¿Medidas de control de ingeniería en zonas kársticas?
1. El karst y sus características morfológicas
En las zonas de roca soluble, las aguas subterráneas y superficiales sufren erosión química, erosión mecánica y la consiguiente migración y agregación, lo que en conjunto se denomina disolución. Las especiales características geológicas, geomorfológicas e hidrológicas que se producen en las zonas kársticas se denominan fenómenos kársticos.
El karst es el resultado de la interacción entre las rocas carbonatadas y el agua. El karst sólo existe en las zonas donde se distribuyen las rocas carbonatadas. Las rocas carbonatadas están ampliamente distribuidas en mi país, con aproximadamente 654,38+02000 kilómetros cuadrados expuestos en la superficie, lo que representa alrededor de 65438+0/8 del área del país. Están enterradas más ampliamente bajo tierra y se distribuyen principalmente en el sur de Guangxi, Guizhou y. Entre ellos, el pueblo Zhuang en Guangxi La región autónoma tiene el área expuesta más grande, que representa aproximadamente 65.438+2 millones de kilómetros cuadrados, lo que representa aproximadamente el 60% de la región autónoma. Además, el karst también está bien desarrollado en Hunan, el oeste de Hubei, el oeste y el norte de Guangdong. El karst en el norte de China se distribuye principalmente en las montañas Taihang, las montañas Taiyue, las montañas Luliang y las montañas Yanshan en Shanxi y Hebei, especialmente en Shanxi.
El karst está estrechamente relacionado con la ingeniería de construcción. Al construir túneles en zonas kársticas, una vez que el agua de la tubería kárstica de alta presión queda expuesta, provocará una gran cantidad de entrada de agua, lo que provocará graves dificultades a la construcción e incluso inundará el túnel, provocando accidentes con accidentes de máquinas y muertes. Cuando se encuentra una cueva enorme durante la construcción de cavernas subterráneas, es difícil y costoso construir un relleno alto en la cueva o el tramo del puente. A veces es necesario abrir nuevos caminos, lo que retrasa el período de construcción. Al construir carreteras en áreas kársticas, debido a la actividad del agua kárstica subterránea, se producirán entradas de agua desde la base de la subrasante, inundaciones de la subrasante, erosión de la subrasante y entradas de agua de túneles.
2. Condiciones básicas para el desarrollo del karst
1. Contiene rocas solubles, concretamente calizas, dolomías y una serie de rocas de transición principalmente carbonatadas;
2. Agua con capacidad de disolución (incluido CO2) y flujo suficiente;
3. Hay movimiento de aguas subterráneas, es decir, la forma en que se infiltran las aguas superficiales y fluyen las aguas subterráneas.
3. Problemas geológicos de ingeniería y medidas de prevención en zonas kársticas
1. Principales problemas geológicos de ingeniería
Los principales problemas geológicos de ingeniería que se encuentran a menudo en la construcción de ingeniería en zonas kársticas. áreas Es causado por el colapso de los cimientos, el asentamiento desigual y la irrupción de agua desde los pozos de los cimientos y las cuevas. Durante la excavación de cimientos de edificios o cavernas subterráneas, si se excavan ríos subterráneos o canales de filtración de agua superficial, se producirá una irrupción repentina de agua, lo que provocará grandes túneles y desastres en la construcción y el uso del proyecto.
Al construir edificios de ingeniería en zonas kársticas: en primer lugar, la ubicación de los edificios de ingeniería debe seleccionarse teniendo en cuenta la distribución y el desarrollo del karst y, en segundo lugar, evitando en la medida de lo posible las zonas con peligros graves; debido a la naturaleza del desarrollo kárstico, Complejidad, especialmente la imposibilidad de determinar la distribución del karst subterráneo antes de la construcción. Una vez expuesta la construcción, se deben tomar las medidas necesarias.
2. Medidas preventivas habituales
Para las cuevas en los cimientos de edificios subterráneos, se puede utilizar lechada, hormigón vertido o escombros para rellenar. Si es necesario, se pueden utilizar cubiertas de hormigón armado. reforzar los cimientos para mejorar la capacidad de carga para evitar el colapso del techo de la cueva.
