1、 不良地质和特殊岩土地段施工不良地质和特殊岩土地段施工1.3黄 土1.1不良地质和特殊岩土地段施工概述1.2膨胀土围岩1.6塌 方1.7岩 爆1.8高地温1.4溶 洞1.9瓦斯地层1.5松散地层和流沙1.1 1.1 不良地质和特殊岩土地段施工概述不良地质和特殊岩土地段施工概述不良地质和特殊岩土地段施工的一般规定不良地质和特殊岩土地段施工的一般规定1. 不良地质和特殊岩土地段的隧道在施工前必须根据设计提供的工程及水文地质资料，结合现场实际情况，制定专项施工技术方案，并进行评审。施工技术方案应包括应急预案，防止地质灾害的发生。1.1 1.1 不良地质和特殊岩土地段施工概述不良地质和特殊岩土地段施工
2、概述不良地质和特殊岩土地段施工的一般规定不良地质和特殊岩土地段施工的一般规定1. 不良地质和特殊岩土地段的隧道在施工前必须根据设计提供的工程及水文地质资料，结合现场实际情况，制定专项施工技术方案，并进行评审。施工技术方案应包括应急预案，防止地质灾害的发生。1.1 1.1 不良地质和特殊岩土地段施工概述不良地质和特殊岩土地段施工概述 不良地质和特殊岩土除了包括本模块给出规定的岩溶、岩爆、瓦斯等不良地质和黄土、膨胀岩土、流沙、富水软弱破碎围岩等特殊岩土以外，还包括可能对隧道施工产生影响的其他不良地质和特殊岩土，如滑坡、危岩和崩塌、泥石流、采空区、活动断裂和冻土、盐渍岩土、风化岩、残积土等。1.1
3、1.1 不良地质和特殊岩土地段施工概述不良地质和特殊岩土地段施工概述 不良地质和特殊岩土对隧道工程的安全、经济有重大影响，应准确探明其位置、规模和对工程的影响程度。为此，要求认真熟悉勘察资料。施工前应了解设计意图，将设计资料与现场实际情况结合起来分析研究，制定出一套科学合理的施工方案，做到有的放矢、有备无患，以应对各种突发的情况。熟悉设计图纸、理解设计意图，与施工过程揭示的实际现象对照，及时修订施工方案，是不良地质和特殊岩土隧道施工的重要环节。要改变只凭一些类似工程经验、制定个别施工关键方案的习惯做法，应通过制定一套完整的、符合实际情况的实施方案，达到情况明、措施全、有准备的组织施工。1.1
4、1.1 不良地质和特殊岩土地段施工概述不良地质和特殊岩土地段施工概述 对于特殊岩土地段隧道，由于岩层的地质成因复杂，地质条件具有突变性，事故具有突发性，对隧道施工的危害性极大，仅靠常规的隧道施工技术和施工方法是很难克服的。因此，在对特殊地质地段进行隧道施工时，除应遵守一般的施工技术要求外，还应遵守本模块所介绍的一些规定，采取针对性较强的辅助方法施工。1.1 1.1 不良地质和特殊岩土地段施工概述不良地质和特殊岩土地段施工概述不良地质和特殊岩土地段隧道施工不良地质和特殊岩土地段隧道施工2. （1）施工前应对设计所提供的工程地质和水文地质资料进行详细分析了解，深入细致地进行施工调查，制定相应的施工
5、方法和措施，备足有关机具材料，认真编制和实施施工组织设计，使工程达到安全、优质、高效；反之，即便地质并非不良，也会因准备不足，施工方法不当或措施不力导致施工事故，延误施工进度。 （2）特殊岩土地段隧道施工应以“先治水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌、勤检查、稳步前进”为指导原则。 （3）隧道开挖方式应视地质、环境、安全等条件合理选用钻爆开挖法、机械开挖法或人工和机械混合开挖法。1.1 1.1 不良地质和特殊岩土地段施工概述不良地质和特殊岩土地段施工概述 （4）隧道在通过自稳时间短的软弱破碎岩体、浅埋软岩和严重偏压、岩溶流泥地段、砂层、砂卵（砾）石层、断层破碎带及大面积淋水或涌水地段时，为保证洞
