第一節(jié)概述不良和特殊地質(zhì)

地段隧道施工一、不良和特殊地質(zhì)地段施工一般規(guī)定

(一)不良地質(zhì)地段

不良地質(zhì)地段是指滑坡、崩塌、巖堆、偏壓地層、巖溶、高應力、高強度地層、松散地層、軟土地段等不利于隧道工程的不良地質(zhì)環(huán)境。

(5)溶洞未做出處理方案前，不要將棄渣隨意傾填于溶洞中。因棄渣覆蓋了溶洞，不但不能了解其真實情況，反而會造成更多困難。第五節(jié)巖爆

埋深較深的隧道工程，在高應力、脆性巖體中，由于施工爆破擾動原巖，巖體受到破壞，使掌子面附近的巖體突然釋放出潛能，產(chǎn)生脆性破壞，這時圍巖表面發(fā)生爆裂聲，隨之有大小不等的片狀巖塊彈射剝落出來，這種現(xiàn)象稱之巖爆。一、隧道內(nèi)巖爆的特點(1)巖爆在未發(fā)生前并無明顯的預兆。(2)巖爆時，巖塊自洞壁圍巖母體彈射出來，一般呈中厚邊薄的不規(guī)則片狀。(3)巖爆發(fā)生的地點，多在新開挖工作面及其附近，個別的也有距新開挖工作面較遠處。巖爆發(fā)生的頻率隨暴露后的時間延長而降低。

二、巖爆產(chǎn)生的主要條件

地層的巖性條件和地應力的大小是產(chǎn)生巖爆與否的兩個決定性因素。三、巖爆的防治措施

防治巖爆發(fā)生的措施主要有二：一是強化支護，二是弱化圍巖。強化支護的措施很多，如噴射混凝土或噴鋼纖維混凝土、錨桿加固、錨噴支護、錨噴網(wǎng)聯(lián)合、鋼支撐網(wǎng)噴聯(lián)合，緊跟混凝土襯砌等。這些措施的出發(fā)點是給圍巖一定的徑向約束，使圍巖的應力狀態(tài)較快地從平面轉(zhuǎn)向三維應力狀態(tài)，以達到延緩或抑制巖爆發(fā)生的目的。

弱化圍巖的主要措施是注水、超前預裂爆破、排孔法、切縫法等。注水的目的是改變巖石的物理力學性質(zhì)，降低巖石的脆性和儲存能量的能力。后三者的目的是解除能量，使能量向有利的方向轉(zhuǎn)化和釋放。四、巖爆地段隧道施工的注意事項(1)平導應掘進超前正洞一定距離，以了解地質(zhì)。(2)爆破應選用預先釋放部分能量的方法，先期將巖層的原始應力釋放一些，以減少巖爆的發(fā)生。

(3)根據(jù)巖爆發(fā)生的頻率和規(guī)模情況，考慮縮短爆破循環(huán)進尺。初期支護和襯砌要緊跟開挖面，以盡可能減少巖層的暴露面和暴露時間，防止巖爆的發(fā)生。(4)巖爆引起坍方時，應迅速將人員和機械撤到安全地段；充分作好巖爆現(xiàn)象觀察記錄；采用聲波探測預報巖爆工作。

第六節(jié)瓦斯地層隧道施工

瓦斯是地下坑道內(nèi)有害氣體的總稱。(1)瓦斯(沼氣)為無色、無臭、無味的氣體，由于空氣中瓦斯?jié)舛仍黾?，氧氣相應減少，很容易使人室息或發(fā)生死亡事故。(2)瓦斯比重為0.554僅占空氣一半。(3)瓦斯不能自燃，但極易燃燒，其燃燒的火焰顏色，隨瓦斯?jié)舛鹊脑龃蠖兊諝庵泻猩倭客咚箷r火焰呈蘭色，濃度達5％左右時，火焰呈淡青色。一、瓦斯的性質(zhì)二、瓦斯的燃燒和爆炸性

當坑道中的瓦斯，濃度小于5％遇到火焰時，瓦斯只是在火源附近燃燒而不會爆炸；瓦斯?jié)舛仍?％~6％到14％~16％時，遇到火源具有爆炸性；瓦斯?jié)舛却笥?4％~16％時，一般不爆炸，但遇火能平靜地燃燒。瓦斯燃燒時，遇到障礙而受壓縮，即能轉(zhuǎn)燃燒為爆炸。瓦斯爆炸時爆炸波運動造成暴風在前，火焰在后，暴風遇到積存瓦斯，使它先受到壓力，然后火焰點燃發(fā)生爆炸。第二次瓦斯受到的壓力比原來的大，因此爆炸后的破壞力也更劇烈。三、瓦斯放出的類型