Cuando un túnel atraviesa una zona kárstica se deben tomar las medidas adecuadas en función del tamaño y ubicación de las cuevas encontradas. Si la cueva es pequeña y aparece en la pared superior o lateral de la cueva, generalmente se rellena y sella después de quitar el relleno; si aparece debajo de la pared lateral o en el fondo de la cueva, se puede reforzar o cruzar; si la cueva es grande e incluso hay un río subterráneo, se pueden construir puentes dentro de los túneles.
Se deben tomar medidas adecuadas de impermeabilización y drenaje en zonas kársticas. El principio fundamental es que no sólo debe favorecer la construcción del proyecto y reducir el desarrollo y el daño del karst, sino también considerar la protección ambiental de la región y no debe causar nuevos problemas ambientales debido al drenaje y desvío de agua inadecuados. Si se encuentra agua kárstica en el túnel, si la cantidad de agua kárstica es pequeña, se puede usar lechada para bloquear el agua, o se pueden usar zanjas laterales o zanjas centrales para drenar el agua fuera del túnel; En el caso de grandes dimensiones, se pueden utilizar túneles guía paralelos como túneles de drenaje.
En resumen, el karst generalmente debe adoptar medidas de gestión integrales que combinen drenaje y bloqueo, y no es aconsejable forzar el bloqueo. Se deben tomar medidas correctivas para hacer frente a los problemas ambientales del suelo causados por el drenaje a largo plazo (. como colapso del suelo o escasez de agua superficial).
IV.Medidas de tratamiento para cuevas de túneles
1. Tratamiento del agua
El tratamiento del agua en cuevas debe seguir el principio de “centrarse en el drenaje, combinando alivio y bloqueo”. y adaptación de las medidas a las condiciones locales. Principio de "gestión integral". Las medidas de tratamiento de agua se pueden dividir básicamente en los siguientes tres tipos:
(1) Túnel de drenaje. Cuando se predice que el agua kárstica en el área del túnel es grande y la presión del agua es alta, y no se puede evitar el túnel, es necesario considerar la instalación de un túnel de drenaje especial para eliminar el agua kárstica, bajar el nivel del agua subterránea, mantenga el túnel seco y garantice la seguridad de la construcción. El aliviadero debe ubicarse del lado de donde proviene el agua subterránea. Para evitar ataques repentinos de agua kárstica, durante la construcción se deben preparar suficientes equipos de bombeo. La instalación de túneles de descarga de inundaciones puede tener un impacto negativo en el medio ambiente ecológico. Su uso debe evaluarse desde aspectos como la construcción, la protección ambiental y la seguridad para garantizar que el plan sea integral y el costo sea el más bajo.
(2) Las alcantarillas y sifones invertidos absorben agua. Cuando la sección del túnel se cruza con agua kárstica, para garantizar el flujo suave del agua kárstica, se instala una alcantarilla circular de hormigón armado o un sifón invertido en el fondo del túnel. Al mismo tiempo, el área alrededor de la entrada de la alcantarilla y. La salida al borde exterior de la pared lateral del túnel se rellena y compacta con escombros de mortero.
(3) Rejuntado para detener el agua. Durante la construcción, cuando el agua de las fisuras kársticas brota, se utiliza el "método de riego cerrado" para detener el agua. Primero, la lechada se distribuye dentro de un rango apropiado alrededor de la salida de agua para formar una cortina cerrada que impide el paso del agua.
La lechada llena las pequeñas grietas conectadas a las grandes, encogiendo el círculo circundante capa por capa de lejos a cerca y de afuera hacia adentro. Dentro de la profundidad de la inyección, el agua de la fisura kárstica se convierte en una entrada de agua en forma de tubería y finalmente se inyecta en la dirección opuesta a través de una salida centralizada, lo que hace que la difusión de la lechada sea más direccional y se extienda a lo largo de grandes grietas.
Al mismo tiempo, la mayor parte del gran flujo de agua que entra al túnel cambia con la lluvia. La conexión hidráulica entre el agua superficial y el agua dentro del túnel se determinó experimentalmente. Además de las medidas de ingeniería necesarias en el túnel, el agua superficial debe interceptarse y drenarse en la superficie para bloquear la ruta de infiltración del agua superficial y reducir el impacto del agua superficial en el túnel.
