第一章 總則與基本規(guī)定
1.1 總則
1.1.1 為保證城市軌道交通工程施工安全,有效應(yīng)對地質(zhì)風(fēng)險,指導(dǎo)工程參建各方進一步辨識和控制地質(zhì)風(fēng)險,防范地質(zhì)風(fēng)險的不利影響,提升地質(zhì)風(fēng)險控制的科學(xué)性和針對性,減少因地質(zhì)風(fēng)險造成的各類事故、問題,制定本指南。
W0202012080827131.1.2 本指南適用于新建城市軌道交通建設(shè)工程地質(zhì)風(fēng)險管理工作,改建、擴建工程可參照執(zhí)行。
1.1.3 地質(zhì)風(fēng)險控制是城市軌道交通建設(shè)工程安全風(fēng)險管理的一項基礎(chǔ)性內(nèi)容,必須不斷提升對地質(zhì)風(fēng)險的認(rèn)知水平和管控能力。
1.1.4 城市軌道交通建設(shè)工程的建設(shè)、勘察、設(shè)計、施工、監(jiān)理等單位在地質(zhì)風(fēng)險控制中應(yīng)嚴(yán)格遵守法律、法規(guī)和工程建設(shè)強制性標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,持續(xù)完善地質(zhì)風(fēng)險控制對策措施。
1.1.5 鼓勵采用先進的科學(xué)技術(shù)和管理方法,提高地質(zhì)風(fēng)險控制的質(zhì)量和效果。
1.1.6 城市軌道交通建設(shè)工程地質(zhì)風(fēng)險控制除應(yīng)符合本指南外,還應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的規(guī)定。
1.2 基本規(guī)定
1.2.1 地質(zhì)風(fēng)險控制應(yīng)貫穿工程規(guī)劃、建設(shè)、管理的全過程。
1.2.2 建設(shè)單位牽頭組織實施地質(zhì)風(fēng)險控制相關(guān)的管理工作,確保地質(zhì)風(fēng)險管理所需條件和投入。
1.2.3 勘察單位提交的勘察文件應(yīng)當(dāng)真實、準(zhǔn)確、可靠,符合國家規(guī)定的勘察深度要求, 滿足設(shè)計、施工的要求,并結(jié)合工程特點在勘察文件中說明地質(zhì)條件可能造成的工程風(fēng)險,必要時提出專項勘察建議。
1.2.4 設(shè)計單位負(fù)責(zé)識別和評價地質(zhì)風(fēng)險可能造成的工程風(fēng)險,提出設(shè)計控制措施,并在施工過程中根據(jù)工程情況動態(tài)設(shè)計。
1.2.5 施工單位負(fù)責(zé)識別和評價地質(zhì)風(fēng)險可能造成的施工風(fēng)險,在施工方案中提出針對性控制措施、工序流程和工藝要求,并組織實施。
1.2.6 監(jiān)理單位負(fù)責(zé)審查施工方案中針對地質(zhì)風(fēng)險的控制措施,監(jiān)督施工單位按照設(shè)計要求和施工方案落實地質(zhì)風(fēng)險控制措施。
1.2.7 當(dāng)場地內(nèi)地質(zhì)風(fēng)險較高時(一、二級風(fēng)險),應(yīng)針對不良地質(zhì)條件開展專項勘察、專項設(shè)計并編制專項施工方案。
1.2.8 建設(shè)單位在組織開展風(fēng)險評估時應(yīng)充分考慮地質(zhì)風(fēng)險對工程的不利影響。
1.2.9 各地宜根據(jù)地區(qū)地質(zhì)條件和經(jīng)驗,制定本地區(qū)域性地質(zhì)風(fēng)險等級劃分標(biāo)準(zhǔn)及地質(zhì)風(fēng)險控制細則。
1.2.10 施工前條件核查時,應(yīng)將不良地質(zhì)條件風(fēng)險控制措施作為主控項目進行施工前條件核查。
1.3 術(shù)語
1.3.1 地質(zhì)風(fēng)險
城市軌道交通土建工程建設(shè)活動中,由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性、變異性和不確定性導(dǎo)致工程質(zhì)量、安全、工期、造價等受到較大影響的可能性及其后果嚴(yán)重程度。
1.3.2 地質(zhì)條件
工程建設(shè)活動影響范圍內(nèi)、客觀存在的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件,包括地質(zhì)構(gòu)造、水文氣象、地形地貌、地層巖性、地下水等。
1.3.3 不良地質(zhì)條件
是指工程建設(shè)中常見的不良地質(zhì)作用、特殊性巖土及復(fù)雜地層結(jié)構(gòu)。
1.3.4 不良地質(zhì)作用
不良地質(zhì)作用是指由地球內(nèi)力或外力以及人類活動產(chǎn)生對工程可能造成危害的地質(zhì)作用。城市軌道交通工程修建過程中常見的不良地質(zhì)有巖溶、采空區(qū)、地裂縫、斷裂帶、有害氣體、空洞、水囊等。
1.3.5 特殊性巖土
特殊性巖土是指含有特殊礦物成分和結(jié)構(gòu),具有特殊的物理、力學(xué)和化學(xué)性質(zhì),并影響工程地質(zhì)條件的巖石與土體。城市軌道交通工程修建過程中常見的特殊性巖土有填土、軟土、風(fēng)化巖、孤石、濕陷性黃土、富水砂層、卵石地層等。
1.3.6 復(fù)雜地層結(jié)構(gòu)
復(fù)雜地層結(jié)構(gòu)是指一種地層空間分布復(fù)雜或地層組合多變的地質(zhì)現(xiàn)象。城市軌道交通工程修建過程中常見的復(fù)雜地層結(jié)構(gòu)有復(fù)合地層、基巖凸起、風(fēng)化深槽、隱伏沖溝、暗浜、巖性突變、巖相突變、硬質(zhì)巖脈、地貌突變等。
1.3.7 地下水
地下水是儲存在地面以下巖石和土孔隙、裂隙及溶洞中的水,城市軌道交通工程修建過程中常見的地下水主要有上層滯水、潛水、承壓水、層間水、巖溶水和裂隙水等。其中,上層滯水是包氣帶中局部隔水層上積聚的重力水;潛水是地面下第一個穩(wěn)定隔水層以上飽水帶中具有自由水面的地下水;承壓水是充滿在上下兩個隔水層之間的含水層中,測壓水位高出其頂板的地下水;層間水是存在于上下兩個隔水層之間的含水層中, 無壓或有壓的地下水;巖溶水是賦存于可溶性巖的溶蝕裂隙和溶洞中的地下水;裂隙水是賦存于巖體裂隙中的地下水。
1.3.8 地質(zhì)風(fēng)險單元
以地質(zhì)條件為基礎(chǔ),考慮工程建設(shè)的周邊環(huán)境、施工方法等施工條件劃分出的最小風(fēng)險控制單元,以達到聚焦具體工程風(fēng)險、精準(zhǔn)控制工程風(fēng)險的目的。
1.3.9 地質(zhì)風(fēng)險分級
根據(jù)地質(zhì)條件特性及其導(dǎo)致某種工程風(fēng)險事件發(fā)生的可能性和后果嚴(yán)重程度劃分風(fēng)險等級的活動。
1.4 編制依據(jù)
1.4.1 本指南制定的主要依據(jù):
1《中華人民共和國安全生產(chǎn)法》
2《建設(shè)工程安全生產(chǎn)管理條例》
3《生產(chǎn)安全事故應(yīng)急條例》
4《中共中央國務(wù)院關(guān)于推進安全生產(chǎn)領(lǐng)域改革發(fā)展的意見》
5《國務(wù)院安委會辦公室關(guān)于實施遏制重特大事故工作指南構(gòu)建雙重預(yù)防機制的意見》(安委辦〔2016〕11 號)
6《住房城鄉(xiāng)建設(shè)部辦公廳關(guān)于加強城市軌道交通工程關(guān)鍵節(jié)點風(fēng)險管控的通知》
(建辦質(zhì)〔2017〕68 號)
7《危險性較大的分部分項工程安全管理規(guī)定》(住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部令第 37 號)
8《住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部辦公廳關(guān)于實施<危險性較大的分部分項工程安全管理規(guī)定>有關(guān)問題的通知》(建辦質(zhì)〔2018〕31 號)
9《住房城鄉(xiāng)建設(shè)部辦公廳關(guān)于印發(fā)城市軌道交通工程土建施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化管理技術(shù)指南的通知》(建辦質(zhì)〔2018〕65 號)
10《住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部辦公廳關(guān)于印發(fā)城市軌道交通工程建設(shè)安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化管理技術(shù)指南的通知》(建辦質(zhì)〔2020〕27 號)
11《城市軌道交通巖土工程勘察規(guī)范》(GB50307)
12《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021)
13《城市軌道交通地下工程建設(shè)風(fēng)險管理規(guī)范》(GB50652)
14《盾構(gòu)法隧道施工及驗收規(guī)范》(GB50446)
15《地下鐵道工程施工標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T51310)
16《地鐵設(shè)計規(guī)范》(GB50157)
17《鐵路橋涵工程施工安全技術(shù)規(guī)程》(TB10303)
18《地質(zhì)災(zāi)害危險性評估規(guī)范》(DZ/T0286)
19《濕陷性黃土地區(qū)建筑標(biāo)準(zhǔn)》(GB50025)
20《膨脹土地區(qū)建筑技術(shù)規(guī)范》(GB50112)
21《工程地質(zhì)手冊》(第五版)
22《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》(JGJ120)
第二章 地質(zhì)風(fēng)險管理基本要求
2.1 一般規(guī)定
2.1.1 城市軌道交通工程應(yīng)開展地質(zhì)風(fēng)險管理工作。地質(zhì)風(fēng)險管理包括地質(zhì)風(fēng)險因素識別、地質(zhì)風(fēng)險單元劃分、地質(zhì)風(fēng)險辨識、地質(zhì)風(fēng)險評價與分級、地質(zhì)風(fēng)險控制措施建議等。
2.1.2 城市軌道交通巖土工程勘察技術(shù)交底,應(yīng)在地質(zhì)風(fēng)險辨識的基礎(chǔ)上說明地質(zhì)條件可能造成的工程風(fēng)險。
2.1.3 設(shè)計單位在開展工程設(shè)計時,必須充分熟悉場地不良地質(zhì)條件,對存在疑問的地方,書面向勘察單位提出。
2.1.4 城市軌道交通工程建設(shè)范圍內(nèi)存在不良地質(zhì)條件時,應(yīng)開展地質(zhì)風(fēng)險專項評估工作,劃分地質(zhì)風(fēng)險單元、預(yù)測地質(zhì)風(fēng)險事件、判定地質(zhì)風(fēng)險等級、提出地質(zhì)風(fēng)險控制措施建議。
2.1.5 城市軌道交通工程應(yīng)將地質(zhì)風(fēng)險評估納入安全風(fēng)險管理體系,在勘察設(shè)計和施工階段明確建設(shè)、勘察、設(shè)計、施工、監(jiān)理、監(jiān)測等單位的工作內(nèi)容。
2.1.6 城市軌道交通工程應(yīng)采用先進的科學(xué)技術(shù)和管理方法進行地質(zhì)條件驗證、地質(zhì)超前預(yù)報、地質(zhì)風(fēng)險評估和地質(zhì)風(fēng)險管理,提高不良地質(zhì)條件風(fēng)險控制的質(zhì)量和效果。
2.1.7 城市軌道交通工程應(yīng)在勘察設(shè)計和施工過程進行地質(zhì)風(fēng)險跟蹤,當(dāng)環(huán)境影響造成地質(zhì)條件變化、導(dǎo)致設(shè)計方案變更以及實際地質(zhì)條件與原勘察成果不符或針對地質(zhì)風(fēng)險的處理效果不滿足要求時,均應(yīng)進行地質(zhì)風(fēng)險再評估。
2.2 地質(zhì)風(fēng)險單元劃分
2.2.1 地質(zhì)風(fēng)險評估應(yīng)依據(jù)下列基礎(chǔ)資料劃分地質(zhì)風(fēng)險單元:
1 工程區(qū)域地質(zhì)、水文、氣象、自然環(huán)境等資料。
2 工程規(guī)劃、可行性研究和巖土工程勘察報告等資料。
3 工程區(qū)域內(nèi)的建(構(gòu))筑物、市政管線、鐵路、公路等周邊環(huán)境資料。
4 城市軌道交通工程設(shè)計資料。
5 城市軌道交通工程相關(guān)事故資料等。
2.2.2 地質(zhì)風(fēng)險單元劃分應(yīng)遵循逢變必分的原則,根據(jù)地質(zhì)條件復(fù)雜程度結(jié)合線路敷設(shè)方式、線路埋設(shè)深度、構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)形式、施工方法、環(huán)境條件等進行劃分,遇下列情況時應(yīng)劃分地質(zhì)風(fēng)險單元:
1 地形地貌發(fā)生變化時。
2 穿越地層圍巖等級變化時。
3 巖土類型及巖土參數(shù)發(fā)生較大變化時。
4 地下水類型不同或水位、含水層厚度發(fā)生較大變化時。
5 敷設(shè)方式發(fā)生變化時。
6 線路埋設(shè)深度變化較大時。
7 結(jié)構(gòu)形式發(fā)生變化時。
8 施工方法發(fā)生變化時。
9 穿越環(huán)境類型發(fā)生變化時。
2.2.3 當(dāng)遇下列對工程風(fēng)險影響較大的特殊部位時,應(yīng)進一步細分地質(zhì)風(fēng)險單元:
1 隧道洞徑范圍內(nèi)存在兩級以上圍巖(如軟硬復(fù)合地層)的部位。
2 隧道上方存在厚層人工填土或軟土的部位。
3 開挖面地層嚴(yán)重不均勻的部位。
4 存在特殊地質(zhì)現(xiàn)象(含不良地質(zhì)作用、特殊性巖土、孤石、漂石、硬質(zhì)巖脈、風(fēng)化深槽、富水砂層等)、特殊地形的部位。
5 隧道地下水條件發(fā)生變化的部位。
6 隧道圍巖變形不能及時反映到地表,地表變形監(jiān)測效果不明顯的部位。
7 受現(xiàn)場環(huán)境條件影響,勘察精度不足或未進行勘察的部位。
8 隧道上方及周邊存在變形控制要求高的既有軌道交通線(站)、既有管線或建(構(gòu)) 筑物的部位。
2.3 地質(zhì)風(fēng)險辨識
2.3.1 地質(zhì)風(fēng)險辨識應(yīng)根據(jù)地質(zhì)風(fēng)險單元的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件,結(jié)合類似工程的事故案例、工程經(jīng)驗以及可能采用的施工工藝、工法,分析預(yù)測可能發(fā)生的地質(zhì)風(fēng)險。
2.3.2 明挖施工應(yīng)分析基坑坍塌、基底隆起、基底突涌、圍護結(jié)構(gòu)滲漏、圍護結(jié)構(gòu)變形、地表過量沉降、爆破振動、降水困難、中毒窒息等風(fēng)險。
2.3.3 盾構(gòu)施工應(yīng)分析地面坍塌、進出洞坍塌、進出洞突涌、中途換刀檢修、密封失效、過大沉降、掘進受阻、刀盤刀具非正常磨損、中毒窒息、爆炸等風(fēng)險。
2.3.4 礦山法施工應(yīng)分析地面坍塌、掌子面坍塌、掌子面突涌、初支過載、過量沉降、爆破飛石、降水困難、中毒窒息、爆炸等風(fēng)險。
2.3.5 城市軌道交通工程應(yīng)分析結(jié)構(gòu)滲漏、結(jié)構(gòu)上浮、結(jié)構(gòu)不均勻變形、結(jié)構(gòu)坍塌、周邊環(huán)境變化等風(fēng)險。
2.4 地質(zhì)風(fēng)險評價與分級
2.4.1 地質(zhì)風(fēng)險評價指標(biāo)體系包括可能性指標(biāo)與后果嚴(yán)重程度指標(biāo),分級標(biāo)準(zhǔn)如下:
1 可能性分級標(biāo)準(zhǔn):地質(zhì)風(fēng)險可能性等級分為頻繁的、可能的、偶爾的、罕見的、不可能的五級。
2 后果嚴(yán)重程度分級標(biāo)準(zhǔn):后果嚴(yán)重程度宜按風(fēng)險損失的嚴(yán)重性程度劃分災(zāi)難性、非常嚴(yán)重的、嚴(yán)重的、需考慮的、可忽略的五級。
2.4.2 地質(zhì)風(fēng)險可能性等級可采用定量或定性方法確定。
2.4.3 地質(zhì)風(fēng)險可能性采用定量評價時,應(yīng)針對不同地質(zhì)風(fēng)險單元搜集近年地質(zhì)風(fēng)險發(fā)生情況,結(jié)合行業(yè)實踐經(jīng)驗,進行地質(zhì)風(fēng)險事件發(fā)生可能性評價,確定地質(zhì)風(fēng)險發(fā)生可能性等級。地質(zhì)風(fēng)險發(fā)生可能性等級的判別指標(biāo)宜采取概率或頻率表示,劃分標(biāo)準(zhǔn)見下表。
表 2.4.1 可能性等級(定量表達)
等級 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
可能性 | 頻繁的 | 可能的 | 偶爾的 | 罕見的 | 不可能的 |
概率或頻率值 | >0.1 | 0.01~0.1 | 0.001~0.01 | 0.0001~0.0
01 |
<0.0001 |
注:1 當(dāng)概率值難以取得時,可用年發(fā)生頻率代替。
2 風(fēng)險發(fā)生概率等級應(yīng)優(yōu)先采用定量判斷標(biāo)準(zhǔn)確定。當(dāng)無法進行定量計算時,可采用定性判斷標(biāo)準(zhǔn)確定。
2.4.4 地質(zhì)風(fēng)險可能性采用定性評價時,可根據(jù)不良地質(zhì)條件的類型及其與工程的位置關(guān)系進行評價。
1 各類不良地質(zhì)條件下,發(fā)生風(fēng)險的可能性可參照表 2.4.2 至表 2.4.11。
表 2.4.2 不良地質(zhì)作用影響下明挖法施工的地質(zhì)風(fēng)險可能性分級表
不良地質(zhì)
風(fēng)險類型 |
巖溶 |
采空區(qū) |
地裂縫 |
有害氣體 |
斷裂帶 |
空洞、水囊 |
基坑失穩(wěn) | 可能 | 可能 | 偶爾 | 罕見 | 偶爾 | 可能 |
局部坍塌 | 頻繁 | 可能 | 可能 | 罕見 | 可能 | 頻繁 |
基底隆起 | 罕見 | 罕見 | 罕見 | 偶爾 | 偶爾 | 罕見 |
基底突涌 | 可能 | 罕見 | 偶爾 | 罕見 | 可能 | 偶爾 |
側(cè)壁滲漏 | 可能 | 偶爾 | 偶爾 | 罕見 | 可能 | 可能 |
環(huán)境過量變形 | 可能 | 頻繁 | 可能 | 偶爾 | 偶爾 | 可能 |
爆破飛石 | 可能 | 可能 | 不可能 | 不可能 | 偶爾 | 不可能 |
降水困難 | 頻繁 | 可能 | 可能 | 不可能 | 可能 | 偶爾 |
中毒窒息 | 偶爾 | 可能 | 罕見 | 頻繁 | 罕見 | 罕見 |
說明:根據(jù)不良地質(zhì)條件下發(fā)生某種風(fēng)險事件的可能性大小,將風(fēng)險可能性分級定為頻繁、可能、偶爾、罕見、不可能。
表 2.4.3 特殊性巖土影響下明挖法施工的地質(zhì)風(fēng)險可能性分級表
不良地質(zhì)
風(fēng)險類型 |
人工填土 |
軟土 |
風(fēng)化巖 |
孤石 |
濕陷性黃土 |
膨脹巖土 |
卵石地層 |
富水砂層 |
基坑失穩(wěn) | 頻繁 | 頻繁 | 可能 | 罕見 | 罕見 | 罕見 | 偶爾 | 頻繁 |
局部坍塌 | 頻繁 | 頻繁 | 可能 | 偶爾 | 可能 | 可能 | 偶爾 | 頻繁 |
基底隆起 | 偶爾 | 頻繁 | 罕見 | 不可能 | 罕見 | 可能 | 罕見 | 偶爾 |
基底突涌 | 罕見 | 偶爾 | 可能 | 不可能 | 罕見 | 罕見 | 可能 | 頻繁 |
側(cè)壁滲漏 | 可能 | 頻繁 | 可能 | 罕見 | 罕見 | 罕見 | 可能 | 頻繁 |
環(huán)境過量變形 | 頻繁 | 頻繁 | 偶爾 | 偶爾 | 罕見 | 可能 | 罕見 | 頻繁 |
爆破飛石 | 罕見 | 不可能 | 可能 | 可能 | 不可能 | 偶爾 | 罕見 | 不可能 |
