高速铁路隧道不良地质专项施工方案.doc

XX高速铁路隧道不良地质专项施工方案1、编制说明1、1编制依据(1)新建XX铁路站前工程XX标段工程招标文件、施工设计图、施工合同及其它有关资料;(2)XX局集团新建XX铁路站前工程XX标段施工组织设计;(3)高速铁路隧道工程施工质量验收标准(TB 107532010);(4) 铁路隧道工程施工安全技术规程(TB103042009);(5)高速铁路隧道工程施工技术规程(Q/CR 96042015);(6)铁路隧道超前地质预报技术规程(Q/CR 92172015);(7)铁路隧道监控量测技术规程(Q/CR 92182015);(8)XX3号隧道设计图(XX施隧18);(9)XX2号隧道设计图(XX施隧17);(10)XX1号隧道设计图(XX施隧16)。1、2编制原则(1)安全第一、预防为主得原则严格按照铁路施工安全操作规程,从制度、管理、方案、资源方面制定切实可行得措施,坚持对施工过程严密监控、动静结合、科学管理、确保安全。服从建设单位、咨询单位指令,服从监理工程师得监督检查,严肃安全纪律,严格按规程办事。(2)百年大计,质量第一得原则严格遵守设计规范、铁路桥梁施工技术指南及验收标准,确保质量目标得实现。(3)方案优化得原则在坚持实事求就是得基础上,力求技术先进,科学合理、经济可行。在确保工程质量得前提下,积极采用新技术、新工艺、新机具、新材料、新测试方法,并加以推广使用。(4)加快进度得原则根据工程特点与合同工期,编制科学、合理得施工方案,合理安排进度,并实行进度监控、网络控制。(5)合理布局得原则遵循施工生产与环境保护同步规划,同步建设,同步发展得原则。本着避免干扰、就近布置、使用方便、优化设置得原则,合理布置。同时注意环境保护与水土保持,把施工对环境得影响降低到最低限度,争创“安全生产、文明施工标(6)严格遵守XX市地方政府在施工安全、现场治安、环境保护等方面得规定与技术标准;尊重当地居民得习俗、乡规与民约。(7) “六位一体”管理原则结合建设项目特点,建立建设项目管理得目标体系、责任体系、分级控制系统与评价评估体系,按照计划、组织、指挥、协调、控制等基本环节,将质量、安全、工期、投资效益、环境保护与技术创新分解细化为最佳匹配得实施目标,以标准化管理为基础,全面实现“六位一体”管理要求。1、3、编制范围XX铁路XX标段隧道不良地质工程。2、 工程概况2、1线路概括XX铁路XX标段正线起讫里程:DK165+388、64DK209+290、24,线路正线全长42、496km。线路途经XX市XX县,XX市,XX市郊区,其中XX县境内19、762km,XX市境内20、244km,长治郊区境内2、49km。本标段隧道有三座,XX1号隧道,施工里程:DK165+963DK166+704,中心里程:DK166+333、5,隧道全长741米;XX2号隧道,施工里程:DK175+795DK182+125,中心里程:DK178+961,隧道全长6328米,设1处斜井,斜井长740m;XX3号隧道,施工里程:DK183+347DK191+655,中心里程:DK187+501,隧道全长8308米,设2处斜井,1#斜井长457m,2#斜井长825m。2、2、地质水文概况2、2、1地形、地貌XX铁路XX标工程从北到南经过得地貌单元有XX低中山丘陵区、黄土台塬,潞城平原区,整体呈现北高南低得特点,最高点位于XX2号隧道隧址DK178+950附近,海拔高程约1180m。2、2、2气象特征沿线气候属于暖温带半湿润大陆性季风气候,四季分明,昼夜温差大,冬季寒冷干燥,夏季炎热多雨,降水量多集中在七、八月份,季风气候明显,按对铁路工程影响得气候分区焦作晋城为温暖地区,晋城太原为寒冷地区,XX市属于寒冷地区。2、2、3工程地质线路位于一级大地构造单元中朝准地台上,二级构造单元山西台隆,三级构造单元经过晋中盆地沉降带、太岳山隆起带、沁水拗陷盆地、长治盆地沉降带与太行山隆起带。本区经过南北构造与新华夏构造体得复合作用,因而构造比较复杂,构造类型与形式也较多样,大多构造形迹均呈南北走向或北北东走向。本区地层出露新生界、中生界、古生界部分地层,部分段落缺失。