6、体稳定，可采用超前锚杆、超前小钢管、管棚、地表预加固地层和围岩预注浆等辅助施工措施，并可对地层进行预加固、超前支护或止水处理。 （5）对于采用新奥法施工的隧道，为了掌握施工中围岩和支护的力学动态及稳定程度，保证施工安全，应实施现场监控量测，充分利用监控量测指导施工。 （6）特殊岩土地段隧道，除大面积淋水地段、流沙地段，穿过未胶结松散地层和严寒地区的冻胀地层等，施工时应采取相应的措施外，均可采用锚喷支护施工。1.1 1.1 不良地质和特殊岩土地段施工概述不良地质和特殊岩土地段施工概述 （7）当采用构件支承做临时支护时，支承要有足够的强度和刚度，能承受开挖后的围岩压力。 （8）当围岩压力过大，支承
7、受力下沉侵入衬砌设计断面，必须挑顶（将隧道顶部提高）时，其处理方法是：如拱部扩挖前发现顶部下沉，应先挑顶后扩挖；如拱部扩挖后发现顶部下沉，应立好拱架和模板，先浇筑满足设计断面部分的拱圈，使混凝土达到所需的强度并加强拱架支承后，再行挑顶，然后浇筑其余部分。挑顶作业宜先护后挖。 （9）对于极松散的未固结围岩和自稳性极差的围岩，当采用先护后挖法仍不能开挖成形时，宜采用压注水泥砂浆或化学浆液的方法，以固结围岩，提高其自稳性。1.1 1.1 不良地质和特殊岩土地段施工概述不良地质和特殊岩土地段施工概述 （10）对于特殊地质地段隧道衬砌，为防止围岩松弛，地压力作用在衬砌结构上，致使衬砌出现开裂、下沉等不良
8、现象，在采用模筑衬砌施工时，除遵守隧道施工相关技术规范的有关施工规定外，还应注意以下几点： 当拱脚、墙基松软时，浇筑混凝土前应采取措施加固基底。 衬砌混凝土应采用高强度混凝土或早强水泥，或采用掺速凝剂、早强剂等来提高衬砌的早期承载能力。 仰拱应在边墙完成后立即施工，或根据需要在初期支护完成后立即施作，使衬砌结构尽早封闭，改善受力状态，确保衬砌结构的长期稳定、坚固。1.2 1.2 膨胀土围岩膨胀土围岩 膨胀土是指土中黏土矿物成分主要由亲水性矿物组成，同时具有吸水显著膨胀软化和失水收缩硬裂两种特性，且具有湿胀干缩往复变形的高塑性黏性土。决定膨胀性的亲水矿物主要是蒙脱石黏土矿物。1.2 1.2 膨胀
9、土围岩膨胀土围岩膨胀土围岩的特性膨胀土围岩的特性1. （1）膨胀土围岩大多具有原始地层的超固结特性，使土体中储存有较高的初始应力。 （2）膨胀土中发育有各种形态的裂隙，从而形成土体的多裂隙性。 （3）膨胀土围岩因吸水而膨胀，失水而收缩，土体在干湿循环中产生胀缩效应。1.2 1.2 膨胀土围岩膨胀土围岩膨胀土围岩对隧道施工的危害膨胀土围岩对隧道施工的危害2.（1）形成围岩裂缝。（2） 坑道下沉。（3）围岩膨胀凸出和坍塌。（4）隧道底部隆起。（5）衬砌变形和破坏。1.2 1.2 膨胀土围岩膨胀土围岩膨胀岩土施工的一般规定膨胀岩土施工的一般规定3. （1）膨胀岩土隧道施工防排水应采用“以防为主，防、