降水困難 | 可能 | 頻繁 | 可能 | 罕見 | 偶爾 | 罕見 | 可能 | 偶爾 |
中毒窒息 | 罕見 | 偶爾 | 罕見 | 不可能 | 罕見 | 罕見 | 罕見 | 不可能 |
說明:根據(jù)不良地質(zhì)條件下發(fā)生某種風(fēng)險事件的可能性大小,將風(fēng)險可能性分級定為頻繁、可能、偶爾、罕見、不可能。
表 2.4.4 復(fù)雜地層結(jié)構(gòu)影響下明挖法施工的地質(zhì)風(fēng)險可能性分級表
地層結(jié)構(gòu)
風(fēng)險類型 |
復(fù)合
地層 |
基巖
凸起 |
風(fēng)化
深槽 |
隱伏
沖溝 |
暗浜 |
巖性
突變 |
巖相
突變 |
硬質(zhì)
巖脈 |
地貌突變 |
基坑失穩(wěn) | 可能 | 偶爾 | 偶爾 | 可能 | 可能 | 偶爾 | 可能 | 罕見 | 偶爾 |
局部坍塌 | 可能 | 偶爾 | 可能 | 可能 | 頻繁 | 可能 | 可能 | 罕見 | 偶爾 |
基底隆起 | 罕見 | 偶爾 | 罕見 | 偶爾 | 偶爾 | 偶爾 | 罕見 | 罕見 | 偶爾 |
基底突涌 | 偶爾 | 偶爾 | 可能 | 偶爾 | 可能 | 偶爾 | 偶爾 | 偶爾 | 偶爾 |
側(cè)壁滲漏 | 頻繁 | 偶爾 | 偶爾 | 偶爾 | 可能 | 可能 | 可能 | 罕見 | 偶爾 |
環(huán)境過量變形 | 偶爾 | 罕見 | 偶爾 | 偶爾 | 可能 | 可能 | 可能 | 罕見 | 偶爾 |
爆破飛石 | 可能 | 可能 | 罕見 | 罕見 | 不可能 | 偶爾 | 可能 | 可能 | 偶爾 |
降水困難 | 罕見 | 可能 | 罕見 | 偶爾 | 偶爾 | 可能 | 可能 | 罕見 | 偶爾 |
中毒窒息 | 罕見 | 罕見 | 罕見 | 罕見 | 罕見 | 罕見 | 罕見 | 罕見 | 罕見 |
說明:根據(jù)不良地質(zhì)條件下發(fā)生某種風(fēng)險事件的可能性大小,將風(fēng)險可能性分級定為頻繁、可能、偶爾、罕見、不可能。
表 2.4.5 不良地質(zhì)作用影響下礦山法施工的地質(zhì)風(fēng)險可能性分級表
不良地質(zhì)
風(fēng)險類型 |
巖溶 |
采空區(qū) |
地裂縫 |
有害氣體 |
斷裂帶 |
空洞、水囊 |
地面坍塌 | 可能 | 頻繁 | 偶爾 | 偶爾 | 可能 | 頻繁 |
冒頂 | 可能 | 可能 | 可能 | 偶爾 | 頻繁 | 可能 |
掌子面坍塌 | 可能 | 可能 | 可能 | 偶爾 | 頻繁 | 頻繁 |
掌子面突涌 | 可能 | 可能 | 偶爾 | 偶爾 | 可能 | 頻繁 |
環(huán)境大變形 | 可能 | 可能 | 可能 | 偶爾 | 可能 | 可能 |
爆破飛石 | 可能 | 偶爾 | 不可能 | 不可能 | 偶爾 | 不可能 |
降水困難 | 頻繁 | 偶爾 | 偶爾 | 罕見 | 頻繁 | 偶爾 |
中毒窒息 | 偶爾 | 偶爾 | 罕見 | 頻繁 | 罕見 | 罕見 |
爆炸 | 罕見 | 可能 | 罕見 | 可能 | 罕見 | 罕見 |
說明:根據(jù)不良地質(zhì)條件下發(fā)生某種風(fēng)險事件的可能性大小,將風(fēng)險可能性分級定為頻繁、可能、偶爾、罕見、不可能。
表 2.4.6 特殊性巖土影響下礦山法施工的地質(zhì)風(fēng)險可能性分級表
不良地質(zhì)風(fēng)險類型 | 人工填土 |
軟土 |
風(fēng)化巖 |
孤石 |
濕陷性黃土 |
膨脹巖土 |
卵石地層 |
富水砂層 |
地面坍塌 | 頻繁 | 頻繁 | 可能 | 罕見 | 罕見 | 罕見 | 偶爾 | 頻繁 |
掌子面坍塌 | 頻繁 | 頻繁 | 頻繁 | 可能 | 可能 | 可能 | 頻繁 | 頻繁 |
掌子面突涌 | 可能 | 罕見 | 可能 | 罕見 | 罕見 | 罕見 | 可能 | 頻繁 |
環(huán)境過量變形 | 頻繁 | 頻繁 | 可能 | 罕見 | 可能 | 可能 | 可能 | 頻繁 |
爆破飛石 | 罕見 | 不可能 | 偶爾 | 可能 | 不可能 | 偶爾 | 偶爾 | 不可能 |
降水困難 | 可能 | 頻繁 | 可能 | 罕見 | 偶爾 | 偶爾 | 可能 | 可能 |
中毒窒息 | 罕見 | 罕見 | 罕見 | 罕見 | 罕見 | 罕見 | 罕 | 罕見 |
爆炸 | 罕見 | 罕見 | 罕見 | 罕見 | 罕見 | 罕見 | 罕見 | 罕見 |
說明:根據(jù)不良地質(zhì)條件下發(fā)生某種風(fēng)險事件的可能性大小,將風(fēng)險可能性分級定為頻繁、可能、偶爾、罕見、不可能。
表 2.4.7 復(fù)雜地層結(jié)構(gòu)影響下礦山法施工的地質(zhì)風(fēng)險可能性分級表
地層結(jié)構(gòu)
風(fēng)險類型 |
復(fù)合
地層 |
基巖
凸起 |
風(fēng)化
深槽 |
隱伏
沖溝 |
暗浜 |
巖性
突變 |
巖相
突變 |
硬質(zhì)
巖脈 |
地貌
突變 |
地面坍塌 | 頻繁 | 可能 | 可能 | 可能 | 可能 | 可能 | 偶爾 | 偶爾 | 可能 |
冒頂 | 頻繁 | 偶爾 | 可能 | 可能 | 頻繁 | 可能 | 偶爾 | 偶爾 | 可能 |
掌子面坍塌 | 頻繁 | 偶爾 | 可能 | 頻繁 | 可能 | 可能 | 可能 | 偶爾 | 偶爾 |
掌子面突涌 | 可能 | 偶爾 | 偶爾 | 可能 | 可能 | 可能 | 可能 | 偶爾 | 偶爾 |
環(huán)境過量變形 | 可能 | 偶爾 | 偶爾 | 可能 | 可能 | 可能 | 可能 | 罕見 | 偶爾 |
爆破飛石 | 偶爾 | 頻繁 | 偶爾 | 偶爾 | 不可能 | 可能 | 偶爾 | 頻繁 | 偶爾 |
降水困難 | 頻繁 | 可能 | 偶爾 | 可能 | 偶爾 | 可能 | 偶爾 | 罕見 | 可能 |
中毒窒息 | 罕見 | 罕見 | 罕見 | 罕見 | 偶爾 | 罕見 | 罕見 | 罕見 | 罕見 |
爆炸 | 罕見 | 罕見 | 罕見 | 罕見 | 偶爾 | 罕見 | 罕見 | 罕見 | 罕見 |
說明:根據(jù)不良地質(zhì)條件下發(fā)生某種風(fēng)險事件的可能性大小,將風(fēng)險可能性分級定為頻繁、可能、偶爾、罕見、不可能。
表 2.4.8 不良地質(zhì)作用影響下盾構(gòu)法施工的地質(zhì)風(fēng)險可能性分級表
不良地質(zhì)
風(fēng)險類型 |
巖溶 |
采空區(qū) |
地裂縫 |
有害氣體 |
斷裂帶 |
空洞、水囊 |
地面坍塌 | 可能 | 可能 | 偶爾 | 偶爾 | 可能 | 頻繁 |
進出洞坍塌 | 可能 | 可能 | 偶爾 | 可能 | 可能 | 頻繁 |
進出洞突涌 | 可能 | 可能 | 偶爾 | 可能 | 可能 | 頻繁 |
環(huán)境過量變形 | 可能 | 可能 | 可能 | 偶爾 | 偶爾 | 頻繁 |
栽頭 | 頻繁 | 頻繁 | 罕見 | 偶爾 | 偶爾 | 可能 |
滯排 | 偶爾 | 偶爾 | 偶爾 | 罕見 | 偶爾 | 罕見 |
掘進受阻 | 偶爾 | 偶爾 | 偶爾 | 罕見 | 可能 | 罕見 |
刀盤刀具非正常磨損 | 偶爾 | 偶爾 | 罕見 | 不可能 | 頻繁 | 不可能 |
偏離軸線 | 偶爾 | 偶爾 | 偶爾 | 偶爾 | 可能 | 偶爾 |
中毒窒息 | 偶爾 | 偶爾 | 罕見 | 頻繁 | 罕見 | 罕見 |
爆炸 | 罕見 | 罕見 | 罕見 | 頻繁 | 罕見 | 罕見 |
說明:1 巖溶、采空區(qū)、地裂縫等不良地質(zhì)條件不宜使用盾構(gòu)工法。
- 根據(jù)不良地質(zhì)條件下發(fā)生某種風(fēng)險事件的可能性大小,將風(fēng)險可能性分級定為頻繁、可能、偶爾、罕見、不可能。
表 2.4.9 特殊性巖土影響下盾構(gòu)法施工的地質(zhì)風(fēng)險可能性分級表
不良地質(zhì)
風(fēng)險類型 |
人工
填土 |
軟土 |
風(fēng)化巖 |
孤石 |
濕陷性黃土 |
膨脹巖土 |
卵石地層 |
富水砂層 |
地面坍塌 | 可能 | 偶爾 | 偶爾 | 可能 | 罕見 | 罕見 | 可能 | 頻繁 |
進出洞坍塌 | 頻繁 | 頻繁 | 偶爾 | 可能 | 罕見 | 罕見 | 頻繁 | 頻繁 |
進出洞突涌 | 頻繁 | 頻繁 | 偶爾 | 可能 | 罕見 | 罕見 | 頻繁 | 頻繁 |
環(huán)境過量變形 | 頻繁 | 頻繁 | 偶爾 | 偶爾 | 罕見 | 罕見 | 罕見 | 頻繁 |
掘進受阻 | 偶爾 | 罕見 | 偶爾 | 頻繁 | 罕見 | 可能 | 頻繁 | 偶爾 |
刀盤刀具非正
常磨損 |
偶爾 |
罕見 |
可能 |
可能 |
罕見 |
罕見 |
頻繁 |
偶爾 |
滯排 | 偶爾 | 不可能 | 偶爾 | 頻繁 | 罕見 | 可能 | 可能 | 罕見 |
中毒窒息 | 偶爾 | 偶爾 | 罕見 | 罕見 | 罕見 | 罕見 | 罕見 | 罕見 |
爆炸 | 罕見 | 偶爾 | 罕見 | 罕見 | 罕見 | 罕見 | 罕見 | 罕見 |
說明:根據(jù)不良地質(zhì)條件下發(fā)生某種風(fēng)險事件的可能性大小,將風(fēng)險可能性分級定為頻繁、可能、偶爾、罕見、不可能。
表 2.4.10 復(fù)雜地層結(jié)構(gòu)影響下盾構(gòu)法施工的地質(zhì)風(fēng)險可能性分級表
地層結(jié)構(gòu)
風(fēng)險類型 |
復(fù)合
地層 |
基巖
凸起 |
風(fēng)化
深槽 |
隱伏
沖溝 |
暗浜 |
巖性
突變 |
巖相
突變 |
硬質(zhì)
巖脈 |
地貌
突變 |
地面坍塌 | 頻繁 | 偶爾 | 可能 | 可能 | 偶爾 | 偶爾 | 偶爾 | 偶爾 | 偶爾 |
進出洞坍塌 | 可能 | 偶爾 | 可能 | 可能 | 偶爾 | 可能 | 可能 | 偶爾 | 偶爾 |
進出洞突涌 | 可能 | 罕見 | 偶爾 | 偶爾 | 偶爾 | 可能 | 可能 | 偶爾 | 偶爾 |
環(huán)境過量變形 | 頻繁 | 偶爾 | 偶爾 | 偶爾 | 可能 | 偶爾 | 偶爾 | 偶爾 | 偶爾 |
掘進受阻 | 可能 | 頻繁 | 罕見 | 偶爾 | 罕見 | 偶爾 | 偶爾 | 頻繁 | 偶爾 |
滯排 | 可能 | 可能 | 偶爾 | 可能 | 不可能 | 偶爾 | 偶爾 | 可能 | 偶爾 |
軸線偏離 | 頻繁 | 可能 | 偶爾 | 偶爾 | 偶爾 | 可能 | 可能 | 可能 | 偶爾 |
刀盤刀具非正常磨損 | 頻繁 | 頻繁 | 罕見 | 罕見 | 不可能 | 可能 | 可能 | 頻繁 | 偶爾 |
中毒窒息 | 罕見 | 罕見 | 罕見 | 罕見 | 偶爾 | 罕見 | 罕見 | 罕見 | 罕見 |
爆炸 | 罕見 | 罕見 | 罕見 | 罕見 | 偶爾 | 罕見 | 罕見 | 罕見 | 罕見 |
說明:根據(jù)不良地質(zhì)條件下發(fā)生某種風(fēng)險事件的可能性大小,將風(fēng)險可能性分級定為頻繁、可能、偶爾、罕見、不可能。
表 2.4.11 地下水影響下工程施工地質(zhì)風(fēng)險可能性分級表
地下水類型
風(fēng)險類型 |
上層滯水 |
潛水 |
承壓水 |
裂隙水 |
巖溶水 |
基坑失穩(wěn) | 偶爾 | 可能 | 頻繁 | 可能 | 可能 |
局部坍塌 | 頻繁 | 可能 | 可能 | 可能 | 可能 |
基底隆起 | 罕見 | 罕見 | 頻繁 | 偶爾 | 可能 |
側(cè)壁滲漏 | 頻繁 | 頻繁 | 頻繁 | 頻繁 | 頻繁 |
基底突涌 | 罕見 | 罕見 | 頻繁 | 偶爾 | 可能 |
環(huán)境過量變形 | 可能 | 可能 | 可能 | 可能 | 可能 |
地面坍塌 | 頻繁 | 頻繁 | 罕見 | 可能 | 頻繁 |
掌子面坍塌 | 頻繁 | 頻繁 | 可能 | 頻繁 | 頻繁 |
拱頂冒頂 | 頻繁 | 頻繁 | 偶爾 | 頻繁 | 頻繁 |
掌子面突涌 | 頻繁 | 頻繁 | 頻繁 | 頻繁 | 頻繁 |
進出洞坍塌 | 頻繁 | 頻繁 | 頻繁 | 偶爾 | 偶爾 |
進出洞突涌 | 頻繁 | 頻繁 | 頻繁 | 偶爾 | 偶爾 |
螺旋輸送機噴涌 | 罕見 | 頻繁 | 頻繁 | 可能 | 可能 |
盾尾滲漏 | 罕見 | 偶爾 | 頻繁 | 可能 | 可能 |
說明:根據(jù)不良地質(zhì)條件下發(fā)生某種風(fēng)險事件的可能性大小,將風(fēng)險可能性分級定為頻繁、可能、偶爾、罕見、不可能。
- 不良地質(zhì)條件與工程的位置關(guān)系可分為開挖范圍內(nèi)、主要影響區(qū)、次要影響區(qū)和一般影響區(qū)?;庸こ逃绊憛^(qū)劃分見表 4.12,礦山及盾構(gòu)隧道工程影響區(qū)劃分見表2.4.13。
表 2.4.12 基坑工程影響區(qū)劃
工程影響分區(qū) | 區(qū)域范圍 |
主要影響區(qū) | 基坑周邊 0.7H 范圍內(nèi) |
次要影響區(qū) | 基坑周邊 0.7H~1.0H 范圍內(nèi) |
一般影響區(qū) | 基坑周邊 1.0H 范圍外 |
注:H 為基坑設(shè)計深度。
表 2.4.13 礦山及盾構(gòu)隧道工程影響區(qū)劃
工程影響分區(qū) | 區(qū)域范圍 |
主要影響區(qū) | 隧道正上方及周邊 0.7H 范圍內(nèi) |
次要影響區(qū) | 隧道周邊 0.7H~1.0H 范圍內(nèi) |
一般影響區(qū) | 隧道周邊 1.0H 范圍外 |
注:H 為礦山法隧道底板的埋深。
3 當(dāng)不良地質(zhì)條件覆蓋整個工程影響區(qū)或者位于開挖范圍和主要影響區(qū)時,可能性等級不做調(diào)整;當(dāng)不良地質(zhì)條件主要位于次要影響區(qū)及以外時,可能性等級可下調(diào)一級。
2.4.5 地質(zhì)風(fēng)險后果嚴(yán)重程度等級可采用定量或定性方法確定。應(yīng)根據(jù)不同地質(zhì)風(fēng)險單
元可能發(fā)生的風(fēng)險事件,結(jié)合工程規(guī)模、工法特點、周邊環(huán)境,分析風(fēng)險事件發(fā)生后可能造成的最大人員傷亡、經(jīng)濟損失、工期延誤、環(huán)境影響和社會影響,綜合參考類似工程事故案例,進行綜合評價。
2.4.6 當(dāng)?shù)刭|(zhì)風(fēng)險后果嚴(yán)重程度采用定量評價方法時,可參照《城市軌道交通地下工程
建設(shè)風(fēng)險管理規(guī)范》相關(guān)內(nèi)容進行定量評價。
2.4.7 當(dāng)?shù)刭|(zhì)風(fēng)險后果嚴(yán)重程度采用定性評價方法時,可根據(jù)地質(zhì)風(fēng)險危害程度等級、可能發(fā)生的部位、影響周邊環(huán)境情況、事件發(fā)生緊急程度、應(yīng)急措施實施難度等確定地質(zhì)風(fēng)險后果的嚴(yán)重程度。
2.4.8 地質(zhì)風(fēng)險等級劃分為四級,可按表 2.4.19,根據(jù)地質(zhì)風(fēng)險發(fā)生的可能性和后果嚴(yán)重程度采用風(fēng)險矩陣的方式進行分級。
表 2.4.19 地質(zhì)風(fēng)險等級標(biāo)準(zhǔn)
后果嚴(yán)重程度
可能性等級 |
A | B | C | D | E | |
災(zāi)難性的 | 非常嚴(yán)重的 | 嚴(yán)重的 | 需考慮的 | 可忽略的 | ||
1 | 頻繁的 | 一級 | 一級 | 一級 | 二級 | 三級 |
2 | 可能的 | 一級 | 一級 | 二級 | 三級 | 三級 |
3 | 偶爾的 | 一級 | 二級 | 三級 | 三級 | 四級 |
4 | 罕見的 | 二級 | 三級 | 三級 | 四級 | 四級 |
5 | 不可能的 | 三級 | 三級 | 四級 | 四級 | 四級 |
2.4.9 當(dāng)出現(xiàn)下列情況時,應(yīng)及時開展地質(zhì)風(fēng)險再評估重新評定地質(zhì)風(fēng)險等級:
1 周邊建設(shè)活動、自然災(zāi)害、氣象條件變化,導(dǎo)致地質(zhì)條件發(fā)生變化。
2 設(shè)計方案(工法、工藝、埋深、工程規(guī)模等)發(fā)生變化。
3 周邊環(huán)境變化導(dǎo)致風(fēng)險發(fā)生后經(jīng)濟損失等級變化。
4 社會環(huán)境發(fā)生變化導(dǎo)致風(fēng)險發(fā)生后社會影響等級變化。
5 施工過程中地質(zhì)風(fēng)險控制效果較差。
6 通過補充勘察或超前探測等手段探明了前序勘察工作地質(zhì)條件不明區(qū)域情況。
2.4.10 工程風(fēng)險等級可參照下列規(guī)定進行修正:
1 當(dāng)?shù)刭|(zhì)風(fēng)險為一級時,整個工程風(fēng)險等級應(yīng)定為一級。
2 當(dāng)?shù)刭|(zhì)風(fēng)險為二級時,整個工程風(fēng)險等級應(yīng)上調(diào)一級(工程風(fēng)險等級已經(jīng)為最高級時維持不變)。
3 當(dāng)?shù)刭|(zhì)風(fēng)險為三級時,整個工程風(fēng)險等級保持不變。
4 當(dāng)?shù)刭|(zhì)風(fēng)險為四級時,整個工程風(fēng)險等級可根據(jù)工程實際情況保持不變或下調(diào)一級。
2.4.11 地質(zhì)風(fēng)險評估報告應(yīng)包括下列內(nèi)容:
1 工程概況(含設(shè)計條件、施工工法工藝、地質(zhì)條件、環(huán)境條件)。
2 編制依據(jù)。
3 評估方法。
4 地質(zhì)風(fēng)險單元劃分。
5 各單元地質(zhì)風(fēng)險分析及風(fēng)險等級。
6 地質(zhì)風(fēng)險控制措施建議。
7 地質(zhì)風(fēng)險清單。
2.5 地質(zhì)風(fēng)險管控措施
2.5.1 各參建單位應(yīng)根據(jù)不同地質(zhì)風(fēng)險單元的風(fēng)險等級,明確風(fēng)險管控責(zé)任、制定相關(guān)制度、實施風(fēng)險管控,將地質(zhì)風(fēng)險控制在可接受范圍之內(nèi),防范生產(chǎn)安全事故發(fā)生。
2.5.2 建設(shè)單位宜委托專業(yè)機構(gòu)開展地質(zhì)風(fēng)險評估,并將評估結(jié)果及時提交給建設(shè)、設(shè)計、施工、監(jiān)理等單位。
2.5.3 勘察單位應(yīng)在詳細勘察成果中對擬建場地的工法適用性進行評價,分析并說明地質(zhì)條件可能造成的工程風(fēng)險,提出地質(zhì)風(fēng)險控制措施建議。當(dāng)?shù)刭|(zhì)風(fēng)險等級為一、二級時,宜根據(jù)工程實際情況開展專項勘察。
2.5.4 設(shè)計單位應(yīng)根據(jù)地質(zhì)風(fēng)險評估報告,采取設(shè)計措施降低風(fēng)險等級。根據(jù)地質(zhì)風(fēng)險調(diào)整后的工程風(fēng)險為一、二級時,應(yīng)開展專項設(shè)計。
2.5.5 施工單位應(yīng)根據(jù)勘察成果及地質(zhì)風(fēng)險評估報告,結(jié)合施工方案對施工過程中可能遇到的地質(zhì)風(fēng)險進行評估,采取施工措施。
2.5.6 施工單位采取管控措施之前應(yīng)首先進行地質(zhì)條件核查,采取技術(shù)手段核查開挖面地質(zhì)情況與原勘察結(jié)果的一致性,當(dāng)差異較大時,應(yīng)及時上報建設(shè)、勘察、設(shè)計單位, 由建設(shè)單位組織勘察、設(shè)計、施工、監(jiān)理單位進行現(xiàn)場踏勘并提出處理意見。
2.5.7 施工單位應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計單位提出的地質(zhì)處理措施實施并將處理效果反饋設(shè)計
單位。
2.5.8 城市軌道交通工程應(yīng)急預(yù)案應(yīng)包含各類不良地質(zhì)條件可能引起的安全風(fēng)險控制措施。當(dāng)發(fā)生地質(zhì)條件突變、地質(zhì)風(fēng)險控制措施效果較差,導(dǎo)致工程整體風(fēng)險高時,應(yīng)根據(jù)應(yīng)急預(yù)案采取地質(zhì)超前預(yù)報、設(shè)計施工措施,控制風(fēng)險發(fā)展。
第三章 不良地質(zhì)作用
3.1 一般規(guī)定
