地基的处理方法
在公路施工中针对软土地基的处理方法有很多种, 其中主要加载与置换技术, 竖向加固技术, 灌浆加固技术, 粉喷桩加固技术和排水固结技术等。加载与置换技术主要通过主动采取措施先让软土地基地域发生下沉现象, 在达到满足公路施工的承载要求后进行公路施工。在对软土地基加载后, 降低软土地基中土层间隙的水压, 然后使用不透水的薄膜覆盖外加填土加大载荷, 以达到对软土地基加固的目的。置换技术主要指使用质量要求达到道路施工要求的土壤替换软土地基中质量不合格的土壤, 更换后的软土地基就可以符合公路建设对地基承载能力的要求。在进行软土地基置换技术是经常使用的方法是爆炸发, 在原有的软土地基上实现爆破后, 用质量好的土壤进行填充, 爆炸技术的使用给软土地基的加固和填充带来了极大的便利, 减少了很多的繁杂工序, 随着科技的进步, 这种方法也会越来越完善。竖向加固技术主要利用竖向排水井经软土地基中的水分排除, 减少软土地基中的水分含量, 是软土地基土壤之间的缝隙更小, 来达到软土地基加固的目的。在使用竖向排水井后由于软土地基中水分被大量排除, 会出先软土地基下沉的现象, 在下沉的空间上填充上质量符合公路施工要求的土壤就可以在原有的软土地基上修建出符合质量要求的道路工程。灌浆加固技术是利用特殊设备将配置好的水泥化学浆打入土壤中, 产生一定的物理化学反应而改善软土地基的方法。粉喷柱加固技术则是在一定的分析和数据的基础上, 按照数据参数配置合适的水泥来改变土壤机制的方法。排水固结技术在处理软土地基的问题上只针对一些情况特殊的软土地基结构, 在软土地基问题的处理上有着非常重要的用处。在科技发展迅速的今天, 对软土地基问题的处理技术也会越来越多, 处理效果也会更加符合公路施工的要求。
3 总结
总而言之, 一个公路施工的公司或企业只有拥有优良的公路施工对不良地质能有效处理的能力, 才能建设出质量有保障的施工产物, 才能为施工单位自身和社会乃至国家带来巨大的收益。在我国, 公路施工中常见的不良地质的处理方法已经比较完善了, 但在这些对不良地质处理的方法中仍然有些方法存在问题, 在公路施工中不良地质的处理方法上, 我们应该坚持用于创新, 善于引用的理念不断的去发展和完善。这不是某个人就可以完成的巨大工作, 它需要我们每一个人为此付出努力和智慧。相信在我们的努力下, 公路施工中不良地质的处理方法会越来越先进, 越来越符合实际情况, 我国的公路施工也会发展的越来越好。
摘要：在公路施工中遇到不良地质往往会给工程建设造成非常大的麻烦, 在公路施工时如果真的遇到, 应该即使采用相应合理的施工处理措施, 并在施工是加强不良地质处理的能力。在施工过程中强化对不良地质处理能力是施工单位应该非常重视的重要工作, 施工实践中要善于总结对不良地质的处理办法, 形成完善的不良地质处理方案, 这种方式的运用是公路施工单位对不良地质的处理能力迅速的提高。公路施工单位能快速有效的对施工中不良地质处理, 可以提升施工的工作效率, 提高施工单位的工作质量, 同时达到节省资金和资源的目的, 为企业施工单位带来更大的经济收益, 也给社会带来优质的公路设施。
关键词：公路施工,不良地质,处理方法
参考文献
[1]郭大志.公路施工中常见的不良地质及处理方法[J].中国科技, 2015:56~58.
[2]王芳.浅析公路施工中常见的不良地质及处理方法[J].中国地质, 2015:87~89.