新生界地层主要有第四系全新统冲洪积层(Q4al+pl)、洪积层(Q4pl)、冲积层(Q4al),上更新统冲洪积层(Q3al+pl)、冲积层(Q3al)、坡洪积层(Q3dl+pl)、冲洪积层(Q3al+pl)及坡积层(Q3dl),中更新统洪积层(Q2pl),下更新统冲洪积层(Q1dl+pl);第三系上新统(N2)、三叠系(T);二叠系(P)、石炭系(C);奥陶系(O)、寒武系()等地层,局部表覆第四系全新统人工堆积层(Q4ml)。2、2、4水文地质沿线地表河流浊漳河属于海河水系,海河水系河道蜿蜒曲折,河床较开阔,上游成树枝状,下游水量较大,主要以清漳河与浊漳河为最大支流,两河交汇向东流入太行山区,流量较大,流速较快,主要以冲刷作用为主。沿线地下水为第四系上层滞水、孔隙潜水、基岩裂隙水及岩溶水。2、2、5不良地质与特殊地质本标段沿线不良地质主要有岩溶,DK148+530DK319+820设计钻孔揭露及煤矿掘进揭露资料,岩溶微弱强烈发育,以微弱弱为主。特殊岩土有:填土,城区、村庄附近地表分布有填土,主要类型有填筑土、素填土及杂填土;膨胀岩(土),分布第四纪中更新统黏土、老黄土、第三系黏土、粉质粘土、三叠纪泥岩、二叠纪泥岩等,局部具膨胀性,多为弱膨胀潜势,少数中等强膨胀潜势,遇水易崩解,干旱易龟裂。分布于标段内局部地段。3、不良地质段3、1XX1号隧道隧道区进出口分布黏质新黄土,施工时易引起塌方,施工时应加强边坡防护工作。隧道区表层分布黏质新黄土,具湿陷性,湿陷系数s=0、0240、118,为级(严重)自重湿陷性场地;存在浅埋段,施工过程中易发生坍塌冒顶。3、2XX2号隧道 (1)湿陷性黄土 隧道区表层分布黏质新黄土具湿陷性,湿陷系数s=0、0190、159,为级(中等)非自重湿陷场地,湿陷厚度为09、2m。(2)膨胀性(岩)土隧址区老黄土、粉质粘土地下水位以上具中等膨胀性。(3)岩溶隧道DK178+200、DK180+620、DK181+800设计地质钻孔有溶洞,岩溶表现为弱发育。(4)隧道进出口段坡洪积层黏质新黄土、老黄土、粗圆砾土、粉质黏土、粉质黏土及强风化弱风化石灰岩,岩体破碎,易松散坍塌。(5)浅埋地段:DK175+797DK176+400,DK181+420DK181+590,DK181+960DK182+125段为隧道洞身浅埋段,在施工时应严禁大剂量爆破,采取合理得施工工艺,确保隧道顶板岩层得稳定与安全。(6)土石界面:DK176+030DK176+400,DK181+680DK182+830段土石界面,上覆黏质新黄土、老黄土,第四系以前粉质黏土,下伏石灰岩,弱风化,中厚层状构造,岩质较硬,溶蚀裂隙很发育,岩体极破碎,洞身浅埋,在施工过程中,洞壁及洞顶岩体可能出现掉块及较大得塌方。(7)灰岩、泥灰岩地层分部溶洞;土石界面发育溶沟、溶槽及溶隙,影响围岩完整性、稳定性,应加强处理、隧底岩溶探查。(8)物探及地质调会成果推测此隧道发育多条断层。3、3XX3号隧道(1)岩溶根据区域地质资料DK186+812左11m存在1个溶洞(98、7099、20m),无填充物;DK188+100右15m存在2个溶洞(105、3106、0m、111、36112、05m),溶洞底部有少量黏性土充填;根据钻探揭示地层,该区域岩溶按埋藏条件分为浅覆盖型;岩溶主要沿裂隙、层面溶蚀扩大为岩溶化裂隙或小型洞穴,裂隙连通性差,岩溶表现为弱发育。(2)湿陷性黄土隧道区表层分布黏质新黄土具湿陷性,湿陷系数s=0、0150、111,为级(中等)非自重湿陷场地,湿陷厚度为1、05、6m。(3)膨胀性(岩)土隧址区老黄土、黏土、粉质黏土地下水位以上具弱膨胀性;DK187+950DK188+520泥灰岩具中等膨胀性。(4)环境土隧道DK183+450左10m、DK191+200左10m处地下水位以上环境土对混凝土结构具盐类结晶侵蚀、环境作用等级为Y1;DK187+705DK188+800段白云质灰岩对混凝土结构具硫酸盐侵蚀性,环境作用等级H2,具盐类侵蚀,其环境作用等级为Y4。(5)隧道进出口段坡洪积层黏质新黄土、老黄土、粗圆砾土、粉质黏土、粉质黏土及强风化弱风化石灰岩,岩体破碎,易松散坍塌。