3.1.1 城市軌道交通工程建設(shè)場地存在不良地質(zhì)作用時,應(yīng)采取措施查明其種類、發(fā)育程度并分析評價其對工程建設(shè)可能造成的危害,必要時進行專項地質(zhì)風(fēng)險勘察評估。
3.1.2 城市軌道交通線路穿越不良地質(zhì)作用中強發(fā)育區(qū)時,勘察、設(shè)計單位應(yīng)進行專項勘察、專項設(shè)計(專項設(shè)計中應(yīng)包含應(yīng)急預(yù)案要求),施工單位應(yīng)按照相關(guān)要求編制專項施工方案,并經(jīng)過專家論證。
3.1.3 受不良地質(zhì)作用影響場地,應(yīng)按照施工工序逐項分析不良地質(zhì)作用對明挖、礦山及盾構(gòu)等工法施工帶來的工程風(fēng)險,并提出相應(yīng)措施。
3.2 巖溶
3.2.1 特性與評價
1 巖溶是地表水和地下水對可溶性巖層(碳酸鹽類、硫酸鹽類、鹵鹽類等)進行的以化學(xué)溶蝕作用為主,以流水沖蝕和潛蝕、坍塌和堆積等機械作用為輔,產(chǎn)生的各種地質(zhì)作用、地表和地下形態(tài)、現(xiàn)象的總稱,又稱喀斯特地貌。中國是喀斯特地貌分布面積最大的國家,其中廣西、貴州和云南東部是世界巖溶地貌分布最典型的集中區(qū)。
2 巖溶常有溶洞、土洞、溶溝、溶槽、溶隙、豎井、落水洞、暗河及巖溶塌陷區(qū)伴生, 巖溶發(fā)育程度及充填情況、覆蓋層厚度等差異較大,富水性較強且含水極不均勻,是城市軌道交通工程建設(shè)的重要風(fēng)險因素之一。
3 可按下列條件判斷巖溶存在可能性:
1) 是否有可溶性巖石存在。
2) 巖石是否具有一定的透水性。
3) 是否具有溶蝕能力的流動地下水。
4 巖溶按埋藏條件分類應(yīng)符合表 3.2.1 規(guī)定。
表 3.2.1 按埋藏條件的巖溶分類及其特征
類型 | 裸露型 | 淺覆蓋型 | 深覆蓋型 | 埋藏型 |
地表可溶巖出露情況 | 大部分 | 少量 | 幾乎沒有 | 無 |
覆蓋層 | 土 | 土 | 土 | 非可溶巖 |
覆蓋土厚度 h(m) | H<10 | 10≤H<30 | H≥30 | — |
地表水與地下水連通情況 | 密切 | 較密切 | 一般不密切 | 不密切 |
注:巖溶、土洞按充填情況均可劃分為無充填、半充填和全充填三種情況。
巖溶按發(fā)育情況分類應(yīng)符合表 3.2.2 的規(guī)定。
表 3.2.2 巖溶發(fā)育程度等級劃分表
巖溶發(fā)育程度 |
特征 |
參考性指標(biāo) | ||
地表巖溶發(fā)育密
度(個/km2) |
鉆孔線溶率
(%) |
鉆孔遇溶率
(%) |
||
強 |
碳酸鹽巖性較純,連續(xù)厚度較大, 出露面積較廣,地表有較多洼地、漏斗、落水洞、地下巖溶發(fā)育,多巖溶
大泉和暗河,巖溶發(fā)育深度較大 |
>5 |
>20 |
>30 |
中 |
以次純碳酸鹽為主,多間夾型。地表有洼地、漏斗、落水洞發(fā)育,地下洞穴通道不多,巖溶大泉數(shù)量較少,
暗河稀疏,深部巖溶不發(fā)育 |
5~1 |
20~5 |
30~10 |
弱 |
以不純碳酸鹽為主,多間夾型或互夾層,地表巖溶形態(tài)稀疏發(fā)育,地下
洞穴較少,巖溶大泉及暗河較少 |
<1 |
<5 |
<10 |
注:發(fā)育程度從強烈發(fā)育到弱發(fā)育判定,滿足其中一個條件即可定為該等級。
5 對軌道交通建設(shè)有直接影響的巖溶因素包括規(guī)模大小、覆跨比、充填情況、溶蝕裂隙的發(fā)育情況、發(fā)育強度等級、暗河、巖溶的富水情況和水力性質(zhì)、巖溶水的流向、流速。其中主控因素為分布位置、巖溶規(guī)模、地下水水力性質(zhì)及覆跨比。
6 巖溶的危害程度等級可參照表 3.2.3 執(zhí)行。
表 3.2.3 巖溶危害程度等級參照表
危害程度等級 |
巖溶規(guī)模 |
地下水 |
覆跨比 |
充填情況 |
一級 |
直徑大于 1.5m |
巖溶水具承壓性且水頭大于10m 或有暗河及儲水溶腔分布 |
小于 1 |
無填充 |
二級 |
直徑在 1.0m~1.5m
之間 |
巖溶水具承壓性且
水頭大于 5m 小于等于 10m |
大于等于 1、小于2 |
無填充 |
三級 | 直徑在 0.5m~1.0m
之間 |
巖溶水具承壓性且
水頭小于等于 5m |
大于等于 2、小于3 | 松散填充 |
四級 | 直徑小于 0.5m | 無地下水 | 大于等于 3 | 松散填充 |
注:巖溶規(guī)模、地下水、覆跨比中有一項滿足,則基本危害程度等級按最高級考慮。
7 巖溶地層對工程結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生以下不利影響:
1) 在巖溶危害程度等級為三級及以上的場地,應(yīng)分析巖溶對結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生的不良影響。
2) 巖溶發(fā)育可能帶來地基承載力不足風(fēng)險。當(dāng)?shù)鼗饕芰臃秶鷥?nèi)有巖溶發(fā)育或可溶性巖石發(fā)生斷裂,在斷裂、裂隙處,地下水流易將物質(zhì)遷運至別處,使土層不斷瓦解形成溶洞,最終上部覆蓋層失穩(wěn),導(dǎo)致地基承載力不足。
3) 巖溶發(fā)育可能帶來地基失穩(wěn)風(fēng)險。當(dāng)基底附近存在巖溶時,受地鐵運營振動影響,基底薄層巖層可能發(fā)生斷裂、坍塌,造成地基失穩(wěn)。
4) 隧道頂板、邊墻影響范圍若存在巖溶,處理不當(dāng),可能發(fā)生管片結(jié)構(gòu)失穩(wěn),結(jié)構(gòu)過大變形的風(fēng)險。
5) 隧道頂板、邊墻影響范圍若存在巖溶水,若防滲質(zhì)量較差、可能發(fā)生滲漏影響隧道使用的風(fēng)險。
6) 巖溶水可能存在對結(jié)構(gòu)腐蝕的風(fēng)險。
7) 巖溶進一步發(fā)育、發(fā)展可能引起永久性結(jié)構(gòu)破壞的風(fēng)險。
3.2.2 明挖法風(fēng)險
1 采用明挖法施工時,應(yīng)按照施工工序逐項分析巖溶對明挖法施工帶來的工程風(fēng)險。
2 基坑圍護結(jié)構(gòu)施工可能發(fā)生卡鉆、漏漿、埋鉆的風(fēng)險,以及巖面起伏造成圍護結(jié)構(gòu)施工和質(zhì)量把控困難、造成工期長、接縫滲漏、墻底不能完全滿足嵌固深度的風(fēng)險。
3 基坑開挖過程中,可能發(fā)生突水、涌泥、涌砂、機械陷落、地基承載力不足、地基不穩(wěn)定等風(fēng)險。
4 基坑開挖過程中,可能出現(xiàn)基坑及周圍地面坍塌、管線破裂、建(構(gòu))筑物損壞等風(fēng)險。
3.2.3 礦山法風(fēng)險
1 礦山法隧道施工時,因機器震動、爆破等因素影響對周邊溶洞、土洞造成擾動,可能破壞其結(jié)構(gòu)平衡誘發(fā)塌陷;或直接被揭露,從而發(fā)生巖溶水突涌現(xiàn)象,導(dǎo)致突水、突泥等事故發(fā)生的風(fēng)險。
2 隧道開挖時揭露溶洞、土洞,其原有的平衡結(jié)構(gòu)被打破,可導(dǎo)致開挖面及其周邊區(qū)域的巖土體發(fā)生坍塌。
3 隧道開挖過程中,應(yīng)預(yù)防巖溶洞穴中可能存在的有害氣對人體可能造成危害的風(fēng)險。
3.2.4 盾構(gòu)法風(fēng)險
1 盾構(gòu)法施工應(yīng)根據(jù)隧道穿越地段巖溶地質(zhì)條件和地下水條件開展盾構(gòu)機選型工作。
2 盾構(gòu)隧道掘進施工過程中,可能破壞巖溶、土洞原有平衡,發(fā)生洞穴塌陷、進而導(dǎo)致地面塌陷和地面建筑物沉降過大的風(fēng)險。
3 采用泥水平衡盾構(gòu)時,大量巖塊堆積在泥水倉底,存在攪拌棒、格柵易被破壞風(fēng)險。
4 溶洞的存在使地層軟硬不均,易發(fā)生盾構(gòu)姿態(tài)偏移;遇見未查明巖洞、土洞時,易發(fā)生倉內(nèi)瞬間失壓、盾構(gòu)栽頭風(fēng)險。
5 巖溶地層開挖面軟硬不均、凹凸不平的特點對盾構(gòu)機刀盤磨損嚴(yán)重,存在刀盤被快速破損的風(fēng)險。
6 盾構(gòu)隧道施工過程中,易發(fā)生巖溶水擊穿盾尾密封,巖溶水涌入隧道的風(fēng)險。
7 可溶巖表層粘性土及充填粘性土的存在以及大塊巖石堆積在倉底,易發(fā)生結(jié)泥餅、滯排、噴涌風(fēng)險。
3.2.5 勘察措施
1 巖溶勘察應(yīng)采用工程地質(zhì)測繪與調(diào)查、物探、鉆探等多種手段結(jié)合的方法進行,應(yīng)分階段進行,并在代表性物探異常點布置驗證鉆孔查明下列內(nèi)容:
1) 區(qū)域地表水、地下水的分布情況及匯流情況。
2) 區(qū)域構(gòu)造尤其是斷裂分布情況。
3) 可溶巖埋藏深度、巖面起伏情況及巖面附近覆土性質(zhì)。
4) 土洞、溶洞的分布位置、連通性、規(guī)模大小、覆跨比、充填物的厚度、性質(zhì)。
5) 巖溶溶蝕破碎帶及裂隙的發(fā)育情況。
6) 巖溶的見洞率、線溶率及發(fā)育程度等級。
7) 可溶巖的富水情況及暗河的分布情況。
8) 巖溶水流向、流速、水位和水力性質(zhì)。
2 巖溶勘察應(yīng)滿足下列要求:
1) 初步勘察階段應(yīng)查明巖溶洞隙及其伴生土洞、塌陷的分布、發(fā)育程度和發(fā)育規(guī)律,并按場地的穩(wěn)定性和適宜性進行分區(qū)。
2) 詳細勘察階段應(yīng)查明擬建工程范圍及有影響地段的各種巖溶洞隙和土洞的位置、規(guī)模、埋深,巖溶充填物性狀和地下水特征,對地基基礎(chǔ)設(shè)計和巖溶的治理提出建議。
3) 施工階段為設(shè)計服務(wù)的補充勘察應(yīng)進一步確定圍護結(jié)構(gòu)深度、樁基或地基處理深度。施工階段為施工服務(wù)的補充勘察,應(yīng)進一步查明擬建工程范圍內(nèi)巖溶洞隙和土洞的位置、規(guī)模、埋深,對巖溶處理措施提出建議。
3 初步勘察和詳細勘察階段,巖溶發(fā)育區(qū)勘察成果中宜提供中、微風(fēng)化巖面等高線圖。
4 當(dāng)詳勘鉆孔間距過大或平面范圍缺少鉆孔,或勘察成果表明地質(zhì)條件存在劇變,或勘察成果存在疑問或矛盾及設(shè)計認(rèn)為有必要的其它情況時,應(yīng)開展補充詳勘工作。
5 由于溶(土)洞發(fā)育的復(fù)雜性,詳勘及施工階段為設(shè)計服務(wù)的補充勘察、專項勘察仍可能不足以指導(dǎo)施工階段巖溶處理,因此施工階段仍有必要開展施工勘察,對巖溶發(fā)育情況進行超前探測。
6 巖溶地區(qū)勘察鉆孔在完成測試工作后,應(yīng)對鉆孔巖面以上土層及時進行封孔??辈煦@孔作為地下水的通道,可短期內(nèi)誘發(fā)土洞、地面塌陷等,應(yīng)及時封孔,封孔質(zhì)量需按規(guī)定進行抽查。
7 在巖溶發(fā)育地區(qū)進行加密補勘以探明未知巖溶。
8 勘察報告中應(yīng)對巖溶的工程風(fēng)險進行系統(tǒng)性分析,并提出處理措施建議。
3.2.6 設(shè)計措施
1 當(dāng)巖溶危害程度等級為三級及以上時,應(yīng)開展巖溶控制的專項設(shè)計,專項設(shè)計中應(yīng)包含應(yīng)急預(yù)案要求。
2 設(shè)計應(yīng)根據(jù)可溶巖的埋深、巖溶分布位置、發(fā)育程度對結(jié)構(gòu)和施工的影響,研究線路的平面位置及合理埋置深度。
3 設(shè)計應(yīng)根據(jù)可溶巖的強度、裂隙溶蝕發(fā)育情況、巖溶與結(jié)構(gòu)的位置關(guān)系、巖溶發(fā)育程度、巖溶的充填情況及充填物物理力學(xué)性質(zhì)、巖溶水的水力性質(zhì)對盾構(gòu)機進行選型分析。4 設(shè)計應(yīng)開展應(yīng)對基坑圍護結(jié)構(gòu)施工、土方開挖、基底突涌、隧道圍巖及基底巖溶處理、防突水的專題研究分析。
5 設(shè)計應(yīng)開展巖溶風(fēng)險因素、風(fēng)險事件及后果的專題研究分析。
6 設(shè)計應(yīng)根據(jù)車站、區(qū)間的施工方法、巖溶的發(fā)育程度、巖溶與結(jié)構(gòu)的位置關(guān)系、巖溶的覆跨比、巖溶裂隙發(fā)育情況、巖溶的充填情況、巖溶水的類型及運營后的風(fēng)險等情況綜合確定巖溶處理方案。
7 針對沿線房屋建筑,應(yīng)根據(jù)不同線段巖溶發(fā)育情況、施工和運營風(fēng)險進行房屋保護專項設(shè)計。
8 針對沿線既有鐵路、公路、橋梁、文物、地表水體等重大風(fēng)險源進行專項保護設(shè)計。
3.2.7 施工措施
1 施工單位應(yīng)按照相關(guān)要求編制巖溶控制專項施工方案,并經(jīng)過專家論證。
2 必要時應(yīng)進行巖溶施工勘察,勘察應(yīng)包括下列內(nèi)容:
1) 核對巖溶工點的工程地質(zhì)資料。
2) 對施工中發(fā)生的巖溶工程地質(zhì)問題,提出工程措施意見和施工注意事項。
3) 巖溶發(fā)育路塹地段,宜在路基面上進行物探,輔以鉆探驗證,查明隱伏巖溶形態(tài)和空間分布。
4) 必要時采用物探或釬探、風(fēng)槍鉆等簡易勘探對隧道基底巖溶發(fā)育情況進行普查和鉆探驗證。
5) 覆蓋型巖溶可能產(chǎn)生地面塌陷地段,應(yīng)根據(jù)施工揭露及鉆探情況,分析可能塌陷的范圍、程度,提出調(diào)整工程措施、建議。
6) 巖溶地質(zhì)條件復(fù)雜、發(fā)育程度強烈,可能存在涌水突泥危害的隧道,應(yīng)采用超前物探、鉆探等綜合超前預(yù)報方法,預(yù)報掌子面前方溶洞發(fā)育情況、充填情況及充填物性質(zhì),圍巖裂隙產(chǎn)狀及充填情況,地下水情況。
7) 巖溶強烈發(fā)育的線段,必要時進行補充鉆探、孔內(nèi)電視,查明巖溶發(fā)育情況。
3 施工單位在進行巖溶處理時,應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計提供的巖溶處理方案執(zhí)行,明挖基坑巖溶處理應(yīng)遵循“地面處理為主”的原則、隧道巖溶處理遵循“洞內(nèi)和洞外措施相結(jié)合” 的原則。
4 巖溶處理施工時,做好施工方案和技術(shù)交底,并對現(xiàn)場管理人員和作業(yè)工人進行培訓(xùn)。
5 明挖法施工時,應(yīng)采取以下施工措施:
1) 在巖溶發(fā)育地區(qū)進行加密補勘以探明未知巖溶。
2) 在溶洞頂板施鉆時應(yīng)先用小沖程開孔,并注意旋轉(zhuǎn)鉆頭,溶洞開口后,要及時拋填片石和粘土塊填筑,逐漸進入正常鉆孔。
3) 采用“溶(土)洞填充+水泥土墩柱”的方法提高地基承載力。
4) 當(dāng)發(fā)生圍護結(jié)構(gòu)成孔(槽)漏漿、埋鉆時,可采用以下方法進行現(xiàn)場處理:
①穿透溶洞時,應(yīng)密切注意護筒/槽內(nèi)泥漿面的變化,發(fā)現(xiàn)漏漿及時提起鉆頭,向孔內(nèi)補水注漿,采取相應(yīng)堵漿措施,保持水壓力。
②若不能保持水壓,應(yīng)及時進行拋填,將片石、粘土及水泥制成混合物,視漏漿程度反復(fù)拋填,每次應(yīng)達到 1m~3m,直到不漏漿為止。
③對于鉆孔灌注樁,當(dāng)鋼護筒底部漏漿時,可繼續(xù)下沉鋼護筒,并用粘土封閉護筒周圍縫隙,防止地表水繼續(xù)滲入,然后向孔內(nèi)填擲粘土塊和碎石,填筑高度以高出鋼護筒底 1m 為宜,最后用小沖程反復(fù)沖砸,達到加固鋼護筒底部孔壁與堵漏的目的。
④當(dāng)漏漿太快,散填難以達到目的時,應(yīng)采用集中拋填將粘土袋、袋裝水泥、片石等集中在短時間內(nèi)大量填入。
5) 對于溶洞較發(fā)育地區(qū),如拋填措施無效時,可采用全護筒跟進方法,并使其長度跟進至巖溶底部巖層。
6) 采用格柵狀抽條加固、水泥土墩柱可以對可能產(chǎn)生突水的節(jié)理、裂隙及通道進行處理,并實現(xiàn)對基坑進行分塊,施工時當(dāng)基底出現(xiàn)突(涌)水時可以分塊進行處理。6 礦山法隧道施工,應(yīng)采取以下施工措施:
1) 在巖溶發(fā)育地區(qū)需進行加密補勘、地質(zhì)預(yù)報與超前鉆孔以探明未知巖溶。
2) 對探明的危害程度等級為一二級的巖溶進行地面預(yù)填充、加固處理,采用“溶(土)洞填充+水泥土墩柱”的方法提高地基承載力。
3) 進行洞內(nèi)超前小導(dǎo)管、大管棚支護。
4) 進行洞內(nèi)預(yù)注漿、爆破等需鉆孔時,應(yīng)先查明鉆機鉆進范圍內(nèi),是否存在巖溶水。
5) 爆破時采用短進尺、少裝藥、多炮眼的方式。
6) 隧道開挖后,及時進行后續(xù)支護施工、盡早封閉成環(huán)。
7) 隧道初支封閉后,應(yīng)對初支壁后 3m 范圍進行探測,發(fā)現(xiàn)有溶洞應(yīng)及時填充。
7 盾構(gòu)法隧道施工,應(yīng)采取以下施工措施:
1) 在巖溶發(fā)育地區(qū)需進行加密補勘以探明未知巖溶。
2) 對探明的的危害程度等級為一二級的溶(土)洞可進行地面預(yù)填充、加固處理。
3) 對盾構(gòu)設(shè)備停機進行專項維保,確保盾構(gòu)機以正常姿態(tài)和完好的設(shè)備狀態(tài)進入巖溶區(qū),宜將盾構(gòu)進入巖溶區(qū)初始段設(shè)為拭掘進段,對掘進參數(shù)及監(jiān)測數(shù)據(jù)、巡視情況等進行詳細記錄并總結(jié)分析,形成巖溶段試掘進報告以指導(dǎo)后續(xù)施工。
4) 巖溶段掘進中應(yīng)確保成型隧道軸線滿足設(shè)計要求。推進過程保持速度平穩(wěn)、姿態(tài)穩(wěn)定,確保勻速地穿越,減少盾構(gòu)推進對前方土體造成的擾動,盡量防止破壞溶洞。
5) 應(yīng)根據(jù)掘進參數(shù)和巖層特性,選定適合常壓開倉的位置對刀具進行檢查、更換。
6) 在巖溶段地下水豐富的情況下,一旦出現(xiàn)螺旋機噴涌,應(yīng)立即停止掘進,并施做止水環(huán),以減少隧道后方來水。
7) 巖溶段宜采用雙液同步注漿,快速固結(jié)穩(wěn)定管片。
8) 巖溶段掘進通過后,及時進行洞內(nèi)二次注漿,有效控制隧道沉降和滲漏水,同時做好工后沉降觀測,對隧道總體穩(wěn)定進行分析。
9) 采用盾構(gòu)機測量自動導(dǎo)向系統(tǒng)和人工測量輔助進行盾構(gòu)姿態(tài)控制,確保掘進成型隧道滿足設(shè)計要求,需要人工由盾構(gòu)始發(fā)井對洞內(nèi)控制樁點進行復(fù)測。
10) 根據(jù)上一環(huán)掘進前后的盾構(gòu)姿態(tài)和盾尾間隙情況,選擇合適的管片類型和最優(yōu)的管片拼裝點位;加強對管片拼裝手的培訓(xùn)。
11) 安排專人進行隧道管片防水材料粘貼,使用前專人檢查防水材料的粘貼質(zhì)量, 管片運輸至作業(yè)面后再次檢查確認(rèn)防水材料粘貼質(zhì)量,不合格品運輸至地面進行更換。
12) 結(jié)合地層情況,盾構(gòu)掘進做好同步注漿,減少后期管片滲漏水情況。
8 預(yù)處理后的溶洞,應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求對其處理結(jié)果進行檢測。
3.3 采空區(qū)
3.3.1 特性與評價
1 采空區(qū)指地下礦層采掘后遺留下來的地下空洞,采空區(qū)的存在使得軌道交通建設(shè)面臨很大的安全問題,人員與機械設(shè)備均可能掉入采空區(qū)內(nèi)部受到傷害。
2 采空區(qū)的存在常會引起巖層移動,進而造成地表拉裂、隆起、傾斜、扭曲,形成地表階梯狀、漏斗狀塌陷坑等,具有隱伏性強、空間分布特征規(guī)律性差、采空區(qū)頂板冒落塌陷情況難以預(yù)測等特點。
3 采空區(qū)可能富集地下水及殘留瓦斯,在隧道開挖施工期間誘發(fā)涌水及中毒、爆炸等風(fēng)險。
4 采空區(qū)類型可根據(jù)開采規(guī)模、形式、時間、采深及礦層傾角及充填處理情況等進行劃分:
1) 可根據(jù)開采規(guī)模和采空區(qū)面積劃分為大面積采空區(qū)及小窯采空區(qū)。
2) 可根據(jù)礦層開采形式劃分為長壁式開采、短壁式開采、條帶式開采、房柱式開采等采空區(qū)。
3) 可根據(jù)開采時間和采空區(qū)地表變形階段分為老采空區(qū)、新采空區(qū)和未來(準(zhǔn)) 采空區(qū)。
4) 可根據(jù)埋深及采深、采厚比分為淺層采空區(qū)、中深層采空區(qū)和深層采空區(qū)。
5) 可根據(jù)礦層傾角分為水平(緩傾斜)采空區(qū)、傾斜采空區(qū)和急傾斜采空區(qū)。
