2022年贵广铁路隧道可能突水涌泥地段施工方案.docx

精选word文档 下载可编辑新建贵阳至广州铁路工程 XXXX 标段x隧道可能突水涌泥地段专项施工方案编制：审核：审批：局集团贵广铁路工程指挥部2011 年 1 月目录1工程概况 .12可能涌水突泥地段 .13施工方法及溶洞处理方案 .23.1涌水、突泥的预防及处理措施 .23.2涌水、突泥段支护方案 .33.3积极开展超前地质预报工作 .54隧道工程涌水突泥应急预案 .64.1应急物资与装备保障 .64.2应急预案 .6xx 隧道可能突水涌泥地段专项施工方案1 工程概况隧道隧区属中低山地貌区，地形起伏较大，河流、道路蜿蜒曲，冲沟发育。进口段多呈“ V”型沟，地势陡峭，出口属低山缓坡地貌。测区地面标高 350750m，相对高差 100300m，自然坡度一般 20 50°。坡顶、坡面普通覆盖坡残积土层， 植被发育较好，多开垦为旱地、良田，呈现出层层梯田的状美景观，部分地带树木茂盛。在河谷、河谷坡脚多见基岩出露，山脊上局部见有基岩露头。隧道进口位于贵州省从江县独洞乡伦洞村，出口位于从江县宰告村，进口位于 321 国道北部 15km的沟谷内，需要通321 国道与外界联系。该隧道进口段位于平曲线 R=9000m右偏曲线上，出口段位于平曲线 R=12000m左偏曲线上，其他位于直线上。初期支护为锚喷支护，复合式衬砌。进口为端墙式洞门，出口为端墙式洞门。洞内采用无碴轨道，进口洞内设 25m无碴轨道过渡段，出口采用无碴轨道，无碴轨道结构高度 66cm。隧道两侧设置救援通道，救援通道尺寸为 1.5m*2.2m （宽* 高）。可能涌水突泥地段dl+el测区出露地层主要为上覆第四系全新统坡残积层（ Q4）粉质黏土，下伏地层为：二叠系上统合山组上段（ P2h2）灰岩夹白云质灰岩、泥灰岩（偶夹硅质岩），合山组下段（P2h1）页岩夹硅质岩，二叠系下段茅口组（ P1m）灰岩，震旦系下统富禄组（ Z1f ）长石石英砂岩、页岩及砂岩，震旦系下统长安组上段（ Z1c2）含砾泥质砂岩、长石石英和砂质泥岩，长安组下段（ Z1c1）砂质泥岩、页岩，上板溪群拱洞组上段（ Ptbg2）为板岩和千枚岩。测区内构造线主要为北北东向，岩层走向一般为北北东向，受线路左侧发育的区域性譬洞断层影响，段内次级构造较发育，主要发育有一向斜和 xx断层及贯洞逆断层。段内地表多为干燥坚硬粉质黏土，山高坡陡，不利于大气降雨的积留和对地下水的补给。测区地表径流主要为位于隧道进、出口端的小河流，及位于隧道南、北侧的小溪流。隧道区山体呈东西延伸走向，成为南北地表水的分水岭，隧道顶部为众溪流发育地，1溪流流向渐离隧道区。隧道区地下水主要为洞身范围内的基岩裂隙水，裂隙水具有分布不均匀、水量较小的特征，主要由大气降雨补给。其中断层带及节理裂隙发育、岩体破碎，有利于地下水的聚集与运移，地下水较发育，水量较丰富。隧道出口段 D2K273+290+774.84为可溶岩分布地段，可溶岩被页岩或粘土（洞口附近）覆盖，地下水在线路两侧山凹中有出露，形成一连串水井，可见该段岩溶及岩溶水发育。段内发育xx断层及贯洞逆断层，破碎带宽 1530m,断层导水性好，断层附近岩体破碎，围岩稳定性差，开挖易发生掉块、塌方现象，由于断层地段具富水条件，可能发生突水现象，施工应引起足够重视。施工方法及溶洞处理方案本隧道施工可能会遇到岩溶地段，当遇到岩溶地段时，应根据设计文件有关资料及现场实际，查明溶洞分布范围情况（大小、有无水，溶洞是否发育，以及其填冲物）、岩层的稳定情况和地下水流情况（有无长期补给来源、雨季水量有无增长）等分别以引、堵、越、绕等措施进行处理。涌水、突泥处理原则：以堵为主，限量排放。3.1 涌水、突泥的预防及处理措施一般隧道在地下水发育的断层破碎带或可能出现涌水、 突泥地段，隧道开挖可能引起涌水、突泥、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。施工采用小导管注浆对隧道四周及掌子面围岩进行固结堵水， 注浆加固范围严格按设计要求。并加强初期支护防拱部及掌子面失稳坍塌。对注浆盲区、注浆后的岩面渗漏水应采用小导管法补注浆（见表 3.1）。