不良地质处理 第8篇
关键词：石油,储备库,不良地质洞段
地下水封储油洞库是目前国内外石油战略储备的一种重要方式, 石油战略储备在保障国民经济快速发展的过程中占有不可替代的重要作用[1]。2009年我国石油的对外依存度超过50%, 预计2015年我国的石油对外依存度将超过60%, 对外依存度为60%是国际规定的最高警戒线。2010年, 我国国内产油量2亿t, 早在2002年, 我国就已成为仅次于美国的世界第二大石油消费国, 石油消费量为2.5亿t, 占全世界石油消费量的7%, 图1是对我国石油需求量的一个展示, 并预测2020年我国石油需求量将达到4亿t以上。
中国作为一个石油消费大国, 石油对外依存度超过50%, 建立国家石油战略储备是非常必要的。我国于20世纪70年代开始研究建造地下水封储油洞库, 直到20世纪末21世纪初, 由于大量进口液化石油气这种储存方式才在我国东南沿海地区得到应用[2]。目前我国在地下水封储油洞库建造方面也积累了一定的经验。建立战略石油储备库一般遵循的原则是:1) 储备费用最低;2) 安全可靠程度最高;3) 地质条件最合适;4) 储存和分配石油的运输条件最方便[3]。
1 地下石油储备库运行原理
地下水封洞库, 简而言之就是利用地下水的静压力抵挡住石油外渗的压力。因为石油不溶于水所以可以很好地被隔离在这个密封着的压力空间内, 形成一种很有特色的“水包油”的储存方式。地下水不断的渗入到洞室内形成洞底的水垫层, 根据水垫层的处理方式可以将储油洞室分为两类:“固定水垫法”和“变动水垫法”。“固定水垫法”就是让洞底的水始终保持在一个固定高度, 当洞底的水位超出固定时就按自动控制信号将水抽出。因此, 不管洞内油品多少, 其下面的水垫层始终保持不变。“变动水垫法”洞底水位视洞内油品多少而定, 用人工泵的方法抽出或注入一定量的水, 使洞内油和水的体积始终充满整个洞库。油多则水少, 水多则油少。
2 不良地质洞段
2.1 工程地址条件
由于地下储油洞库的特殊性, 在工程地质勘查选择库址时一定要严格避开不良地质, 但是在洞库的施工过程中常常会遇到局部的不良地质体, 在处理不良洞库建设过程中的不良地质体方面主要还是借鉴铁道部和水利部的经验来处理。
下面我们以某在建地下储油洞库工程为例, 简单的分析一下储油库不良地质洞段处理方法。
根据调查及所收集资料, 工程近场区无滑坡、泥石流等不良地质现象。场区山体稳定性条件较好。本区地形起伏不大, 最大高差30 m。在缓丘中间常发育厚层全风化土, 成为当地取砂源地, 并有数个规模较大的采砂坑。其间分布的冲沟主要发育在全风化土中, 走向与区域节理一致, 大致呈NE, NW和SN向。沟地分为两种, 一种是狭窄的洪沟, 主要是暴雨冲刷形成, 仍在发育中;另一种是宽缓的冲沟, 底部已种植农作物或覆盖植被, 洪流下切作用趋缓。这两种分别发育在缓丘的上部和边缘。一般沟深在8 m以内。
地表岩土体稳定性一般。因为全风化土直露地表, 抗风化和冲刷能力差, 但由于在地下水位以上干燥而呈直立陡崖。在节理密集带、辉绿岩脉发育带和断层破碎带, 岩土体稳定性较差, 可能形成局部坍塌。尤其是沿缓倾的辉绿岩床, 易形成顺向单面坡。
由于花岗岩球状风化、囊状风化发育, 在全风化层中孤石出现的可能性较大, 直径1 m~5 m不等。由于花岗岩差异风化作用造成完整基岩面起伏不定, 沿开挖巷道轴线可能遇到全风化和完整岩体交替出现。在开挖过程中应注意以上两种因素造成的不利影响。
2.2 常见的不良地址洞段
常见的不良地址洞段主要包括以下几方面[4]:
1) 与较大地址构造交叉, 需采取特殊施工、支护措施才能保证围岩稳定的洞段;2) 通过高地应力区出现岩爆的洞库段;3) 通过有害气体赋存区的洞库段;4) 通过喀斯特洞库发育区或地下暗河的洞库段;5) 通过土层、砂层、流沙层、滑坡堆积层、塑性流变岩、高膨胀性岩层的洞库段;6) 位于高压力地下水或地表水强补给区, 出现较大涌水的洞库段。
2.3 工程建设可能出现不良地质体及应对办法
1) 岩爆危险。岩爆是在岩洞掘进过程中由开挖诱发的开挖空间周围岩体的突然破坏, 伴随有受压岩石弹性能的突然释放, 是一种岩石破裂失稳现象[5]。岩爆发生时可听到围岩内部发出清脆的爆裂声, 岩体发生猛烈的脆性失稳破坏, 破坏后的岩块猛烈地弹射出来, 往往会造成开挖工作面的严重破坏, 它直接威胁施工人员、设备的安全, 影响工程进度。
适合建地下水封洞库的地质环境条件为岩体完整、少断裂、弱透水, 这种围岩条件也是岩爆产生的有利的岩性条件, 所以地下储油库在施工开挖过程中存在遭遇岩爆灾害的可能性。在洞库施工开挖过程中加强监测, 并制定出完整的防止岩爆危险的措施以及应急救援预案, 保证人员安全。
2) 塌方风险。在施工过程中一些不良的地质条件发育地段 (如断层, 破碎带, 花岗岩深部风化, 软弱层等) 和水平构造应力作用, 可能会造成围岩局部岩体失稳。小则引起掉块, 坍塌, 大则引起塌方, 导致财产损失和人员伤亡事故, 因此需要尽量注意排除导致塌方的各种因素, 尽可能避免塌方的发生。
竖井施工过程中, 因直径有限, 施工空间狭小, 在实行爆破开挖过程中, 如管理失误或施工方法不当, 易造成落石砸伤人员, 毁坏设备。在施工过程中应提前预测地质情况, 以免发生意外, 竖井内岩石坍塌, 砸伤施工人员。
3) 涌水风险。库区岩体中存在岩脉侵入、裂隙发育的地段常形成带状裂隙含水系统, 开挖时易产生涌水, 造成财产损失和人员伤亡事故, 为了减少涌水风险, 必须进行超前预报工作, 及时采取措施, 确保施工安全, 把风险降到最小。
4) 围岩稳定风险。爆破对围岩稳定性、周围环境产生一定影响。如果施工方法不当, 或几个洞室同时爆破施工, 使围岩松动圈扩大, 造成围岩失稳, 危及安全。应进行爆破监测, 分析最优爆破参数, 指导施工。
5) 破碎带、节理密集带等不良地质洞库段。遇水易泥化、崩解、膨胀、软化的不良地质洞库段, 或在渗流作用下易于蚀变、渗透变形的较大断层、卸荷带、破碎带、节理密集带等不良地质洞库段。设计级别可提高一级 (最高不超过1级) , 并应加强衬砌的防渗、止水措施, 必要时进行专门设计。
对一些在水内渗时易产生较大变形和渗透失稳的较特殊地质洞库段, 考虑到地质参数不易准确确定, 一旦出现事故可能造成难以处理的后果, 从安全角度考虑, 设计级别可提高一级。
应根据地质条件和衬砌形式做好回填灌浆、固结灌浆设计, 防水排水设计, 施工缝和结构缝的止水设计, 以及与施工监测设计相结合的安全监测设计。
实践经验说明不良地质洞库段处理好, 地下洞库就基本成功一半。正常洞库段设计、施工是精益求精的问题, 而不良地质洞库段是关系到地下洞库实施能否成功的问题。
参考文献
[1]王芝银.大型地下储油洞粘弹性稳定性分析[J].岩土力学, 2005 (11) :33.
