（专业施工组织设计）岩溶隧道施工.PDF

筑龙网 WWW.ZHULONG.COM 岩 溶 隧 道 施 工 1.岩溶岩 溶 隧 道 施 工 1.岩溶:岩溶是可溶性岩层(如石灰岩、白云质灰岩等)受具有溶解能力（含 CO2）的水的长期作用而产生的。由于溶蚀的形成，位置、塌陷作用的不同，岩溶个体形态、大小也不同。岩溶可概略分为以下几种情况。1.11.1 按有无地下水分:1.1.11.1.1 溶缝、溶槽、溶洞暗河支岔通道有季节性流水。1.1.21.1.2 长年流水。1.1.31.1.3 溶洞内无水,其中有充填物或干燥无充填物。其规模有大有小,大的有几十米,如轿顶山隧道出口正洞掘进 1600m 遇上特大溶洞,溶洞沿线路长 80 余米,隧底面以上高 25m,宽约 60m,洞分四层,通道、支洞错综迂回，其下有常年流水的暗河，小的多在 10m 以内。1.21.2 按其出露在隧道洞身部位分 1.2.11.2.1 位于隧道顶部或顶部的一侧 1.2.21.2.2 位于隧道的墙部或墙部的一侧 1.2.31.2.3 位于隧道的底部或底部的一侧 1.2.41.2.4 洞身全部在溶洞或溶洞填充物内穿过 溶缝、溶槽、溶洞等，有沿线方向的，有与线路正交或斜交的，当隧道施工穿过可溶性岩层时，常遇见大小不等，形状各异部位不同，充填物及充填程度和含水量不等的溶缝、溶槽、溶洞及暗河通道等。如宜宾至珙县铁路的轿顶山隧道长 3376m，在施工中先后遇到溶洞、溶缝、溶槽、暗河通道等达数十次，它们都给施工带来一定的困难。有的甚至改线绕道，如轿顶山特大溶洞，就在洞内设三个弯道，绕开溶洞。2.隧道遇到各种溶洞的处理措施和施工方法:2.隧道遇到各种溶洞的处理措施和施工方法:隧道施工中遇到溶洞地段时,首先要查明溶洞分布范围,类型情况,岩层的稳定程度,溶洞内填充物和地下水流情况等,分别采取截、引、堵、越、绕等措施进行处理和施工。2.12.1 拦截地表水 根据勘测资料和施工现场观测,当地表自然沟床,汇水洼地发现有溶穴、落水洞、漏斗、竖井等为隧道地下水补给来源，补给量随季节变化，则采用拦截地表水。如为自然沟槽，采用在溶穴、落水洞、漏斗、地表陷穴四周施作浆砌片石排水沟。如地表为一溶蚀封闭洼地，则可采用截水沟，泄水暗管，泄水暗管将水引到隧道渗泄区以外。如图一筑龙网 WWW.ZHULONG.COM 为轿顶山隧道地表水截水处理的实例 540 530 520 510 宜宾 珙县 540 530 520 520 510 图 一 2.2 图 一 2.2 引排地下 当隧道掘进遇到溶洞有流水时，宜排不宜堵，首先应查明水源，涌水量，流向及与隧道位置的关系，采取以排为主，截引相结合的措施常年流量大的采用开凿泄水将水排除洞外，流量小的可采用拦截引排将水引入隧道排水沟内，排出洞外。2.2.12.2.1 常年流量大的岩溶地下水，即隧道排水沟无法正常完全排走的水。2.2.22.2.2 隧道设有平行导坑：地下水出露在平导一侧，比较好处理，可自平导凿泄露水洞，将水引入平行导坑排走。当地下水出露在平行导坑的另一侧,则需将水排引到平行导坑一侧,再由平行导坑开凿至正洞的泄水洞将水引入平导排出至洞外。当地下水出露在平导另一侧，拱顶上部，或隧道拱顶以上时,可在拱顶以上设渡槽，横跨隧道，将水引至平导一侧由泄水洞排至平导。渡槽两端置于拱顶以上的岩帮上，然后用竖向暗沟，将水引至泄水洞，再引入平导，排出洞外。