地铁隧道如何穿越地质断层处

iii,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,Page,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,iii,*,地铁隧道如何穿越地质断层处,made by team A,2013年5月3日,Page,1,给大家看一组数据：,截至2005年底，我国铁路隧道总里程为3398公里,截至2006年底，全国公路隧道达3788处、1841.8公里,其中特长隧道49处、191.8公里长隧道444处、723.2公,中隧道577处、409.4公里，短隧道2718处、517.5公里,平均每公里有一处断层，那需要解决多少断层工程问题,可见中国工程师们在解决断层问题上费了多大功夫。,如果能解决地质断层处的一些问题，那么我国的隧道建设将能够有非常大的进展，将能够取得更加瞩目的成绩。这里简单给大家介绍一下我们伟大的工程师们是怎么解决这些问题的。,Lets go！,2,隧道很多时候要穿越多处地质断层,4,断层与隧道的相互关系,隧洞穿过断层地段，施工难度主要取决于断层的性质、断层破碎带的宽度、填充物、含水性和断层活动性以及隧道轴线和断层构造线方向的组合关系（正交、斜交或平行）。在其他条件相差不大的前提下，两者的相互关系直接影响到施工的难易程度、工艺和工期。当隧道轴线接近于垂直构造线方向时，断层规模较小，破碎带不宽，且含水量较小时，条件比较有利，施工难度相对较小；但当隧洞轴线斜交或者平行于构造方向时，则隧洞穿过破碎带的长度增大，并有强大侧压力，应加强支护体系，及时封闭。,根据断层产状、宽度和隧道轴线的相互关系，隧道通过断层带时，大致可分为以下几种情况,。,断层的位置,（a）,（b）,（c）,（d）,（f）,（e）,图1,断层带与隧道的相互关系,（1） 断层出现在拱部,如图1（a），这种情况对隧道的影响相对较小，施工难度主要取决于拱部断层带的宽度。当宽度只有数米时，仍可采用全断面开挖方法，但进尺应缩短，并采用微震爆破技术，加强拱部的初期支护强度；当拱部断层范围较大时，如图1（c），为慎重起见，应改为半断面台阶法施工，为便于人工翻碴，台阶长度不宜太长，一般宜5m。,（2） 断层出现在侧部,如图1（b），这种情况，施工不当极易造成侧壁整体滑塌，应注意辅以钢架支护和喷射砼加强，并在侧壁断层范围布设小导管注浆加固断层岩体；当断层延伸至拱部范围时，如图1（d），坍塌的几率增大，应注意调整开挖方法。,（3) 隧道整个从断层中通过,这种情况当隧道通过较大规模的断层时经常遇到。可考虑采用半断面+分部开挖法，即先行贯通上半断面至较好围岩，再采用中部拉槽左右交错开挖马口的方法分部进行下半断面的开挖。,(4) 断层占断面绝大部分面积,可参照第三种情况处理。,各式各样的断层结构造成了复杂的隧道环境,9,碎石丛中如何下手开挖,.,1优先采取,明挖法明挖法是采用一定的施工措施，从上往下逐步开挖基坑的岩土，然后从下至上逐步施工结构，最后回填基坑的施工方法。明挖法施工工艺简单、技术成熟、进度快、质量可靠、防水效果好、风险小，结构防水质量易保证。在交通疏解、地下管线、周围环境许可的条件下，区间隧道可尽量抬高轨面标高，使之置于较小的埋置深度，为明挖法施工创造条件，从而降低工程造价，加快工程进度。明挖法按支护方式分放坡明挖和围护明挖。放坡明挖可采用锚喷护坡、土钉墙等方式。围护明挖有钻孔灌注桩、人工挖孔桩、SMW工法、地下连续墙、钢板桩等围护结构型式。,另外最为关键的是，将断层相当活跃的地带可以将轨道设计在地面较浅处，既可避免工程的问题，浅层又能避免后期透水,2,暗挖法：,暗挖法根据不同地段的工程地质、水文地质及地表环境场地条件等，可分为浅埋暗挖法及盾构法。,4.2.1浅埋暗挖法：,浅埋暗挖法沿用了新奥法的基本原理，创建了信息化量测反馈设计和施工的新理念，采用先柔后刚复合式衬砌新型支护结构体系。在施工过程中应用监控量测、信息反馈和优化设计，保证施工安全。浅埋暗挖法施工，工艺简单、灵活，并可根据施工监控量测的信息反馈来验证或修改设计和施工工艺，以达到安全与经济的目的。,3,盾构法：,盾构法是在盾构机钢壳体的保护下，依靠其前部刀盘上的刀具挖掘地层，并在盾构机壳体内完成出碴、管片拼装、推进等作业的一种施工方法。盾构法施工不仅施工进度快，而且无噪音，无振动公害，对地面交通及沿线建筑物、地下管线和居民生活等影响较少。,国内目前在盾构区间的施工中地面变形的控制方面普遍已经达到13的水平，在对变形要求严格的区段采取加强对位同步注浆、衬砌回填压浆、地面跟踪注浆的综合措施，地面沉降已经可以控制在几个毫米的水平。,14,关于轻轨接口的初步设计,如何解决隧道中裂隙透水问题, ,1.,对隧道断裂带开挖后围岩表面裂隙线状出水及面状淋渗水要进行注浆堵水,17,缝隙涌水量较大时，要先钻引水孔卸压，再对裂隙注浆，最后用膨胀快硬水泥对引水孔进行封堵处理,18,2.,隧道初期支护初喷混凝土后，存在大面积渗漏水或大股涌水时，要采取补注浆及引排措施,1.,当初喷层表面出现股水时，采取“埋管引排”的原则，将股水通过引排管引至隧道侧沟，引排管采用PVC管。,2.,止浆塞止浆，浆塞胶圈尺寸要与注浆孔径相配。,埋管引排断面示意,19,股水引排排水管图,20,3.,遇断裂带地下水发育地段，隧道开挖可能引起突水涌泥或地下水、地表水流失，采取“以堵为主，限量排放”的原则，通过超前预注浆控制地下水流量，保证施工安全,如采用帷幕注浆,施工方法,帷幕注浆施工工艺流程,21,4.,穿越断层破碎带、裂隙水发育地段，要采用径向注浆进行堵水、固结。,注意，注浆孔按浆液扩散半径2m布设，梅花型布置,孔口管应埋设牢固，并采用止浆塞或法兰盘进行止浆，,要确保不漏浆,22,注浆材料采用普通水泥浆，必要时，采用水泥-水玻璃双液浆,23,我认为：,有时候面对较为活跃的断层和透水问题，在地铁的设计时我们可以将地铁该段设计在地下水层以上，即可以避免透水问题，而且由于处于地面处对于活跃的岩石土层又可以方便处理和随时的修复。,24,谢谢大家！,