4 采空區(qū)具有隱伏性強、空間分布特征規(guī)律性差、采空區(qū)頂板冒落塌陷情況難以預(yù)測等特點,應(yīng)開展專項勘察、專項設(shè)計、制定專項施工方案及應(yīng)急預(yù)案。
5 影響采空區(qū)風(fēng)險的因素有采空區(qū)的類型、開采規(guī)模、埋深、礦體傾角、地表變形、是否儲水、采空區(qū)連通情況等,其中主控風(fēng)險指標(biāo)為開采面積、開采深度、采厚比、礦體傾角、地表變形。
6 采空區(qū)的危害程度等級可參照表 3.3.1 執(zhí)行。
表 3.3.1 采空區(qū)危害程度等級參照表
危害程度等
級
開采面積、深度、采厚比
礦體傾角
地表變形
一級 淺部緩傾斜礦層采空面積>擬建場區(qū)的 2/3,且法向采空厚
度>2.5m;淺部急傾斜礦層法向采
空厚度>3m
大于 55°
地表傾斜>10mm,地表曲率>0.6mm/m2 或水平變形>6mm/m
二級 淺部緩傾斜礦層采空面積≤擬建場區(qū)的 2/3,或法向采空厚度
<2.5m;淺部急傾斜礦層法向采空
厚度≤3m
30°-55°
地表傾斜大于 6-10mm, 地表曲率0.3-0.6mm/m2 或水平變形 3-6mm/m
三級 采空區(qū)深度 200-300m 且采厚比
<60
15°-30° 地表傾斜 3-6mm,地表曲
率0.2-0.3mm/m2 或水平變形 2-3mm/m
四級 采空區(qū)深度 300-400m 且采厚比
≥60
小于 15° 地表傾斜<3mm,地表曲率<0.2mm/m2 或水平變形
<2mm/m
注:1 采空區(qū)深度類型:
1) 淺層采空區(qū):采空區(qū)深度<50m,或 50m-200m 且采厚比<30。
2) 中層采空區(qū):采空區(qū)深度 50m-200m 且采厚比≥30,或采空區(qū)深度 200m-300m 且采厚比<60。
3) 深層采空區(qū):采空區(qū)深度>300m 且采厚比≥60。
2 采空區(qū)角度類型:緩傾斜(水平):角度小于 15°;傾斜平緩:15°-55°;急傾斜:>55°。
3 危害程度等級:一級:任何一條符合應(yīng)定為一級;二級:符合一條,但不符合一級的定為二級;三級:符合一條,但不符合二級的定為三級;四級:三條均符合。
7 采空區(qū)對工程結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生以下不利影響:
1) 在采空區(qū)危害程度等級為三級以上的場地,應(yīng)分析采空區(qū)對結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生的不良影響。
2) 采空區(qū)發(fā)育可能帶來的地基穩(wěn)定性問題,當(dāng)基底存在采空區(qū)時,受地鐵運營振動、地震、鄰近施工等影響,基底巖層可能發(fā)生斷裂、坍塌,造成地基失穩(wěn)。
3) 施工通過采空區(qū)后在采空區(qū)內(nèi)施作的永久結(jié)構(gòu),若施工過程中處理不到位可能在使用期間出現(xiàn)一些結(jié)構(gòu)風(fēng)險。一般來說明挖法和礦山法施工的結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)滲漏水、結(jié)構(gòu)開裂等結(jié)構(gòu)風(fēng)險;盾構(gòu)法施工的結(jié)構(gòu)可能存在滲漏水、管片錯臺等結(jié)構(gòu)風(fēng)險。
3.3.2 明挖法風(fēng)險
1 基坑圍護結(jié)構(gòu)施工中,因施工工藝的選擇不當(dāng),可能存在塌孔、埋鉆的風(fēng)險,若采空區(qū)內(nèi)有回填土,存在填土中的大顆粒含量影響施工工藝適用性的風(fēng)險。
2 采空區(qū)圍巖一般為基巖地層,基巖巖性強度的各項異性,可能造成鉆進困難,另外由于基巖裂隙發(fā)育,成孔過程中,容易出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象,巖層傾角大,容易造成孔斜,嚴(yán)重時可折斷鉆桿,造成成孔困難或者鋼筋籠無法下入。
3 明挖施工臨近或通過采空區(qū)時,可能出現(xiàn)圍護結(jié)構(gòu)變形超限、基坑周邊地表開裂和沉降變形,嚴(yán)重的出現(xiàn)基坑垮塌;明挖基坑采用錨拉支護結(jié)構(gòu)的,若錨固段進入采空區(qū)影響區(qū),可能存在錨固失效造成基坑失穩(wěn)。
3.3.3 礦山法風(fēng)險
1 礦山法隧道施工時,存在因機器震動、爆破對采空區(qū)圍巖造成擾動,破壞其結(jié)構(gòu)平衡誘發(fā)采空區(qū)塌陷的風(fēng)險。
2 礦山施工遇到采空區(qū)位于隧道頂部或側(cè)面時,可能出現(xiàn)涌突水、涌泥、隧道垮塌等風(fēng)險;當(dāng)采空區(qū)位于隧道底部時,可能出現(xiàn)隧道初支變形、沉降超限、隧道塌陷等風(fēng)險。3 采空區(qū)若有瓦斯聚積,采用爆破施工時可能帶來瓦斯爆炸的風(fēng)險。
4 有毒有害氣體對人體可能造成傷害的風(fēng)險。
3.3.4 盾構(gòu)法風(fēng)險
1 采空區(qū)內(nèi)可能存在人工回填土,填土成分復(fù)雜、對盾構(gòu)機刀具可能造成損害;隧道掘進過程中遇見未查明的采空區(qū),易發(fā)生盾構(gòu)栽頭風(fēng)險;遇見基巖凸起,可能存在扭矩瞬間增大,盾構(gòu)參數(shù)難以控制,易發(fā)生盾構(gòu)姿態(tài)偏移的風(fēng)險。
2 盾構(gòu)法施工遇到采空區(qū)位于隧道下方時,容易造成盾構(gòu)下沉,發(fā)生盾構(gòu)停機甚至報廢事件;采空區(qū)位于隧道側(cè)面或頂部時可能造成盾構(gòu)姿態(tài)難以控制,發(fā)生停機風(fēng)險。
3.3.5 勘察措施
1 采空區(qū)勘察宜以收集資料、調(diào)查訪問為主,輔以必要的鉆探、物探、變形監(jiān)測及水文測試等工作;已有資料不滿足勘察要求時,應(yīng)以鉆探及物探工作為主。
2 采空區(qū)勘察范圍宜以對擬建軌道有影響的采空區(qū)地表移動盆地分布范圍為準(zhǔn),勘探深度宜深入采空區(qū)底板穩(wěn)定地層 2m 以下。
3 收集資料宜包括礦層的特征、開采信息、地表已有變形特征、地表移動盆地特征、地下水開采情況、當(dāng)?shù)亟ㄖ冃渭胺乐未胧┙?jīng)驗等。
4 物探宜根據(jù)采空區(qū)的埋深選擇多種方法的綜合物探,測線布置應(yīng)重點沿軌道軸線,同時兼顧采空區(qū)的范圍。
5 應(yīng)根據(jù)地表變形監(jiān)測資料劃分移動盆地范圍,預(yù)測后續(xù)變形值。
6 宜根據(jù)開采條件判別法、地表移動變形預(yù)測法、極限平衡分析法、數(shù)值模擬等方法對采空區(qū)場地穩(wěn)定性進行評價,對軌道建設(shè)的適宜性及穩(wěn)定性做出評價。
7 采空區(qū)描述應(yīng)符合下列要求:
1) 采空區(qū)的類型、數(shù)量、規(guī)模及其連通性。
2) 勘察時采空區(qū)位埋深與標(biāo)高。
3) 采空區(qū)周圍巖土體穩(wěn)定性。
4) 采空區(qū)是否儲水和毒氣。
8 勘察報告中應(yīng)對采空區(qū)的工程風(fēng)險進行系統(tǒng)性分析,并提出處理建議。
9 查明采空區(qū)附近的抽排水情況及其對采空區(qū)穩(wěn)定性的影響。
3.3.6 設(shè)計措施
1 采空區(qū)位于地表移動活躍、非連續(xù)變形地段,設(shè)計應(yīng)以規(guī)避風(fēng)險為主。對探明的危害程度等級為一、二級的采空區(qū)應(yīng)進行專項加固處理設(shè)計。
2 采空區(qū)位于隧道上方時,應(yīng)根據(jù)隧道拱部與采空區(qū)底板的距離進行有針對性的設(shè)計, 可采取加強隧道超前支護和初期支護、加強二次襯砌、設(shè)置護拱、超前注漿或徑向注漿等設(shè)計措施進行處理。對隧道上方采空區(qū)存在積水的情況,應(yīng)設(shè)計鉆孔并預(yù)留排水管的方式排水。
3 采空區(qū)位于隧道中部時,若采空區(qū)未坍塌充填,可在隧道襯砌兩側(cè)邊墻外設(shè)計護墻和回填;若采空區(qū)已坍塌充填,對充填物可設(shè)計換填或周邊注漿加固方式進行處理。
4 采空區(qū)位于隧道下方時,若采空區(qū)底板與隧底間的距離較小,可采取混凝土換填、注漿回填等設(shè)計措施處理;若采空區(qū)底板與隧底間的距離較大,可合理選擇鋼管樁注漿加固、混凝土回填或樁筏結(jié)構(gòu)跨越等設(shè)計措施進行處理。在對采空區(qū)進行處理的同時,應(yīng)加強隧道的初支及二襯結(jié)構(gòu)設(shè)計。
5 對于開采為無序開采,私采亂挖,沒有歷史記錄,同時無法保證勘察準(zhǔn)確無誤的采空區(qū)應(yīng)采取注漿加固設(shè)計。
6 對于埋深較大且不易進入機械和人員的地下空體,設(shè)計可采用充填法進行處理。
7 采空區(qū)空體分布深度不同,且不易開辟運輸通道時,設(shè)計可采取濕式充填。
8 對于采空區(qū)內(nèi)埋深在 30m 以上的空體可以設(shè)計人工放頂后分層碾壓或注漿充填處理方式進行處理,對于埋深在 30m 以下的地下空體設(shè)計可采取鉆孔注漿充填。
9 采空區(qū)煤層為急傾煤層,采空區(qū)寬度較小、深度較大,地鐵隧道可采用地下橋方案。
10 隧道穿越煤層采空區(qū)時,隧道開挖圍巖可能產(chǎn)生較大變形,設(shè)計可適當(dāng)增加襯砌結(jié)構(gòu)的預(yù)留變形量。
3.3.7 施工措施
1 對探明危害程度等級為一二級的采空區(qū)應(yīng)進行專項加固施工。
2 針對采空區(qū)引起的地面沉降、地面塌陷、地裂縫、基坑垮塌、隧道圍巖破碎坍塌等地質(zhì)災(zāi)害,應(yīng)結(jié)合工程施工條件,選擇如下施工措施:
1) 充填處理采空區(qū)。將廢石或各種充填材料送入采空區(qū),把采空區(qū)充填密實,用充填體支撐采空區(qū),控制地壓活動,減少礦體上部地表下沉量,并防止礦巖內(nèi)因火災(zāi)。主要有開挖回填、注漿充填、水充填等。此方法適用于充填成本較低或無法穿越采空區(qū)的施工情況。
2) 預(yù)沉降法、高能量強夯法。此法主要適用于埋深淺、充分采動、頂板完全垮落 、基底壓力小、地基處理設(shè)計等級為乙、丙級的采空區(qū)地基處理。
3) 注漿加固強化采空區(qū)圍巖結(jié)構(gòu)。此法適用于埋深較大,圍巖質(zhì)量相對較好的采空區(qū)處理。與注漿充填不同的,該法僅加固采空區(qū)圍巖結(jié)構(gòu),并沒有完全充填采空區(qū)。
4) 避繞法等。當(dāng)采空區(qū)分布面積過大,充填注漿造價過高時,可考慮采用跨越和穿越法,并應(yīng)綜合采空區(qū)類型、頂板管理形式、停采時間、頂?shù)装迓裆罴皫r性、覆巖特征、冒落物形狀、水文地質(zhì)條件以及建筑的規(guī)模、功能、荷載性及其對差異變形的適應(yīng)性、施工技術(shù)條件與環(huán)境等因素。
3 采空處理后應(yīng)進行相關(guān)的檢測:采用鉆探取芯、物探檢測、注漿結(jié)實體強度檢測、孔
內(nèi)成像、波速測試、補注漿、壓水實驗等方法結(jié)合起來進行注漿質(zhì)量檢測,包括注漿填充率、結(jié)石體強度、巖土體波速、注漿量等。若檢測不滿足工程實際需求,則需再次注漿及再次檢測。
4 不同施工方法的施工要求:
1) 明挖法施工的部位,一般采用預(yù)處理填筑,確保明挖施工時不在基坑圍護結(jié)構(gòu)背后存在采空區(qū)。
2) 礦山法施工部位一般采用超前預(yù)注漿處理,對采空區(qū)進行注漿充填,待采空區(qū)充填密實后再暗挖通過,有積水和有毒有害氣體的采空區(qū),還應(yīng)先打孔泄水和釋放有毒有害氣體再進行注漿充填;礦山法通過采空區(qū)時,應(yīng)全程做好有毒有害氣體實時監(jiān)測。
3) 盾構(gòu)法施工時應(yīng)做好預(yù)處理,可通過盾構(gòu)機進行超前注漿充填周邊采空區(qū),待周邊孔洞充填密實后再掘進通過,并控制好盾構(gòu)掘進速度和姿態(tài)。
5 隧道穿越瓦斯等有毒、有害氣體地層屬高風(fēng)險作業(yè)。當(dāng)工作面瓦斯氣體濃度超過 5%
以上時,遇明火或火花易引起燃燒,甚至爆炸,將對人員和工程造成極大危害。因此在施工前,根據(jù)沿線隧道穿越范圍有害氣體分布情況和施工工法需要,對有毒有害氣體進行提前釋放。
6 雖然已對有害氣體采取提前釋放,在施工期間仍有可能出現(xiàn)有害氣體局部積聚,影響
施工安全時,應(yīng)做好施工通風(fēng)工作。
7 施工過程中應(yīng)對隧道內(nèi)瓦斯?jié)舛冗M行 24h 監(jiān)測,尤其是隧道拱頂易于形成瓦斯積聚且風(fēng)流不易到達的地方。監(jiān)測采用人工監(jiān)控和自動監(jiān)控系統(tǒng)相結(jié)合的監(jiān)控方案。
3.4 地裂縫
3.4.1 特性與評價
1 地裂縫是地表巖、土體在自然或人為因素作用下,產(chǎn)生開裂,并在地面形成一定長度和寬度的裂縫的一種地質(zhì)現(xiàn)象。
2 地裂縫變形帶的物理力學(xué)性質(zhì)相對較差,主要是由于變形帶內(nèi)裂縫及裂隙增多,并使地表水下滲所致。一般情況下,地表 10m 以下變形帶土體裂縫趨于閉合,同時受地表
水影響減弱,從而使變形帶內(nèi)外巖土物理力學(xué)性質(zhì)差異變小。變形帶附近土層較差的物理力學(xué)性質(zhì)給城市軌道交通工程帶來較大的困難。
3 根據(jù)地裂縫場地勘探標(biāo)志層的不同,地裂縫場地可分為一、二、三類,如表 3.4.1 所
示。
表 3.4.1 地裂縫場地分類表
一類場地 | 二類場地 | 三類場地 | |
標(biāo)志層 |
地表層 |
上更新統(tǒng)和中更新統(tǒng)紅褐色古土壤 |
1 埋藏深度 40~80m
的中更新統(tǒng)和湖相沉積; 2 60~500m 深度內(nèi)可連續(xù)追索的六個人工地震反射層組 |
條件 |
1? 場地內(nèi)的地裂縫是活動的,在地表已形成破裂;
2? 地表破裂具有清晰的垂直位移,地面呈臺階狀; 3? 地表破裂有較長的延伸距離; 4? 地表破裂與錯斷上更新統(tǒng)或中更新統(tǒng)的隱伏地裂縫位置相對應(yīng) |
1? 場地內(nèi)的地裂縫現(xiàn)今沒有活動,或活動產(chǎn)生的地表破裂已被人類工程活動掩埋;
2? 場地內(nèi)埋藏有上更新統(tǒng)或中更新統(tǒng)紅褐色古土壤 |
不符合一類場地、二類場地條件的地裂縫場地都可屬于三類場地 |
4 歷史上我國許多地方都出現(xiàn)過地裂縫。華北廣大地區(qū)、山西運城鳴條崗、陜西的禮泉、
涇陽均曾出現(xiàn)地裂縫;目前最具有代表性的屬于西安地裂縫,到目前為止已發(fā)現(xiàn) 14 條。
5 影響地裂縫風(fēng)險的主要因素有活動分級、經(jīng)濟損失量、沉降值、差異性沉降變形、地下水開采等。
6 地裂縫危害程度等級可參照下表執(zhí)行:
表 3.4.2 地裂縫危害程度等級參照表
風(fēng)險分級 | 活動分級 | 沉降值h | 差異性沉降變形Δλ | 地下水開采 |
一級風(fēng)險 | 強 | h≥50mm | Δλ≥10cm | 附近集中開采地下水,有
效距離L≤100m |
二級風(fēng)險 | 中等 | 50mm>h≥
10mm |
10cm>Δλ≥1cm |
附近未發(fā)現(xiàn)集中開采地下水 |
三級風(fēng)險 | 弱 | h<10mm | Δλ<1cm |
注:各項指標(biāo)中滿足任3項指標(biāo)確定其危害程度等級,危害程度等級按最高級考慮。
1活動分級指標(biāo):
1) 活動強:速率>20 mm/a(在擬建線路上有明顯變形破損現(xiàn)象者)。
2) 活動中等:速率5~20 mm/a(在擬建線路兩側(cè)500m以內(nèi)有變形破壞顯示者)。
3) 活動弱:速率<5 mm/a(在擬建線路500m以內(nèi)無變形顯示者)。
2沉降值和差異變形量:
1) S級表示地裂縫活動引起的沉降值h≥50mm,差異性沉降變形Δλ≥10cm,對工程 結(jié)構(gòu)進行完全破壞。
2) A級表示地裂縫活動引起的沉降值50mm>h≥20mm。差異性沉降變形10cm>Δλ
≥5cm,對工程結(jié)構(gòu)危害程度較大,需要采取必要結(jié)構(gòu)控制措施減小對本工程的影響。
3) B級表示地裂縫活動引起的沉降值20mm>h≥10mm。差異性沉降變形5cm>Δλ≥
1cm,對工程結(jié)構(gòu)影響程度一般,整體結(jié)構(gòu)均發(fā)生沉降所引發(fā)的差異性沉降變形對工程影響適中,在有適當(dāng)結(jié)構(gòu)控制措施時項目在此區(qū)域內(nèi)影響較小。
4) C級表示地裂縫活動引起的沉降值10mm>h。差異性沉降變形1cm>Δλ,對工程結(jié) 構(gòu)影響程度較小,地裂縫活動引起的沉降值和差異性沉降變形對工程影響均較小,在此區(qū)域內(nèi) 的項目開發(fā)較為可行。
7 地裂縫對工程結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生以下不利影響:
1) 地裂縫活動時,隧道結(jié)構(gòu)將沿著預(yù)設(shè)的滑動面下沉及扭轉(zhuǎn)變形,進而拉伸產(chǎn)生破壞。
2) 由地裂縫活動引起結(jié)構(gòu)變形時,會導(dǎo)致施工后期鋪設(shè)軌道結(jié)構(gòu)高度變化的積累,進而影響竣工后地鐵正常運營。
3.4.2 明挖法風(fēng)險
1 地裂縫段由于工程性質(zhì)較差,在成孔過程中反復(fù)鉆進和提升,孔壁擾動后易于坍塌。
2 地裂縫段土體破碎,具有孔隙大、不均勻等特點,如果降水或者止水效果不佳,會出現(xiàn)基坑側(cè)壁滲水。嚴(yán)重時會導(dǎo)致樁間土流失、樁間護壁面層脫落,樁(墻)背后形成空洞,甚至引起地面沉降或坍塌。
3 由于近年來地下水的大量開采,地裂縫活動頻繁,造成地裂縫上、下盤出現(xiàn)不均勻沉降,容易造成地下工程結(jié)構(gòu)開裂,防水失效。
3.4.3 礦山法風(fēng)險
1 地裂縫錯斷帶結(jié)構(gòu)松散,并可能形成過水通道,故在開挖地裂縫施工過程中存在掌子面滲水、涌水及局部坍塌的較大風(fēng)險。
2 襯砌變形破壞風(fēng)險:
1) 拉張–擠壓破壞。當(dāng)?shù)亓芽p垂直位錯超過某一定值時,位于地裂縫上盤的隧道底部出現(xiàn)脫空,襯砌頂部將產(chǎn)生拉應(yīng)力,底部產(chǎn)生壓應(yīng)力。當(dāng)拉、壓應(yīng)力超出了隧道襯砌的抗拉和抗壓強度后,位于下盤的隧道襯砌頂部在距離裂縫一定距離處出現(xiàn)開裂,隧道產(chǎn)生拉張–擠壓破壞。隨著地裂縫垂直位錯量的進一步增大,隧道襯砌頂部裂縫向兩側(cè)擴展而使襯砌產(chǎn)生環(huán)向開裂。
2) 直接剪斷破壞。當(dāng)?shù)亓芽p在過量抽取地下承壓水或大地震等作用下,其活動量突然增大,隧道上覆土層的重力和兩側(cè)土體向下運動產(chǎn)生的側(cè)壁摩擦阻力在襯砌內(nèi)部產(chǎn)生較大的剪力,使隧道產(chǎn)生直接剪斷破壞。
3.4.4 盾構(gòu)法風(fēng)險
地裂縫段一般不建議采用盾構(gòu)法施工。
3.4.5 勘察措施
1 地裂縫場地勘察可分為地裂縫勘察階段和地裂縫補充勘察階段,對特大型地裂縫場地宜進行初步的地裂縫勘察,然后分區(qū)進行地裂縫勘察和地裂縫補充勘察。
1)一類場地地裂縫勘察階段,應(yīng)進行以下工作:
①收集擬建場地附近地裂縫研究、勘察資料,進行系統(tǒng)的綜合分析。
②現(xiàn)場地裂縫調(diào)查。了解擬建場地構(gòu)造地貌形態(tài);地表破裂產(chǎn)生的時間、發(fā)展過程;地表破裂的形態(tài)、活動方式、垂直位移;追蹤地表破裂的延伸方向、延伸距離。
③采用槽探、鉆探等方法,確定地表破裂與隱伏地裂縫的關(guān)系。
④選擇典型破裂點,測量其平面坐標(biāo),測點間距宜為 10~20m。2)二類場地地裂縫勘察階段,應(yīng)進行以下工作:
①收集擬建場地附近地裂縫研究、勘察資料,進行系統(tǒng)的綜合分析。
②現(xiàn)場地裂縫調(diào)查。了解擬建場地及附近地區(qū)構(gòu)造地貌形態(tài),地裂縫的活動情況。
