立壁隧道施工指南(doc 53页)20179.docx
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1、中铁24局集团阳左高速公路ZB1合同段 立壁隧道施工指南立壁隧道施工指南第一章 地质质预报技术术研究 为了保保证施工期期间不会引引发突泥、突突水、及水水环境破坏坏,必须掌掌握岩溶的的形态、分分布、规模模等地质和和水文地质质环境。施工期期如果不采采取合适的的超前地质质预报,施施工地质灾灾害的发生生不仅影响施工工,而且会会造成地下下水破坏,产产生纠纷,为为止必须进进行高质量量的隧道施施工地质灾灾害超前预预报。需要进进一步解决决的问题:、 提高预报的的精度,特特别是判释释技术水平平、 综合各方法法之所长,进进行综合预预报、 使各种方法法的探测技技术规范化化和标准化化地质预报常常用方法:地质法、超超前
2、平导法法、超前水水平钻孔法法、超前钻钻孔声波测测井及跨孔孔声波透射射法、声波波反射法综合运运用超前地地质预报的的目的:探探测隧道掌掌子面前方方地质体的的规模、位位置及其性性质,为设设计施工提提供决策性性依据。综合地地质预报内内容:第二章 长、短期期超前地质质预报技术术长期超前预预报是采用用TSP-203(隧道地震震波探测),结合隧隧道地面地地质体投射射法和断层层参数预测测法两种长长期超前预预报技术。长期超超前地质预预报是在隧隧道所在地地区不良地地质分析和和宏观预报报基础上进进行的,它它的主要任任务是较准准确地预报报掌子面前前方1000m或更远远距离范围围内的主要要不良地质质体的性质质、位置和和
3、规模,粗粗略地预报报围岩的级级别和地下下水的情况况,经过研研究一般预预报距离可可达掌子面面前方1000200mm,长期超超前地质预预报,在隧隧道开挖和和掘进过程程中连续进进行,贯穿穿隧道的全全程。短期超超前预报一一般是为掌掌子面前方方1520m,最最多mm范围内更更为准确的的预报,主主要采用HHY-3003红外线线探测仪及及掌子面编编录法。短短期超前地地质预报主主要对象是是掌子面前前方可能出出现的岩层层,已经临临近的不良良地质体的的性质,地地下水体的的可能性质质,掌子面面及其附近近实见的不不良地质体体向掌子面面延伸的情情况和围岩岩的级别。短短期超前地地质预报是是在长期超超前地质预预报的基础础上
4、进一步步开展的预预报工作,选选择隧道开开挖和掘进的地地质复杂区区段中断续续进行。超前探探孔超前钻钻孔是在长长、短期地质预报报的基础上上再采用超超前探水孔孔进行验证证。孔底超超出开挖轮轮廓线外11.5m,因岩溶裂裂隙管导分分布很不规规律,探水水孔不一定定遇到岩溶溶管道,因因此在钻爆爆破孔时将将拱顶和隧隧道底钻孔孔加深进行行超前探测测,孔深m以上。第三章 水的危危害在岩溶发育育区,隧道道施工过程程中突发涌涌水的出现现,不仅会会影响隧道道施工进度度,造成施施工人员人人身安全,而而且容易造造成隧道穿穿越区域地地下水生态态的破坏,从从而引发法法律纠分及及诉讼,产产生一系列列社会政治治问题,同同时岩溶水水
5、特别是当CCO3等可溶性性物质含量量增高时,水水的流通将将改变隧道道结构的工工作状态,影影响隧道的的使用寿命命。岩溶堆堆集物因地地下水和流流动而坍塌塌下沉,改改变洞穴周周边应力分分布形态,影影响隧道的的稳定。而而且隧道中中由于地下下水的流失失,使隧道道顶部地面面岩溶塌陷陷,导致环环境地地质质的破坏。2.1、堵水水防漏方案案的确定隧道岩岩溶水连通通性好、水水量大。岩岩溶破碎带带多,若在在施工中出出现突水,不不仅会对隧隧道施工造造成极大的的影响,而而且会造成成山顶泉水水和地表水水、水库等等水资源的的漏失,引引发经济纠纠纷和社会会问题。2.2、堵堵水防漏原原则1、为施工工创造良好好的无水施施工条件,
6、提提高掘进速速度;2、维护既既有水环境境不破坏3、便于施施工,可操操作性强2.3、注注浆堵水方方案方案一:周周边浅层超超前预注浆浆:优点:长段短做做,施工简简便。经济济快速,缺缺点:形成成止水帷幕幕小,不能能有效土封封堵隧道工工作面前方方地下水。方案二:冻冻结法是通通过向沿隧隧道纵向布布置的冻结结管中循环环注入低温温盐水,使使冻结孔周周围地层冻冻结,形成成高强度封封闭性好的的冻结体,在在冻结体内内进行施工工,该方法法成本高,速速度幔,解解冻后高压压水对隧道道衬砌受力力不利。方案三:全全封闭深孔孔帷幕注浆浆,该方法法适用于多多种复杂的的地质条件件,可行成成较厚的全全封闭止水水帷幕,但但施工进度度
7、较幔,技技术难度大大,工艺要要求严,需需要较高的的组织管理理水平。通过注注浆效果、注注浆工期、施施工成本、结结合隧道特特殊地质情情况和严格格的环保要要求,决定定采用全封封闭深孔帷帷幕注浆堵堵水,实施施的关键是是做好设备备配套,选选好注浆参参数,制定定合理的工工艺,加强强施工组织织,以确保保堵截水效效果,加快快进度,降降低成本。为解决决隧道围岩岩富水段施施工,成立立富水段环环保注浆堵堵截水施工工技术攻关关小组,以以科技为先先导,坚持持“堵水防漏漏”原则和“先探测、预预注浆、后后开挖、补补注浆、再再衬砌的施施工原则,研研究合理的的施工技术术方案,优优化设备配配置,对岩岩溶富水隧隧道环保注注浆堵水施