表 3.1岩溶隧道技术对策表序号项目技术对策1岩 溶 预 报定性预测；洞内超前钻孔预报；隧底预探预报2岩溶地下水处理方案暗沟排水方案；涵洞、泄水洞排水方案；渗沟、铺砌排水方案及注浆堵水方案3小型溶洞处理方案浆砌封闭、回填压实；护拱防护；换填片石、加强衬砌；隧道底板梁规模较大支顶加固支承墙加固；支承柱加固；拱桥支顶加固；挖孔桩支顶加4固溶洞处理简支梁跨越；栈桥跨越；拱桥跨越；边墙拱跨越；整体浮方案跨越放、支托跨越2岩溶隧道开挖（同软弱微震爆破技术；预加固、短进尺、弱爆破、强支护、勤测5施工围岩相似）量、快衬砌的方针对于 xx 隧道水量不大，含泥量低的地段，可采用以排为主，或先排后堵的施工方法：主要采用 6m超前地质钻孔进行排水降压，在涌水量减小后，采用施工期间的疏导方法。3.2 涌水、突泥段支护方案3.2.1隧道防排水原则对于与地表存在良好水力联系，地下水发育、具有较强富水性的断层及其影响带：采用“以堵为主，限量排放”的原则，采用超前预注浆或径向注浆等手段，降低围岩渗透系数，控制地下水流失。其他地段采用“防、排、堵、截结合，因地制宜，综合治理”的原则，保证施工、结构、设备和行车安全。3.2.2总体技术对策及处理原则施工过程中严格遵循综合预报，先探后掘；排堵结合，综合治理；全程跟踪，突出重点；预案在先，规避风险；试验先行，快速决策；安全第一，确保进度的原则。根据施工期间洞壁围岩出水形式，制定施工阶段具有快速决策性的参考基准，对渗滴水、线状渗水和高压集中涌水采取超前周边注浆、径向注浆、定点注浆等不同方式进行处理。根据类比分析，施工期洞壁围岩出水形式主要有渗滴水、线状渗水和高压集中涌水三种形式。不论何种形式均属溶蚀裂隙涌水，其注浆封堵采取为充填 ( 塞) 式注浆，具体处理原则见表 3.2 。表 3.2 不同类型涌水的处理原则涌水涌水特点处理原则类型渗滴水涌水量少、水压力低不考虑注浆处理或在洞身开挖过后型出水再进行后注浆处理，以不影响掘进进度。线状一般出现在断层、破碎带或节理裂根据预测涌水量，作周边注浆和定渗水隙发育洞段，虽其涌水压力不高，但涌点注浆处理。3水面大，对洞内施工也有一定的影响。高压集力争在涌水点未揭露前进行注浆封涌水量大、压力高、突发性强、危中涌水堵。采用超前注浆措施，在静水条件下害性大，一旦揭露后再行封堵费时较多封堵。3.2.3径向注浆施工注浆孔按 1m×1m梅花型布置，孔深 5m，孔径 42mm。边墙及拱顶岩面少量出水时，采用单液注浆。水泥浆的水灰比为 0.5 1.0 ，注浆浆液由稀到浓逐级变换，即先注稀浆，然后逐级变浓至 1.0 为止。若渗、滴水量大面广时，采用 TGRM特种浆液注浆止水， TGRM特种浆液从厂家购置成品，按要求密封存放，以防老化和固结。待注浆孔眼及设备准备就绪后，开启浆液，倒入注浆池，并在规定时间内压注完毕。注浆压力控制在 0.5 1.0MPa。首先在出水点处用风钻打孔并在孔口埋设一根 2580 的钢管做引水管，埋进深度不小于 2m，外露岩面不小于 30cm，管口安装阀门；然后在出水点四周钻 m深注浆孔，预埋注浆管，注浆管外露端突出岩面不小于 20cm，以便与注浆泵联接。第一次注浆之前，先喷射混凝土封闭岩面，喷射混凝土厚度不小于 10cm，以起到止浆墙的作用。注浆时先注外圈孔后注内圈孔，逐渐缩小封闭圈，最后关闭引水管口阀门。注浆结束标准与压注效果判定基准，单孔结束标准为单孔进浆量小于 20L min。3.2.4隧道突涌水施工技术措施利用 TSP2003地质预报、地质雷达探测、红外线探水仪预测、不良地质段超前水平钻孔等措施。及时了解和掌握前方地下水情况，并根据地下水含量制定相应的处理措施。超前钻孔一旦钻到地下水，立即停钻，并实施灌浆，按照注一段钻一段的前进式注浆方式实施，直至钻到设计深度，将超前钻孔与超前预注浆纳入同一个工序来实施。前后两次超前探孔保证有最小 5m搭接长度，后一次钻孔至少前 5m在前一次的注浆岩盘内。在水压、水量较大的情况下，采用分层泄水减压、分层注浆的方式，即下层管注浆、中层管放水和中层管注浆、上层管放水，逐层抬水把水排挤到拱顶以上规定的止水固结圈以外。