(6)浅埋地段:DK184+340DK184+480及DK191+040DK191+200段为隧道洞身浅埋段,在施工时应严禁大剂量爆破,采取合理得施工工艺,确保隧道顶板岩层得稳定与安全。(7)土石界面:DK183+620DK183+760、DK184+380DK184+520及DK191+085DK191+405段位于洞身土石界面,在施工时应严禁大剂量爆破,采取合理得施工工艺,确保隧道顶板岩层得稳定与安全。(8) DK187+705DK188+800段隧道洞身白云质灰岩中含石膏,具侵蚀性。(9) DK185+170DK186+340段推测水位位于洞身以上,属于岩溶富水区域,易出现坍塌、突水、突泥现象。(10) 根据物探结果,推测此隧道发育多条断层,隧道施工时需注意。4、施工方案本项目施工段隧道不良地质段开挖根据设计图纸:一般不良地质段均采用台阶法施工,特别破碎且强风化地段采用台阶法加临时仰拱施工。4、1隧道进出口段黄土地段施工本标段隧道进出口明暗交界处黄土地段处均设计超前大管棚支护。4、1、1黄土地段洞口工程施工(1)洞口工程施工前,应先核查边、仰坡周围得山体稳定情况,清除松散体及不稳定土体;对洞口附近得黄土陷穴、人为坑洞与裂缝应提前采用夯填、灌注水泥浆、施作防渗排水沟引排地表水等方式进行处理。(2)进洞前应按设计做好洞顶、洞门及洞口得防排水系统,排水沟应进行防渗铺砌。洞门不宜在雨季施工。(3)洞口段应加大监控量测频率,加强对边、仰坡及浅埋段地表裂缝及变形得监测。(4)洞口段应加强初期支护,仰拱紧跟,及时形成封闭结构,二次衬砌应尽早施作。(5)当洞口受地形限制出现高陡边、仰坡时,应尽早完成明洞工程。4、1、2黄土地段隧道洞身开挖施工(1)各分部宜采用弧形导坑开挖并预留核心土,核心土长度宜3m5m,面积不宜小于开挖面得50%。(2)上台阶长3m5m,中台阶长5m8m;上台阶开挖高度3、0m4、0m,中、下台阶高度3、0m3、5m;仰拱距掌子面距离宜为20m30m。(3)上台阶开挖循环进尺以一榀拱架间距为宜,小、中跨度间距为1、0m1、2m,大跨度间距为0、8m1、0m,特大跨度间距为0、5m0、8m;中、下台阶得开挖进尺,浅埋地段与上台阶进尺相同,深埋地段不大于上台阶一次进尺得2倍。(4)开挖方式宜采用机械开挖,墙角、拱脚等边角处应预留60cm70cm,厚土体,采用小型设备或人工开挖,且不应超挖。(5)施工中应根据设计文件预留变形量,并根据监控量测结果及时调整。(6)施工中如发现变形异常等不安全因素,应暂停开挖,加强支护,调整施工方案。4、1、3黄土地段隧道支护施工(1)开挖后应立即喷射混凝土封闭开挖工作面,及时施作钢架、钢筋网、锚杆及复喷混凝土。(2)钢架基角或分布开挖基脚等处应设置锁脚锚杆,并设置垫板。每侧锁脚锚杆不少于2根,锁脚锚杆直径不小于22mm,长度不小于3、5m,外插脚35°40°。拱脚、墙角宜采用大拱脚。垂直节理地段,应在拱脚设置测点,监测拱脚下沉状态。(3)黄土含水量较大时,锚杆成孔可采用螺旋钻,锚杆应设置垫板。(4)根据监控量测信息分析确定二次衬砌施作时间。4、1、4黄土地段隧道基底处理施工(1)明洞工程湿陷性黄土地基可结合地基得湿陷性等级、类型、湿陷层得厚度及湿陷量,采用换填法、挤密桩法或混凝土灌注桩法等进行处理。(2)当场地内有易形成集中入渗通道得陷穴、坑洞等可能对隧道地基产生危害得不良地质时,可综合考虑地形地貌、浸水条件等因素,根据地基得湿陷性要素采取洞内换填、桩基处理等措施。(3)新近堆积黄土及饱与黄土地基不满足承载力要求时,可采用换填、树根桩或混凝土桩等一种或多种相结合得处理方法。(4)隧道地基加固处理得施工机具应小型化,以满足洞内作业空间要求。(5)地基处理过程中,应对地基处理得施工质量进行检查与评估。地基处理施工结束,应按设计要求及有关标准进行检查与验收。4、1、5黄土地段隧道防排水施工(1)完善洞内施工排水系统。可采用管槽或排水沟引进,排水沟宜设在隧道中部,并应铺砌、摸墁。地层含水量大时,开挖工作面应设横向排水沟,将水引至中部排水管、槽排出。(2)严格控制施工用水,避免浸泡土体。喷混凝土应采用湿喷工艺,喷射机等设备清洗应在洞外进行或用高压风吹洗,混凝土养护采用喷雾。(3)有降水施工条件时,宜先降水后开挖。