不良地质处理方案

广西桂中治旱乐滩水库引水灌区

一期工程总干四标

小型不良地质应急处理方案

湖南华纬水电工程公司

广西桂中治旱乐滩水库引水灌区一期工程

总干四标项目经理部

二零一二年十月十二日

编制： 总干四标技术管理部 审核： 审批：

四标常见不良地质和处理措施方案分析

我部板老-北丹、板老-良马隧洞开挖过程中，多次出现拱顶小范围掉块、开挖面出现小型溶洞、轴线拱顶及两侧岩层分层薄、裂隙、节理发育、局部围岩破碎、突水、涌水、夹泥等现象，以上不良地质原因施工时常引起掉块、塌方、滑块等事件发生，结合设计、监理、业主方给据的方案与我部施工经验，多次成功处理了掉块、小型溶洞、滑块等问题，我部对以上问题的处理方法进行了一些总结，并分析构成不良地质的条件和原因，希后段隧洞开挖遇到类似相同问题时作为参考与指导：

一、不良地质的因素和施工处理方式不当的常见问题

1.地质因素

在构造运动作用下，薄层岩体形成小褶曲，同时错动发育，隧道施工从此处通过，常发生塌方。

（1）隧道穿过断层及其破碎带，一经开挖，潜在应力释放，围岩承压快，围岩失稳而塌方。

（2）通过各种堆积体时，由于结构松散，颗粒间无胶结或胶结差，开挖后引起塌方。

（3）隧道穿过浅埋地段或隧道进出口附近，围岩自稳能力差或受偏压影响，开挖中引起坍塌。

（4）岩层软硬相间或有软弱夹层的岩体，在地下水的作用下，软弱面的强度大大降低，因而发生塌方。

（5）地下水的软化、浸泡、冲蚀、溶解等作用，加剧岩体的失稳和

塌方，所以，地下水对塌方具有“促进剂”的作用。

（6）围岩比较差，断层或节理面呈楔形状态，构成不利组合，在内应力或地下水的作用下，产生突然塌方，这种塌方是最不易观察和发现的，也是比较危险的。

2.施工方法和措施不当

地质勘察不准，而施工人员又缺乏经验，在不良地质地段没有做好钻探工作，施工过程中疏于观察而引起塌方。

（1）施工方法选择不当或工序间安排不合理，各工序拉得较长，一旦开挖面暴露时间过久，引起围岩松动、风化，招致塌方发生。 （2）喷锚不及时或喷射混凝土质量、厚度不符合要求，锚杆没有达到设计要求的数量及间距，锚杆的拉拔力不满足设计要求。 （3）采用钢支撑时，支撑架设质量欠佳，支撑与围岩不密贴，两者间的空隙填塞不密实或连接不牢固，不能满足围岩压力所需要求。 （4）爆破作业不当，用药量过多。

（5）处理危岩措施不当，引起危岩坠落，牵动岩层坍塌

二、我部常遇小段面不良地质的处理方式、方法和与原设计支护方式相比，增加、强化围岩的处理办法。

通过对地质情况的分析，施工开挖存在的围岩类型为Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类、Ⅴ类和局部破碎带；均以Ⅱ类和Ⅲ类围岩为主，有些部位局部有Ⅳ类围岩，含少量的Ⅴ类围岩和破碎带，对于不同的围岩类型采取不同的支护施工方法（以下为非正常地质情况下的加强支护）： （1）当开挖遇到Ⅱ类围岩时，采用直接喷射混凝土的支护方法；混凝土的喷射厚度为8cm厚。对于局部存在的破碎带根据现场实际情况采用Φ25mm,L＝3m随机锚杆支护（2）当开挖遇到Ⅲ类围岩时，需

采用锚喷支护的施工方法；混凝土的喷射厚度为10cm，破碎时增加喷射进度可为15-20㎝；系统锚杆采用Φ25的螺纹钢筋，间排距为1m,锚杆长度为4m。钢筋网为Φ16@200㎜*200㎜，若为必要可设双层网，另增Φ25，L=4m随机锚杆。 锚喷支护的工艺流程图：

钻孔 注浆 安装锚杆 喷射混凝土 洒水养护

（3）当存在以Ⅳ类围岩为主时，采用喷锚加钢筋网支护。洞内采用Φ25mmL＝4m间排距为1m梅花形布臵系统锚杆加高强度钢筋网支护，喷混凝土厚度为15 cm；施工时首先喷3cm混凝土封闭岩面防止掉块，然后再进行其它相关工序。当存在的软弱、破碎围岩时，采取间距为0.8m型钢拱架加强支护；施工时首先在顶拱范围内采取Φ25mmL＝4m间距为0.5m超前锚杆支护,锚杆仰角为22°～25°，钢支撑顶拱与超前锚杆相连，两侧与系统锚杆连接，纵向采用Φ25间距0.5m连接筋。。

锚喷支护的工艺流程图：

钻孔 图1 Ⅲ类围岩支护工艺流程图

注浆 安装锚杆 挂网片 喷射混凝土 洒水养护

图2 Ⅳ类围岩支护工艺流程图

（4）当开挖遇到Ⅴ类围岩和破碎带时，需采用超前支护，安装型钢拱架加强支护，挂网喷混凝土，联合系统锚杆的支护方法；在顶拱范围内采用Φ25mmL=4m超前锚杆支护，间距为0.5m；单榀钢拱架宽度为16cm，间距为50cm，纵向采用Φ25间距0.5m连接筋；挂高强度镀锌铅丝网喷混凝土的厚度为20cm，钢筋网为Φ16@200㎜*200㎜；系统锚杆采用Φ25的螺纹钢筋，间排距为1m,锚杆长度为4m。