做好注浆效果的检查工作，按规定实施检查孔，做到先检查再开挖。为提高注浆效果，在浆液中加入 TGRM特种灌浆材料。4超前地质预报出涌水量不大，可能是渗滴型出水情况时，先开挖通过后再进行灌浆止水。对于部分涌水点，隧道开挖后起初涌水量不大，但若不采取措施封堵，会逐渐增大涌水量甚至转化成突水灾害而影响正常的施工生产， 因此，对达不到规定的涌水点及时进行补充灌浆封堵是防突水的重要措施之一。当隧道揭露线状渗水时，因其水压力并不高，单点出水量也有限，一般情况下考虑周边钻孔水泥单浆液封堵。当出现高压集中涌水时，外水压力较大，流速较快，采用“分流卸压”方案。在地下水补给区与涌水点之间实施分流，水量较小时设置分流钻孔，以减小高压集中涌水的外水压力，再调整浆液胶结时间对渗水点实施灌浆，最后采用“关闸”形式封堵。当揭露出水量相对较小的高压集中涌时水，采用钻孔的方式分流泄压，根据涌水量大小决定钻孔孔径及数量，采用液压钻孔台车或管棚钻机钻孔，孔口安装导流管和阀门，便于控制。分流导管安装完成后，截取部分岩溶或裂隙水从导流管排出，使原涌水点水量减小，然后再实施注浆。3.3 积极开展超前地质预报工作由于隧道地质复杂，施工可能存在着涌水、突泥、断层带产生流变等灾害。对地质进行超前探测，作出准确的预报是施工的重点及关键。隧道施工过程的地质超前预报预测，主要是根据地表和已经开挖的隧道的地质调查和各种探测方法取得的资料， 以及地质推断法预测开挖工作面前方一定长度范围内围岩的工程地质条件。如：地面地质调查法、洞身地质素描法、钻速测试法、综合物法、平导先行法、钻探孔法、涌水量观测、有害气体预测、岩体结构面量测和围岩变形观测。物探测试主要有 TSP法、地质雷达法。预测时根据地质条件的不同，采用一种或几种方法组合综合预报，以工程地质法（包括图析法及地质素描法）进行超前宏观预报为前提，结合 TSP203超前地质预报系统、地质雷达等综合手段，分长期预报、中期预报、短期预报三个阶段对隧道岩体特征、断层、涌水等不良工程地质进行超前预测预报。对物探异常区采用钻孔进行验证，以便指导施工。地质素描：棋盘石隧道 3#横洞采用全断面地质素描，填写施工地质围岩级别判定卡，建立地质素描管理台帐。地质素描过程中发现地质出现异常情况，可能影响施工安5全时，立即采用相应的施工技术措施。地质雷达法：采用地质雷达进行地质超前预报，该方法可以探查断层及破碎带、大节理、岩脉、陡倾角岩体分界线，以及岩溶、洞穴等。岩溶发育情况应用地质雷达进行短期超前地质预报。及时的对掌子面前方地质情况做出判断小型含水断层破碎带发育，对施工影响较小。基于此判断，我部及时的进行了施工调整，采用必要的超前长钻孔施工技术措施，迅速组织人员进行掘进施工。TSP203探测法： TSP203是最新一代智能型预报仪，传感器能采集不同方向的地震信号，能根据地震反射波判断发射截面的三维几何形态，经电脑分析，自动得出图像和结果。鉴于此种方法探测距离远，能更好的指导施工，我部在 3#横洞拟采用此种方法进行超前地质预报隧道工程涌水突泥应急预案4.1 应急物资与装备保障项目部根据隧道突水涌水情况储备高压力注浆设备、大马力抽水机、排污泵、电缆、 200 焊接钢管、42 超前注浆小导管、水泥、钢木支撑、方木、编织袋器具等，配备应急救援器材、设备。保障部负责物资装备的检验、保养、维修工作，监督应急物资的储备情况、掌握应急物资的生产加工能力储备情况，保证各种应急资源处于良好的备战状态。4.2 应急预案当事故的评估达到应急预案启动条件时，即 3#横洞出现大量涌水、突泥时，立即向应急预案组长项目经理上报，组长给现场应急救援队发出启动预案的指令，施工现场应急救援队应立即指挥各应急救援组根据当时的情况立即采取相应的应急处置措施或进行现场抢救，同时要以最快的速度进行报警、并上报局指挥部，各应急救援组接到指令后，要立即赶赴事故现场，组织、实施抢救排险，并随时贯彻执行项目部针对险情作出的决策。救援结束后，救援领导组宣布响应终止，之后事故调查组开展事故调查取证，善后工作组开展善后处理工作。项目部根据应急救援实施过程对重大危险源应急预案进行补充改进，并根据规定向局指挥部上报详细的事故报告。6