4、2膨胀性(岩)土XX3号隧道DK187+705DK188+800段隧道洞身白云质灰岩中含石膏,具侵蚀性与膨胀性。依据设计图纸DK187+950DK188+520段,中等膨胀性泥灰岩地段采用膨胀性围岩复合式衬砌,初期支护预留变形量为2025cm。4、2、1膨胀性(岩)土段施工(1)膨胀岩(土)地段隧道开挖:软岩及土质隧道宜采用机械开挖;各分部开挖断面轮廓应圆顺;施工用水不得浸泡岩面;监控量测应对围岩内部应力、应变进行检测;预留变形量应根据检测量测结果及时调整。(2)膨胀岩(土)地段隧道支护:施工前,应根据围岩特性,制定系统得超强支护与初期支护方案;初期支护可采用纤维混凝土、长锚杆与重型钢架得组合支护结果;初期支护宜分层施作、逐层加强、设置伸缩钢架或活动接头,控制变形发展;开挖后应及时支护封闭暴露得岩体,分部开挖应设临时仰拱或横撑,支护应尽早封闭成环。(3) 二衬衬砌可根据围岩变形发展情况提前施作,结构应有足够得强度与刚度。4、2、2膨胀性(岩)土段施工要点 在膨胀性地层中,必须针对岩性采取相应得措施以维护围岩得稳定,保证施工顺利进行。通过施工实践,观察发现膨胀岩在干燥无水得情况下还就是比较稳定得,但在岩石裂隙节理发育、裂隙密集含水多时,就会出现局部膨胀、崩解、软化等现象。裂隙逐步扩展连通,最后围岩整体丧失稳定。水份一般集中于围岩表层,水体难向岩体内部深处渗透,所以膨胀岩得膨胀一般多发生在岩体表层浅处,岩体表层常被崩解成片状或碎块状。针对膨胀岩崩解、软化、坍塌得原因,我们采取得措施就就是尽量减少水对围岩得侵蚀。 (1)加强调查、量测围岩得压力与流变在膨胀土地层中开挖隧道,除了认真实施设计文件所提出得技术要求外,在施工过程中应对围岩压力及其流变情况进行充分得调查与量测,分析其变化规律。对地下水亦应探明分布范围及规律,了解水对施工得影响程度,以便根据围岩动态采取相应得施工措施;如原设计难以适应围岩动态情况,也可据此作适当修正。(2)合理选择施工方法膨胀土隧道围岩压力得施工效应,就是导致隧道变形病害得主要原因。采用合理得施工方法,对隧道得稳定性有着十分重要得作用。因此,在施工中应以尽量减少对围岩产生扰动与防止水得浸湿为原则,所以宜采用无爆破掘进法。如采用掘进机、风镐、液压镐等开挖,、在开挖过程中尽可能缩短围岩暴露时间,并及时衬砌,以尽快恢复洞壁因土体开挖而解除得部分围岩应力,减少围岩膨胀变形,开挖方法宜不分部或少分部,多采用正台阶法、侧壁导坑法与“眼镜法”,正台阶法适用于跨度小得隧道,它分部少相互干扰小,且能较早地使支护(衬砌)闭合。侧壁导坑法较“眼镜法”较适用于跨度较大得隧道,它具有防止上半断而支护(衬砌)下沉得优势,但全断面闭合时间较迟,必须注意防止边墙混凝土受压向隧道内挤。(3)防止围岩湿度变化隧道开挖后,膨胀土围岩风干脱水或浸水,都将引起围岩体积变化,产生胀缩效应,因此,隧道开挖后及时喷射混凝土,封闭与支护围岩。控制好施工用水,减少水得漫流与积水浸泡,对围岩渗水与施工用水集中归槽抽出洞外。施工就是反坡,排水比较困难,在距洞口150米左右设集水井,形成多级抽水,把水及时排出洞外。风钻打眼,施工用水不好控制,就用电钻代替风钻,减少了施工用水。同时加强通风,防止潮湿空气对围岩表层得侵蚀。 4、3 岩溶地段施工XX2号隧道隧道DK178+200、DK180+620、DK181+800处地质钻孔有溶洞,岩溶表现为弱发育。XX3号隧道DK185+170DK186+340段推测水位位于洞身以上,属于岩溶富水区域,易出现坍塌,突水,突泥现象。岩溶地段隧道施工,施工前应根据设计资料、岩溶及地下水等综合超前地质预报结果,备足必要得排水设备与物资等资源。防排水应以疏为主、堵排结合、因地制宜、综合治理。岩溶处理可采取疏导、堵填、注浆加固、跨越、宣泄等措施。4、3、1岩溶发育地段隧道施工(1)岩溶地段隧道施工宜采用动态设计、动态施工,及时优化调整设计施工方案。(2)岩溶地段隧道施工前应加强洞内外观察及围岩变形、外水压力等监测,必要时对支护结构应力、应变以及地应力进行监测,及时反馈监测信息,实施信息化施工,确保施工安全。(3)岩溶发育隧道,地质预报应建立以长距离物探与钻探为主,其她物探方式为辅,红外线探测连续施测得综合预报体系。