如图二 涌水 隧 道 中 线 图 二 图 二 当地下水出露在平导另一侧，拱顶至隧底标高，可采用竖向间沟或在隧道衬砌范围外用浆砌片石拦水墙拦截地下水，当地下水出露较高时用间沟，出露较低时用拦水墙，然后用暗沟或暗管将水引至平导一侧，再由泄水洞排往平导排至洞外。如图三 泄水沟 截水沟 汇水暗管 溶蚀洼地 渡槽 泄水洞 平行导坑 竖向盲沟 筑龙网 WWW.ZHULONG.COM 涌 水 2.2.3 当隧道未设平行导坑时，其在隧道部位的处理方法，基本同有平行导坑，但泄水洞要选择适当位置将水排除至洞外。2.2.4 一般涌水即利用隧道排水沟能正常泄排走的水。在隧道施工中常遇到的是一般涌水。仍以引排为主，其处理方法是：涌水在隧道顶上部出露的，采用在衬砌范围以外，拱部设渡槽和墙部竖向暗沟，将水引至墙脚外侧，在衬砌边墙脚留一暗洞或理设钢管将水引入隧道排水沟，当涌水出露在边墙部位，在边墙衬砌以外可设竖向盲沟或暗沟、将水引至边墙脚外侧，在边墙衬砌时，墙脚留一暗洞或理管将水引入隧道排水沟排出洞外。2.3 堵填 2.3.1 对已停止发育，径跨不大，无水或渗水较小量，可根据其与隧道相交的位置及其充填情况，采用浆砌石或砼回填封闭，并辅以适当的引排水。2.3.1.1 溶槽位于隧道拱部,横穿隧道且有水,但溶槽不大,有部份充填物。采用浆砌征石回填封堵拱顶，其宽度至拱脚外 2m，并在涌水侧，作竖向暗沟或盲沟，将水引入隧道排水沟。如图四 浆砌片石 2m 图 四 图 四 泄水洞 浆砌片石拦水墙 隧道 竖向盲沟 暗沟或暗管 平行导坑 竖向暗沟或盲沟 图三 图三 筑龙网 WWW.ZHULONG.COM 2.3.1.2 溶洞们于隧道中部或一侧,仍采用浆砌片石封闭,渗水引入隧道排 水沟。如图五 图 五 2.3.1.3 溶洞隧底部且较小时,仍采用浆砌片石或砼封闭。2.3.22.3.2 隧道穿过溶洞,下部为充填物,拱部以上空洞,可采用加强衬砌,拱顶以上设浆砌片石,浆砌片石以上设干砌片石封闭.如空洞过高,可视岩石破碎程度,对空穴岩壁可进行适当喷锚加固。图五为轿顶山隧道 K58+167K58+177 一段,隧道洞身穿过溶洞充填物,充填物干燥紧密,拱顶为空洞的处理实例.衬砌改为类围岩,曲墙有仰拱,拱部增设钢轨骨架。3.0 干砌片石回填 1.5 浆砌片石 子 图 六 2.4 图 六 2.4 跨越:当溶洞较深时,不宜采用堵填封闭的方法,可采用梁、拱跨越，钽梁端或拱座要置于稳固可靠的基础上，在隧道施工中，以梁跨越较多，且施工较为方便。当隧道道边墙县空时，设钢筋砼或钢轨托梁通过，隧道底部以钢筋砼梁通过，易于12kg 钢轨弯制钢拱架 12 钢筋 浆砌片石 泄水孔 筑龙网 WWW.ZHULONG.COM 施工，质量可靠。如宜珙铁路马蹄山隧道 K61+780K61+798 段为一大溶液洞,隧道全断面位于溶洞内,且溶洞很深不宜回填。变更设计，两侧边墙下设 38kg/m 旧钢轨束钢筋砼托梁长 16m 通过。隧底设 16m 钢筋砼梁跨过。施工时托梁基础和桥台一起施工。2.52.5 施工中遇到特大和一时难以处理的溶洞。为使工程不陷入停顿，可以改线绕行通过溶洞或用迂回导坑绕过溶洞区，继续进行施工一面进行溶洞处理。如宜珙铁路轿顶山隧道，在距出口 1600m，k58+320+400 遇到一特大溶洞,溶洞沿线路长达 80 余米,隧底面以上高25m,宽近60m,洞分四层,通道支洞错综迂回,其下有常年流水的暗河.处理十分困难,经设计院现场设计组变更设计在隧道内增设 3 个弯道,改线绕行,避开溶洞通过。