[2]段亚刚.地下水封储油库的应用与发展[J].山西建筑, 2007, 33 (36) :92-93.
[3]伊文.国际石油储备建设经验探讨[J].中国石油和化工, 2003 (3) :45-46.
[4]王国秉.水工隧洞的渗漏与综合治理[J].山西水利科技, 2004 (4) :71-72.
不良地质处理 第9篇
1管道地基处理
湿陷性黄土广泛分布在我国的华北、西北等地,黄土在自重或一定荷重作用下受水浸湿后其结构迅速破坏而发生显著的附加下沉,以致在其上的建筑物遭到破坏。这是黄土的一种特殊性质。我国湿陷性黄土分布约占黄土分布面积的60%,大部分在黄河中下游地区。由于各地黄土堆积环境、地理和气候条件不同,致使其在堆积黄土的物理性质、力学性质等方面都具有明显的差别,湿陷性有自西向东、自北向南逐渐减弱的规律。
由于湿陷性黄土的特性,在湿陷性黄土地区管道发生事故的主要原因是地基的不均匀沉降。因此管道对地基强度、稳定性及不均匀沉降有极为严格的要求。
1.1影响地基的几个因素
1)强度及稳定性。当地基的抗剪强度不足以支撑上部结构的自重及附加荷载时,地基就会产生局部或整体剪切破坏。2)压缩及不均匀沉降。当地基由于上部结构的自重及附加荷载作用而产生过大的压缩变形,特别是超过管道所能允许的不均匀沉降时,会引起管道过量下沉,接口开裂,影响管道的正常使用。3)地震造成的地基土震陷以及车辆的振动和爆破等动力荷载可能引起地基土失稳。4)地基渗漏量或水力比降超过容许值时,会发生水量损失或因潜蚀和管涌而可能导致管道破坏。
当管道的天然地基存在上述四类问题之一或几个时,应采取适当的地基处理措施,以确保管道的安全正常运行。在确定管道基础处理方案时,可根据工程的具体情况对几种处理方法进行技术、经济以及施工进度等方面的比较。合理的地基处理不但技术可靠、经济合理,而且能满足工程进度的要求。
1.2 湿陷性黄土地基的处理方法
1.2.1 灰土垫层
灰土垫层常被用于非自重湿陷性黄土地区管道基础的处理。一般适用于处理1 m～4 m厚的软弱土层。管道的基础是条形基础,作用于地基上的力也比其他建筑物小,而且基槽开挖后埋入地下,表面的软弱土一部分已被去掉,所以在管道施工中常用灰土(或素土)垫层来处理湿陷性地区的管道基础,以提高承载力,减小沉降力。灰土垫层是将基础下面一定范围内的弱土层挖去,用一定体积比配合的灰土在最优含水量情况下分层回填夯实或压实。
1.2.2 素土垫层
素土垫层是先挖去基坑下的部分或全部软弱土,然后回填素土分层夯实。处理Ⅰ级非自重湿陷性黄土管径不大的管道基础常采用素土垫层。素土垫层的土料一般以黏性土为宜,填土必须在无水的管沟(基坑)中进行。夯(压)实施工时,应使土的含水量接近于最佳含水量,填土的夯(压)实应分层进行,多层虚铺的厚度可参照灰土垫层的虚铺厚度。
1.2.3 砂和砂石垫层
当管道的不透水性基础与软土层相接触时,在荷载作用下,软弱土地基中的水被迫从基础两侧排出,基底下的软弱土不易固结,形成较大的孔隙水压力,还可能导致由于地基强度降低而产生塑性破坏的危险。砂垫层和砂石垫层材料透水性大,软弱土层受压后,垫层可作为良好的排水面,可以使基础下面的孔隙水压力迅速消散,加速垫层下软弱土层的固结和提高其强度,避免地基土塑性破坏。因此湿陷性黄土地基处理也可采用砂和砂石垫层。砂垫层、砂土垫层的材料宜采用级配良好、质地坚硬的粒料,其颗粒的不均匀系数不小于10。管道基础砂垫层以中粗砂为好,也可掺加一定数量的碎卵石。
1.2.4 强夯法
强夯法处理地基具有效果显著、设备简单、施工方便、适用范围广、经济易行和节省材料等优点,对湿陷性黄土地基的加固有较好的效果。在管道施工中,若遇到湿陷性黄土层厚、湿陷性变形大、管道自重大、对管道的安全性要求高的情况,也可用强夯法来处理基础。
在湿陷性黄土地基土上进行强夯,当夯击能为1 000 kN～2 000 kN时,一般可消除夯面下5 m～8 m深度内黄土底湿陷性,5 m深度内的土的压缩模量可提高到150 MPa,容许承载力可提高到200 kPa以上。
1.2.5 在回填土内管道的稳定支墩或间接固定法