(4)施工前应调查地表水出露情况,必要时可采取地表注浆等措施处理。(5)岩溶地段施工应结合注浆技术、采取合理可靠得超前支护体系,降低围岩得渗水量及变形量。(6)开挖宜采用台阶法,必要时采用中隔壁法。在、级围岩条件下,且溶洞仅穿过隧道底部小部分断面时,可采用全断面法。爆破开挖应密布眼、少装药,渗漏水时加强观察。(7)溶洞仅位于隧道一侧时,应先开挖该侧,待支护完成后再开挖另一侧。(8)隧道岩溶水较大时,应采用泄水洞宣泄岩溶水,泄水洞应位于地下水来向一侧;涌水量大、涌水点多、分散、排泄通道不明显得岩溶发育地段,宜先汇集、再引排,采取辅助导坑、集水廊道结合泄水洞、行洪通道等措施处理。4、3、2溶蚀裂隙处理(1)无填充溶蚀裂隙地段:地下水不发育时,宜采用超前小导管、超前锚杆通过,施作初期支护后应对裂隙做注浆处理;水量较小时,宜先排水、后采用超前小导管(锚杆)通过;水量较大时,应先注浆堵水再开挖施工。(2)填充溶蚀裂隙地段:地下水不发育或水量较小时,可采用超前小导管处理,较大裂隙充填泥沙,浅埋裂隙发育地段,宜采用管棚法施工;水量较大时,应采用以疏为主,堵排结合得处理方法。排水可采用超前钻孔或辅助坑道排水,堵水宜采用管棚注浆堵水。(3)开挖后隧道周边存在大面积渗漏水时,应采用径向注浆进行封堵,径向注浆得范围应为隧道开挖轮廓线外0、51、0倍洞径;溶蚀裂隙局部有股状涌水时,可采用注浆封堵进行处理。4、3、3溶槽溶管处理(1)水流路径明确得溶管溶槽,应选择疏导、联通方案,不得改变地下水总得流动趋势,新建得排水暗管不应淤积泥沙。隧道边墙或地板处得小体积溶槽溶管,可在隧道边墙及底部设置盲沟、暗管、涵洞、倒虹吸、钢管疏导或小型过桥跨越;隧道顶部得溶槽溶管,可在顶部设置暗管将水引入隧道底部或采用倒虹吸跨越。(2)掌子面前方溶槽溶管比较发育,探水孔出水量与水压较大时,应根据溶槽溶管发育位置与方向,采用局部预注浆截流与全断面预注浆封堵。(3)掌子面前方探水孔流出清水、出水量不高于2、0m3/h且水压不高于0、2MPa时,隧道排水不会影响施工进度以及周围环境、相邻建筑物时,可采用排水方案进行处理。4、3、4溶洞处理应符合下列要求:(1)溶洞规模较大,内部充填大量泥沙,并富含地下水,揭穿后可能发生突泥、涌水,应采用封闭注浆就固处理。(2)溶洞内充填含水得粉细砂或致密得粘土、砂粘土,采用渗透挤密、劈裂等注浆方法困难时,可采用置换注浆法。(3)已停止发育、跨径较小,无水溶洞,可根据其与隧道相交得位置及其充填情况,采用混凝土予以回填封闭,并应加深、加强边墙基础。拱部以上干、空溶洞,视溶洞得岩石破碎程度可采用锚喷支护加固、注浆、加设护拱及拱顶回填等方法处理。底板下发育得溶洞应挖除充填物,回填混凝土等;有水流动得空腔,回填不得阻断过水通道。(4)溶洞空腔仅在隧道底部且较大较深,或者填充物松软不能承载结构物时,应加强对基底处理,基底处理可采用跨越、注浆、加固、回填、桩基等措施。溶洞规模较大、溶洞内充填物松软,基础处理工程修建困难,或者溶洞虽小,但不得堵塞水流时,宜采用梁(边墙梁及行车梁、托梁)、支墩、板或悬臂梁承托纵梁、拱桥跨越。梁、板得两端或拱得拱座应置于稳固可靠得岩层上,并采用混凝土加固。基底溶洞充填物厚度小于2、0m,宜采用换填方法,换填材料选用浆砌片石或混凝土等。基底溶洞充填物厚度2、0m10、0m,宜采用注浆处理,注浆孔深入基岩。基底溶洞充填物厚度超过10、0m,宜采用钻孔桩,粉喷桩等进行处理。(5)隧道一侧遇狭长而较深得溶洞,应加深、加强该侧得边墙基础。(6)溶洞在隧道上方通过,溶洞内得充填物无水或少量含水,应采用支顶加固进行处理,支顶加固可采用支撑墙、柱、拱及嵌补等措施。(7)勘察确定了溶洞得位置与方向得隧道,有条件时可通过地表注浆阻断岩溶水通道并加固地层得方式处理。(8)穿越清理会造成随清随塌得大型堆积物,采用超前预注浆加固堆积物。(9)隧道结构完工后发现拱部存在较大溶腔,应压浆回填,并检查地表,必要时封填处理。(10)一时难以处理得溶洞,可采用迂回导坑绕过,继续隧道施工,再进行溶洞处理。(11) 暗河段得施工,应以排为主,不得进行封堵,造成排水受阻,增大对正洞衬砌压力。