3、施工工艺 3、施工工艺 3.13.1 拦截地表水施工工艺 3.1.13.1.1 截水沟和泄水沟施工工艺 3.3.2 3.3.2 泄水暗管施工工艺 测量溶蚀洼地绘水面积、调查落水洞的水量 设计截水(泄水)沟截面形式和大小和流水坡率标高 测量放线,测放出水沟位置 用人工挖水沟,石方小炮爆破开挖 用人工砌筑截(泄)水沟 测量放线 开挖沟槽 回填埋设的暗管 埋设暗管 预制暗管 筑龙网 WWW.ZHULONG.COM 3.23.2 引排地下水工艺 3.2.13.2.1 拱顶横向排水渡槽:竖向暗沟，分段自下向上灌注，先于渡槽灌注完毕。3.2.23.2.2 泄水洞施工工艺，泄水洞开挖，采用人工手持风动凿岩机钻孔，爆破开挖，人工翻碴至平行导坑，或人力车运输至洞外，其工艺流程如下：搭设脚手架及支架并将水引至渡槽外侧 处理、加固岩帮设置渡槽两端的基岩 立 渡 槽 底 槽 制 作 模 型 弯 制 钢 筋 灌 注 底 板 砼 绑扎渡槽底板钢筋、立底板外模 立内模、绑扎渡槽侧墙钢筋 立外模、灌筑侧墙砼、外模随砼灌筑逐渐加高 养生、折内模 将水引入渡槽 拆除外模和支架、脚手架 筑龙网 WWW.ZHULONG.COM 3.2.33.2.3 暗沟施工工艺 3.33.3 回填封闭:一般浆砌片石或灌注砼常规方法 测量放线、布置炮孔 钻 孔、爆 破 通 风、出 碴 往 复 循 环 至 贯 通 开挖一段后、支护衬砌 测 放 暗 沟 位 置 开挖、修凿、检查暗沟断面 立下节暗沟模型 灌注下节暗沟砼 拆 除 下 节 内 模 立 上 节 模 型 养 生 拆 模 灌 注 上 节 砼 筑龙网 WWW.ZHULONG.COM 3.43.4 边墙跨越托梁施工工艺 3.53.5 隧底部跨越桥梁施工工艺 变更设计、确定托梁形式和结构布筋 两端基础处理和加固可与桥台同时施工处理 搭设支承架立底模 灌注托梁砼 放置旧钢轨和绑扎钢筋 养 生 拆 模 灌注边墙砼(边墙砼也可同托梁砼一起灌注)变更设计、确定桥梁结构形式 测 量 放 线 桥台基础开挖(与托梁基础一起施工)搭设浇筑梁部支架、立底模 桥 台 浇 筑 绑扎梁部钢筋和立侧模板 灌 注 梁 部 砼 养生、拆模 筑龙网 WWW.ZHULONG.COM 4.劳动力组织进度指标 4.劳动力组织进度指标 4.14.1 地表截水沟、泄水沟：采用一班制施工，一个施工段，23 作业面两个作业组 20-25人，其中：开挖作业组开山工。约 10 人，砌筑作业组，石工 3-4 人，普工 8-12 人。每日可完成 30-40m。4.24.2 泄水暗洞,采用一班制施工:2 个作业组施工约 25 人。其中开挖作业约 10-12 名,开山工担任挖沟出土,管节预制安装组 12-14 人,其中木工 1 人,钢筋工 1 人,砼工 3-4 人,石工 1 人,普工 6-8 人,每天可完成土石方 30-40m3。4.34.3 渡槽:一个综合作业组施工 18-20 人。其中:开挖工 2 人,架子工和木工 2 人,钢筋工2 人,电工 1 人,卷扬机司机 1 人,砼工 4 人,普工 6-8 人。4.44.4 泄水洞:采用三班制施工,每小班约 10 人,其中:开挖工 2-4 人,翻碴、运输出碴工 4-6人,电工 1 人。需衬砌时，增加木工 1 人，砼工 3-4 人，每小班进度 1.01.5m 4.54.5边墙托梁:采用三班制施工,开挖工2-4人,木工2人,钢筋工2人,电工1人,砼工3-4人,普工 2-4 人,合计每班约 15 人。