该法处理管道地基具有设备简单、施工方便、适用范围广、经济易行和牢固可靠等优点。对湿陷性黄土地基以及在高位虚土回填地段的加固有较好的效果,即通过管道走向位置上或者在下面通过支墩或支柱的方式把管道支撑起来稳定支墩。如果管道走向位置上或者在下面没有可固定的地方,那么就要就近选择可固定的地方如挡墙、构筑物等,然后通过横撑或斜撑把管道抬起并牢固固定。该法施工时一定要考虑地基与附近构筑物的不均匀沉降问题和管道自重问题。
2 注意事项
管道地基处理不同于其他建筑工程,大部分地基处理方法的加固效果并不是施工结束后就能全部发挥,还需要在施工完成后经过一段时间才能逐步体现出来。另外,每一线段的地基处理存在特殊性,而且地基处理大都是隐蔽工程,很难直接检验其处理效果。这就要求在地基处理施工过程中和施工完成之后注意以下几点:1)在地基处理施工中,只了解如何施工是不够的,还必须了解所采用处理方法的原理、技术标准和质量要求。2)进行施工质量和处理效果的检验,确保工程质量。3)做好监测工作,以保证施工的正常进行,通过观察收集数据为下一阶段的工作提供可靠的依据。4)采用可行的检测手段来检验处理效果。5)通过分析可获得必要的参考值,可以验证设计,必要时进行设计修改,也可通过分析获得宝贵的经验。
3 结语
通过在义煤水泥公司5 000 t/d新型干法水泥生产线工地上给排水管道的施工,对几种不良地质条件下管道基础的处理取得了良好的效果,两年多来没有出现不良现象,效果明显。降低了该工程管道在高位虚土回填区上、软黏土地基、杂填土地基、湿陷性黄土地基施工后出现的地基不均匀沉降问题,从而确保了管道敷设后的稳定性和使用寿命,对给排水管道在几种不良地质条件下管道基础的处理和施工具有一定的参考和借鉴意义。
参考文献
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[2]张保善.房屋建筑工程质量事故分析与处理技术[M].开封:河南大学出版社,1994:30-31.
[3]郭玉茹.建筑给水排水工程[M].北京:中国建筑工业出版社,1993:40-41.
不良地质处理 第10篇
玉峰山隧道为重庆外环高速公路北段项目中的一条隧道,全长3 702 m,分离式双向六车道,隧道净宽15.46 m,净高8 m,为大跨度三心圆断面隧道。新奥法设计,矿山法开挖。
2 地质条件
隧道穿越重庆市渝北区的玉峰山,隧址区位于新华夏系次级沉降带之四川盆地东南缘,为川东南弧形构造带之宣汉—重庆平行褶皱束;隧道穿越铜锣峡背斜,该背斜轴向N30°E,为一轴部较缓、南东较陡、北西较缓的不对称箱式背斜,背斜轴面倾向北东,核部出露最老地层为三叠系下统嘉陵江组二段,隐伏有三叠系下统嘉陵江组一段地层,两翼依次分布三叠系中统雷口坡组、上统须家河组地层。北西翼岩层产状290°～305°∠44°～53°,南东翼地层产状115°～125°∠64°～72°。背斜顶部呈“驼峰”状双脊。隧道穿过的地层有:第四系全新统坡残积层(Q
3 岩溶
隧道穿越地层可溶性碳酸盐岩占隧道总长的61%,受岩性与构造的控制,岩溶主要发育在背斜两翼雷口坡组(T
3.1 成因分析
1)大量溶孔:广泛分布在白云岩、白云质灰岩、灰岩地层中,由于地下水的侵蚀形成;隔水层以上、构造相对破碎地段更加发育,说明岩性是主要成因,径流条件及构造是次要成因。2)LK14+850～LK14+900段盐溶角砾岩:底部为雷口坡组(T
3.2 对施工造成的困难
1)小型溶孔(洞):
由于地下水集中于溶孔(洞)中排泄,给初期支护的喷射混凝土施工造成困难,容易造成初支背后空洞的出现;还会浸泡拱脚,影响初支的稳定。
2)盐溶角砾岩:
玉峰山隧道遇到的盐溶角砾岩由于形成较晚,未固结成岩,与坡残积物相似。角砾为白云岩、白云质灰岩,大小不一;胶结物为黄色黏土,含水过饱和。施工时易造成塌方。
3.3 处理措施
1)遇到小型溶孔(洞),采用插管引排的方法处理。首先修凿出水口,然后插入管径相应的PVC管,用锚固剂封堵管的外侧,要求PVC管有一定的长度,保证地下水排至拱脚以外1.5 m。同时拱脚以外1.5 m处开挖相应断面的临时排水沟,与隧道永久排水沟衔接。短进尺开挖后及时插管引排,及时初喷混凝土封闭围岩,然后施工锚杆、拱架、钢筋网,最后喷射混凝土形成初期支护。