③采用鉆探為主的的勘探方法,查明上標(biāo)志層的產(chǎn)狀和錯斷位置。
④勘探孔的深度應(yīng)揭穿二類標(biāo)志層,地裂縫每一側(cè)的勘探孔數(shù)不宜少于 3 個, 勘探線的長度不宜小于 30m,確定二類標(biāo)志層錯斷的勘探孔間距不宜大于 4m。
⑤勘探線間距不宜大于 30m,地裂縫拐彎幅度較大地段,勘探線間距不宜大于 15m。每個場地的勘探線數(shù)量不宜少于 3 條。
⑥測量全部勘探點的平面坐標(biāo)和孔口高程,圖示地裂縫的地面坐標(biāo)值。
3)三類場地地裂縫勘察階段,應(yīng)進行以下工作:
①收集擬建場地附近地裂縫研究、勘察資料,進行系統(tǒng)的綜合分析。
②現(xiàn)場地裂縫調(diào)查。了解擬建場地及附近地區(qū)構(gòu)造地貌形態(tài),地裂縫的活動情況。
③采用人工淺地震反射波法勘探和鉆探,查明隱伏地裂縫的位置。使用人工淺地震反射波法勘探的場地,應(yīng)對其二分之一的異常點進行鉆探驗證。
④鉆探孔的深度宜為 60~80m,一般孔間距 40~80m,確定三類標(biāo)志層錯斷的勘探孔間距不宜大于 10m,地裂縫每一側(cè)的勘探孔數(shù)不宜少于 3 個。三類場地的勘探線間距宜為 50~80m,每個場地的勘探線不宜少于 3 條。
⑤采用人工淺地震反射波法勘探時,宜進行現(xiàn)場試驗,確定合理的儀器參數(shù)和觀測系統(tǒng)。野外數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本要求為:覆蓋次數(shù)不宜少于 24 次。道距 3~ 5m,偏移距不小于 50m。
⑥測量勘探孔和樁號位的坐標(biāo)和地面高程,圖示地裂縫的地面坐標(biāo)值。
3.4.6 設(shè)計措施
1 在地鐵工程選線時多采用正交穿越地裂縫破碎帶的方式,以此減少地裂縫破碎帶對地鐵工程的影響長度。
2 結(jié)構(gòu)設(shè)計措施:
1) 在地裂縫帶內(nèi)設(shè)沉降縫,預(yù)留凈空變形量,做好沉降縫處的防水、止水工作。
2) 加強結(jié)構(gòu)剛度,同時預(yù)留軌道、接觸網(wǎng)等的調(diào)整空間。
3) 加強地裂縫變形帶內(nèi)的變形監(jiān)測,同時對地裂縫帶采取特殊防水措施,并進行必要的基礎(chǔ)處理工作。
4) 地裂縫主變形區(qū)內(nèi)坑道支護樁的設(shè)計應(yīng)考慮地裂縫破碎帶土體的性質(zhì)差異。
5) 明挖車站基坑開挖范圍內(nèi)分布有地質(zhì)裂縫時,建議對車站圍護結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計,采取有效措施,加強止水效果。
3 建筑設(shè)計措施:
1) 采用合理的避讓距離。
2) 加強建筑物適應(yīng)不均勻沉降的能力。
3) 采用防水措施或地基處理措施,避免水浸入地裂縫。
4) 在地裂縫影響區(qū)范圍內(nèi),不得采用用水量較大的地基處理方法。
3.4.7 施工措施
1 針對明挖法施工中的圍護樁(墻)塌孔風(fēng)險應(yīng)對措施:
1) 圍護結(jié)構(gòu)成孔時,合理選擇泥漿配比,進行有效護壁,防止出現(xiàn)塌孔、漏漿等現(xiàn)象。
2) 增加護筒長度。
2 針對明挖法施工中的基坑側(cè)壁滲水坍塌風(fēng)險應(yīng)對措施:
1) 基坑內(nèi)地裂縫兩側(cè)并沿基坑寬度外擴一定范圍內(nèi)采用旋噴樁止水和加固措施, 并輔以基坑外降水。
2) 及時尋找并切斷補給水源,插設(shè)導(dǎo)流管引排,將地裂縫段破碎地層中的滯水排出,加強樁間土防護措施,對圍護樁(墻)背后已出現(xiàn)的空洞進行注漿回填。
3 針對明挖法施工中的主體結(jié)構(gòu)裂縫、防水失效風(fēng)險應(yīng)對措施:
設(shè)置特殊變形縫,變形縫防水由外側(cè)全包的“且”形止水帶和內(nèi)側(cè)“U”形止水帶形成第一道和第二道封閉的止水帶,同時在變形縫兩側(cè)預(yù)埋多次性注漿管,用以對以后產(chǎn)生變形形成的空隙進行注漿填充。
4 針對礦山法施工中的開挖面滲水、涌水、坍塌風(fēng)險應(yīng)對措施:
地裂縫段采用礦山法施工時應(yīng)采取降水、超前小導(dǎo)管注漿加固、WSS 深孔注漿加固三方面的措施,加強監(jiān)控量測,增加地質(zhì)素描和超前地質(zhì)預(yù)報等地質(zhì)探查手段,確保無水作業(yè)及土方開挖安全。
5 針對礦山法施工中的襯砌變形破壞風(fēng)險應(yīng)對措施:
1) 應(yīng)采取地質(zhì)降水措施,結(jié)構(gòu)處理措施和道床處理措施。
2) 在跨地裂縫上、下盤主變形區(qū),將扁鋼板作成抱箍固定在隧道襯砌外圍或直接澆在襯砌內(nèi),其上焊接一鋼筋做的測桿使其穿越地層延伸至地表,在地表做好醒目標(biāo)記作為測點(上、下盤的地鐵隧道襯砌各布設(shè)一個),對測點進行長期地表高精度水準(zhǔn)測量,根據(jù)測點沉降變形的大小,進行實時準(zhǔn)確快速的直接式預(yù)警。
3) 在地裂縫主變形區(qū)隧道底部與土層接觸面上沿縱向埋設(shè)壓力傳感器,根據(jù)接觸壓力的變化判斷隧道底部是否脫空,從而進行間接式預(yù)警。
6 針對周邊地表沉降、塌陷風(fēng)險應(yīng)對措施:
1) WSS 深孔注漿加固方案。
2) 超前小導(dǎo)管預(yù)注漿加固方案。
3) 增設(shè)臨時仰拱方案。
4) 增加地下管網(wǎng)監(jiān)測。
7 針對周邊建(構(gòu))物開裂風(fēng)險應(yīng)對措施:
1) 洞外可采用隔離樁處理措施,也可采用建(構(gòu))筑物地基加固方案。
2) 洞內(nèi)可采用超前大管棚加固方案,也可采用雙排小導(dǎo)管等地層預(yù)加固方案。
5.3 基巖凸起
5.3.1 特性與評價
1 受區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造和差異風(fēng)化作用影響,基巖全、強風(fēng)化帶厚度差異及中-微風(fēng)化帶埋藏深度差異均較大,中-微風(fēng)化帶埋藏深度顯著淺于周圍的地質(zhì)現(xiàn)象即為基巖凸起。
圖 5.3.1 基巖凸起
2 基巖凸起內(nèi)全、強風(fēng)化帶厚度較小,巖石強度顯著高于周圍地層。
3 基巖凸起在花崗巖分布地區(qū)比較常見,常與孤石伴生。
4 隧道位于基巖凸起與軟地層過渡帶,因地層力學(xué)性質(zhì)差異較大、不均勻性突出,隧道工程結(jié)構(gòu)易發(fā)生過大不均勻沉降、不均勻變形、開裂等風(fēng)險。
5.3.2 礦山法風(fēng)險
1 基巖凸起頂部位于隧道結(jié)構(gòu)內(nèi)、基巖凸起土石分界面由于土壤空隙中移動的水分受到孔隙度極低的中-微風(fēng)化巖體阻擋,常在巖體表面匯集成水流,水量豐富。若圍巖中地下水控制不利,可能發(fā)生隧道滲漏、涌水、涌砂的風(fēng)險。
2 由基巖凸起向第四紀(jì)松散地層掘進的過渡帶,若超前支護措施未及時調(diào)整,可能發(fā)生隧道圍巖變形過大、支護結(jié)構(gòu)失效、隧道坍塌的風(fēng)險。
3 由第四紀(jì)松散地層向基巖凸起掘進的過渡帶,若巖面水未進行有效控制,巖面形成軟弱滑動面,可能發(fā)生開挖面上部土體向開挖反方向滑塌的風(fēng)險。
4 采用爆破法洞內(nèi)破除基巖凸起時,隧洞上部相對松散軟弱土層受擾動極易產(chǎn)生初支破壞、拱頂坍塌、地下水倒灌隧道的風(fēng)險。
5.3.3 盾構(gòu)法風(fēng)險
1 盾構(gòu)機若由相對軟弱地層向基巖凸起掘進時,可能造成掘進困難、發(fā)生刀盤磨損嚴(yán)重、刀盤刀具卡死、損壞、斜刀、摔刀、刀具偏磨、盾構(gòu)機偏移甚至盾構(gòu)機癱瘓無法正常推進的風(fēng)險。
2 盾構(gòu)機由軟地層向基巖凸起推進時,滾刀很難產(chǎn)生足夠的反力將基巖凸起破碎。若不破碎,盾構(gòu)機掘進時,基巖凸起會在刀盤前方隨著盾構(gòu)機掘進方向移動,對地層造成很大的擾動,造成隧道坍塌、地面沉降塌陷的風(fēng)險。
3 盾構(gòu)機由基巖凸起向軟地層掘進時,硬質(zhì)巖面往下傾斜,原先的硬巖刀由于自身刀具重,起動扭矩大,在軟地層中掘進時因起動扭矩不足可能造成刀具偏磨,還易發(fā)生盾構(gòu)機頭下沉、超挖并導(dǎo)致盾構(gòu)上部地層失穩(wěn)坍塌或地面沉陷的風(fēng)險。
4 采用鉆孔爆破或沖孔碎巖方式處理基巖凸起時,可能發(fā)生開挖面崩塌風(fēng)險,或沖孔碎巖不徹底,發(fā)生隧道頂部地面過大沉降的風(fēng)險。
5 若硬質(zhì)基巖凸起坡度起伏較大,可能發(fā)生盾構(gòu)機偏移或被卡住、蛇行推進,若注漿不及時,可能產(chǎn)生地面沉降甚至塌陷、隧道管片破損以及盾構(gòu)機損壞等風(fēng)險。
6 隧道上部存在富水砂層,若盾構(gòu)掘進導(dǎo)致圍巖變形失穩(wěn),可能發(fā)生隧道頂部富水砂層涌入隧道、淹沒盾構(gòu)機、地面塌陷的風(fēng)險。
5.3.4 勘察措施
1 應(yīng)采用鉆探、原位測試、物探等相結(jié)合的綜合手段進行探查。
2 針對基巖凸起區(qū)域、尤其是軟層與基巖凸起過渡且對工程影響較大的區(qū)段,應(yīng)加密勘探點,探明基巖凸起巖面起伏狀況及突起內(nèi)風(fēng)化帶的界線。
3 對位于隧道結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)的基巖凸起部分,應(yīng)加密進行現(xiàn)場原位測試、加密取樣進行單軸抗壓強度試驗,以準(zhǔn)確查明基巖強度并劃分風(fēng)化強度差異帶。
4 通過鉆探、物探手段查明基巖凸起內(nèi)破碎帶的發(fā)育和分布情況,查明破碎帶的寬度、深度和富水情況。
5 應(yīng)查明基巖凸起上覆填土、砂土、粉土、淤泥等不良地層的分布特點、力學(xué)性質(zhì)。
6 應(yīng)采取水位量測、水文試驗等手段查明基巖凸起內(nèi)及上覆地層的含水情況、富水程度、滲透系數(shù)等水文參數(shù)。
7 勘察成品中應(yīng)對基巖凸起的分布范圍、強度指標(biāo)、圍巖等級及穩(wěn)定性、富水狀況進行綜合評價,并對設(shè)計和施工提出巖土工程風(fēng)險分析與提示。
8 為更準(zhǔn)確掌握基巖凸起的分布情況,為基巖突出處理方案提供依據(jù),應(yīng)進行動態(tài)勘察, 必要時可進行補充勘察或?qū)m椏辈臁?br />
5.3.5 設(shè)計措施
1 設(shè)計單位在開展工程設(shè)計時,應(yīng)了解基巖凸起的空間分布特點、風(fēng)化帶劃分和強度特征,必要時可要求補充加密勘察。
2 設(shè)計應(yīng)根據(jù)基巖凸起上覆土層及其富水情況、基巖凸起的本身特性,對不同工法在基巖凸起中施工可能產(chǎn)生的風(fēng)險和適用性進行專項分析,對基巖面為富水砂層的情況設(shè)計
措施應(yīng)針對性加強。
3 礦山法施工時應(yīng)對基巖凸起過渡帶的圍巖加固或地下(表)水控制措施進行專項設(shè)計, 對基巖凸起巖面富集地下水應(yīng)予以考慮。
4 若基巖凸起頂部位于隧道洞身范圍,開挖面分布有其他相對軟弱地層,為防止拱頂軟弱地層坍塌,礦山法施工可設(shè)計隧道半斷面深孔注漿法對上部軟弱地層進行加固。
5 對采用洞內(nèi)爆破、地面鉆孔爆破、人工挖孔樁破碎、沖擊破碎等方法處理基巖凸起應(yīng)進行專項設(shè)計。
6 對基巖凸起上覆富水砂層、隧道圍巖性質(zhì)較差、隧道頂距富水砂層較近(小于 2 倍洞徑)時,不建議采用爆破法破除基巖凸起。
7 盾構(gòu)穿越區(qū)段有基巖凸起分布時,應(yīng)根據(jù)基巖強度、富水情況等條件針對性設(shè)計、選擇適宜的盾構(gòu)機型、刀盤和盾構(gòu)掘進參數(shù)。
8 若采用地面注漿加固基巖凸起兩端及上覆地層,以減少軟硬差異利于盾構(gòu)推進時,應(yīng)對注漿范圍、注漿工藝及參數(shù)等進行專項設(shè)計。
9 對盾構(gòu)帶壓開倉進行硬質(zhì)巖石處理應(yīng)進行專項設(shè)計,提前采取措施加固地層。
10 隧道穿越基巖凸起內(nèi)破碎帶時,礦山法施工應(yīng)加強隧道支護、止水設(shè)計,盾構(gòu)法施工應(yīng)及時調(diào)整掘進參數(shù)。
11 對基巖凸起與第四紀(jì)地層、全、強風(fēng)化巖接觸部位,應(yīng)對結(jié)構(gòu)的抗變形能力、地基不均勻沉降和穩(wěn)定性進行專項分析和設(shè)計。
12 對基巖凸起分布區(qū)段,應(yīng)進行動態(tài)設(shè)計,根據(jù)施工過程中動態(tài)勘察揭示的地質(zhì)情況及時調(diào)整設(shè)計方案。
5.3.6 施工措施
1 施工單位在進行地質(zhì)條件核查時,應(yīng)對基巖凸起部位進行重點核查。在基巖凸起的地下線段施工前應(yīng)進行超前地質(zhì)預(yù)報,并對基巖風(fēng)化程度和強度突變及地下水提前采取應(yīng)對措施。
2 礦山法施工,應(yīng)采用小導(dǎo)管注漿、管棚、止水帷幕和降水等措施進行地下水控制。
3 礦山法施工時,應(yīng)對影響隧道穩(wěn)定性的基巖凸起上覆不良地層尤其是富水砂層提前進行加固,必要時可采用物探、鉆探取樣等方法對加固效果進行檢測。
4 現(xiàn)場應(yīng)準(zhǔn)備必要的應(yīng)急物資和設(shè)備,在開挖面出現(xiàn)失穩(wěn)或滲漏征兆時,應(yīng)及時采取補充加固等措施。
5 盾構(gòu)施工時嚴(yán)格控制刀具的貫入度、扭矩、轉(zhuǎn)速,降低刀具與硬巖之間的沖擊力,減少刀具在碰撞產(chǎn)生的崩裂、脫落、變形等不正常損壞。
6 對 RQD 值小于 25%的基巖凸起或其周圍能夠較好使其在盾構(gòu)機刀盤轉(zhuǎn)動時不隨之發(fā)生轉(zhuǎn)動的基巖凸起,可采取盾構(gòu)機直接破碎通過。
7 對 RQD 值大于 25%的基巖凸起,不能通過盾構(gòu)機直接破除的,可預(yù)先采取如下措施:
1) 當(dāng)基巖凸起較小時,對其周邊風(fēng)化土層進行袖閥管地面或洞內(nèi)預(yù)加固,以提供盾構(gòu)機破巖和人工破巖的條件。
2) 洞內(nèi)靜態(tài)爆破或火藥爆破,地面鉆孔爆破或沖孔破除基巖凸起。
3) 人工破除基巖凸起,破除時可采用巖石分裂機等設(shè)備。
4) 很大的基巖凸起采用地面挖豎井的方法進行破除。
8 檢測通過鉆孔取芯出來的巖石,對巖石進行研磨性分析,預(yù)判盾構(gòu)機刀具磨損情況, 預(yù)測盾構(gòu)機一次掘進可達長度,并根據(jù)盾構(gòu)機一次掘進可達長度設(shè)置進倉點并對進倉點區(qū)域設(shè)置加固區(qū)。
9 掘進過程中注意觀察盾構(gòu)機掘進的異常情況以及掘進參數(shù)的異常變化(例如速度突然變慢、推力、扭矩突然增大、刀盤振動、眉構(gòu)機有異響聲等),判斷是否碰到基巖凸起, 掘進過程中隨時監(jiān)測刀具和刀盤的受力狀態(tài),確保其不超載并觀測刀盤是否受力不均, 以防刀盤產(chǎn)生變形。
10 在基巖凸起地層中施工,盾構(gòu)機刀具(包括刀盤)磨損和破損嚴(yán)重,對刀具和刀盤應(yīng)勤檢查、勤更換。在出基巖凸起時,應(yīng)及時更換刀具。
11 對長度較大、硬度較高的基巖凸起,可采用礦山法開挖基巖凸起硬巖,盾構(gòu)空推方式進行隧道施工。
5.4 風(fēng)化深槽
5.4.1 特性與評價
1 基巖地區(qū)巖石在風(fēng)化作用下產(chǎn)生的不均勻風(fēng)化現(xiàn)象,在局部受構(gòu)造水流等多種作用的影響形成溝槽狀風(fēng)化條帶,稱為風(fēng)化深槽。
圖 5.4.1 風(fēng)化深槽典型地質(zhì)剖面
2 風(fēng)化深槽內(nèi)與深槽兩側(cè)地層變化較大,深槽內(nèi)地層相對軟弱,賦水性較強。
3 風(fēng)化深槽對工程結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生以下不利影響:
1) 隧道位于巖體風(fēng)化特征差異懸殊處、尤其是隧道走向地層力學(xué)性質(zhì)差異較大、不均勻性突出時,隧道易發(fā)生過大不均勻沉降、結(jié)構(gòu)不均勻變形、開裂等風(fēng)險。
2) 隧道若位于高承壓性地下水、復(fù)雜巖溶水、斷裂構(gòu)造水中時,主體結(jié)構(gòu)可能存在發(fā)生破壞滲漏的風(fēng)險。
5.4.2 礦山法風(fēng)險
1 風(fēng)化深槽段圍巖破碎,巖體強度低,自穩(wěn)能力差,若位于地下水位中,水壓大,在極端地質(zhì)條件下存在發(fā)生滲透破壞的可能,施工難度及風(fēng)險極大。
2 礦山法施工,若由風(fēng)化程度高的相對軟地層向風(fēng)化程度低的相對硬地層開挖時,存在開挖困難的風(fēng)險。
3 若隧道上方存在地表水體,隧道施工導(dǎo)致圍巖變形過大,可能發(fā)生地表水體滲漏、倒灌隧道的風(fēng)險。
5.4.3 盾構(gòu)法風(fēng)險
1 盾構(gòu)機穿越風(fēng)化深槽往往導(dǎo)致盾構(gòu)機掘進困難,并易引發(fā)地面沉陷、管線破裂、建(構(gòu)) 筑物破壞等風(fēng)險。
2 隧道掌子面及隧道頂部圍巖存在巖體風(fēng)化特征差異較大時,盾構(gòu)機掘進過程中,風(fēng)化程度高的相對軟地層較容易被刀盤切削進入土艙,但風(fēng)化程度低的相對硬地層極其不易被刀盤破碎,存在施工過程中盾構(gòu)機姿態(tài)難以控制、偏離設(shè)計線路的風(fēng)險。
3 隧道上部存在富水砂層,若盾構(gòu)機掘進參數(shù)調(diào)整不利,可能發(fā)生隧道頂部富水砂層涌入并淹沒盾構(gòu)機、泥沙倒灌隧道、地面塌陷的風(fēng)險。
4 盾構(gòu)機下穿地表水體,當(dāng)盾構(gòu)機推進擠壓導(dǎo)致前方土體隆起過多,或盾構(gòu)機處于飽和含水砂層中,發(fā)生涌水突沉引起上方地表水體沉陷,產(chǎn)生涌水裂隙,可能發(fā)生大量地表水由盾尾或開挖的缺陷處涌入而淹沒隧道的風(fēng)險。
5 若盾構(gòu)機掘進方向風(fēng)化深槽的巖性及其強度變化大,預(yù)處理措施不當(dāng)或盾構(gòu)機切削刀具事先配備不足,存在由于盾構(gòu)推進受阻、姿態(tài)頻動而致前方土體反復(fù)、過大擾動導(dǎo)致地層坍陷風(fēng)險;遇風(fēng)化程度低的巖石,盾構(gòu)機推力猛增或刀盤轉(zhuǎn)速較快可導(dǎo)致刀盤刀具卡死、損壞甚至盾構(gòu)機癱瘓而無法正常推進風(fēng)險。此種情況不建議采用盾構(gòu)法施工。
5.4.4 勘察措施
1 對風(fēng)化深槽及其富水情況,應(yīng)采用調(diào)繪、鉆探、原位測試、物探、挖探、水位觀測、水文試驗等相結(jié)合的綜合手段進行探查。
2 勘察單位應(yīng)查明風(fēng)化深槽結(jié)構(gòu)的地質(zhì)條件,包括下列內(nèi)容:
1) 查明隧道開挖影響范圍內(nèi)殘積土層、巖石產(chǎn)狀、風(fēng)化帶、破碎帶的分布情況和巖石巖石抗壓強度等力學(xué)特性和富水特性。
2) 重點查明開挖區(qū)域地下水類型和補給條件、地層滲透特性、隧道涌水量等。
3) 查明地表水體或水囊的分布特點、與地下水的水利聯(lián)系情況等。
3 針對風(fēng)化深槽隧道施工區(qū)域應(yīng)加密勘探點,探明地層、水文特性以及風(fēng)化深槽的風(fēng)化分界線。
4 針對風(fēng)化深槽隧道施工區(qū)域應(yīng)加密進行現(xiàn)場原位測試、室內(nèi)試驗,以進一步查明其特殊物理力學(xué)特性及水文特性。
5 對復(fù)雜水文地質(zhì)條件,應(yīng)進行水文專項勘察,包括水位長期測量、進行水文試驗獲取水文參數(shù)等。
6 勘察單位應(yīng)對風(fēng)化深槽的圍巖等級、工程力學(xué)性質(zhì)、穩(wěn)定性進行綜合評價,并對設(shè)計和施工提出巖土工程風(fēng)險分析與提示,包括下列內(nèi)容:
1) 穿越風(fēng)化深槽,由于巖性及其強度變化大,可能導(dǎo)致掌子面失穩(wěn)、隧道塌陷、地面下沉(甚至塌陷)的風(fēng)險分析與提示。
2) 地下(表)水對隧道工程的風(fēng)險分析與提示。