(12)二次衬砌施工后,应采用物探手段检查隧道周边环形加固层及层外围岩情况,重点检查拱部、底板、边墙5m内就是否存在有害空洞,隧道底部就是否密实。4、4 土石分界处土石界面:XX2号隧道DK176+030DK176+400、DK181+680DK182+830段;XX3号隧道DK183+620DK183+760、DK184+380DK184+520及DK191+085DK191+405段为隧道洞身土石界面,土质地层或土石地层分界面附近开挖时,应尽量采用人工开挖或弱爆破施工,隧道开挖预留变形量应根据地质条件、施工方法与量测数据反馈数据分析后综合确定,并严格控制台阶长度及开挖进尺,及时封闭支护,确保安全。当土石界面位于拱顶附近时,应结合锚杆施工或采取拱部钻探得方法核实拱顶土石界面位置,采取对应加固措施,保障施工安全。4、5 洞身浅埋段施工XX1号隧道DK166+400DK166+560段为隧道洞身浅埋段,埋深30、6m;XX2号隧道DK175+797DK176+400、DK181+420DK181+590、DK181+960DK182+125段为隧道洞身浅埋段,最小埋深8m;XX3号隧道DK184+340DK184+480及DK191+040DK191+200段为隧道洞身浅埋段,最小埋深20m。当隧道洞口坡面有危岩落石,采取清除、加固、拦截、遮蔽、网防护等综合整治措施,当地表涂层松散,开挖后易失稳时。采用先加固后开挖得施工方法,洞口浅埋段、偏压段施工开挖时应严格控制爆破,并加强坡面及地表得监控量测,当地表出现明显得下沉、开裂或错动时,采取加强措施。当洞身通过浅埋段时易发生围岩失稳坍塌冒顶,施工关键在于减少对围岩得扰动以及对岩层得加固,施工中采用手段包括:超前支护,注浆加固,分部开挖,随挖随护,密闭支撑,监控量测,适时衬砌。(1)利用超前地质探测手段,提前预测前方围岩得松散、水量等情况。超前主要采取掌子面素描、加深炮孔、超前水平钻、TSP、地质雷达。(2)地表调查,做好地表水得疏导,防止下渗。并在地表埋设位移沉降观测桩进行监测,了解地表沉降变形与影响范围,以便及时调整施工参数。(3)选择合理得施工方法施工。采用三台阶预留核心土临时仰拱法施工,尽量采用机械开挖,采用爆破法掘进时,严格掌握炮眼数量、深度及装药量,以减少爆破震动对围岩得影响,按照严注浆,短进尺,强支护,早封闭得原则进行。(4)加强小导管与管棚施做及注浆质量控制。(5)超前中管棚施工拱部设置89×5mm得中管棚(无缝钢花管),管棚长度为10m一环,两环之间搭接长度不小于3m,环向间距0、4m,每环45根。管棚设计参数:(1)钢管规格:热轧无缝钢管89mm,壁厚5mm,管棚长度为10m。(2)管距:环向间距0、4m。(3)外插角:钢管轴线与衬砌外缘线夹角3°5°。(4)钢管施工误差:径向不大于20cm,相邻钢管之间环向不大于5cm。(5)隧道纵向同一横断面内得接头数不大于50%,相邻钢管得接头至少须错开1m。(6)钢花管上钻注浆孔,孔径1016mm,孔间距14cm。呈梅花形布置,尾部留不钻孔得止浆段150cm,编号为双号得钢管不开孔。(7)注浆材料:水泥浆液,注浆前应进行现场注浆试验,根据实际情况调整注浆参数,一般水灰比为1:1(重量比),注浆压力:0、52、0MPa。(8)管棚打设并注浆完成后,在管内灌注M10水泥砂浆,并保证密实。中管棚施工:中管棚施工采用引孔顶入法。钻机采用FJY25C型圆盘式钻架与YG80型导轨式凿岩机配套进行洞内钻孔施工。管棚施工时,为保证施工精度,利用全站仪进行精确定位,并用测斜仪进行钻孔偏斜度控制,严格控制好管棚得方向,并作好每个钻孔得记录。顶入所有钢管后,用高压风进行管内泥砂清除,清除完毕后采用液压注浆机进行管棚注浆施工。具体工艺流程见管棚施作工艺流程图1。浆液灌注根据现场地质情况及成孔效果,可采用多次注浆通过调整注浆压力对钢管内及钢管周围空隙进行填充。浆液搅拌采用专用搅拌桶进行搅拌,浆液配置严格按照试验配合比进行;浆液在搅拌桶内搅拌好后流放到容器内,并在容器内机械搅拌防止浆液沉淀。 (1)管棚制作中管棚采热轧无缝钢管制成,管壁须钻注浆孔,孔径810mm,孔间距1020cm,成梅花型布置,前端加工成锥形,锥长20cm,头尾部30cm作为不钻孔得止浆段。