2)隧道施工LK14+850～LK14+900段盐溶角砾岩时,地下水量少,开挖后掌子面前方出现小型坍塌。采用长4.5 m ϕ42 mm注浆小导管进行超前支护,短进尺弧形导坑开挖减少凌空面,ϕ42 mm径向注浆小导管及锁脚锚管加固初期支护等措施,安全通过了该段。
3)隧道施工LK14+230～LK14+270段盐溶角砾岩时,地下水丰富(96 m3/h),形成了一个高10 m的塌腔。处理措施如下:a.回填洞渣反压塌方体,阻止继续发展。b.施工20 m长ϕ76mm自进式锚杆作为大管棚超前支护,间隔大管棚施工ϕ42 mm注浆小导管以固结塌方体,形成一个拱形固结体。c.在大管棚及固结体的保护下,采用单侧壁导坑法短进尺开挖。d.用Ⅰ20工字钢作为临时仰拱加固拱脚部位。 e.对塌腔回填1 m厚C20混凝土及Abstract:2 m厚砂粒缓冲层。
具体方案及参数如图1,图2所示。
4 腐蚀性地下水
4.1 成因分析
隧道进入灰岩、白云岩、白云质灰岩地段,多处地下水经检测具有腐蚀性,有分解类弱腐蚀和结晶类中等腐蚀两种情况。现场表现为地下水浑浊、有絮状沉淀。主要由于可溶性灰岩的岩性造成,腐蚀的类别又与灰岩的种类及地下水的作用有关。
4.2 危害
腐蚀性地下水对混凝土具有腐蚀性,降低隧道衬砌结构的强度、缩短隧道衬砌结构的使用年限。
4.3 处理措施
腐蚀性地下水处理措施如表1所示。
5 有害气体
5.1 成因分析
由于煤层的存在,该隧道有甲烷、硫化氢、一氧化碳富集的可能。根据施工中的监测结果显示,掌子面甲烷的含量为0.01%～0.02%,一氧化碳含量为0.01%～0.03%,均小于安全施工要求。
硫化氢含量在LK14+750里程掌子面处达到0.5%,可以闻到气味,立即撤离后,加强通风约2 h后检测为0。
5.2 处理措施
1)加强隧道各部位有害气体监测,掌子面坚持24 h专人监测,特别是坑洼边角处。
2)发现异常立即撤离人员,险情排除后施工人员着防护面具、防护服作业。
3)加大通风功率,出风口与掌子面距离小于5 m。
6 穿煤
隧道于LK15+000,LK15+130,LK15+300三处穿越煤层,为三叠系上统须家河组(TXJ3)含煤地层。煤层厚度0.2 m～0.5 m。工农煤矿采空区(+335 m水平)在LK15+130里程横穿隧道轴线,施工至该段时有老窑突水的可能。
处理措施:1)煤层前20 m即施工初探孔,探明煤层位置。煤层前10 m施工3个准确探孔,判明了煤层数据:厚度0.4 m,产状308°∠55°,顶底板为灰色泥页岩、质硬、节理不发育,探孔涌水量1.2 m3/h,无压力,判明无老窑积水。2)煤层厚度较薄,石门揭煤施工,采用注浆小导管超前支护的措施就保证了施工与结构安全。3)加强瓦斯等有害气体监测,24 h连续通风,出风口与掌子面距离小于5 m。4)隧道穿越煤层及其前后20 m的衬砌外轮廓满铺防水层,全封闭以隔绝瓦斯渗入隧道。二次衬砌掺加防腐气密共效的YBQK抗腐蚀气密混凝土泵送剂。沉降缝、施工缝采用止水带和膨胀水泥砂浆封堵严密。5)隧道两侧、上下各100 m设置禁采区,共压覆煤储量301 978 t。
7 结语
重庆地区侏罗系、三叠系地层分布广泛,红层中的煤层、灰岩的岩溶及地下水都是普遍存在的,由此造成的瓦斯及其他有害气体、穿煤、岩溶、腐蚀性地下水等地质问题是大部分隧道要面对的。玉峰山隧道的施工经验能够为今后的隧道施工提供一定的经验。
摘要：通过对重庆地区某隧道工程概况及地质条件的论述,就隧道施工常见不良地质现象的类型、成因进行了较为详细的分析,在此基础上提出了相应的处理措施,以避免或减少隧道施工中不良地质现象带来的损失。
关键词：隧道,不良地质现象,岩溶,穿煤,处理措施
参考文献
[1]黄成光.公路隧道施工[M].北京:人民交通出版社,2001.
[2]王晓霞,杨长城,李刚.不良地质隧道施工技术[J].山西建筑,2007,33(33):317-318.