4.64.6 桥梁施工:采用三班制施工,桥台开挖每小班开挖工 6-8 人,翻碴普工 8 人,合计每小班 14-16 人。桥台砼灌注,每小班电工 1 人,木工 1 人,砼工 3-4 人,普工 6-8 人,合计 12-14 人。桥梁综合作业班施工约 20 人。其中：电工 1 人，架子工 2 人，木工 2 人，钢筋工 4人，砼工 3-4 人，普工 6-8 人。5 5 机械设备配置 5.15.1 地表截水沟,泄水沟和排水暗管:配备 12m3/min 一台，风动凿岩机 4 台，350L 搅拌机一台。5.25.2 泄水洞:利用隧道风水管和凿岩设备,不需另行配备。5.35.3 渡槽、托梁和桥梁:开挖利用隧道的风水管路和凿岩设备,砼灌注仍用隧道衬砌的砼拌合和捣固设备,另增加 1t 卷扬机 1 台,钢筋加工设备一套。6 质量控制要点 6 质量控制要点 6.16.1 地表截水沟,泄水沟砌筑时,必须要先铺底灰,灰浆饱满,保证水沟不漏水。6.26.2 暗沟接头处要设砼基座,暗管接头要封堵,严密不漏水。6.36.3 泄水洞掘进施工中要掌握好坡度,保证排水畅通。6.46.4 渡槽暗沟施工量,需先临时引向渡槽的一侧,保证渡槽、暗沟施工不受水的影响，施筑龙网 WWW.ZHULONG.COM 工后需待砼达到一定强度，能确保砼不受水流冲刷影响时，方能将水引入渡槽和暗沟。6.56.5 托梁使用的旧钢必须经过探伤检查无断裂现象,且通长无接头,如需接长时,采用斜口焊接后,两侧再加鱼尾钣邦焊,同一截面的接头应小于 50%,钢筋要保证位置正确。6.66.6 桥梁施工时,应保证底模支撑牢固模型不变形,钢筋位置正确。6.76.7 砼要捣固密实,在钢筋密集部位,用坍落度较大的砼，在整个灌注和捣固过程中必须保证钢筋不变形走位。7.安全、质量及环保措施 7.安全、质量及环保措施 7.17.1 在隧道施工前,对地表进行详细勘察,结合设计文件提供的资料,分析研究岩溶状态,估计可能遇到溶洞的地段,制定过各类溶洞的施工方案及安全措施。7.27.2 对地表水、出水点、地表陷穴、等进行详细了解和测量，采取截排水和对地表进行必要的处理，防止地表水下渗。7.37.3 在掘进时，当凿岩机钻进速度变快时，可能已达到溶洞边缘，应注意观察地下水变化情况及裂隙溶蚀程度，当有所加剧时就加强支护及排水工作，放缓掘进速度，采用钻超前探孔的方法，探明前方地质和地下水情况，防止水囊、岩溶水暗河或泥夹水大量涌入隧道。7.47.4 当隧道掘进施工为下坡地段，可能遇到溶洞时，要准备足够的排水设备。7.57.5 当掘进达到溶洞边缘时，各工序要紧密衔接，加强支护，同时设法探明溶洞的形状、范围、大小、充填物及地下水等情况，据以制定施工处理方案及安全措施。7.67.6 施工中溶洞顶板要经常检查及时处理危石,根据溶洞大小,顶板石质情况,对顶板进行适当的加固防护,如喷砼或锚、网、喷加固。7.77.7 在溶洞充填体中掘进.如充填物较松软,可用插板法,或开挖前劈裂注浆法施工,并注意预留沉落梁.如充分填物为碎石块堆积,可在开挖前采用注浆加固。7.87.8 溶洞未作出处理方案前,不要将弃碴倾填在溶洞中。7.97.9 施工污水废水排出洞外后,需经过沉淀后排放。7.107.10 开挖土石及充填物要弃置在指定弃土场,作好弃土场防护,防止堵渠污染河流及损害农作物。