10、截、堵、排相结合”的原则。 （2）应采取措施预防因分部开挖而引起的围岩压力及偏压力增大现象。 （3）初期支护应紧跟开挖尽快对围岩施加约束。 （4）仰拱应尽早完成。 （5）二次衬砌拱、墙应一次施工。衬砌应与围岩密贴。当衬砌混凝土强度达到设计要求时，方可拆模。1.2 1.2 膨胀土围岩膨胀土围岩膨胀土围岩隧道的施工要点膨胀土围岩隧道的施工要点4.1 1）加强调查、量测围岩的压力和流变）加强调查、量测围岩的压力和流变 在膨胀土地层中开挖隧道，除了认真实施设计文件所提出的技术要求外，在施工过程中应对围岩压力及其流变（流动和变形）情况进行充分调查和量测，分析其变化规律。对地下水也应探明分布范围及规律，了
11、解其对施工的影响程度，以便根据围岩动态采取相应的施工措施。如原设计难以适应围岩的动态变化，也可据此做适当修正。1.2 1.2 膨胀土围岩膨胀土围岩2 2）合理选择施工方法）合理选择施工方法 膨胀土隧道围岩压力的施工效应是导致隧道变形病害的主要原因。采用合理的施工方法对隧道的稳定性有着十分重要的作用。因此，在施工中应以尽量减少对围岩产生的扰动和防止水的浸湿为原则，宜采用无爆破掘进法，如采用掘进机、风镐、液压镐等开挖。在开挖过程中应尽可能缩短围岩暴露时间，并及时衬砌，以尽快恢复洞壁因土体开挖而解除的部分围岩应力，减少围岩膨胀变形。开挖方法宜不分部或少分部，多采用正台阶法、单侧壁导坑法和双侧壁导坑法
12、。正台阶法适用于跨度小的隧道（分部少相互干扰小），且能较早地使支护（衬砌）闭合。1.2 1.2 膨胀土围岩膨胀土围岩3 3）防止围岩湿度变化）防止围岩湿度变化 隧道开挖后，膨胀土围岩风干脱水或浸水，都将引起围岩体积变化，产生胀缩效应。因此，隧道开挖后要及时喷射混凝土封闭和支护围岩。在有地下水渗流的隧道，应采取切断水源并加强洞壁与坑道防排水的措施，防止施工积水对围岩的浸湿等。如局部渗流，可采用注浆堵水阻止地下水进入坑道或浸湿围岩。1.2 1.2 膨胀土围岩膨胀土围岩4 4）合理进行围岩支护）合理进行围岩支护（1）喷锚支护，稳定围岩。（2）衬砌结构及早闭合。1.3 1.3 黄土黄土 黄土在我国分布
13、较广，黄河中游的陕西和甘肃省大部分地区，山西南部、河南西部地区为我国黄土和湿陷性黄土的主要分布区。这些地区的黄土地层分布连续，厚度较大，发育较典型。其在青海、新疆、河北、山东、内蒙古和东北各地也有分布。在黄土地层修筑隧道和地下工程时，应了解黄土地层对隧道施工的影响。1.3 1.3 黄土黄土黄土的分类及其对隧道施工的影响黄土的分类及其对隧道施工的影响1.1 1）黄土的分类）黄土的分类 黄土的分类有以下两种方法： （1）黄土按地质年代分类，如表1-1所示。表表1-11-1黄土按地质年代分类黄土按地质年代分类1.3 1.3 黄土黄土表表1-21-2黄土按塑性指标分类黄土按塑性指标分类 （2）根据其物
14、理性质不同，黄土按塑性指标分类，如表1-2所示。1.3 1.3 黄土黄土2 2）黄土地层对隧道施工的影响）黄土地层对隧道施工的影响（4）水对黄土地层隧道施工的影响。（3）黄土溶洞与陷穴。（2）黄土冲沟地段。（1）黄土节理。1.3 1.3 黄土黄土黄土围岩隧道施工的方法及技术要求黄土围岩隧道施工的方法及技术要求2.1 1）黄土围岩隧道施工的方法）黄土围岩隧道施工的方法 （1）黄土地层隧道施工，应做好黄土中构造节理的产状与分布状况的调查。 （2）黄土围岩开挖后不能暴露较长时间，否则围岩周壁风化会波及内部，使围岩体松弛加快，进而造成塌方。 （3）做好隧道洞顶、洞门及洞口的防排水系统工程，并妥善处理好