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不良地质条件下的深基坑施工技术 第11篇
关键词：深基坑；基坑开挖与支护；监测
1 了解地质特性以及环境
任何的工程施工都需要把保证安全放在第一位，所以在进行高难度的深基坑开挖时，应该充分做好准备工作。对于基坑来说，其主要的破坏形式无外乎支撑维护结构破坏与纵坡失稳、基底滑动破坏，渗漏、涌砂导致水土流失与承压水顶破土层破坏，坑底隆起导致基坑倾覆破坏以及整体失稳破坏。所以，充分的了解地质特性与周边的环境，是做好深基坑开挖的必要准备。对于深基坑开挖，地质资料是深基坑设计、施工最重要的依据之一，不同的地质条件，所采取的方案对应的安全度也不相同，所以在深基坑开挖之前，必须深入了解施工区间、周边地表以下合适的深度范围内的地质结构、岩土性质、含水层特性、地下水位情况以及渗透系数等地质参数，通常在深基坑施工过程中，会遇到实际的地质情况与设计的地质情况不相同的情况，这个时候应该及时向设计方反应，及时采取合理的、可行的调整补救措施。另外，在深基坑施工之前，应该对周边环境按照设计图纸进行现场核实，对现场的地下管线、地下埋设物的布置位置与深度、结构形式与埋设时间等等，同时，对于施工现场附近的建筑物的基本情况，如果与设计图纸不尽相同，也应该及时反映并采取相应的措施。除此之外，施工地质条件相关的资料还应包括，基坑周围的地面径流以及排水情况，排水管线排入或者渗入基坑的可能性，以及施工地面周围的荷载情况等等。这些都是应该在深基坑开挖之前就要充分掌握好的施工基本资料，只有了解了施工区间的地质条件，才能采取合理的、有效的施工方案进行安全的、条理化的施工。
2 严抓围护结构施工质量
围护结构是深基坑支护体系的基础，也是关键所在，围护结构的好坏，将直接影响到深基坑施工的安全。从目前的深基坑开挖过程中，围护结构的形式主要有地下连续墙、钻孔咬合、SMW工法等一些形式，当然，这些都是比较成熟的施工方法。然而在围护的施工过程中，如何确保围护的质量，其关键是按工法要求进行施工控制，同时对每道工序的检验也是保证围护质量的关键。对于以下几个问题来说，即围护结构的深度、底部沉渣厚度、防水接头的密闭性，这些又是控制中的关键点。所以对于围护结构来说，必须按照要求控制每个细节，确保围护在后续的开挖过程中不出现沉降、渗漏，同时不发生重大变形。
3 做好排水工作
任何基坑作业的过程中，水都是基坑的天敌，据有关数据统计，70%以上的基坑事故是由基坑里的水直接或者间接造成的。解决基坑中的排水问题是深基坑工程中必不可少的措施，围护结构一旦建成封闭后，排干基坑内的水可以大大改善土方开挖、边坡修整的施工条件，最重要的一点是，这可以提高土体的强度。降水效果的好坏，直接影响了深基坑变形的大小，所以为保证降水效果，施工过程可以重点从抽水量和水位上保持两方面加以控制。另外，在深基坑开挖的过程中，明沟排水系统要及时设置，这是要绝对注意的。绝对不能在有了降雨以后再想着去设置排水系统，因此在设置明沟排水时，必须随挖土随修片同时修筑，而且集水坑应该设置在总坡底。当然，如果要设置纵向排水明沟时，这个时候不能沿着地下墙边设置，而是要设置在坑中或者三分线上。需要注意的是，在深基坑开挖过程中，应该严防土层的突涌破坏，所谓的“突涌破坏”，是指当承压含水层顶板以上土层的重量不足以抵抗承压含水层顶板处的承压水头的压力时，基坑开挖面以下的土层将发生这种情况，不过这种情况很容易解决，只要提前降低承压水头就可以。麻煩的情况是，当基坑周围有重要的建筑物时，如果采取减压降水，由于水位线向抽水部位降低，此时便会形成承压水降落漏斗，于是基坑周围便会发生地面变形，一旦地面变形超出一定的范围，周围的建筑物必将产生危害性影响。当然，这种情况也并不是不好解决，只要加长围护结构，这样可以截断承压水层；其次，对基坑底部进行加固；再次，布设回灌井，这样可以补充地下水，避免形成由于水位的下降形成承压水降落漏斗。从以上种种措施来说，总而言之，要想有效的解决承压水的风险，其原则就是需要快速施工。
4 基坑开挖与支撑
土方的开挖应遵循“分段分层、分块开挖、先中间后两边、随挖随撑、限时完成”的原则，这样做主要是为了缩短开挖时间，减少累计变形。如果要防止基坑土体纵向滑移，可以采取一些有效的措施。除了严格控制基坑开挖坡度，采取有针对性的降水措施，而且在暴雨来临之前所有边坡应铺设塑料膜防止暴雨冲刷。如果基坑需要停工较长时间，应在平台、基坑边和坡脚设置排水明沟以及集水坑，不仅如此，必要时要对基坑边坡面进行喷射素混凝土保护。为了施工的安全，坡顶不允许堆积荷载，而且坡顶不允许设置便道。