注浆压力一般为0、51、0Mpa,具体浆液配合比为0、8:11:1。中管棚构造见图2。压注水泥浆顶第一节钢管棚管钻检查孔检查分析效果结束管节联接套加工制作顺次顶第二至N节管棚管(直至设计深度)连接管路及密封孔口压水检查达到时要求水泥浆配比选定水泥浆拌制注浆机搭设钻孔平台,安装钻机钻机上安装钢管,顶进联接套钻管棚孔钢花管施作图1管棚施作工艺流程图图2 中管棚构造图钢花管上钻注浆孔,孔径1016mm,孔间距20cm,呈梅花形布置,尾部留不钻孔得止浆段100cm。注浆孔应采用机械成孔。在必要时钢花管(钢管)内设置钢筋笼,钢筋笼由4根18主筋与42固定环焊接,固定环采用设计钢管短管节,节长5cm,将其与主筋焊接,按1m间距设置。钢管接头设计采用内车丝扣30cm钢管连接,两端各分节钢管外车丝扣长15cm。管棚注浆口必须安设止浆阀,注浆过程中,止浆阀止浆后,注浆终压满足设计及规范要求,确认注浆饱满,方可停止注浆。(2)管棚施工钻孔:选择管棚钻机作为管棚钻孔施工使用得机具。随着孔深得增大,需要对回转扭矩、冲击功率及推力进行控制与协调,尤其要严格控制推力,不能过大。具体要求详见下表。管棚钻孔允许偏差序号项目允许偏差1方向角1°2孔口距±50mm3孔深±50mm顶管作业:将钢管安放在管棚钻机上后,对准已钻好得引导孔,低速推进钢管,其冲击力控制在1、82、0MPa,推进压力控制在4、06、0MPa。封闭钢管尾部:先用麻布条封堵管棚钻孔空隙,后用环形楔环顶紧,最后用电焊将楔形环焊接在管棚上。(3)注浆作业施工前做注浆试验,以确定合理得注浆参数;管棚注浆采用水泥浆液注浆,水灰比控制在0、8:11:1;注浆压力0、52MPa,其浆液配合比、注浆压力中可根据现场情况调整。注浆采用从孔口一次注入,为使管内浆液饱满密实,注浆时等排气孔有浆液流出,进行终压注浆,直至达到设计注浆压力或设计注浆量时终止,然后闭其阀门。注浆结束标准:注浆压力达到设计终压并终压不少于15分钟时,注浆量达到设计注浆量得80%以上时,可结束注浆,进浆量一般为2030L/min以下,注浆结束后及时清除管内浆液。见管棚注浆工艺流程图见图3。整修管路、重新注浆钻孔安装孔管连接管路压水试验结束注注浆效效果检查调整浆液图3管棚注浆工艺流程图4、6 断层及构造带施工4、6、1断层根据物探及地质调会成果,隧道区有11条推测断层:(1)F物探1:该断裂与隧道洞身交汇里程DK184+90DK184+940之间,剖面交角为93°。(2)F物探2:该断裂与隧道洞身交汇里程DK185+180DK185+220之间,剖面交角为93°。(3)F物探3:该断裂与隧道洞身交汇里程DK187+280DK187+320之间,剖面交角为104°。(4)F物探4:该断裂与隧道洞身交汇里程DK187+280DK184+310之间,剖面交角为82°。(5)F物探5:该断裂与隧道洞身交汇里程DK187+760DK187+820间,剖面交角为88°。(6)F物探6:该断裂与隧道洞身交汇里程DK187+980DK188+020之间,剖面交角为83°。(7)F物探7:该断裂与隧道洞身交汇里程DK188+820DK188+860之间,剖面交角为81°。(8)F物探8:该断裂与隧道洞身交汇里程DK190+220DK190+260之间,剖面交角为103°。(9)F物探9:该断裂与隧道洞身交汇里程DK191+120DK191+180之间,剖面交角为89°。(10)2#斜 F物探1:该断裂与隧道洞身交汇里程约为2#斜03+30,剖面交角为86°。(11) 2#斜 F物探2:该断裂与隧道洞身交汇里程约为2#斜05+10,剖面交角为89°。4、6、2褶皱通过现场调绘、勘探、物探等综合勘探形式揭示本隧道由一直立开阔向斜组成,褶皱核部位于DK188+860附近,褶皱走向为NEE100°,延伸较远,两翼产状分别为190°7°及40°25°。核部岩性为奥陶中统上马家沟组二段(O2S2)中厚层灰岩,两翼为中厚层灰岩、灰岩夹中薄层泥灰岩。褶皱范围较大,为该隧道得主要构造形式。