15、陷穴、裂缝，以免地面积水侵蚀洞体周围，造成土体坍塌。1.3 1.3 黄土黄土2 2）黄土围岩隧道施工的技术要求）黄土围岩隧道施工的技术要求（1）施工的有关规定。（2）施工的注意事项。1.4 1.4 溶洞溶洞溶洞是以岩溶水的溶蚀作用为主，间有潜蚀和机械塌陷作用而造成的基本沿水平方向延伸的通道。溶洞是岩溶现象的一种。1.4 1.4 溶洞溶洞 岩溶是指可溶性岩层，如石灰岩、白云岩、白云质灰岩、石膏、岩盐等，受水的化学和机械作用产生沟槽、裂缝和空洞及由于空洞的顶部塌落使地表产生陷穴、洼地等现象和作用。我国石灰岩分布极广，常会遇到溶洞。因此，在这些地区修建隧道，必须予以注意。1.4 1.4 溶洞溶洞岩溶
16、对隧道施工的影响岩溶对隧道施工的影响1. （1）当隧道穿过可溶性岩层时，有的溶洞位于隧道底部，充填物松软且深，隧道基底难于处理。 （2）有的溶洞岩质破碎，容易发生坍塌。 （3）当遇到大的水囊或暗河时，岩溶水或泥沙夹水会大量涌入隧道。 （4）有时遇到填满饱含水分的充填物溶槽，当坑道掘进至其边缘时，含水充填物会不断涌入坑道，难以遏止，致使地表开裂下沉，山体压力剧增。 （5）有时溶洞、暗河迂回交错，分支错综复杂，范围宽广，处理起来十分困难。1.4 1.4 溶洞溶洞隧道施工遇到溶洞的处理措施隧道施工遇到溶洞的处理措施2. 隧道在溶洞地段施工时，应根据设计文件有关资料及现场实际，查明溶洞分布范围、类型情
17、况（大小、有无水、溶洞是否在发育中，以及充填物情况）、岩层的稳定程度和地下水流情况（有无长期补给来源、雨季水量有无增长）等，分别以“避、引、堵、越、绕”等措施进行处理。1.4 1.4 溶洞溶洞 （1）避。在勘察设计阶段，“避”是总的原则，就是选线尽量避开岩溶特别发育的地区。实在避不开时，尽量垂直穿过，使溶洞对线路影响最小。 （2）引。当暗河和溶洞有水流时，宜排不宜堵。在查明水源流向及其与隧道位置的关系后，采取设暗管、涵洞、小桥等设施，渲泄水流，或开凿泄水洞，将水排出洞外。 当水流的位置在隧道上部或高于隧道时，应在适当距离外，开凿引水斜洞（或引水槽），将水位降低到隧道底部位置以下，再行引排。1.
18、4 1.4 溶洞溶洞 （3）堵。对已停止发育，径跨较小，无水的溶洞，可根据其与隧道相交的位置及其充填情况，用混凝土、浆砌片石或干砌片石予以回填封闭，再根据地质情况决定是否需要加深边墙基础。对于拱部以上的干、空溶洞，可视溶洞的岩石破碎程度采用喷锚支护加固，或加设护拱及拱顶回填的办法处理。 （4）越。当溶洞较大较深时，可采用梁、拱跨越。但应将梁端或拱座应置于稳固可靠的基岩上，必要时用砌筑加固。1.4 1.4 溶洞溶洞岩溶地段隧道施工的注意事项岩溶地段隧道施工的注意事项3. （1）在施工前，应对地表进行详细勘察，注意研究岩溶状态，估计可能遇到溶洞的地段。 （2）了解地表水、出水地点的情况，并对地表进
19、行必要的处理，防止地表水下渗。 （3）当施工达到溶洞边缘时，各工序应紧密衔接。 （4）当在下坡地段遇到溶洞时，应准备足够数量的排水设备。 （5）施工中应注意检查溶洞顶板，及时处理危石。当溶洞较大较高时，应设置施工防护架或钢筋防护网。1.4 1.4 溶洞溶洞 （6）溶蚀地段的爆破作业应尽量做到多打眼、打浅眼，并控制药量。 （7）在溶洞充填体中掘进时，如充填物松软，可用超前支护法施工。如充填物为极松散的砾、块石堆积或有水时，可在开挖前采取预注浆加固。 （8）在溶洞未做出处理方案前，不要将弃渣随意倾填于溶洞中。 （9）处理情况复杂的溶洞要根据现场具体情况制定安全措施，以确保施工安全。1.5 1.5