7 對巖性及其強度變化大,應(yīng)結(jié)合設(shè)計、施工進程進行動態(tài)勘察,并將施工過程中揭示的地質(zhì)情況及時反饋設(shè)計單位,以便及時調(diào)整隧道支護和施工參數(shù)。
5.4.5 設(shè)計措施
1 設(shè)計單位在開展工程設(shè)計時,應(yīng)充分了解風(fēng)化深槽的巖性、工程特點及風(fēng)險,必要時可要求補充加密勘察。
2 礦山法施工時應(yīng)對圍巖加固或地下(表)水控制措施進行專項設(shè)計。
3 礦山法施工應(yīng)加強隧道支護、止水設(shè)計,必要時采用管棚支護。盾構(gòu)法施工應(yīng)及時調(diào)整掘進參數(shù)。
4 盾構(gòu)施工有必要時需進行加固改良,減少軟硬差異。
5 對復(fù)雜地層結(jié)構(gòu),應(yīng)進行動態(tài)設(shè)計,根據(jù)施工過程中動態(tài)勘察揭示的地質(zhì)情況及時調(diào)整設(shè)計方案。
6 隧道穿越軟硬復(fù)合地層、斷裂破碎帶等復(fù)合地層,設(shè)計應(yīng)加強結(jié)構(gòu)設(shè)計,防止不均沉降和變形對結(jié)構(gòu)和運營產(chǎn)生不利影響。
5.4.6 施工措施
1施工單位在進行地質(zhì)條件核查時,應(yīng)對風(fēng)化深槽情況進行重點核查。對開挖面前方地層進行探測預(yù)報,判明地層和含水情況,為超前支護和止水提供依據(jù),及時修改或加強超前支護和支護參數(shù),必要時采用管棚支護。施工開挖接近設(shè)計探明的富水帶時,應(yīng)分析和觀察開挖工作面巖性變化,遇有探孔突水、突泥、滲水增大和整體性變差等現(xiàn)象, 及時調(diào)整施工方法。
2對地表沉降、拱頂下沉、圍巖收斂進行量測,及時對數(shù)據(jù)進行整理分析,及時反饋于
設(shè)計和施工,及時優(yōu)化設(shè)計參數(shù)和施工方法。
3根據(jù)不同地質(zhì)情況和開挖方式,采用超前小導(dǎo)管預(yù)注漿加固地層的超前支護措施,注漿選材視不同巖層和地下水情況,通過注漿加固周邊圍巖,提高其自承能力,減少圍巖松弛變形。在全斷面帷幕注漿后,進行超前大管棚支護是必要的,超前大管棚與注漿加固圈共同作用,能夠加固圍巖并截堵地下水。
4盾構(gòu)施工時遵循“低轉(zhuǎn)速、小貫入度、小推力、低扭矩”原則,控制土壓、出土量、注漿量、注漿壓力等關(guān)鍵參數(shù),減少對地層的擾動。必要時對隧道上部軟弱土層進行加固改良,減少軟硬差異,盾構(gòu)進出洞部分的圍巖提前加固,防止盾構(gòu)機偏離軸線;對于盾構(gòu)機無法破除的硬巖,應(yīng)采取輔助措施處理,如采用沖孔破除或爆破處理等。
5.5 隱伏沖溝
5.5.1 特性與評價
1 沖溝是由間斷流水在地表沖刷形成的溝槽。隱伏沖溝是被第四紀(jì)土層覆蓋的沖溝。
2 隱伏沖溝由于埋藏于土層之下不易探明,沖溝內(nèi)與沖溝兩側(cè)地層變化較大,沖溝內(nèi)一般賦水性較強。
5.5.2 礦山法風(fēng)險
1 由于山體存在偏壓存在、洞內(nèi)爆破擾動過大等原因,可能導(dǎo)致塌方、初襯開裂、大變形等風(fēng)險。
2 由于洞內(nèi)防排水措施欠佳、地表地下水影響等原因,可能導(dǎo)致滲漏水、護拱沉陷、地表開裂等風(fēng)險。
3 由于初期支護不及時、護拱強度、剛度和基礎(chǔ)承載力不足等原因,可能存在邊坡失穩(wěn)、偏移等的風(fēng)險。
5.5.3 盾構(gòu)法風(fēng)險
1 跨越隱伏沖溝地層掘進困難,易引發(fā)地表沉陷、大變形、坍塌、空腔等風(fēng)險。
2 若停止掘進有卡機下沉和陷困風(fēng)險。
3 隧道上部若存在富水砂層或補給補給源充足的地下水,極易發(fā)生突水、泥砂倒灌風(fēng)險。
5.5.4 勘察措施
1 對隱伏沖溝地層及其富水情況,應(yīng)采用調(diào)繪、鉆探、原位測試、物探(主要是高密度電法)、水位觀測等相結(jié)合的綜合手段進行探查。
2 勘察單位應(yīng)探明隱伏隱伏沖溝結(jié)構(gòu)的地質(zhì)條件,包括下列內(nèi)容:
1) 查明隧道開挖影響范圍內(nèi)殘積土層、巖石產(chǎn)狀、風(fēng)化帶、破碎帶的分布情況和巖石巖石抗壓強度等力學(xué)特性和富水特性。
2) 重點查明開挖區(qū)域地下水類型和補給條件、地層滲透特性、隧道涌水量等。
3 針對隱伏隱伏沖溝隧道施工區(qū)域應(yīng)加密勘探點:利用已有鉆探與物探(主要為高密度電法)資料,進行綜合分析,優(yōu)化隱伏隱伏沖溝區(qū)鉆孔布置,進行現(xiàn)場原位測試、室內(nèi)試驗,進一步查明隱伏沖溝區(qū)域地質(zhì)情況。
4 鉆進過程中不得產(chǎn)生跳動和位移,并根據(jù)進尺快慢及鉆進壓力來判斷基巖的軟硬程度。
5 穩(wěn)定水位觀測:應(yīng)進行終孔穩(wěn)定水位觀測,終孔穩(wěn)定水位觀測前應(yīng)將孔內(nèi)殘余循環(huán)液提撈干凈。
6 必要情況下,可采用紅外攝像頭直接觀察隱伏沖溝地質(zhì)情況。
7 對大挖大填時可能誘發(fā)工程性的滑坡地質(zhì)災(zāi)害,應(yīng)重點進行邊坡的防護,必要時進行專門的邊坡勘察。
8 勘察單位應(yīng)對隱伏沖溝的圍巖等級、工程力學(xué)性質(zhì)、穩(wěn)定性進行綜合評價,并對設(shè)計和施工提出巖土工程風(fēng)險分析與提示。
5.5.5 設(shè)計措施
1 設(shè)計單位應(yīng)充分了解隱伏沖溝地層的特點及其風(fēng)險,必要時可要求加密勘察。
2 對隱伏沖溝地層結(jié)構(gòu),應(yīng)進行動態(tài)設(shè)計,根據(jù)施工過程中動態(tài)勘察揭示的地質(zhì)情況及時調(diào)整設(shè)計方案。
3 設(shè)計應(yīng)加強結(jié)構(gòu)設(shè)計,防止不均沉降和變形對結(jié)構(gòu)和運營產(chǎn)生不利影響。
5.5.6 施工措施
1 施工單位在進行地質(zhì)條件核查時,應(yīng)對隱伏沖溝情況進行重點核查。
2 開挖后圍巖塑性發(fā)展范圍較大,施工中應(yīng)加強超前支護施工質(zhì)量,控制好自進式管棚外插角和搭接長度,并注漿加固圍巖(固結(jié)灌漿),密實堵水,提高頂部圍巖承載力,有效發(fā)揮預(yù)支護作用。
3 當(dāng)出現(xiàn)洞內(nèi)變形異常、地表沉降急劇增大或嚴(yán)重開裂時,應(yīng)停止洞內(nèi)施工,進行地表注漿和洞內(nèi)注漿加固巖體,變形穩(wěn)定后再進行施工。
4 護拱頂部回填土應(yīng)均勻密實,做好填土表面排水溝,對于洞內(nèi)滲漏水嚴(yán)重區(qū)域應(yīng)局部徑向注漿止水和增加二襯環(huán)向盲管排水。
5 對于隱伏沖溝內(nèi)地表水采取引流或堵截措施,防止流水沖刷洞體影響施工和下滲弱化巖體強度、導(dǎo)致洞內(nèi)滲漏水等。
5.6 暗浜
5.6.1 特性與評價
1 暗浜是一種不良地質(zhì)情況,是指某地方原來的地貌為河道,有淤泥沉積,后被土填沒, 但是沉積的淤泥仍在,這種情況不利于施工,尤其對基礎(chǔ)建設(shè)存在隱性危害。
2 在人類活動中,大量的河道、水塘被填埋形成暗浜。暗浜一般有浜底淤泥和成分復(fù)雜、工程性質(zhì)較差的厚層填土,在我國東南沿海城市較為多見。
3 江浙一帶工程施工中經(jīng)常會碰到場地內(nèi)縱、橫暗浜分布的情況, 并且暗洪的深度較大, 大多達到 3~4 m 的深度。根據(jù)以往大量的施工經(jīng)驗,暗洪底部一般均存在有厚約 1.5m 的淤泥,并且上部填土大多夾水回填,土層結(jié)構(gòu)松散,土的物理性能很差,特別是暗浜底部的淤泥層性能更差。
表 5.6.1 暗浜土的類型
4 暗浜對工程結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生以下不利影響:
1) 隧道易發(fā)生過大不均勻沉降、結(jié)構(gòu)不均勻變形、開裂等風(fēng)險。
2) 隧道若位于高承壓性地下水、復(fù)雜巖溶水、斷裂構(gòu)造水中時,主體結(jié)構(gòu)可能存在發(fā)生破壞滲漏的風(fēng)險。
5.6.2 礦山法風(fēng)險
1 暗浜段地層過于軟弱,不宜直接采用礦山法施工,當(dāng)必須采用時,應(yīng)先對地層進行加固。
2 當(dāng)?shù)貙蛹庸绦Ч患褧r,易出現(xiàn)滲漏、過大變形或坍塌等風(fēng)險。
5.6.3 盾構(gòu)法風(fēng)險
1 如果在城市軌道交通工程勘察階段未查明暗浜分布范圍、填土厚度及其工程性質(zhì),或未對查明的暗浜采取有效的地基處理,將增大盾構(gòu)進出洞施工過程的風(fēng)險。
2 在場地堆積荷載大、地表下土層力學(xué)性質(zhì)較差的條件下,盾構(gòu)機推進過程中存在地面沉陷與破裂、不均勻沉降等風(fēng)險。
5.6.4 勘察措施
1 應(yīng)采取收集歷史河流圖,現(xiàn)場走訪調(diào)查等方法,進行有針對性的探摸,盡可能減少勘察工作量。調(diào)查工作主要了解暗浜的范圍、填埋時間、回填物質(zhì)來源,原河道的疏浚情況,洪底淤泥初步分布規(guī)律,并用以指導(dǎo)現(xiàn)場探摸及工作量的合理布置。
2 小螺紋鉆是探摸暗洪最常用的手段,可用以探摸暗洪的分布范圍,并能直觀看到洪底淤泥和填土的分布變化,故應(yīng)有目的地布設(shè)。
3 輕便靜力觸探及輕型動力觸探能連續(xù)、直觀地反映土體的強度變化與土體的不均勻性,尤其能正確區(qū)分洪底淤泥、填土及侵染土的界線。
4 當(dāng)場地條件受限無法實施鉆探和小螺紋鉆時,可采用微動探測等物探方法探測暗浜的深度及其橫向結(jié)構(gòu)特征。
5.6.5 設(shè)計措施
1 設(shè)計單位應(yīng)充分了解暗浜的分布、巖土特性、工程特點及風(fēng)險。
2 礦山法施工應(yīng)加強隧道支護、止水設(shè)計并對加固體的檢測提出具體要求。
3 盾構(gòu)法施工應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場地層條件變化及時調(diào)整掘進參數(shù)。
4 根據(jù)施工過程中動態(tài)勘察揭示的地質(zhì)情況及時調(diào)整設(shè)計方案。
5 設(shè)計應(yīng)加強結(jié)構(gòu)設(shè)計,防止不均沉降和變形對結(jié)構(gòu)和運營產(chǎn)生不利影響。
5.6.6 施工措施
1施工單位在進行地質(zhì)條件核查時,應(yīng)對暗浜部位的情況進行重點核查。
2當(dāng)車站出入口、車輛基地等構(gòu)筑物位于暗浜部位時,可采用換填法將暗浜土挖出,以強度較高的土或水泥換填。
3對暗浜采用加固措施進行加固時,應(yīng)對加固體的強度、連續(xù)性等進行現(xiàn)場檢測。
4在暗浜處進行水泥壓密注漿加固時,注漿采取自下而上分層注漿方法,控制分層注漿提升速度;注漿時采用間隔跳打法施工,以防互相穿孔而影響施工質(zhì)量。
5.7 巖性突變
5.7.1 特性與評價
1 巖性突變是指在地下隧道工程開挖斷面范圍內(nèi)和開挖延伸方向上,地層巖性突然發(fā)生變化,這種巖性突變的特點是不經(jīng)過任何過渡階段,直接從一種地層到另一地層。
2 巖性突變一般為在同一個施工流水段內(nèi),在隧道掘進方向上,掌子面巖性由硬突變軟或由軟變硬,或者水文地質(zhì)條件突變,由無水變?yōu)橛兴?br />
3 巖性突變一般由構(gòu)造或者人為改造引起,隨機性和不確定性非常強,對施工安全造成很大影響。
圖 5.7.1 巖性突變
4 巖性突變對工程結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生以下不利影響:
1) 隧道位于巖性突變地層中,因地層力學(xué)性質(zhì)差異較大、不均勻性突出,隧道易發(fā)生過大不均勻沉降、結(jié)構(gòu)不均勻變形、開裂等風(fēng)險。
2) 隧道位于巖性突變交接部位,易形成地下水通道,若防水措施不到位,造成隧道漏水。
5.7.2 礦山法風(fēng)險
1 礦山法施工掌子面遇到巖性突變,特別是由基巖突變成松散地層、由原狀沉積土突變?yōu)樗缮⑷斯ぬ钔恋?,超前支護措施未及時調(diào)整,可能發(fā)生隧道圍巖變形過大、支護結(jié)構(gòu)失效、隧道坍塌的風(fēng)險。
2 礦山法施工掌子面由于巖性突變,導(dǎo)致巖性的滲透性發(fā)生巨大變化,由原來無水狀態(tài)突變?yōu)橛兴?,或者形成地下水突涌通道,造成涌水涌砂,使得支護結(jié)構(gòu)失效,造成隧道坍塌風(fēng)險。
5.7.3 盾構(gòu)法風(fēng)險
1 盾構(gòu)機在巖性突變地層中掘進時,當(dāng)由軟巖突變成硬巖時,可能造成掘進困難、發(fā)生刀盤磨損嚴(yán)重、刀盤刀具卡死、損壞、斜刀、摔刀、刀具偏磨、盾構(gòu)機偏移甚至盾構(gòu)機癱瘓無法正常推進的風(fēng)險。
2 盾構(gòu)機在巖性突變地層中掘進時,當(dāng)由硬巖突變成軟巖時,易發(fā)生盾構(gòu)機頭下沉、超挖并導(dǎo)致盾構(gòu)機上部地層失穩(wěn)坍塌或地面沉陷的風(fēng)險。
3 若盾構(gòu)機掘進方向巖性及其強度變化頻繁,若預(yù)處理措施不當(dāng)或盾構(gòu)機切削刀具事先配備不足,存在由于盾構(gòu)機推進受阻、姿態(tài)頻動而致前方土體反復(fù)、過大擾動導(dǎo)致地層坍陷風(fēng)險;遇硬質(zhì)透鏡體,盾構(gòu)機推力猛增或刀盤轉(zhuǎn)速較快可導(dǎo)致刀盤刀具卡死、損壞
甚至盾構(gòu)機癱瘓而無法正常推進風(fēng)險。
5.7.4 勘察措施
1 對于人工填土造成的巖性突變,應(yīng)充分搜集資料,調(diào)查地形和地物的變遷,了解場地是否經(jīng)過人為改造,同時查明填土的來源、堆積年限和堆積方式,查明填土的分布、厚度、物質(zhì)成分、顆粒級配、均勻性、密實性、壓縮性和濕陷性。
2 對于構(gòu)造引起的巖性突變,應(yīng)采用鉆探、原位測試、物探等相結(jié)合的綜合手段進行探查。
3 通過現(xiàn)場水文地質(zhì)試驗等手段查明巖性突變含水情況、富水程度、滲透系數(shù)等水文參數(shù)。
4 對于可能存在巖性突變的地層段,勘察單位應(yīng)對本段的圍巖等級、工程力學(xué)性質(zhì)、穩(wěn)定性進行綜合評價,并對設(shè)計和施工提出巖土工程風(fēng)險分析與提示。
5.7.5 設(shè)計措施
1 設(shè)計單位在開展工程設(shè)計時,應(yīng)了解巖性突變的特點、空間分布特點和強度特征,必要時可要求補充勘察。
2 設(shè)計應(yīng)根據(jù)巖性突變的隨機特性,對不同工法在巖性突變地層中施工可能產(chǎn)生的風(fēng)險和適用性進行專項分析。
3 若巖性突變位于隧道洞身范圍,開挖面分布有其他相對軟弱地層,為防止拱頂軟弱地層坍塌,礦山法施工可設(shè)計隧道半斷面深孔注漿法對上部軟弱地層進行加固。
4 盾構(gòu)穿越區(qū)段巖性突變地層,應(yīng)根據(jù)基巖強度、富水情況等條件針對性設(shè)計、選擇適宜的盾構(gòu)機型、刀盤和盾構(gòu)掘進參數(shù)。
5 對巖性突變分布區(qū)段,應(yīng)進行動態(tài)設(shè)計,根據(jù)施工過程中動態(tài)勘察揭示的地質(zhì)情況及時調(diào)整設(shè)計方案。
5.7.6 施工措施
1 對于存在巖性突變礦山法施工段,施工前應(yīng)進行超前地質(zhì)預(yù)報,對巖性突變情況進行重點核查,并對巖性變化和強度突變及地下水提前采取應(yīng)對措施。
2 根據(jù)巖性突變的特點,做好各種突發(fā)狀況的應(yīng)急預(yù)案,現(xiàn)場應(yīng)準(zhǔn)備必要的應(yīng)急物資和設(shè)備,在開挖面出現(xiàn)失穩(wěn)或滲漏征兆時,應(yīng)及時采取補充加固等措施。
3 盾構(gòu)施工時嚴(yán)格控制刀具的貫入度、扭矩、轉(zhuǎn)速,降低刀具與硬巖之間的沖擊力,減少刀具在碰撞產(chǎn)生的崩裂、脫落、變形等不正常損壞。
4 掘進過程中注意觀察盾構(gòu)機掘進的異常情況以及掘進參數(shù)的異常變化(如速度突然變慢、推力、扭矩突然增大、刀盤振動、眉構(gòu)機有異響聲等),判斷是否碰到巖性突變。
5.8 巖相突變
5.8.1 特性與評價
1 巖相是一定沉積環(huán)境中形成的巖石或巖石組合。巖相是隨時間的發(fā)展和空間條件的改變而變化的。沉積巖的相可分陸相、海相、海陸過渡相三種基本類型。
2 巖相的變化可以從橫向和縱向兩方面來觀察。同一巖層在水平方向的相變反映了,同一時期不同地區(qū)的自然地理條件的差異。在垂直巖層剖面方向上的相變則反映了同一地區(qū)但不同時間的自然地理環(huán)境的改變,而自然地理環(huán)境的重大改變則往往是地殼運動的結(jié)果。
3 海相沉積的特點:以化學(xué)巖、生物化學(xué)巖和粘土巖為主,如石灰?guī)r等。離海岸愈遠, 碎屑沉積顆粒愈細。在水平方向上巖相變化小,沉積物中含海生生物化石和礦物。
4 陸相沉積的特點:沉積物多以碎屑、粘土和粘土沉積為主,巖石碎屑多具棱角,分選欠佳,在水平方向上巖相變化大,含陸生生物化石。
5 巖相突變使得巖石物理力學(xué)性質(zhì)發(fā)生根本變化,對施工安全造成很大影響。
圖 5.8.1 巖相突變
3 巖相突變對工程結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生以下不利影響:
1) 隧道位于巖相突變地層中,由于沉積環(huán)境不一樣,不同巖相的腐蝕性差異較大,對工程的耐久性產(chǎn)生影響。
2) 隧道位于巖相突變交接部位,易形成地下水通道,若防水措施不到位,可能造成隧道漏水。
5.8.2 礦山法風(fēng)險
1 礦山法施工掌子面遇到巖相突變,掌子面物理力學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化,如支護參數(shù)未及時調(diào)整,易導(dǎo)致掌子面滲水、坍塌。
2 礦山法施工掌子面由于巖相突變,如地層賦水條件發(fā)生較大變化,易造成涌水涌泥, 引發(fā)變形或坍塌,隧道周邊地面引發(fā)沉降,影響周邊建(構(gòu))筑物安全。
5.8.3 盾構(gòu)法風(fēng)險
1 隧道掌子面及隧道頂部圍巖位于巖相突變地層中,盾構(gòu)機掘進過程中,上部軟弱地層較容易被刀盤切削進入土艙,但下部堅硬巖層不易被刀盤破碎,易導(dǎo)致盾構(gòu)上部地層失穩(wěn)坍塌或地面沉陷的風(fēng)險。
2 隧道掌子面及隧道底部圍巖位于巖相突變地層中,盾構(gòu)機掘進過程中,若下部為軟弱地層,易發(fā)生盾構(gòu)機頭下沉、盾構(gòu)機姿態(tài)難以控制、偏離設(shè)計線路的風(fēng)險。
5.8.4 勘察措施
1 巖相與地殼運動的速度和幅度有關(guān),巖相變化大時,說明地殼的升降比較頻繁。
2 巖相變化的勘察應(yīng)采用區(qū)域地質(zhì)調(diào)查和現(xiàn)場實測相結(jié)合,對沿線的構(gòu)造歷史要充分了解。
3 海相沉積水平向變化小,陸相沉積垂直向變化小,勘察過程中應(yīng)先確定成因,再根據(jù)成因有針對性的布置勘察工作量。
4 通過構(gòu)造帶的位置判定,加強現(xiàn)場的勘探工作,確定巖相突變的位置。
5.8.5 設(shè)計措施
1 設(shè)計單位在開展工程設(shè)計時,應(yīng)了解巖相突變的特點、空間分布和強度特征,必要時可要求補充勘察。
2 設(shè)計應(yīng)根據(jù)巖相突變的隨機特性,對不同工法在巖性突變地層中施工可能產(chǎn)生的風(fēng)險和適用性進行專項分析。
3 由于沉積環(huán)境不一樣,不同巖相的腐蝕性差異較大,對工程的耐久性產(chǎn)生影響,設(shè)計應(yīng)根據(jù)不同的地下環(huán)境條件,選擇鋼筋及混凝土型號。
5.8.6 施工措施
1 施工單位在進行地質(zhì)條件核查時,應(yīng)對巖相突變情況進行重點核查。
2 在巖相突變地段進行礦山法施工時,應(yīng)控制施工進度,對現(xiàn)場巖土層的變化進行地質(zhì)確認(rèn),并加強支護措施。
3 在盾構(gòu)掘進過程中,注意觀察渣土變化并重點關(guān)注掘進參數(shù)及盾構(gòu)機掘進的異常情況。