最重要的一点是，加快施工进度，降低无支撑暴露时间是控制基坑变形，保障基坑安全的最重要的环节。要想解决上撑不及时的问题，可以从技术方案上可尽量选择钢筋混凝土支撑方式，尤其是第一道撑采钢筋混凝土撑，优势很明显。解决上撑不及时的问题，在施工组织上就应该做好编制工作，规定好程序和操作细则，分工明确、责任到人等等。及时上撑不仅仅对控制基坑变形有利，也可以防止围护结构接缝漏水。如果做不到随挖随撑，围护结构就有可能出现较大的变形。
另外，基坑施工期间，要及时对支撑施加预应力，及时并且有效的施加预应力是控制基坑变形的重要环节。同时，基坑开挖期间需要加强对支撑的观察，如果钢支撑有失稳的先兆，那么一般钢结构有拱起侧弯或者下沉的征兆，一旦发现这种情况，一定要采取加固或者补撑的措施。
5 做好监控测量工作
通过对深基坑的理论研究以及实际工程反馈的情况来看，对于复杂的大中型工程或者环境要求更加严格的项目，往往很难从理论经验中得到很好的借鉴，因为这些大中型工程本身就是以前很少出现的工程案例。而且这些也很难从理论分析中找到预测的方法，因为这类大中型工程的实际情况并不是理论分析上的理想情况。所以对于工程施工的监控测量工作，必须依靠施工现场的实时监测。首先，通过现场的检测提供准确的、实时的动态信息，来反馈指导整个施工的全过程；其次，了解施工的环境，比如地下土层、地下管线的敷设、地下设施的布置以及地面建筑在施工的过程中会受到何种影响，并且评估受到影响的程度；再次，及时发现和预报险情的发生以及险情的发展程度，以保证能够及时、有效地采取补救安全措施。所以在整个施工过程中，监测工作是非常重要的，只有做好施工过程中的监测工作，才能在整个施工过程的任何阶段、任何环节及时和准确的发现施工中出现的问题，从而调整施工步骤或者施工方案，保证施工有效、顺利的进行下去。
综上所述，不良地质条件下的深基坑施工技术，最重要的是要提前充分的了解施工区间以及附近的地质情况，对比设计图纸上的周围的环境，根据实际的现场情况对设计方案进行有效的调整，做好基坑中的排水工作，巩固围护结构的强度，以及采取有效合理的施工开挖方法，同时在施工的各个阶段都做好工程进度的监测工作，对施工过程中的各种数据进行实时监控，并做及时的调整，这样才能保证不良地质条件下的深基坑施工顺利、安全的进行。
参考文献
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不良地质处理 第12篇
S313线舟曲县城至峰迭新区段公路特大山洪泥石流灾后恢复重建工程武都关大桥斜跨白龙江, 通过河漫滩, 属山区河谷地带, 海拔在1392m~1431m之间, 根据地质资料及试桩钻孔的情况显示, 桥址区岩土体综合分为4个地质层: (1) 人工填筑土, 主要以碎石为主, 层厚3.5m~6m; (2) 砂质粉土, 分布于桥址区白龙江岸坡局部地带, 层厚5m~8m; (3) 卵石层, 主要集中在白龙江河道中央, 该段河道在采砂厂范围内, 采集砂子后的卵石全部堆积在河道内, 形成厚达5m的卵石堆积层; (4) 变质粉砂岩, 中厚层状结构, 泥钙质胶结, 斜向剪节理发育, 岩石较破碎, 完整性差。这几种地质条件均属不良地质, 钻孔桩施工采用冲击钻钻进的方法。
2 特殊地质结构层施工中出现的问题及产生的原因
(1) 卡钻, 在卵石层中钻孔, 由于石层较厚, 且在地层12m左右进入砂质粉土层, 冲击震动力大, 很容易造成上部护壁松动, 有落石掉落卡钻。
(2) 塌孔, 在钻孔过程中, 如果钻孔内水位突然下降, 孔口冒细密的水泡, 就表示已坍孔。此时, 出渣量显著增加而不见钻头进尺, 但钻孔负荷显著增加, 泥浆泵压力突然上升, 造成憋泵。一旦坍孔, 钻孔便无法正常进行, 易造成掉钻、埋钻事故。塌孔形式有在钻进中塌孔、清孔中塌孔、灌注砼时塌孔三种情况:钻进中塌孔主要出现在不同地质结构层的结合面、无粘聚力的卵石层及砂质粉土层 (无粘聚力的卵石层及砂质粉土层具有“空隙大、渗透性好、内聚力小, 对外力反应灵敏, 在微弱动水或外力作用下易产生移动, 丧失稳定”的特性, 若钻孔灌注桩在钻进过程中未采取正确的处理措施就会破坏土体本身的应力平衡, 形成塌孔) ;清孔中塌孔是由于清孔时随着泥浆比重的减小, 对孔壁的压力也随着减弱, 砂质的结合力进一步降低, 当泥浆的自重压力小于结构层对护壁的压力时, 在松散的卵石层及砂质粉土层中孔壁就会发生坍塌;灌注砼塌孔主要是在塌孔地段, 由于桩径变大, 砼的灌注速度相应的减缓, 砼的流动性减弱, 灌注砼的阻力增大, 当导管埋深较浅、灌注时间间隔较长时需要抽拔导管灌注, 震动过大会导致松散地层孔壁坍塌。