20、松散地层和流沙松散地层和流沙松散地层松散地层1. 松散地层结构松散，胶结性差，稳定性很差，有地下水时更严重。极度风化破碎已失去岩性的松散体；古河床中冲积而成的漂卵石地层和砂夹砾石，以及含少量黏土的情况；流沙，并包括无胶结、松散的干沙等，均属于松散地层。1.5 1.5 松散地层和流沙松散地层和流沙流沙流沙2. 流沙是砂土或粉质黏土在水的作用下丧失内聚力后形成的，多呈糊浆状，对隧道危害极大。流沙可引起围岩失稳坍塌，支护结构变形，甚至倒塌破坏。因此，治理流沙必先治水，以减少砂层的含水率为主。1.5 1.5 松散地层和流沙松散地层和流沙（4）尽早衬砌，封闭成环。（3）先护后挖，加强支护。（2）因地制宜
21、，综合治水。（1）加强调查，制定方案。1.6 1.6 塌方塌方发生塌方的原因发生塌方的原因1. 隧道开挖时，导致塌方的原因有多种，概括起来可归结为以下两点：自然因素（即地质状态、地下水影响等）和人为因素（即不适当的设计或不适当的施工作业方法等）。1.6 1.6 塌方塌方1 1）地质因素）地质因素 （1）当隧道穿过断层及其破碎带时，一经开挖，潜在应力释放，围岩失稳而坍塌。 （2）当通过各种堆积体时，由于结构松散，颗粒间无胶结或胶结差，开挖后引起坍塌。 （3）在挤压破碎带、岩脉穿插带、节理密集带等碎裂结构地层中，岩块间互相挤压牵制，一经开挖则立即失稳。1.6 1.6 塌方塌方 （4）在构造运动的作
22、用下，薄层岩体形成的小褶曲、错动发育等地段，在施工中也常发生塌方。v （5）当岩层软硬相间，或有软弱夹层的岩体时，在地下水的作用下，岩层软弱面的强度将大大降低，因而发生滑坍。v （6）地下水的软化、浸泡、冲蚀、溶解等作用会加剧岩体的失稳和坍塌。1.6 1.6 塌方塌方2 2）隧道设计考虑不周）隧道设计考虑不周 （1）在隧道选定位置时，地质调查不细，未能做出详细的分析，或未能查明可能塌方的因素，没能避开可以绕开的不良地质地段。 （2）缺乏详细的隧道所在位置的工程地质与水文地质资料，引起施工指导或施工方案的失误。1.6 1.6 塌方塌方3 3）施工方法和措施不当）施工方法和措施不当 （1）施工方法
23、选择不当，或工序间距安排不合理，各工序间距拉得较长，地层暴露时间过久，引起围岩松动、风化，导致塌方的发生。 （2）喷锚不及时，或喷混凝土质量、厚度不符合要求。 （3）采用钢支承时，支承架设质量欠佳，支承与围岩不密贴，两者间的空隙填塞不密实，或连接不够牢固，不能满足围岩压力所需的强度要求。 （4）爆破作业不当，用药量过多。 （5）处理危石措施不当，引起危石坠落，牵动岩层坍塌。1.6 1.6 塌方塌方塌方前的征兆塌方前的征兆2. （1）量测信息所反应的围岩变形速度或数值超过允许值。 （2）喷射混凝土产生纵横向的裂纹或龟裂。 （3）在坑顶或坑壁发现不断掉下土块、小石块或构件支承间隙不断漏出砂、石屑的