發(fā)生瓦斯放出有三個主要因素：地應力、瓦斯和圍巖結(jié)構(gòu)，而地應力和圍巖中瓦斯的存在是引起瓦斯放出的主要因素。從巖層中放出瓦斯，可分為三種類型：(1)瓦斯的滲出(2)瓦斯的噴出(3)瓦斯的突出四、防止瓦斯事故的措施(1)隧道穿過瓦斯溢出地段，應預先確定瓦斯探測方法，并制訂瓦斯稀釋措施、防爆措施和緊急救援措施等。(2)隧道通過瓦斯地區(qū)的施工方法，宜采用全斷面開挖法。(3)加強通風是防止瓦斯爆炸最有效的辦法。(4)洞內(nèi)空氣中允許的瓦斯?jié)舛葢刂圃谝?guī)定值以下。(5)開挖工作面風流中和電機附近20m以內(nèi)風流中瓦斯?jié)舛冗_到1.5％時，必須停工、停機，撤出人員，切斷電源，進行處理。(6)瓦斯隧道必須加強通風，防止瓦斯積聚。(7)如開挖進入煤層，瓦斯排放量較大，使用一般的通風手段難以稀釋到安全標準時，可使用超前周邊全封閉預注漿。(8)采用防爆設(shè)施。

五、嚴格執(zhí)行有關(guān)制度(1)瓦斯檢查制度：指定專人、定時和經(jīng)常進行檢查，測量風流和瓦斯含量，嚴格執(zhí)行瓦斯允許濃度的規(guī)定。瓦斯檢查手段可采用瓦斯遙測裝置、定點報警儀和手持式光波干涉儀。隨時發(fā)現(xiàn)異常情況，應及時報告技術(shù)主管負責人，采取措施進行處理。(2)洞內(nèi)嚴禁使用明火，嚴禁將火柴、打火機、手電簡及其他易燃品帶入洞內(nèi)。

(3)進洞人員必須經(jīng)過瓦斯知識和防止瓦斯爆炸的安全教育。搶救人員未經(jīng)專門培訓不準在瓦斯爆炸后進洞搶救。(4)瓦斯檢查人員必須挑選工作認真負責、有一定業(yè)務能力、經(jīng)過專業(yè)培訓、考試合格者，方可進行監(jiān)測工作。第七節(jié)隧道施工坍方處理措施

隧道開挖時，導致坍方的原因有多種，概括起來可歸結(jié)為：一是自然因素，即地質(zhì)狀態(tài)、受力狀態(tài)、地下水變化等；二是人為因素，即不適當?shù)脑O(shè)計，或不適當?shù)氖┕ぷ鳂I(yè)方法等。一、發(fā)生坍方的主要原因(1)不良地質(zhì)及水文地質(zhì)條件①隧道穿過斷層及其破碎帶，或在薄層巖體的小曲褶、錯動發(fā)育地段；通過各種堆積體；在軟弱結(jié)構(gòu)面發(fā)育或泥質(zhì)充填物過多地段。②隧道穿越地層覆蓋過薄地段。③水是造成坍方的重要原因之一。(2)隧道設(shè)計考慮不周

①隧道選定位置時，地質(zhì)調(diào)查不細，未能作詳細的分析，或未能查明可能坍方的因素，沒有繞開可以繞避的不良地質(zhì)地段。②缺乏詳細的的地質(zhì)及水文地質(zhì)資料，引起施工指導或施工方案的失誤。(3)施工方法和措施不當

①施工方法與地質(zhì)條件不相適應；地質(zhì)條件發(fā)生變化，沒有及時改變施工方法；工序間距安排不當；施工支護不及時，支撐架立不合要求，或抽換不當“先拆后支”；地層暴露過久，引起圍巖松動、風化、導致坍方。②噴錨支護不及時，噴射混凝土的質(zhì)量、厚度不符合要求。③新奧法施工的隧道，沒有按規(guī)定進行量測，或信息反饋不及時，決策失誤、措施不力。④圍巖爆破用藥量過多，因震動引起坍塌。⑤對危石檢查不重視、不及時，處理危石措施不當，引起巖層坍塌。二、預防坍方的施工措施(1)隧道施工預防坍方，選擇安全合理的施工方法和措施至關(guān)重要。應采取“先排水、短開挖、弱爆破、強支護、早襯砌、勤量測”的施工方法。

(2)加強坍方的預測。預測坍方常用的幾種方法：

①觀察法②一般量測法③微地震學測量法和聲學測量法

(3)加強初期支護，控制坍方。

三、隧道坍方的處理措施(1)隧道發(fā)生坍方，應及時迅速處理。(2)處理坍方應先加固未坍塌地段，防止繼續(xù)發(fā)展。并可按下列方法進行處理：①小坍方，縱向延伸不長、坍穴不高。首先加固坍體兩端洞身，并抓緊噴射混凝土或采用錨噴聯(lián)合支護封閉坍穴頂部和側(cè)部，再進行清渣。

②大坍方坍穴高、坍渣數(shù)量大，坍渣體完全堵住洞身時，宜采取先護后挖的方法。③坍方冒頂，在清渣前應支護陷穴口，地層極差時，在陷穴口附近地面打設(shè)地面錨桿，洞內(nèi)可采用管棚支護和鋼架支撐。

④洞口坍方，一般易坍至地表，可采取暗洞明作的辦法。

(3)處理坍方的同時，應加強防排水工作。

①地表沉陷和裂縫，用不透水土壤夯填緊密，開挖截水溝，防止地表水滲入坍體。②坍方通頂時，應在陷穴口地表四周