5.9 硬質(zhì)巖脈
5.9.1 特性與評價
1 硬質(zhì)脈巖指經(jīng)常呈脈狀產(chǎn)出的火成巖,硬質(zhì)脈巖一般深度不大,規(guī)模較小,其成分常和一定的深成巖相關(guān),以淺色礦物為主要成分的有細晶巖和偉晶巖,以暗色礦物集中呈現(xiàn)的為煌斑巖。主要類型為花崗斑巖和玢巖等。它們在空間分布上常與一定的巖漿巖體有密切關(guān)系,并產(chǎn)于巖體內(nèi)或巖體周圍的圍巖中,少數(shù)也可遠離巖體分布。
2 硬質(zhì)巖脈的巖石強度顯著高于周圍巖層。
3 硬質(zhì)巖脈在花崗巖分布地區(qū)比較常見。
圖 5.9.1 硬質(zhì)巖脈
4 硬質(zhì)巖脈對工程結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生以下不利影響:
1) 隧道位于硬質(zhì)巖脈與軟地層過渡帶,因地層力學(xué)性質(zhì)差異較大、不均勻性突出,隧道易發(fā)生過大不均勻沉降、結(jié)構(gòu)不均勻變形、開裂等風(fēng)險。
2) 巖脈附近可能是地下水的通道。
5.9.2 礦山法風(fēng)險
1 礦山法施工,如遇硬質(zhì)巖脈,巖土施工等級顯著增高,開挖困難。
2 采用爆破法洞內(nèi)破除硬質(zhì)巖脈時,隧道上部相對軟弱地層受擾動極易產(chǎn)生初支破壞、拱頂坍塌、地下水倒灌風(fēng)險。
3 硬質(zhì)巖脈形成地下水連通通道,造成涌水涌泥,引發(fā)變形或坍塌,隧道周邊地面引發(fā)沉降,影響周邊建(構(gòu))筑物安全。
5.9.3 盾構(gòu)法風(fēng)險
1 盾構(gòu)施工遇到硬質(zhì)巖脈時,滾刀很難產(chǎn)生足夠的反力將硬質(zhì)巖脈破碎,導(dǎo)致盾構(gòu)機卡死,掘進受阻。
2 由于硬質(zhì)巖脈與周圍巖層力學(xué)性質(zhì)差異大,且分布不穩(wěn)定,盾構(gòu)姿態(tài)控制困難,容易發(fā)生盾構(gòu)機掘進方向偏離預(yù)定軸線情況。
5.9.4 勘察措施
1 應(yīng)采用物探、鉆探等相結(jié)合的綜合手段進行探查。
2 針對硬質(zhì)巖脈區(qū)域,應(yīng)加密勘探點,探明基巖巖脈的走向和產(chǎn)狀,加密取樣進行單軸抗壓強度試驗和巖礦鑒定,以準(zhǔn)確查明硬質(zhì)巖脈的分布、強度和礦物成分。
3 勘察成果中應(yīng)對硬質(zhì)巖脈的分布范圍、強度指標(biāo)、圍巖等級及穩(wěn)定性、富水狀況進行綜合評價,并對設(shè)計和施工提出巖土工程風(fēng)險分析與提示。
5.9.5 設(shè)計措施
1 設(shè)計單位在開展工程設(shè)計時,應(yīng)了解硬質(zhì)巖脈的空間分布特點和強度特征,必要時可進行補充勘察。
2 設(shè)計應(yīng)根據(jù)硬質(zhì)巖脈的特性,當(dāng)采用洞內(nèi)爆破、地面鉆孔爆破、人工挖孔樁破碎等方法處理硬質(zhì)巖脈時,應(yīng)進行專項設(shè)計。
3 盾構(gòu)穿越區(qū)段有硬質(zhì)巖脈分布時,應(yīng)根據(jù)基巖強度、富水情況等條件針對性設(shè)計、選擇適宜的盾構(gòu)機型、刀盤和盾構(gòu)掘進參數(shù)。
4 在硬質(zhì)巖脈地層中掘進,當(dāng)盾構(gòu)施工需要帶壓開倉時,應(yīng)進行專項設(shè)計,提前采取措施加固地層。
5 在硬質(zhì)巖脈分布區(qū)段,應(yīng)進行動態(tài)設(shè)計,根據(jù)施工過程中揭示的地質(zhì)情況及時調(diào)整設(shè)
計方案。
5.9.6 施工措施
1 在硬質(zhì)巖脈分布地段,施工單位在進行地質(zhì)條件核查時,應(yīng)對硬質(zhì)巖脈情況進行重點核查。施工過程中應(yīng)采用超前地質(zhì)預(yù)報,分析預(yù)測掌子面前方硬質(zhì)巖脈分布情況,對硬質(zhì)巖脈風(fēng)化程度和強度及其變化采取應(yīng)對措施。
2 現(xiàn)場應(yīng)準(zhǔn)備必要的應(yīng)急物資和設(shè)備,在開挖面出現(xiàn)失穩(wěn)或滲漏征兆時,應(yīng)及時采取補充加固等措施。
3 盾構(gòu)施工時嚴(yán)格控制刀具的貫入度、扭矩、轉(zhuǎn)速,降低刀具與硬巖之間的沖擊力,減少刀具在碰撞產(chǎn)生的崩裂、脫落、變形等不正常損壞。
4 掘進過程中注意實時觀察盾構(gòu)機掘進的異常情況以及掘進參數(shù)的異常變化。
5 在硬質(zhì)巖脈地層中施工,刀具(包括刀盤)磨損和破損嚴(yán)重,對刀具和刀盤應(yīng)勤檢查。
5.10 地貌突變
5.10.1 特性與評價
1 受內(nèi)、外營力地質(zhì)作用或人為作用影響,造成了地表起伏、地殼表層物質(zhì)不斷風(fēng)化、剝蝕、搬運和堆積,從而形成了現(xiàn)代地面的各種差異較大的地貌形態(tài),從一種地貌跨入另一種地貌的過渡地段稱為地貌突變。
圖 5.10.1 地貌突變
2 地貌突變主要表現(xiàn)于山地、平原、河谷等兩個或多個地貌形態(tài)交界處,常伴有巖性突變、水文地質(zhì)條件突變等。
3 隧道位于地貌突變過渡帶,因上履土層壓力差異較大,且地質(zhì)力學(xué)性質(zhì)差異和不均勻性突出,隧道易發(fā)生過大不均勻沉降、結(jié)構(gòu)不均勻變形、開裂等風(fēng)險。
5.10.2 礦山法風(fēng)險
1 地貌突變處水文地質(zhì)條件差異較大,受大氣降水影響較為顯著,交界面處可能造成地表水和地下水匯集,若地下水控制不利,可能發(fā)生隧道滲漏、涌水、涌砂的風(fēng)險。
2 地貌突變必然導(dǎo)致上覆土層壓力突變,若超前支護措施未及時調(diào)整,可能發(fā)生隧道圍巖變形過大、支護結(jié)構(gòu)失效、隧道坍塌的風(fēng)險。
3 采用爆破法施工時,隧道上部地貌突變過渡帶相對松散軟弱土層受擾動極易產(chǎn)生初支破壞、拱頂坍塌、地下水倒灌的風(fēng)險。
5.10.3 盾構(gòu)法風(fēng)險
1 地貌突變過渡帶,盾構(gòu)若由相對軟弱地層向山體等較硬地層掘進時,可能造成掘進困難、發(fā)生刀盤刀具磨損嚴(yán)重、卡死、損壞、偏磨、盾構(gòu)機偏移甚至盾構(gòu)機癱瘓無法正常推進的風(fēng)險。
2 盾構(gòu)機由較硬地層向軟地層掘進時,易發(fā)生盾構(gòu)機栽頭、超挖并導(dǎo)致盾構(gòu)機上部地層失穩(wěn)坍塌或地面沉陷的風(fēng)險。
3 地貌突變過渡帶隧道上部若存在富水地層,盾構(gòu)機掘進可能導(dǎo)致圍巖變形失穩(wěn),可能發(fā)生隧道頂部水涌入隧道、淹沒盾構(gòu)機、地面塌陷的風(fēng)險。
5.10.4 勘察措施
1 應(yīng)采用地質(zhì)調(diào)查、構(gòu)造分析、鉆探、原位測試、物探等相結(jié)合的綜合手段進行探查。
2 針對地貌突變過渡帶,應(yīng)加密勘探點,探明基巖地貌突變過渡帶界線、深度和富水情況。
3 應(yīng)分析大氣降雨對地貌突變過渡帶地下水的補給及影響。
4 為更準(zhǔn)確掌握地貌的分布情況,可在施工階段進行動態(tài)勘察,必要時進行補充勘察或?qū)m椏辈臁?br />
5.10.5 設(shè)計措施
1 設(shè)計單位在開展工程設(shè)計時,應(yīng)了解地貌突變的空間分布特點、地層條件變化、地下水賦存狀態(tài)和動態(tài)變化等,必要時可要求補充勘察。
2 設(shè)計應(yīng)根據(jù)地貌突變上覆土層及其富水情況,對不同工法在地貌突變中施工可能產(chǎn)生的風(fēng)險和適用性進行專項分析。
3 礦山法施工時應(yīng)對地貌突變過渡帶的圍巖加固或地下(表)水控制措施進行專項設(shè)計。
4 地貌突變過渡帶內(nèi)采用洞內(nèi)爆破時,應(yīng)進行專項設(shè)計。
5 盾構(gòu)穿越地貌突變過渡帶時,應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)等條件針對性設(shè)計、選擇適宜的盾構(gòu)機型、刀盤和盾構(gòu)掘進參數(shù)。
6 隧道穿越地貌突變過渡帶時,礦山法施工應(yīng)加強隧道支護、止水設(shè)計,盾構(gòu)法施工應(yīng)及時調(diào)整掘進參數(shù)。
7 對地貌突變過渡帶應(yīng)進行動態(tài)設(shè)計,根據(jù)施工過程中動態(tài)勘察揭示的地質(zhì)情況及時調(diào)整設(shè)計方案。
5.10.6 施工措施
1 對于地貌突變地段的隧道施工前應(yīng)進行超前地質(zhì)預(yù)報,并對圍巖等級進行現(xiàn)場確認(rèn)。
2 礦山法施工時,應(yīng)采用小導(dǎo)管注漿、管棚、止水帷幕和降水等措施進行地下水控制。
3 礦山法施工時,應(yīng)對影響隧道穩(wěn)定性的上覆不良地層尤其是富水砂層提前進行加固, 必要時可采用物探等方法對加固效果進行檢測。
4 現(xiàn)場應(yīng)準(zhǔn)備必要的應(yīng)急物資和設(shè)備,在開挖面出現(xiàn)失穩(wěn)或滲漏征兆時,應(yīng)及時采取補充加固等措施。
5 盾構(gòu)掘進過程中注意觀察盾構(gòu)機的異常情況以及掘進參數(shù)的異常變化(如速度突然變慢、推力、扭矩突然增大、刀盤振動、眉構(gòu)機有異響聲等),判斷是否進入地貌突變過渡帶,掘進過程中隨時監(jiān)測刀具和刀盤的受力狀態(tài)。
第六章 地下水
6.1 一般規(guī)定
6.1.1 上層滯水是引起土質(zhì)邊坡滑塌、路基凍脹病害的重要因素,是誘發(fā)冒頂、掌子面塌方的主要原因之一。
6.1.2 潛水的含水層巖性主要是砂土、卵礫石,由于地層透水性強、富水性好,易產(chǎn)生滲透變形、土體流失—潛蝕、管涌等,嚴(yán)重時造成體積很大的“空洞”,威脅地鐵結(jié)構(gòu)的基坑側(cè)壁或圍巖的整體穩(wěn)定;潛水可能引起錨桿或土釘與周圍土體之間握裹力降低, 對地鐵結(jié)構(gòu)施工影響較大。在富水性較強的地層中,基坑隧道涌水量較大,可能出現(xiàn)地下水降排困難;在弱富水地層中可能出現(xiàn)疏不干效應(yīng)。
6.1.4 承壓水的一個重要特征是承壓性,如果受地質(zhì)構(gòu)造影響或鉆孔穿透隔水層時,地下水就會受到水頭壓力而自動上升。當(dāng)?shù)罔F結(jié)構(gòu)的基坑底或圍巖底板進入承壓水層或隔水層頂板的預(yù)留厚度不足承壓水將隔水層頂板沖破,可能造成基坑隧道突涌現(xiàn)象,還可能導(dǎo)致基底隆起、地基強度降低、圍巖失穩(wěn)。
6.1.5 采用施工降水措施時,應(yīng)從降水效果以及降水對周邊環(huán)境影響等方面分析對工程
可能產(chǎn)生的風(fēng)險。
6.1.6 采用施工止水措施時,應(yīng)從工藝、地層適應(yīng)性、設(shè)備適應(yīng)性、檢測技術(shù)及評定標(biāo)準(zhǔn)等方面分析對工程可能產(chǎn)生的風(fēng)險。
6.1.7 當(dāng)遇下列情況時,應(yīng)開展場地水文地質(zhì)專項勘察和風(fēng)險評估工作:
1 場地內(nèi)存在著對工程有影響的多層地下水時。
2 工程影響范圍內(nèi)存在著基巖裂隙水或巖溶水,對工程影響較大時。
3 場地內(nèi)承壓水水頭壓力較大,影響基坑和隧道穩(wěn)定性時。
4 場地內(nèi)地下水位于強富水地層時。
6.2 明挖法風(fēng)險
6.2.1 坑底以下有水頭高于坑底的承壓水含水層,且未用截水帷幕隔斷其基坑內(nèi)外的水力聯(lián)系時,可能存在突涌風(fēng)險。
6.2.2 產(chǎn)生基坑突涌的風(fēng)險因素包括:
1 隔水帷幕存在不封閉施工缺陷,未隔斷承壓水層。
2 基底未作封底加固處理或加固質(zhì)量差(坑底加固施工方法不合理、加固范圍或深度不足、參數(shù)不合理)。
3 減壓降水井設(shè)置數(shù)量、深度不足。
4 承壓水位觀測不力。
5 減壓降水井損壞失效。
6 減壓降水井未及時開啟或過程斷電。
7 在地下水作用下、在施工擾動作用下坑底地層軟化。
6.2.3 坑底以下為級配不連續(xù)的砂土、碎石土含水層時,可能存在管涌風(fēng)險。
6.2.4 當(dāng)基坑鄰近地層范圍內(nèi)有地下水影響時,可能存在基坑整體滑動失穩(wěn)風(fēng)險。
6.2.5 當(dāng)基坑鄰近地層范圍內(nèi)有地下水影響時,可能存在基坑坑底隆起失穩(wěn)風(fēng)險。
6.2.6 樁(墻)支護工程,由于地下水作用,可能因支護結(jié)構(gòu)(包括樁、墻、支撐系統(tǒng)等)的強度、剛度或穩(wěn)定性不足引起支護系統(tǒng)破壞而造成基坑倒塌、破壞。
6.2.7 懸掛式隔水帷幕底端位于碎石土、砂土或粉土含水層時,可能存在流土風(fēng)險。
6.2.8 放坡開挖工程,基坑開挖范圍內(nèi)有地下水,未采取降水措施時,可能存在基坑坍塌風(fēng)險。
6.2.9 土釘墻支護工程,涉及含水的粉土、粉細砂、砂層等地層,未采取降水措施時, 可能存在基坑塌方風(fēng)險。
6.2.10 涉及錨桿的支護工程,在高承壓水情況下,存在涌水、涌砂風(fēng)險。
6.2.11 人工挖孔工程,挖孔施工區(qū)有地下水時,可能存在孔壁塌落風(fēng)險。
6.2.12 當(dāng)基坑開挖深度內(nèi)有粉土或粉砂、細砂含水層,且在降水后存在疏不干的問題時,可能存在流砂風(fēng)險。
6.2.13 明挖法降水可能對其影響范圍內(nèi)的周邊環(huán)境帶來過大變形或不均勻沉降的風(fēng)險。
6.2.14 樁(墻)支護工程,基坑開挖后隔水帷幕可能存在變形風(fēng)險,嚴(yán)重時造成圍護結(jié)構(gòu)侵限。同時,變形還會對周邊建(構(gòu))筑物、地下管線等產(chǎn)生影響。
6.2.15 樁(墻)支護工程采用隔水帷幕隔水的,隔水帷幕沿基坑周邊未形成連續(xù)的閉合體,可能存在滲漏水風(fēng)險,如滲漏點位于富水細顆粒地層,因滲水?dāng)y帶細顆粒造成開挖范圍以外地層損失,引起建筑物沉降、地面塌陷等環(huán)境危害。
6.2.16 隔水帷幕滲漏風(fēng)險因素包括:
1 隔水帷幕缺陷(垂直度控制、機械施工水平、施工原因),如咬合樁、旋噴樁垂直度大導(dǎo)致咬合量不夠、旋噴樁、攪拌樁等在卵石等大粒徑地層中止水效果不好等。
2 隔水帷幕施工工藝不合理(如在狀態(tài)稍密-中密的粉土或砂土地層采用水泥土攪拌樁或 SMW 工法,施工質(zhì)量差)。
3 圍護樁樁位偏差。
4 斷樁夾泥(塌孔、施工異常未及時發(fā)現(xiàn))。
5 連續(xù)墻槽段之間的接頭選型不合理、槽壁及接頭不能保持豎直,垂直度及局部偏差大;槽底泥漿和沉淀物置換和清除不夠。
6.2.17 樁(墻)支護工程,采用隔水帷幕隔水的,隔水帷幕結(jié)構(gòu)的入土深度不足,存
在基坑穩(wěn)定性、周邊環(huán)境安全風(fēng)險。
6.2.18 落底式隔水帷幕進入下臥隔水層的深度不足,存在滲透穩(wěn)定性風(fēng)險。
6.3 礦山法風(fēng)險
6.3.1 噴錨逆筑法豎井工程,豎井開挖范圍內(nèi)存在地下水的,風(fēng)險參考明挖法。
6.3.2 礦山法掌子面(尤其是拱頂)遇粉細砂地層,注漿加固效果不好,存在流泥流砂、甚至坍塌風(fēng)險。
6.3.3 礦山法如遇地層水囊時,存在涌水、流泥、流砂風(fēng)險。
6.3.4 礦山法采用降水施工,對于疏不干的界面水,存在流泥流砂、樁間土體流失等現(xiàn)象,如長時間水土流失,極易造成周邊地層過度沉降,從而引發(fā)周邊地下管線、建構(gòu)筑物的變形破壞。
6.3.5 礦山法采用降水施工,對于粉土、黏性土、淤泥質(zhì)土層,疏干困難,存在失穩(wěn)、坍塌風(fēng)險。
6.3.6 礦山法采用降水施工,對于卵礫石富水地層,地下水抽降困難,存在地下水水位無法降至設(shè)計深度以下、從而引發(fā)涌入風(fēng)險。
6.3.7 礦山法降水可能對其影響范圍內(nèi)的周邊環(huán)境帶來過大變形和不均勻沉降的風(fēng)險。
6.3.8 采用洞樁法進行鉆孔咬合樁止水,受施工空間(需要在導(dǎo)洞內(nèi)施作)、設(shè)備(需要在受限狹小空間內(nèi)的小型設(shè)備)、工藝(可能只能采用硬咬合)等因素限制,施工質(zhì)量難以保障,主要風(fēng)險因素如下:
1 設(shè)備及工藝:采用洞內(nèi)泵吸式反循環(huán)鉆機、硬咬合,存在垂直度偏差大導(dǎo)致隔水帷幕滲漏風(fēng)險。
2 材料:當(dāng)素樁強度與周圍地層強度相差較大,咬合施工時鉆頭易向強度低的土層偏斜,存在鋼筋樁咬合時垂直度偏差大導(dǎo)致隔水帷幕滲漏風(fēng)險。
3 施工過程中的檢測手段:采用的超聲波垂直度檢測儀精度較差,存在垂直度偏差大導(dǎo)致隔水帷幕滲漏風(fēng)險。
4 施工效果驗證手段:缺乏可靠的開挖前止水效果驗證手段,開挖前無法進行效果驗證質(zhì)量隱患多風(fēng)險。
6.3.9 采用洞樁法進行超高壓旋噴樁側(cè)壁止水,受施工空間(需要在導(dǎo)洞內(nèi)施作)、設(shè)
備(需要在受限狹小空間內(nèi)的小型設(shè)備)等因素限制,施工質(zhì)量不如明挖法施作易于保證。超高壓旋噴樁封底止水,施工范圍大,地層適應(yīng)性難以保證,主要風(fēng)險因素如下:
1 地層適應(yīng)性:對卵石地層的適應(yīng)性差,存在無法形成連續(xù)樁體、滲漏嚴(yán)重風(fēng)險。
2 質(zhì)量檢測手段:缺乏可靠的質(zhì)量檢測手段,目前采用的檢測方法(聲波透射法、廣波法、三維電視成像法)均達不到檢測效果,只能靠開挖驗證,存在開挖前無法進行效果驗證、開挖后質(zhì)量隱患多風(fēng)險。
6.3.10 采用深孔注漿進行地下工程止水,存在滲漏水風(fēng)險,主要風(fēng)險因素如下:
1 地層適應(yīng)性:粉細砂地層注漿效果不易保證,存在滲漏、坍塌風(fēng)險。
2 適用范圍:適用于局部小規(guī)模止水,大規(guī)模止水存在失效風(fēng)險。
3 質(zhì)量檢測手段:缺乏可靠的質(zhì)量檢測手段,只能靠開挖驗證,存在開挖前無法進行效果驗證、開挖后質(zhì)量隱患多風(fēng)險。
6.4 盾構(gòu)法風(fēng)險
6.4.1 盾構(gòu)豎井開挖風(fēng)險分析參照明挖法風(fēng)險執(zhí)行,盾構(gòu)橫通道開挖風(fēng)險分析參照礦山法風(fēng)險執(zhí)行。
6.4.2 盾構(gòu)掘進過程中,遇到富水地層,加之施工原因,螺旋輸送機等部位可能存在噴涌風(fēng)險。
6.4.3 螺旋輸送機噴涌風(fēng)險因素包括:
1 盾構(gòu)施工時地質(zhì)條件、水文情況、掘進參數(shù)是噴涌發(fā)生的決定因素,在砂卵石等富水地層地下水的通路沒有阻斷、泡沫、膨潤土等添加劑使用不當(dāng),渣土改良不理想, 未能有效改變渣土滲透性,在水流大或者水力梯度大的情況下,極易發(fā)生噴涌。
2 在中風(fēng)化或者微風(fēng)化巖層中,若裂隙水發(fā)育,后方水路又未封閉,開挖倉內(nèi)渣土由于流水的影響難以改良時,也經(jīng)常發(fā)生噴涌現(xiàn)象。
3 高壓力的水體穿越開挖倉和螺旋輸送機后其壓力水頭沒有遞減到位,滲流夾帶土顆粒在輸送到螺旋輸送機排渣門出口的一瞬間,由于下方式敞開的皮帶輸送機受料端處于無壓狀態(tài),滲流水便在突然壓力降低的情況下帶動正常輸送的渣土噴涌而出。
6.4.4 盾構(gòu)管片拼裝過程中,已拼成管片存在滲漏的風(fēng)險。
6.4.5 高地下水位時,盾尾注漿參數(shù)控制不當(dāng),存在盾尾擊穿、涌水、涌砂等風(fēng)險。
6.4.6 盾尾注漿時的主要風(fēng)險因素有:
1 盾尾油脂注入不及時、注入量不足,導(dǎo)致漏水。
2 盾尾注漿壓力過大,導(dǎo)致盾尾擊穿,產(chǎn)生涌水、涌砂。
3 二次注漿壓力過大,導(dǎo)致管片被壓破裂,產(chǎn)生錯臺和涌水、涌砂。
6.4.7 盾構(gòu)始發(fā)、到達時存在涌水、涌砂、隧道破壞、地面沉降、坍塌風(fēng)險。
6.4.8 盾構(gòu)始發(fā)、到達時涌水、涌砂、隧道破壞、地面沉降、坍塌風(fēng)險因素包括:
1 盾構(gòu)始發(fā)、到達打開洞門時,由于土體自立性較差,導(dǎo)致開挖面土體失穩(wěn)現(xiàn)象。