锚喷支护的工艺流程图：

钻孔 注浆 安装超前锚杆 钻孔爆破 排危出渣 钢格栅的制作与安装 钻孔

注浆 安装锚杆 挂钢筋网片 喷射混凝土 洒水养护 图3 Ⅴ类围岩和破碎带支护工艺流程图

（二）支护工艺及安全处理流程 (一)、喷射混凝土施工

1、清除浮石、松动的岩块、岩粉、岩渣和其他堆积物 2、检查作业面尺寸，处理欠挖岩体

3、用高压水冲洗作业面，并对受污染的作业面进行清理 4、检查上一工序作业情况，做好受喷面的地质描述 5、检查工作平台的牢固性

6、应在受喷面设臵控制性喷层厚度的标志

1、优先选用天然沙，也可采用人工砂。砂的细度模数宜为2.5-3.0，含水率宜为5%-7%。

2、应优先选用坚硬、耐久、磨圆度好的卵石。卵石或人工碎石粒径不宜大于15㎜，回弹料不宜重新使用，可添加碱性速凝剂

喷射砼骨料通过各筛径的累计重量百分数 单位：%

骨料粒径 （㎜） 0.15 5-7 4-8 0.30 0.60 1.20 23-31 18-41 2.50 34-43 26-54 5.00 50-60 40-70 10.00 73-82 62-90 15.00 100 100 骨料优 10-15 17-22 5-22 13-31 品质 良 注：1、掺入速凝剂的喷射砼初凝时间不应大于5分钟，终凝时间不

应大于10分钟

2、干喷法水泥与砂石的质量比宜为1.0：4.0-1.0：4.5，砂率45%-55%，水灰比宜为0.40-0.45

3、分层喷射时，后一层喷射应在前一次喷射砼终凝后进行。若终凝后一小时喷射时，应用风水清洗前一次喷层表面后再进行后一次喷射作业 。

4、两次循环作业的喷射砼应有20㎜搭接长度，起伏应控制在10㎜以内

5、回弹率边墙不应大于15%，顶拱不应大于25%。

6、终凝后2h后应开始喷水养护，养护时间一般不得少于7d，重要工程不得少于14d. （二）、联合支护施工

1、钢筋网的钢筋规格、钢材质量、网格尺寸，应满足设计要求2、钢筋网与岩面距离宜为30㎜-50㎜，钢筋网同锚杆连接牢固，相邻钢筋网搭接时纵横应对应，搭接长度不少于20㎝，钢筋网保护层厚度不应小于2㎝，过水面不小于5㎝。

3、双层钢筋网时，第二层网应在第一层钢筋网被第一层喷射砼覆盖后再铺设

4、钢拱架支护时，考虑到可能发生超挖，可制成分段半成品，运至施工现场快速拼装，以适应可能发生的断面尺寸的变化。 （三）特殊地质条件下的联合支护施工

1、在松散、软弱、破碎等稳定性较差的围岩中进行锚固支护施工 时

A、应及时进行施工期间现场量测，监视围岩或支护后的变形情况，掌握好支护时机，及时调整支护方案和支护参数B、支护应紧跟掌子面进行，必要时及时封闭掌子面，设臵超前锚杆与封闭仰拱C、喷射砼4H后，锚杆安装8H后方可进行下一循环开挖作业。

2、在岩石破碎、地下水发育的地段，可采用集中导水或超前灌浆的办法开挖，开挖后立即喷射防水型早强砼封闭开挖面，再设臵钢拱架、锚杆等其他综合性支护措施。

3、在易风化、吸水膨胀、失水剥落等围岩中，开挖后应立即用喷射砼封闭开挖面。

4、对可能滑落或滑动的危石进行加固时： A对出现在拱部的危石就先喷射砼再安装锚杆

B对边墙出露的大面积塌滑区。应根据危石的结构情况采用先锚后挖或边挖边锚的原则逐层施工

4资源配置

4.1人力资源

表3－3 人力资源配臵计划表 序 号 1 2 3 4 5 6 7 岗位工种 技术员 质量员 安全员 风钻工 钢筋工 喷锚工 修理工 人 数 3 2 2 14 5 8 1 序 号 10 11 12 岗位工种 电焊工 电 工 其他人员 人 数 2 1 2 8 9 机械工 汽车司机 2 4 合计： 46人 （仅为承担一开挖面所投入的人力资源） 4.2机械配臵

表4－4 主要机械设备配臵计划表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 设备名称 空压机 柴油发电机 自卸车 气腿式风钻 侧卸装栽机 混凝土干喷机 锚杆注浆机 电焊机 钢筋切割机 型号*规格 20m3/min 150KW YT-28 MZ-1 GQ40L 单位 数量 台 台 台 把 台 台 台 台 台 4 1 4 14 1 1 1 4 2 备 注 （仅为承担一个开挖面所投入的机械资源） 5质量控制

（1）从组织上采取措施，配臵足够的技术、质检人员及检测设备，明确责任；从技术上严格要求，认真贯彻落实“三检制”，即作业班组自检，工序交接检查，专职质检检查。同时报监理工程师复检。 （2）在技术上做好技术交底及安全教育工作，明确设计要求、操作规程、注意事项。做好现场施工指导工作，解决施工中的难题，坚持经常地进行质量检查，发现问题及时采取措施进行处理，把施工质量问题消灭在萌芽

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总干第四标段项目经理部