24、现象。 （4）岩层层理、节理缝或裂隙变大、张开。 （5）坑道内渗水、滴水突然加剧或水变混浊。1.6 1.6 塌方塌方预防塌方的施工措施预防塌方的施工措施3.（1）先排水。（2）短开挖。（3）弱爆破。（4）强支护。（5）快衬砌。（6）勤检查、勤量测。隧道塌方的处理措施隧道塌方的处理措施4.1 1）一般处理塌方的步骤及方法）一般处理塌方的步骤及方法1.6 1.6 塌方塌方（1）防止塌方扩大范围。（2）处理塌方的措施。隧道塌方的处理措施隧道塌方的处理措施2 2）衬砌施工与塌方体回填方法）衬砌施工与塌方体回填方法1.6 1.6 塌方塌方 （1）衬砌施工的方法。 随着坍渣的逐渐清除，衬砌应逐段推进，快速
25、成环。 如塌方范围的围岩不够稳定，在处理塌方中有继续坍塌的可能，可在塌方内选择适当位置做塌方体护拱，以保护施工操作。 如塌体未进行预先注浆加固，而采用“穿”的施工法，拱脚处的衬砌砌筑应加宽，以便保证拱脚稳固。1.6 1.6 塌方塌方 （2）塌方体回填的方法。 清除坍渣后，拱背应先以浆砌片石回填23 m厚，其上再用干砌片回填，回填高度应尽量填满塌方范围，塌方体内木支承应尽量拆除。 在塌方体的护拱与拱圈间应全部回填密实，塌方体护拱以上的回填厚度可根据具体情况而定，但不应小于2 m。 如塌方方范围较大，在坍穴内进行回填操作不便，可选择适当位置另行开凿专供回填用的坑道。 如塌方直达地表，除按规定做好拱
26、部回填外，另需用一般土石回填夯实至距地表12 m，再用黏土回填至略高于地表，在周围做好排水沟。1.7 1.7 岩爆岩爆 对于埋藏较深的隧道工程，在高应力、脆性岩体中，由于施工爆破扰动原岩，岩体受到破坏，使掌子面附近的岩体突然释放出潜能，产生脆性破坏，这时围岩表面发出爆裂声，随之有大小不等的片状岩块弹射剥落出来，这种现象称为岩爆。岩爆有时频繁出现，有时甚至会延续一段时间后才逐渐消失。1.7 1.7 岩爆岩爆岩爆的特点岩爆的特点1. （1）岩爆在未发生前并无明显的预兆，虽然经过仔细找顶，但并无空响声。 （2）岩爆时，石块由母岩弹出，常呈中间厚、周边薄、不规则的片状。 （3）岩爆发生的地点多在新开挖
27、工作面及其附近，个别的距新开挖工作面较远。 （4）在溶孔较多的岩层里不发生岩爆。1.7 1.7 岩爆岩爆岩爆产生的主要条件岩爆产生的主要条件2. 地层的岩性条件和地应力的大小是产生岩爆与否的两个决定性因素。岩爆是否发生及其表现形式主要取决于岩体中是否储存了足够的能量，是否具有能量释放的条件及能量释放的方式等。1.7 1.7 岩爆岩爆岩爆的防治措施岩爆的防治措施3.（1） 强化围岩。（2） 弱化围岩。 （1）如设有平行导坑，则平行导坑应掘进超前正洞一定距离，以了解地质，分析可能发生岩爆的地段，以便在正洞施工达到相应地段时加强防护，采取必要的措施。 （2）使用光面爆破，并严格控制用药量，以尽可能减
28、少爆破对围岩的影响。 （3）可选用预先释放部分能量的方法，如松动爆破法、超前钻孔预爆法，或喷射高压水冲洗法，前期将岩层的原始应力释放一些，以减少岩爆的发生。 （4）加强支护工作。支护的方法是在爆破后立即向拱部及侧壁喷射混凝土，再加设锚杆及钢筋网。岩爆地段施工的注意事项岩爆地段施工的注意事项4.1.7 1.7 岩爆岩爆1.8 1.8 高地温高地温 隧道通过高温、高热地段时，地层喷出的热水易烫伤施工人员，给施工带来困难。在火山地区修建隧道或地下工程时，一般会遇到高温、高热的情况。例如，日本某地的发电厂工程隧道，其围岩温度高达175 。1.8 1.8 高地温高地温 地热的形成按热源不同可分为地球的地