2. Tratamiento de cuevas pequeñas
Para cuevas que son de pequeña escala, tienen paredes de roca relativamente estables, no están desarrolladas y no tienen agua, se pueden usar escombros de mortero para sellar. , relleno, protección del arco. Los planes incluyen fortalecer el revestimiento, lechada de arena con escollera y colocar vigas en el fondo de la cueva. Para cuevas pequeñas sin agua, poca agua subterránea y relleno denso, se puede inyectar una lechada de cemento de un solo líquido en el conducto pequeño para fortalecer el estrato; para cuevas pequeñas con agua corriente y no densamente llenas, se puede inyectar un líquido doble de cemento y vidrio de agua; inyectado en el pequeño conducto para fortalecer el suelo.
Para cuevas pequeñas rellenas en el fondo del túnel, se puede pasar el revestimiento añadiendo vigas de tierra para reforzar el revestimiento. El suelo del túnel o arco invertido está diseñado como una placa plana. La placa inferior y la parte inferior de la pared lateral se cubren con barras de acero y se rellenan con hormigón armado, de modo que la pared lateral y el arco invertido (o suelo) se forman conjuntamente. Una viga de hormigón armado para potenciar y mejorar las propiedades mecánicas.
3. Tratamiento de cuevas a gran escala
(1) Utilice estructuras de soporte para cruzar la cueva. Refuerzo de muro de soporte. Si el relleno del hoyo está suelto y el espesor es pequeño, retirar el relleno y reforzar el techo del hoyo con un muro de piedra de mortero para que el agua fluya por la alcantarilla para facilitar el drenaje; b. Refuerzo de la parte superior del puente en arco. Si el relleno de la cueva está suelto y espeso, se pueden utilizar arcos de hormigón armado como refuerzo. c. Sostener y reforzar los pilotes excavados. Para cuevas más profundas, se pueden usar cimientos de pilotes para reforzarlas y se puede excavar el suelo manualmente para formar pilotes. La parte inferior del pilote está incrustada en el lecho de roca, y las barras de acero en la parte superior del pilote se extienden hacia la losa del piso de concreto reforzado y se integran con la losa del piso para formar un cuerpo estable que soporta tensiones. d. Enterrar y reforzar las columnas de soporte. Según las diferentes formas de la cueva, se utilizan pilares para reforzar el techo de la cueva, rellenar los huecos y lechada para reforzar la base de la cueva.
2) Adopta la solución al otro lado de la cueva. Si la cueva es grande, será más costoso utilizar métodos como sellado, refuerzo y soporte. Cuando la cueva es pequeña, no es adecuado rellenarla y sellarla. La superficie de trabajo es pequeña y difícil de operar. a.Intersección de la viga de la pared lateral y la viga viajera. El método de construcción adopta el método de arquear primero y luego la pared, de modo que las vigas de la pared lateral se puedan construir de forma segura bajo la protección del anillo del arco. La parte motriz de la plataforma adopta vigas pretensadas de hormigón armado. Los pilares y voladizos sostienen las vigas longitudinales. Las vigas de losa de hormigón armado sirven como placas de base para soportar las paredes laterales, las vigas se apoyan en pilares y vigas en voladizo respectivamente, y las vigas en voladizo se anclan en el lecho de roca mediante varillas de anclaje. c. Cruz arqueada de pared lateral. Los pies del arco de la pared lateral se colocan en la parte inferior de la pared lateral, y la bóveda está ubicada en los pies del arco del anillo del arco del revestimiento. El revestimiento se refuerza mediante la disposición de barras de acero para formar un arco de la pared lateral que pasa a través de la cueva.
3) Adoptar soluciones de evitación. Para no paralizar el proyecto, se utilizó un túnel guía circular para evitar la cueva y luego proceder a su procesamiento. Se debe enfatizar que cuando se utiliza un túnel guía circular para evitar una cueva, para evitar encontrarse nuevamente con una cueva, antes de elegir la ubicación del túnel guía circular, debe averiguar las condiciones de las cuevas dentro del rango antes de realizar una decisión.
conclusión del verbo (abreviatura de verbo)
Las cuevas son muy habituales en túneles en zonas calizas. Sólo haciendo concienzudamente pronósticos geológicos avanzados, entendiendo correctamente la distribución de las formas kársticas, las reglas de desarrollo kárstico y las características estructurales, y tomando diferentes medidas de tratamiento de acuerdo con las diferentes estructuras kársticas encontradas, se puede garantizar de manera efectiva la calidad, el progreso y la seguridad de la construcción de túneles kársticos.
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