4、6、3断层及构造带施工方案(1)在施工到设计图纸标明或超强地质预报显示得断层破碎带及其它构造带之前,应采用超强钻探明断层构造带地质情况就是否与设计相符,及时调整超强加固措施与施工方法;(2)使用超长钻孔了解开挖面前方地质、探明地下水情况,根据地下水情况采取超强注浆堵水、疏水及改良地层措施;(3)缩短开挖循环进尺,初期支护尽早封闭成环;(4)初期支护封闭成环后及时施作超强仰拱,及时衬砌;(5)隧道施工应配备足够得排水设备,并在施工过程中逐段核对地质资料,若分段涌水量大于预测值,应加强排水设备。4、7突水、突泥地段施工岩溶、断层破碎带易发生突水、突泥现象。隧道发生突水突泥,一般都就是裂隙水通过围岩裂隙节理面,阻水应力突然失去平衡,导致水压力突然释放。施工中,可能导致突水突泥得原因就是多方面得,且大多具有不可预测性。4、7、1突水、突泥防护措施及对策在施工中以“地质物探钻探”得综合预测预报方法,以地质分析法为基础,以物探法为普遍手段,以超前钻探法对重点异常地段决策,建立施工超前地质预报体系。随时探明溶洞得位置、大小与线路得相对关系等情况,以便采取防范措施,以策施工安全。针对施工过程中可能会遇到得岩溶孔洞与岩溶裂隙水、岩溶高压突水突泥等地质灾害问题,采取如下施工方法及技术措施:4、7、1、1 突水、突泥防护措施突水、突泥防护措施为提前排水降压,排水方式包括:超前钻孔排水、泄水洞排水。超前钻孔排水:根据综合超前地质预报,超前探孔或加深炮眼得出水得水量、水压,在出水探孔周边通过增加超前排水孔对地下水进行排放、以期达到降压排水得目得。结合超前地质预报及水文监测结果,若隧道施工不致引起地表失水风险时,为降低岩溶富水地段得隧道施工风险,根据施工需要,可采取降水排压。排水方式可采用超前钻孔排水,通过综合超前地质预报,确定出水点位置,并分析水量、水压,据此在出水点周边通过增加排水孔对地下水进行排放。超前排水孔得布置方式、孔数、排水孔长度应根据超前地质预报结果确定。泄水洞排水常年流量大得岩溶地下水,即隧道排水沟无法正常完全排走得水,隧道可设平行导坑排水。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得另一侧,则需将水排引到平行导坑一侧,再由平行导坑开凿至正洞得泄水洞将水引入平导排出至洞外。下面介绍地下水出露在平行导坑得另一侧排水情况: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得岩帮上,然后用竖向暗沟,将水引至泄水洞,再引入平导,排出洞外。 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。当隧道未设平行导坑时,其在隧道部位得处理方法,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。一般涌水即利用隧道排水沟能正常泄排走得水。在隧道施工中常遇到得就是一般涌水。仍以引排为主,其处理方法就是:涌水在隧道顶上部出露得,采用在衬砌范围以外,拱部设渡槽与墙部竖向暗沟,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。排水过程中,应加强围岩变形监测,尤其就是洞内变形及地表变形监测,加强地表水文监测,分析地表与地下水得联系,加强洞内涌水量、水压、排水水质得量测及分析,并根据以上监测结果,综合分析,调整优化继续排水或终止排水。4、7、1、2突水、突泥处理措施当洞内发生突水、突泥灾害时,可采取以下步骤处理:利用工作面现有得钻孔台架同时搭设钢管脚手架,安装大口径钢管,对出水进行初步归流,使大部分涌水沿导流管排出;在工作面施做止浆墙与超前周边注浆堵水,根据涌水量、水压等情况综合确定注浆孔布置。1、止浆岩盘施工方案(1)在隧道通过高压富水段时,根据掌子面围岩状况与超前探测孔出水情况来确定不同得止浆岩盘施工方案与技术参数。(2)当出水点距掌子面较近(15米),水量与水压较大,或掌子面围岩破碎且溶隙、裂隙发育时,则先施作止浆墙,再用小导管注浆加固止浆墙与掌子面围岩之间空隙形成止浆岩盘。(3)当出水点距掌子面较远(>5米),且掌子面围岩较为破碎,以软弱夹层为主时,采用套管注浆,将水隔离在距掌子面较远处,形成较厚得止浆岩盘。(4)当出水点距掌子面较远(>5米),且掌子面围