地鐵隧道如何穿越地質(zhì)斷層處課件

地鐵隧道如何穿越地質(zhì)斷層處madebyteamA2013年5月3日

給大家看一組數(shù)據(jù)：

截至2005年底，我國(guó)鐵路隧道總里程為3398公里截至2006年底，全國(guó)公路隧道達(dá)3788處、1841.8公里其中特長(zhǎng)隧道49處、191.8公里長(zhǎng)隧道444處、723.2公中隧道577處、409.4公里，短隧道2718處、517.5公里平均每公里有一處斷層，那需要解決多少斷層工程問(wèn)題可見(jiàn)中國(guó)工程師們?cè)诮鉀Q斷層問(wèn)題上費(fèi)了多大功夫。如果能解決地質(zhì)斷層處的一些問(wèn)題，那么我國(guó)的隧道建設(shè)將能夠有非常大的進(jìn)展，將能夠取得更加矚目的成績(jī)。這里簡(jiǎn)單給大家介紹一下我們偉大的工程師們是怎么解決這些問(wèn)題的。Let'sgo！

iii

斷層與隧道的相互關(guān)系

隧洞穿過(guò)斷層地段，施工難度主要取決于斷層的性質(zhì)、斷層破碎帶的寬度、填充物、含水性和斷層活動(dòng)性以及隧道軸線和斷層構(gòu)造線方向的組合關(guān)系（正交、斜交或平行）。在其他條件相差不大的前提下，兩者的相互關(guān)系直接影響到施工的難易程度、工藝和工期。當(dāng)隧道軸線接近于垂直構(gòu)造線方向時(shí)，斷層規(guī)模較小，破碎帶不寬，且含水量較小時(shí)，條件比較有利，施工難度相對(duì)較小；但當(dāng)隧洞軸線斜交或者平行于構(gòu)造方向時(shí)，則隧洞穿過(guò)破碎帶的長(zhǎng)度增大，并有強(qiáng)大側(cè)壓力，應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)體系，及時(shí)封閉。根據(jù)斷層產(chǎn)狀、寬度和隧道軸線的相互關(guān)系，隧道通過(guò)斷層帶時(shí)，大致可分為以下幾種情況。iii

斷層的位置（a）（b）（c）（d）（f）（e）圖1斷層帶與隧道的相互關(guān)系

iii（1）斷層出現(xiàn)在拱部如圖1（a），這種情況對(duì)隧道的影響相對(duì)較小，施工難度主要取決于拱部斷層帶的寬度。當(dāng)寬度只有數(shù)米時(shí)，仍可采用全斷面開(kāi)挖方法，但進(jìn)尺應(yīng)縮短，并采用微震爆破技術(shù)，加強(qiáng)拱部的初期支護(hù)強(qiáng)度；當(dāng)拱部斷層范圍較大時(shí)，如圖1（c），為慎重起見(jiàn)，應(yīng)改為半斷面臺(tái)階法施工，為便于人工翻碴，臺(tái)階長(zhǎng)度不宜太長(zhǎng)，一般宜≤5m。（2）斷層出現(xiàn)在側(cè)部如圖1（b），這種情況，施工不當(dāng)極易造成側(cè)壁整體滑塌，應(yīng)注意輔以鋼架支護(hù)和噴射砼加強(qiáng)，并在側(cè)壁斷層范圍布設(shè)小導(dǎo)管注漿加固斷層巖體；當(dāng)斷層延伸至拱部范圍時(shí)，如圖1（d），坍塌的幾率增大，應(yīng)注意調(diào)整開(kāi)挖方法。iii各式各樣的斷層結(jié)構(gòu)造成了復(fù)雜的隧道環(huán)境碎石叢中如何下手開(kāi)挖iii.

1優(yōu)先采取明挖法

明挖法是采用一定的施工措施，從上往下逐步開(kāi)挖基坑的巖土，然后從下至上逐步施工結(jié)構(gòu)，最后回填基坑的施工方法。明挖法施工工藝簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟、進(jìn)度快、質(zhì)量可靠、防水效果好、風(fēng)險(xiǎn)小，結(jié)構(gòu)防水質(zhì)量易保證。在交通疏解、地下管線、周?chē)h(huán)境許可的條件下，區(qū)間隧道可盡量抬高軌面標(biāo)高，使之置于較小的埋置深度，為明挖法施工創(chuàng)造條件，從而降低工程造價(jià)，加快工程進(jìn)度。

明挖法按支護(hù)方式分放坡明挖和圍護(hù)明挖。放坡明挖可采用錨噴護(hù)坡、土釘墻等方式。圍護(hù)明挖有鉆孔灌注樁、人工挖孔樁、SMW工法、地下連續(xù)墻、鋼板樁等圍護(hù)結(jié)構(gòu)型式。另外最為關(guān)鍵的是，將斷層相當(dāng)活躍的地帶可以將軌道設(shè)計(jì)在地面較淺處，既可避免工程的問(wèn)題，淺層又能避免后期透水iii3盾構(gòu)法：盾構(gòu)法是在盾構(gòu)機(jī)鋼殼體的保護(hù)下，依靠其前部刀盤(pán)上的刀具挖掘地層，并在盾構(gòu)機(jī)殼體內(nèi)完成出碴、管片拼裝、推進(jìn)等作業(yè)的一種施工方法。盾構(gòu)法施工不僅施工進(jìn)度快，而且無(wú)噪音，無(wú)振動(dòng)公害，對(duì)地面交通及沿線建筑物、地下管線和居民生活等影響較少。國(guó)內(nèi)目前在盾構(gòu)區(qū)間的施工中地面變形的控制方面普遍已經(jīng)達(dá)到＋1～－3㎝的水平，在對(duì)變形要求嚴(yán)格的區(qū)段采取加強(qiáng)對(duì)位同步注漿、襯砌回填壓漿、地面跟蹤注漿的綜合措施，地面沉降已經(jīng)可以控制在幾個(gè)毫米的水平。iii關(guān)于輕軌接口的初步設(shè)計(jì)iii

№1.對(duì)隧道斷裂帶開(kāi)挖后圍巖表面裂隙線狀出水及面狀淋滲水要進(jìn)行注漿堵水縫隙涌水量較大時(shí)，要先鉆引水孔卸壓，再對(duì)裂隙注漿，最后用膨脹快硬水泥對(duì)引水孔進(jìn)行封堵處理

№2.隧道初期支護(hù)初噴混凝土后，存在大面積滲漏水或大股涌水時(shí)，要采取補(bǔ)注漿及引排措施1.當(dāng)初噴層表面出現(xiàn)股水時(shí)，采取“埋管引排”的原則，將股水通過(guò)引排管引至隧道側(cè)溝，引排管采用PVC管。2.止?jié){塞止?jié){，漿塞膠圈尺寸要與注漿孔徑相配。

埋管引排斷面示意№3.遇斷裂帶地下水發(fā)育地段，隧道開(kāi)挖可能引起突水涌泥或地下水、地表水流失，采取“以堵為主，限量排放”的原則，通過(guò)超前預(yù)注漿控制地下水流量，保證施工安全如采用帷幕注漿施工方法帷幕注漿施工工藝流程№4.穿越斷層破碎帶、裂隙水發(fā)育地段，要采用徑