2 正面土體加固范圍或加固方法選擇不合理。
3 處于粉土層或砂層等具有承壓水性的地層時,未進行承壓水處理。
6.4.9 富水地層聯(lián)絡(luò)通道施工止水難度大,風(fēng)險高。聯(lián)絡(luò)通道或泵房底板下存在承壓水且隔水層厚度不足時,可能存在突涌風(fēng)險。
6.5 凍結(jié)法風(fēng)險
6.5.1 當(dāng)?shù)叵滤魉俅笥?5m/d、未采取輔助降速措施時,存在凍結(jié)止水失效風(fēng)險。
6.5.2 隧道內(nèi)鉆孔施工時,開孔易引起涌水、涌砂風(fēng)險。
6.5.3 凍結(jié)孔施工過程中孔口管脫落、凍結(jié)管斷裂等發(fā)生孔口水砂涌出風(fēng)險。
6.5.4 凍結(jié)孔施工偏斜太大,存在凍結(jié)壁不交圈,引發(fā)滲漏水風(fēng)險。
6.5.5 凍結(jié)和開挖過程中發(fā)生凍結(jié)管斷裂和鹽水漏失風(fēng)險,影響凍結(jié)效果。
6.5.6 發(fā)生嚴(yán)重機電事故或停電引起長時間停凍風(fēng)險。
6.5.7 凍結(jié)管歸集后憋氣或滲漏水,導(dǎo)致該分組鹽水不循環(huán),存在凍結(jié)盲區(qū)風(fēng)險。
6.5.8 開挖過程因凍結(jié)壁不交圈、解凍或破壞引起出水冒泥,初支支護嚴(yán)重變形或破壞風(fēng)險。
6.5.9 開挖過程因凍結(jié)壁凍結(jié)厚度不足,凍結(jié)壁變形量大,存在失穩(wěn)風(fēng)險。
6.5.10 開挖施工挖漏凍結(jié)管,導(dǎo)致凍結(jié)管斷裂或鹽水漏失,存在局部凍結(jié)止水失效風(fēng)險。
6.5.11 地層水土流失、凍脹、融沉和開挖引起周邊隧道管片、地下管線和地面道路、設(shè)備及建(構(gòu))筑物嚴(yán)重變形甚至破壞風(fēng)險。
6.6 工程結(jié)構(gòu)風(fēng)險
6.6.1 地下水可能造成地下工程結(jié)構(gòu)上浮或受浮力破壞的風(fēng)險。
6.6.2 地下水位上升可能造成地下工程結(jié)構(gòu)受力增加。
6.6.3 地下水可能造成地下工程結(jié)構(gòu)滲漏。
6.6.4 地下水可能造成地下工程結(jié)構(gòu)腐蝕。
6.6.5 地下水位變化可能造成地下工程結(jié)構(gòu)不均勻沉降,從而引起結(jié)構(gòu)破壞。
6.7 勘察措施
6.7.1 地下工程應(yīng)分層觀測地下水位,宜對每個車站、區(qū)間工點建立長期水位監(jiān)測點。
6.7.2 地下水豐富時,應(yīng)開展水文地質(zhì)專項勘察工作,查明地層及地下水賦存條件。
6.7.3 當(dāng)場地周圍存在地表水時,應(yīng)分析地表水和地下水的關(guān)系。
6.7.4 勘察報告中應(yīng)對地下水的工程風(fēng)險進行系統(tǒng)性分析,并提出處理措施建議。
6.7.5 水文地質(zhì)勘察應(yīng)分析評價建設(shè)場地內(nèi)地下水動態(tài),地表水體與地下水之間、地下水控制影響深度內(nèi)各含水層的性質(zhì)及含水層之間的水力聯(lián)系特征。
6.7.6 水文地質(zhì)勘察應(yīng)分析評價相鄰工程地下水控制對擬建工程的影響。
6.7.7 水文地質(zhì)勘察應(yīng)調(diào)查受擬建工程地下水控制影響范圍內(nèi)建(構(gòu))筑物及設(shè)施的性質(zhì)和狀況,查明受地下水控制影響需要采取保護措施的環(huán)境對象。
6.7.8 水文地質(zhì)勘察現(xiàn)場勘察工作結(jié)束后,應(yīng)對不再利用的試驗孔進行封孔處理。
6.8 設(shè)計措施
6.8.1 設(shè)計文件應(yīng)對地下結(jié)構(gòu)的抗浮、抗?jié)B、抗洪等進行分析。
6.8.2 當(dāng)?shù)叵滤L(fēng)險高時,應(yīng)開展地下水控制的專項設(shè)計。
6.8.3 地下水控制設(shè)計應(yīng)充分考慮環(huán)境保護和工程安全的雙重要求,可采用“降、截、排、灌、凍”等方法。
6.8.4 根據(jù)勘察成果,分析地下水影響,采用適宜的降水與回灌方案,避免對周邊環(huán)境影響。采用降水方法控制地下水時,應(yīng)對降水引起的地表和周邊環(huán)境的沉降進行計算。
6.8.5 地下水控制設(shè)計圖紙應(yīng)明確地下水水位的監(jiān)測要求。
6.8.6 設(shè)計應(yīng)根據(jù)水文地質(zhì)情況及地區(qū)經(jīng)驗,采用適宜的圍護形式及接縫止水措施,避免圍護滲漏。
6.8.7 當(dāng)基坑底下存在承壓水時,應(yīng)進行坑底抗突涌穩(wěn)定性驗算。當(dāng)不滿足抗突涌穩(wěn)定性要求時,可采取在承壓水含水層內(nèi)設(shè)置減壓井或增加隔水帷幕深度等方法。
6.8.8 坑底以下存在管涌風(fēng)險時,應(yīng)進行土的管涌可能性判別。
6.8.9 基坑設(shè)計時,考慮地下水作用,進行基坑整體滑動穩(wěn)定性驗算、坑底隆起穩(wěn)定性驗算。
6.8.10 懸掛式隔水帷幕底端位于碎石土、砂土或粉土含水層時,對均質(zhì)含水層,應(yīng)進行地下水滲流的流土穩(wěn)定性驗算。對滲透系數(shù)不同的非均質(zhì)含水層,宜采用數(shù)值方法進行滲流穩(wěn)定性分析。
6.8.11 對地下結(jié)構(gòu)上浮和受浮力破壞的風(fēng)險,設(shè)計階段要綜合考慮和采取以下措施:
1 勘察單位應(yīng)搜集當(dāng)?shù)厮臍v史資料,根據(jù)多年統(tǒng)計經(jīng)驗推算出需要考慮的抗浮水位高度,并考慮將來使用期水位的變化綜合確定設(shè)計抗浮水位,并在勘察報告中明確。
2 當(dāng)無歷史數(shù)據(jù)時,設(shè)計時應(yīng)估計地下水位高度,可按最不利情況取值。
3 如場地標(biāo)高在施工期間發(fā)生大面積改變,設(shè)計需重新核實設(shè)防水位。
4 設(shè)計應(yīng)考慮上部建筑高低懸殊引起的地下室結(jié)構(gòu)局部抗浮的受力差異。
5 設(shè)計圖紙應(yīng)對施工過程提出對階段性抗浮的施工要求,包括施工程序和施工措施的時間要求。
6.8.12 地下水降水設(shè)計應(yīng)注意降水引起的細顆粒流失問題,通過反濾層粒徑級配的設(shè)
計、井管外包濾網(wǎng)的設(shè)計、合理的抽降深度及時間控制等避免該類風(fēng)險的出現(xiàn)。
6.8.13 礦山法降水設(shè)計,遇到抽降困難的卵礫石富水地層時,考慮到過水?dāng)嗝娴南拗疲?必要時通過計算,增加降水井?dāng)?shù)量,在擬開挖范圍外布置兩圈或兩圈以上的降水井,有效增大降水井總體抽排能力。
6.8.14 采用止水方案時,采取適宜的隔水帷幕形式,充分考慮帷幕體與圍護結(jié)構(gòu)的咬合偏差,采取合理的帷幕組合形式,確保止水效果。充分考慮防滲漏措施,并明確滲漏檢測要求。
6.8.15 隔水帷幕應(yīng)沿基坑周邊形成連續(xù)的閉合體。同一基坑內(nèi)有幾個不同開挖深度或有幾種支護結(jié)構(gòu)時,應(yīng)保持基坑底部隔水帷幕輪廓線的連續(xù)。
6.8.16 隔水帷幕工程設(shè)計方案應(yīng)提出試驗、檢測、監(jiān)測要求。
6.8.17 隔水帷幕的厚度應(yīng)滿足材料的允許滲透坡降的要求,并應(yīng)滿足支護結(jié)構(gòu)的強度和變形要求。
6.8.18 隔水帷幕結(jié)構(gòu)的最小入土深度應(yīng)大于由基坑滲流計算得到的入土深度,并應(yīng)滿足基坑穩(wěn)定性、支護結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性和周邊環(huán)境安全性要求。
6.8.19 落底式隔水帷幕進入下臥層的深度應(yīng)滿足規(guī)范滲透穩(wěn)定性要求,且不宜小于1.5m。
6.8.20 樁式帷幕設(shè)計中應(yīng)注意樁長影響,根據(jù)設(shè)備能力和地層情況,推算下端咬合量, 滿足規(guī)范最低要求,同時制定應(yīng)急預(yù)案。
6.8.21 地下連續(xù)墻槽段之間的接頭宜根據(jù)各地情況靈活選用接頭形式。無特殊要求的,可采用鎖口管柔性接頭,對地下連續(xù)墻槽段間防水或連接剛度有特殊要求時,也可采用防水接頭或剛性接頭,必要時可在接口位置設(shè)置旋噴樁進行加強,同時制定應(yīng)急預(yù)案。
6.8.22 注漿隔水帷幕僅適用于小規(guī)模、小范圍的止水施工,在粉細砂地層很難達到止水效果,同時細化制定預(yù)案。
6.8.23 凍結(jié)法凍結(jié)壁應(yīng)按受壓結(jié)構(gòu)、封閉形式設(shè)計。
6.8.24 凍結(jié)法凍結(jié)壁結(jié)構(gòu)形式選擇應(yīng)有利于控制土層凍脹與融沉對周圍環(huán)境的影響。
6.8.25 凍結(jié)法設(shè)計需注重薄弱點部位的細化設(shè)計,完善薄弱點部位的檢測要求,同時制定應(yīng)急預(yù)案。
6.8.26 富水地層盾構(gòu)的始發(fā)與接收,具備降水條件的,推薦采用降水+端頭加固。對于盾構(gòu)始發(fā)處于軟弱地層的地段,設(shè)計時應(yīng)進行計算分析,確保加固長度滿足要求,對于處于具有承壓性的地段時,設(shè)計應(yīng)進行降承壓水處理,使承壓水水頭控制在安全范圍內(nèi),同時做好防滲、防突涌措施。不具備降水條件的,推薦采用鋼套筒始發(fā)和接收。
6.8.27 富水地層聯(lián)絡(luò)通道開挖,必要時,對聯(lián)絡(luò)通道部位的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件進行施工核查;聯(lián)絡(luò)通道拱腰以上部位入水的,推薦采用降水或凍結(jié)法施工;聯(lián)絡(luò)通道或泵房底板下存在承壓水且隔水層厚度不足時,推薦采用減壓降水或凍結(jié)法施工。
6.9 施工措施
6.9.1 施工單位進場后應(yīng)核查場地地下水的具體情況。
6.9.2 施工單位應(yīng)按照相關(guān)要求編制地下水控制專項施工方案,并經(jīng)過專家論證。
6.9.3 地下水控制專項方案應(yīng)充分分析地下水的工程風(fēng)險,以及采取控制措施工藝的地層適應(yīng)性。
6.9.4 地下水控制措施實施過程中應(yīng)注意施工質(zhì)量控制,確保措施落實到位,保障地下水控制效果。
6.9.5 施工過程中應(yīng)對地下水位進行長期分層監(jiān)測,地下水監(jiān)測措施宜符合要求。
6.9.6 施工單位在土方開挖前應(yīng)對地下水的控制效果進行檢測和評估。
6.9.7 施工過程中出現(xiàn)滲漏水、降水效果不佳、水降不下去等異常情況時,應(yīng)及時匯報給業(yè)主方,并通報給設(shè)計單位和勘察單位。
6.9.8 采用明挖法施工時,應(yīng)按照施工工序逐項分析地下水對明挖法施工帶來的工程風(fēng)險。
6.9.9 基坑圍護結(jié)構(gòu)施工前,應(yīng)分析地下水對樁(墻、土釘、錨桿)成孔、灌注的影響, 以及后期斷樁、夾砂、滲漏的可能性。
6.9.10 土方開挖前,應(yīng)分析基坑滲漏、流砂、樁間流土的可能性,分析承壓水造成基底突涌的可能性,并預(yù)測事件發(fā)生后果的嚴(yán)重程度。
6.9.11 基坑開挖過程中,應(yīng)分析場地周邊不確定水出現(xiàn)的可能性,地下水的動態(tài)變化幅度,以及出現(xiàn)后造成的土體軟化,圍護結(jié)構(gòu)壓力加大等不良影響。
6.9.12 基坑使用過程中分析周邊地表水和雨水、管線水進入場地的可能性,判斷其產(chǎn)生的不良影響,并做好場地排水措施,做好防汛和管線爆裂的應(yīng)急準(zhǔn)備。
6.9.13 當(dāng)?shù)叵滤挥诘装逡陨蠒r,明挖施工應(yīng)采取明確的地下水控制措施。
6.9.14 施工過程,加強施工規(guī)范性管控,確保基坑圍護結(jié)構(gòu)及止水樁變形處于可控范圍內(nèi),避免側(cè)壁變形過大,導(dǎo)致帷幕破壞失效。
6.9.15 對基坑坑底突涌風(fēng)險,施工措施包括:
1 具備條件時應(yīng)盡可能切斷坑內(nèi)外承壓水層的水力聯(lián)系,隔斷承壓含水層。
2 基坑內(nèi)局部深坑部位應(yīng)采用水泥土攪拌樁或旋噴樁加固,并保證其施工質(zhì)量。
3 通過計算確定減壓降水井布置數(shù)量與濾頭埋置深度,并通過抽水試驗加以驗證。
4 坑內(nèi)承壓水位觀測井應(yīng)單獨設(shè)置,并連續(xù)觀測、記錄水頭標(biāo)高。
5 在開挖過程中應(yīng)采取保護措施,確保減壓降水井的完好性。
6 按預(yù)定開挖深度及時開啟減壓降水井,并確保雙電源供電系統(tǒng)的有效性。
6.9.16 涉及錨桿的支護工程,在高承壓水情況下:
1 在高水頭砂層錨索開孔、成孔過程中,采用套管與鉆桿同步鉆進、打擊成孔工藝,有效控制排渣,在外套管鉆進過程中將周圍土體擠壓密實,增大外套管與砂層之間的摩阻力來平衡高水頭下的滲流力。同時在開孔位置采用防涌砂裝置來平衡外部水土壓力, 進一步控制成孔過程中涌套管外的涌砂、涌水,內(nèi)鉆桿則通過泵入一定的壓力水,平衡孔內(nèi)的水土壓力。
2 注漿后,拔出套管時,水泥漿液是否涌出取決于水泥漿液壓力與地下水壓力是否平衡。存在涌漿現(xiàn)象的,應(yīng)通過增加錨固段長度的方法來確保其抗拔力,再通過拔出套管后的快速封堵來避免出現(xiàn)涌砂。
3 拔出套管所有管節(jié)后,孔口會出現(xiàn)涌漿繼而涌砂,必須采用快速封堵材料封堵, 可采用一種吸水快速膨脹、形狀可任意塑造的膨脹止水紗袋。
6.9.17 開馬頭門前關(guān)鍵節(jié)點條件驗收應(yīng)將地下水的控制效果檢測以及地下水風(fēng)險分
析作為主控條件。
6.9.18 隧道開挖時應(yīng)分析地下水對小導(dǎo)管打設(shè)、管棚施工、注漿等超前支護的影響, 重點分析預(yù)測掌子面突水涌砂的可能性。
6.9.19 隧道施工過程中注意觀察初支結(jié)構(gòu)和掌子面的地下水滲漏情況,當(dāng)出現(xiàn)有不明來歷的地下水時應(yīng)察看水的顏色、氣味、溫度,并取水樣進行水化學(xué)分析。
6.9.20 降水可能對周邊環(huán)境造成較大影響,必要時采取如下施工措施:
1 灌漿或壓力注漿填充。
2 回灌措施。
6.9.21 礦山法降水施工,對于疏不干的界面水,開挖過程中及時采取插設(shè)盲管導(dǎo)排措施,避免滲透攜帶細顆粒,導(dǎo)排措施應(yīng)根據(jù)出水情況靈活調(diào)整。
6.9.22 礦山法降水施工,遇到難以疏干的粉土、淤泥質(zhì)土層時,采用水平向輕型井點降水方法,通過施加真空負(fù)壓有效疏干弱透水層內(nèi)地下水,提高土體物理力學(xué)性質(zhì)。
6.9.23 礦山法降水施工,遇到抽降困難的卵礫石富水地層時,針對電路故障造成大量抽水設(shè)備無法工作的風(fēng)險,應(yīng)設(shè)置雙電源工點系統(tǒng),如備用發(fā)電機、二路電源,以應(yīng)對緊急停電時快速恢復(fù)抽水。
6.9.24 隔水帷幕施工應(yīng)設(shè)置試驗段,充分檢驗止水效果。
6.9.25 對隔水帷幕,施工措施包括:
1 基坑開挖前應(yīng)進行坑內(nèi)抽水試驗,并通過坑內(nèi)外地下水位和出水量變化,驗證帷幕的隔水效果。
2 隔水帷幕施工方案應(yīng)根據(jù)帷幕設(shè)計、設(shè)備條件等分析可能發(fā)生的帷幕結(jié)構(gòu)缺陷,編制修復(fù)預(yù)案,并在施工過程中嚴(yán)格執(zhí)行。
3 加強施工質(zhì)量控制,施工前應(yīng)按要求進行交底,對施工工序、關(guān)鍵環(huán)節(jié)旁站監(jiān)督, 強化隱蔽工作驗收;對于出現(xiàn)斷樁等異常情況的部位及時采取補救方案,補樁加強;施工過程中嚴(yán)格控制施工步序,按照設(shè)計步序施工,嚴(yán)禁超挖。
6.9.26 隔水帷幕發(fā)生過度變形時的施工措施:
1 采用止水的基坑工程根據(jù)場區(qū)條件,宜在坑外設(shè)置一定數(shù)量的應(yīng)急減壓井,當(dāng)?shù)叵滤桓樱ㄉ仙r,可應(yīng)急啟動減壓,降低地下水位,減少圍護結(jié)構(gòu)側(cè)向土壓。
2 采用旋噴或攪拌止水樁的基坑工程應(yīng)在坑外設(shè)置水位觀測井并加強保護,關(guān)注地下水位變化,根據(jù)監(jiān)控情況及時調(diào)整優(yōu)化基坑支護參數(shù)及地下水處理措施。
3 采取止水方式的基坑工程應(yīng)重點關(guān)注以下部位圍護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定狀態(tài),如:基坑陽角、基坑端頭(斜向支撐區(qū)域)、寬大基坑支撐布置不規(guī)則區(qū)域。
4 規(guī)范施工,充分利用基坑時空效應(yīng),遵循“分層、分段、分塊,限時開挖,及時支護”原則。
6.9.27 采用凍結(jié)法施工的風(fēng)險應(yīng)對措施:
1 開孔引起涌水涌砂控制措施。凍結(jié)管開孔應(yīng)避開管片手孔、接縫、主筋和鋼管片的肋板。開始時放慢鉆進速度,避免管片混凝土開裂。
2 帷幕透水引起涌水、涌砂風(fēng)險控制措施。開挖前裝好安全防護門,采取邊探邊挖措施,探多少挖多少,開挖步距控制在 0.5m,及時架設(shè)水平鋼支撐和背板,在鋼支撐架兩個垂直方向布置收斂監(jiān)測點,進行兩個方向收斂監(jiān)測,同時加強測溫孔的監(jiān)測。
6.9.28 盾構(gòu)掘進過程中,應(yīng)分析地下水造成螺旋輸送機等部位噴涌的可能性,并制定應(yīng)對措施。
6.9.29 管片拼裝過程中,應(yīng)分析地下水造成管片滲漏的可能性,并觀察已拼裝管片的滲漏情況。
6.9.30 在承壓含水層掘進時,應(yīng)分析盾尾滲漏風(fēng)險,并定期對盾構(gòu)機的密封系統(tǒng)進行檢查。盾尾注漿發(fā)生錯臺、涌水、涌砂風(fēng)險時,及時注入足量盾尾油脂,設(shè)定合適注漿壓力。
6.9.31 施工過程中,應(yīng)對基坑止水措施進行質(zhì)量檢測:
1 連續(xù)墻帷幕應(yīng)進行槽壁垂直度檢測、槽底沉渣厚度檢測、墻體混凝土質(zhì)量檢測不合格時鉆芯法驗證)、開挖前帷幕效果檢驗。
2 樁式帷幕應(yīng)進行樁體質(zhì)量檢驗、開挖前帷幕效果檢驗。
3 注漿隔水應(yīng)對注漿效果進行檢查、評定注漿隔水效果(分析法、檢查孔法、過程
類、物探法 4 種方法中選擇 2-3 種方法組合使用)。
4 凍結(jié)止水應(yīng)對凍結(jié)孔、凍結(jié)管、供液管、冷凍站安裝、冷凍站運轉(zhuǎn)等項目進行中間檢驗,對凍結(jié)壁形成中鹽水系統(tǒng)、凍結(jié)壁厚度與溫度、泄壓孔、探孔等進行檢測與判定。
6.9.32 施工過程中,應(yīng)分工法制定地下水應(yīng)急預(yù)案。
1 明挖法:應(yīng)針對基坑坍塌、支護結(jié)構(gòu)側(cè)向位移、基坑坑底隆起、涌水涌砂、隔水帷幕部位滲水與漏水等施工風(fēng)險編制應(yīng)急預(yù)案。
2 礦山法:應(yīng)針對掌子面突泥涌水、有壓管線泄漏、管線斷裂、地面坍塌、地表沉降過大、結(jié)構(gòu)收斂、拱頂沉降過大、初支結(jié)構(gòu)開裂等施工風(fēng)險編制應(yīng)急預(yù)案。
3 盾構(gòu)法:應(yīng)針對地表變形過大,周邊環(huán)境變形超限,盾構(gòu)隧道埋深變化大、水壓高,盾構(gòu)機螺旋輸送機等部位噴涌,已拼成管片滲漏,盾尾擊穿,管片錯臺和涌水、涌砂,盾構(gòu)始發(fā)、到達時存在涌水、涌砂,地面沉降、坍塌,聯(lián)絡(luò)通道或泵房底板下方突涌等施工風(fēng)險編制應(yīng)急預(yù)案。
4 凍結(jié)法:應(yīng)針對鉆孔施工涌水、涌砂,孔口管脫落、凍結(jié)管斷裂孔口水砂涌出, 開挖過程中凍結(jié)壁滲漏、涌水等施工風(fēng)險編制應(yīng)急預(yù)案。
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