29、幔对流产生的热能、火山岩浆集中处产生的热能及放射性元素裂变产生的热能。其中，对隧道工程造成施工影响的热源主要是火山的热源和放射性元素的裂变热源。高地温热源高地温热源1.1.8 1.8 高地温高地温（1） 火山的热源。（2）放射性元素的裂变热源。1.8 1.8 高地温高地温 （1）隧道内施工温度的规定。为保证隧道施工人员进行正常的安全生产，我国交通部规定，隧道内气温不得超过28 。日本规定隧道内的温度不得高于37 。 （2）降温处理措施。为达到规定的标准，在施工中一般采取通风、洒水或通风与洒水相结合的措施。当地温较高时，可采用大型通风设备予以降温。当地温很高时，在正洞开挖工作面前方的一段距离，利
30、用平行导抗超前钻探，如有热水涌出，可在平行导坑内增建降水、排水设施，以降低正洞的水位和温度。如正洞施工中仍有热水涌出，可采用水玻璃水泥系药液注浆，以起到截水及稳定围岩的作用。高地温地段隧道施工的措施高地温地段隧道施工的措施2. （3）在高温地段浇筑二次衬砌混凝土。在高温（如70 高温）的岩体中，应及时喷射混凝土，并在其上浇筑二次混凝土衬砌。由于混凝土里面和表面的温差，在早期有可能产生裂缝。因此，在施作二次混凝土衬砌时，为防止产生裂缝，应采取以下措施： 为了防止高温时混凝土的强度降低，应选定合适的水胶比。 在防水板和混凝土衬砌之间设置隔热材料，可隔断或大幅度减少从岩体传来的热量，使混凝土内的温度
31、应力降低。 把每次混凝土衬砌的浇筑长度适当缩短。 用防水板和无纺布组成缓冲材料，将喷射混凝土与二次混凝土衬砌隔离。 适当设置裂缝诱发缝，一般在两拱角延长方向设置。 1.8 1.8 高地温高地温 （4）中暑症防治措施。在高温条件下施工，除采用降温措施外，还应注意施工现场人员中暑症的防治工作。中暑症可分为热痉挛症、热虚脱症和热射症在种类型，其症状及相应处置措施如下： 热痉挛症。 热虚脱症。 热射症。1.8 1.8 高地温高地温1.8 1.8 高地温高地温 根据坑道内的高温程度、劳动强度和劳动效率，确定合理的劳动工作时间，确保施工人员的健康和安全。有高血压、心脏病的人员进行高温作业易引起其症状恶化；
32、疲劳、空腹、睡眠不足、醉酒等容易诱发中暑症，应禁止此类人员参加高温工作。在高温作业时，施工人员易发生体内维生素、水分、盐分的不足，应及时进行充分的补充。为消除疲劳，施工人员应在适温适湿的环境下休息，或充分地进行卧床休息。 瓦斯是地下坑道内有害气体的总称，其成分以沼气（甲烷CH4）为主，一般习惯称沼气为瓦斯。 当隧道穿过煤层、油页岩或含沥青等岩层，或从其附近通过，而围岩破碎、节理发育时，可能会遇到瓦斯。如果洞内空气中的瓦斯浓度已达到爆炸限度，瓦斯与火源接触就会引起爆炸，给隧道施工带来很大的危害和损失。所以，在有瓦斯的地层中修建隧道时，必须采取相应的措施，才能安全顺利施工。1.9 1.9 瓦瓦 斯
33、斯 地地 层层1.9 1.9 瓦瓦 斯斯 地地 层层 （1）瓦斯（沼气）为无色、无臭、无味的气体，与碳化氢或硫化氢混合在一起时，会产生类似苹果的香味，由于空气中瓦斯浓度增加，使氧气相应减少，很容易使人窒息或发生死亡事故。 （2）瓦斯相对密度为0.554，仅为空气的一半，所以在隧道内，瓦斯容易存在坑道顶部，其扩散速度比空气大16倍，很容易透过裂隙发达、结构松散的岩层。 （3）瓦斯不能自燃，但极易燃烧，其燃烧的火焰颜色随瓦斯浓度的增大而变淡。瓦斯的性质瓦斯的性质1.1.9 1.9 瓦瓦 斯斯 地地 层层瓦斯的燃烧和爆炸性瓦斯的燃烧和爆炸性2. 当坑道中的瓦斯浓度小于5且遇到火源时，瓦斯只是在火源附
