理论教育 隧道工程施工风险辨识及防控

隧道工程施工风险辨识及防控

时间:2023-08-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:因为浅埋意味着围岩较浅,钻爆法的爆破开挖工艺将有可能扰动围岩,造成地表沉降,导致围岩坍塌,进而影响上部建筑,可能酿成重大安全事故。浅埋段钻爆法施工风险主要包括洞口施工稳定性风险和爆破振动施工风险。在钻爆法隧道开挖过程中可能会发生围岩岩爆事故。膨胀岩土区隧道施工风险辨识。

隧道工程施工风险辨识及防控

1.浅埋段施工风险辨识

钻爆隧道的浅埋段施工是钻爆法施工时较为危险的阶段。因为浅埋意味着围岩较浅,钻爆法的爆破开挖工艺将有可能扰动围岩,造成地表沉降,导致围岩坍塌,进而影响上部建筑,可能酿成重大安全事故。浅埋段钻爆法施工风险主要包括洞口施工稳定性风险和爆破振动施工风险。

2.富水地层施工风险辨识

由于地下水的影响,在结构薄弱的区域(例如缺陷和薄弱地层),隧道周围的岩石不稳定,可能发生突水、涌泥。地下水在结构中突涌会造成非常严重的后果,甚至威胁到建筑工人的人身安全。流入的水量取决于水、岩石和土壤的渗透性。大部分突水、涌泥都发生在地质薄弱的地区,例如断层带和裂缝处。

3.软弱围岩区施工风险辨识

隧道在穿越软弱破碎带等不良地质地段时,地下水具有一定的承压性,开挖扰动后,极易发生涌水、突水现象,威胁施工安全。由于水压力较高,水源补给无限,且施工中不具有自然坡的排水条件,一旦发生大的突水、涌水现象,就可能引发严重后果,因此,能否安全穿越软弱不良地质段是隧道工程施工成败的关键

4.断层破碎带施工风险辨识

隧道穿越断层、断裂带地段,施工风险源主要为断层的性质、断层破碎带的宽度、填充物、含水性、断层活动性及断层构造线方向的组合关系(正交、斜交或平行),主要的风险在于隧道衬砌的失稳和突泥、涌水。

5.高地应力岩爆区施工风险辨识

当岩石内部积聚了很大的弹性应变能时,一旦遇到扰动,就会突然释放出来,形成岩爆。在钻爆法隧道开挖过程中可能会发生围岩岩爆事故。岩爆主要分为应变型岩爆、断裂型岩爆、岩柱型岩爆。

6.穿越河流、湖泊施工风险辨识(www.daowen.com)

在穿越河流、湖泊的富水地层时,存在涌水、突水及高压水风险。与富水地层类似,河流、湖泊水压高,水源充足,又无天然出口,加上勘探工作的不确定性,使得钻爆法穿越河流、湖泊时的渗水问题比山岭钻爆隧道严重得多,处理起来也困难得多。在地下水的作用下,在断层及软弱地层等结构构造的薄弱带常会发生隧道围岩失稳,出现突水、涌泥等现象。在穿越地下水发育的河流、湖泊时,通常危害性更大,甚至造成灾难性的后果。

7.黄土区、多年冻土区和膨胀岩土区隧道施工风险辨识

(1)黄土区隧道施工风险辨识。

黄土属于特殊土的一种。黄土颗粒成分以粉粒为主,强度低,遇水易软化或湿陷。黄土表层多具有湿陷性,对工程建设影响很大。修建于黄土土体内的隧道称为黄土隧道。在黄土隧道施工中,进行洞体断面开挖,不可避免地会对黄土层产生扰动,在支护缺陷的影响下会形成塌方。黄土隧道施工中易发生洞内坍塌和地表沉陷等问题。

(2)多年冻土区隧道施工风险辨识。

凡是处于零温或负温,并含有冰的各种土(岩)统称冻土。冻土按其冻结时间的长短,可分为季节冻土和多年冻土两类。冻土是一种对温度极为敏感的土体介质,含有丰富的地下冰,水分会产生迁移并具有相变变化特征,因此冻土具有流变性,其长期强度远低于瞬时强度,并具有融沉性和冻胀性。这些特性导致了在冻土区修筑工程构筑物时要面临的两大工程问题:融沉和冻胀。

高海拔严寒区隧道工程常见的冻害如下:衬砌漏水、挂冰,隧道洞、门、墙开裂,隧道衬砌开裂,冻融循环引起洞口段边坡塌方等。冻害的产生会影响衬砌结构的稳定性,进而影响隧道的运营使用。如挂冰、道床积冰会侵占隧道的净空界限,影响隧道的通行能力。

(3)膨胀岩土区隧道施工风险辨识。

在当前的隧道工程项目施工中,膨胀岩土是一种常见的不良地质现象。如果不能有效处理,可能会导致隧道工程项目出现底鼓、围岩膨胀突出等,最终对整个隧道施工质量产生不良影响。在隧道开挖施工中,会导致围岩内的原始应力得到释放,促使围岩胀裂。同时,土体脱水会导致围岩产生收缩裂缝,促使土体中原本就存在的隐秘性裂缝张开扩大,导致围岩失稳,容易出现坍塌。

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