(3) 缩颈, 在钻孔过程中, 由于钻锥磨损或补焊不及时, 砂质粉土层的膨胀, 很容易产生缩颈现象, 即出现膨胀性软土, 俗称探头泥, 成孔后不易检验。
(4) 断桩, 断桩主要是在灌注砼时孔道塌孔所致。
(5) 钻孔偏斜, 在有倾斜度的软硬地层交界处, 岩面倾斜处钻进, 钻头受力不匀产生孔道偏斜。
3 对出现问题的防治措施
3.1 卡钻
(1) 发生卡钻后, 要控制好孔内泥浆的循环和泥浆的比重, 防止沉渣过厚, 泥浆比重要适当的加大到1.5~1.6, 然后钻机松绳, 使冲锥自然下落, 同时用陶渣筒装满石块轻轻冲击锥顶, 使冲锥下落一段距离后, 再用钻机反冲卡钻部位。要点是不能急, 要有耐心, 一般是轻触卡钻部位后, 钢丝绳不能硬拉, 在本工程中成功的处理了卡钻事故。
(2) 在反冲锥法未能解决卡钻, 或锥被孔内活石埋入过深, 可用套锥法进行处理。套锥是利用钢板卷成比孔径小2 cm的空心圆筒, 在筒下口内铡焊加强钢板和锥齿, 重约2.5 t。在用套锥进行冲孔时, 要设置大泵和排浆管, 保证孔内泥浆能循环, 在接近卡锥部位时要用小冲程施打, 在打到被卡锥底时, 冲击锥起动, 要是仍不能提钻, 利用钻机顶部加滑轮施加外力提升冲击锥。
3.2 对缩颈、塌孔、断桩的控制, 缩颈、塌孔、断桩问题的四种防治措施
(1) 增大泥浆比重, 在钻孔初始阶段, 本工程采用普通粘土为原料制配泥浆, 经现场检测, 泥浆的性能指标基本满足规范要求, 泥浆的性能指标决定了泥浆能否形成均质、致密的泥皮, 避免形成水土流失通道, 造成土体失稳。本工程钻孔灌注桩在施工过程中, 浆液与孔中的粉质粘土及粉砂等混合后在泥浆池中沉积, 使浆液逐渐变稀, 这也是造成塌孔的原因之一。为增大泥浆比重, 在原粘土泥浆中加入5%的膨润土, 同时严格控制泥浆比重在1.5~1.6之间, 并不断调整粘土及膨润土的掺量, 保持泥浆比重稳定在1.5左右。
(2) 增加泥浆的粘度, 钻孔过程中, 添加千乙烯基聚合物, 将聚合物慢慢的撒在泥浆泵的进口, 泥浆泵将聚合物和泥浆的混合体压入钻孔塌孔处, 依次循环15-30min后, 泥浆的粘度就会有所增加。同时为了改善泥浆性能, 提高泥浆的胶体率、稳定性, 可在泥浆中掺加0.1Kg/m3纯碱和1Kg/m3水泥, 使泥浆的胶体率和稳定性大大提高, 促进了不透水膜在孔壁的形成, 并加厚了孔壁泥皮, 增强了泥膜的韧性。
(3) 埋置深护筒护壁, 为满足武都关大桥桩基施工进度要求, 为防止钻进中塌孔和灌注砼时塌孔造成断桩, 结合卵石层及砂质粉土层的深度, 采用δ=10mm钢板卷制成D=1.45m L=6m、9m、15m长护筒, 用全站仪控制护筒垂直度, 25t吊车配合挖掘机施压埋设护筒。具体做法是:先用钻机钻至超过塌孔层1m, 将钻锤提出, 使用25t吊机将长护筒吊起, 缓缓将钢护筒下放至孔内.下放前需对护筒定位, 考虑到15m长的护筒下放较为困难.所以将护筒制作成两节, 下放第一节护筒后在护筒外壁焊接8块对称定位钢板, 钢板规格与护筒厚度相同, 定位钢板长0.5m, 在第二节护筒对接后需再次检查护筒的垂直度。护筒全部下放后, 须将护筒与地面相对位置固定。
(4) 为防止塌孔, 快至不同地质结构层面时要低冲程进尺, 并选用比重大, 粘度较稠, 胶体率高的优质泥浆护壁, 发生坍塌判明位置后, 将坚硬片石, 粘土及水泥做成混合物, 视泥浆稠度反复抛填、冲击, 一次1~3m, 直至过塌孔地段为止。如果塌孔情况严重时, 应将钻孔全部用砂夹粘土或小砾石夹粘土回填, 经3~5d稍密实后, 再重新钻孔。
钻孔偏斜, 当发现钻孔速度明显降低, 主绳摆动大的现象时, 可判明遇到的岩面倾斜, 此时应马上提出钻头, 抛入坚硬片石及碎石或卵石和红土, 将孔回填1.5m~2m厚, 保证钻头平稳, 以小冲程冲击, 待冲到原位后第二次抛入相同配比的混合物以大冲程造孔。如仍有偏孔可用第二种方法重复进行, 反复抛填仍难达到目的时, 填筑水下砼, 达到一定强度后继续开钻。
4 结束语
钻孔灌注桩的质量直接影响到桥梁上部结构的稳定与安全, 在S313线舟曲县城至峰迭新区段公路特大山洪泥石流灾后恢复重建工程武都关大桥桩基施工之前, 我们认真分析了在不良地质条件下桩基钻孔施工中发生的问题, 并提前做了充分的准备, 确保桩基检测全部合格。但是我们还是要对钻孔灌注桩在不良地质施工过程中容易出现的各类问题进行总结, 从而从中积累经验, 使我们能够更好的预防各类问题的发生。
参考文献
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