34、近燃烧而不会发生爆炸；当瓦斯浓度为516且遇到火源时，瓦斯具有爆炸性；当瓦斯浓度大于16时，瓦斯一般不爆炸，但遇火能燃烧。瓦斯浓度爆炸界限如表1-3所示。表表1-31-3瓦斯浓度爆炸界限瓦斯浓度爆炸界限1.9 1.9 瓦瓦 斯斯 地地 层层 瓦斯燃烧时，遇到障碍而受压缩，即能转燃烧为爆炸。瓦斯爆炸时能发生高温，封闭状态下的爆炸（容积为常数）温度可达2 1502 650 ，能向四周自由扩张时的爆炸（压力为常数）温度可达1 850 。坑道中发生瓦斯爆炸后，坑道中完全无氧，而充满氮气、二氧化碳及一氧化碳。这些气体很快传布到邻近的坑道和工作面，凡是来不及躲避的人，都会中毒窒息，甚至死亡。1.9 1.9
35、 瓦瓦 斯斯 地地 层层瓦斯放出的类型瓦斯放出的类型3.（1） 瓦斯的渗出。（2） 瓦斯的喷出。（3） 瓦斯的突出。1.9 1.9 瓦瓦 斯斯 地地 层层 （1）当隧道穿过瓦斯溢出地段时，应预先确定瓦斯的探测方法，并制定瓦斯的稀释措施、防爆措施和紧急救援措施等。 （2）隧道通过瓦斯地区的施工方法宜采用全断面开挖，因其工序简单、面积大、通风好，随掘进随衬砌，能缩短煤层的瓦斯放出时间和缩小围岩暴露面，有利于排除瓦斯。 （3）加强通风是防止瓦斯爆炸最有效的办法。把坑道空气中的瓦斯浓度吹淡到爆炸浓度以下，将其排出洞外。防止瓦斯事故的解决措施防止瓦斯事故的解决措施4.1.9 1.9 瓦瓦 斯斯 地地 层
36、层（4）洞内空气中允许的瓦斯浓度应控制在表1-4所列范围内。表表1-41-4隧道瓦斯允许浓度标准隧道瓦斯允许浓度标准1.9 1.9 瓦瓦 斯斯 地地 层层 （5）当开挖工作面风流中或电动机附近20 m以内风流中瓦斯浓度达到15时，必须停工、撤出人员，切断电源，进行处理。 （6）对有瓦斯的隧道必须加强通风，防止瓦斯积聚。由于停电或检修，使主要通风机停止运转时，必须有恢复通风、排除瓦斯和送电的安全措施。 （7）当开挖进入煤层，瓦斯排放量较大，使用一般的通风手段难以稀释到安全标准时，可使用超前周边全封闭预注浆。1.9 1.9 瓦瓦 斯斯 地地 层层 （8）采用的防爆设施如下： 遵守电器设备及其他设备
37、的安全规则，避免发生电火。 凿岩时用湿式钻岩机，防止钻头发生火花，在洞内操作时，防止金属与坚石撞击、摩擦发生火花。 爆破作业必须使用安全炸药及毫秒电雷管。 洞内只准用电缆，不准使用皮线。应使用防爆灯或蓄电池灯照明。 铲装石渣前必须将石渣浇湿，防止金属器械摩擦和撞击产生火花。1.9 1.9 瓦瓦 斯斯 地地 层层 （1）瓦斯检查制度。指定专人定时进行检查，严格执行瓦斯允许浓度的规定。 （2）洞内严禁使用明火，严禁将火柴、打火机、手电筒及其他易燃品带入洞内。 （3）进洞人员必须经过有关瓦斯知识和防止瓦斯爆炸的安全教育。抢救人员未经专门培训不准在瓦斯爆炸后进洞抢救。 （4）必须挑选工作认真负责、有一定业务能力、经过专业培训、考试合格者作为瓦斯检查人员上岗作业。必须严格执行的有关制度必须严格执行的有关制度5.