8、施工技术这这一系统工工程的关键键技术逐一一细化分解解,通过技技术攻关和和工程实践践的不但优优化,重点点解决了以以下重大关关键技术。 隧道集集岩溶、瓦瓦斯、软岩岩、岩爆和和高压富水水等不良地地质于一体体,特别是是岩溶的发发育情况,施施工期如果果不采取可可靠的超前前地质预报报技术,不不仅会引发发突泥、突突水影响施施工,而且且会引起地下水水的破坏,为为此必须解解决隧道施施工地质超超前预报问问题。在岩溶溶富水地段段采用的综综合超前地地质预报技技术,包括括隧道洞体体不良地质质的宏观预预报、隧道道洞体不良良地质体超超前预报、超超前钻探、和和隧道洞体体施工地质质灾害警报报等四个方方面。、 隧道洞体的的宏观预
9、报报;不良地质宏宏观预报是是隧道施工工地质灾害害超前预报报工作的前前提,在隧隧道区域地地质条件分分析的基础础上进行隧隧道不良地地质宏观预预测预报,可可以了解隧隧道施工可可能遇到的的不良地质质类型、规规模、大约约产生部位位和方向,以以及了解这这些不良地地质诱发施施工地质灾灾害的可能能性和发生生的施工地地质灾害类类型、强度度以及对隧隧道施工的的影响。隧隧道不良地地质宏观预预报是进行行隧道不良良地质超前前预报与施施工地质灾灾害超前预预报工作的的工作基础础。、 隧道洞体不不良地质超超前预报是隧道超前前地质预报报的第二道道程序,根根据本工程程复杂的地地质情况特特别是岩溶溶发育情况况,综合运运用长期、短短
10、期超前地地质预报技技术.(1)长期期预报:是采用TTSP-2203(隧隧道地震波波勘探)结结合隧道地地面地质体体投射法和和断层参数数预测法两两种长期超超前地质预预报技术,长长期超前地地质预报是是在隧道所所在地区不不良地质分分析和宏观观预报基础础上进行的的,它的主主要任务是是较准确地地预报掌子子面前方1100m或更远范范围内的的的主要不良良地质体性性质位置和和规模,粗粗略地预报报围岩的级级别和地下下水情况,一一般预报距距离可达掌掌子面前方方150200mm,长期超超前地质预预报,要在在隧道开挖挖或掘进过过程中连续续进行。,贯贯穿隧道的的全程。(2)短期期超前预报报:一般为为掌子面前前方1520m
11、,最最多30mm范围内更更准确的超超前地质预预报。主要要采用HYY-3033红外线探探测仪及掌掌子面编录录预测法。短期超前地地质预报对对象主要是是掌子面前前方可能出出现的岩层层,已经临临近的不良良地质体的的性质、地地下水体的的可能性质质、掌子面面及其附近近实见的不不良地质体体向掌子面面前方延伸伸的情况和和围岩的级级别。短期期超前预报报是在长期期超前预报报的基础上上进一步开开展的预报报工作,是是隧道开挖挖和掘进过过程中连续续进行。3、超前前钻探:超超前钻孔是是在长短期期地质预报报的基础上上再采用超超前探水孔孔进行验证证。全隧在在岩溶地段段施作5个超前探探水孔,拱拱顶一个,两两拱角各一一个,另两两
12、个由现场场根据实际际需要确定定。孔底超超出开挖轮轮廓线外11.5m,因岩溶裂裂隙管导分分布不规律律,探水孔孔有时不一一定穿过岩岩溶管导,因此在钻钻孔爆破时时将拱顶和和隧底的钻钻孔加深至至5m以上上。进行超超前钻探。4、灾害临临近预报隧道施工地地质灾害临临近监测、判判断、和警警报,是隧隧道施工地地质灾害超超前预报的的核心任务务,主要内内容有五个个方面,一一是断层破破碎带塌方方与判断;二是岩溶溶陷落柱塌塌方与判断断;三是突突泥、突水水的预测与与判断;四四是瓦斯预预测与判断断;五是岩岩爆预测与与判断。预测、预报报精度要求求:对预测、预预报不良地地质准确度度达到基本本正确正正确。第四章 配套的的注浆设
13、备备以轨行式台台架为龙头头,以注浆浆管路为脉脉络,以轨轨道平车为为载体,将将钻孔系统统、注浆系系统、浆液液配制系统统、运输系系统等设备备有机地组组合在一起起,组成轨轨行式钻孔孔注浆列车车。4.1、注注浆液选择择 选择原原则是根据据岩溶水赋赋存情况和和涌水量大大小确定,当当遇到断层层破碎带或或涌水量大大时,选用用单液或双双液浆,当当遇到小裂裂隙型且水水量较小时时,则选用用TGRMM水泥基特特种灌浆材材料,以上上三种注浆浆材料各有有所长,在在注浆堵水水过程中配配合使用。 4.1.1、单液水泥泥浆类浆液液 单单液水泥浆浆是以水泥泥为主,添添加一定量量的速凝剂剂,用水调调制的浆液液,它具有有以下特点点
14、:、 凝结时间可可根据需要要调节,其其变化范围围为几分钟钟至几小时时;、 浆液结石率率可达1000%,抗抗压强度可可达510MPa,对于基基岩裂隙中中堵水和加加固是完全全能满足要要求,且后后期强度不不易下降。、 抗渗性能好好、 工艺设备简简单,操作作方便,较较之双液有有更大的优优越性。、 难以注入00.2mmm以下的裂裂隙;、 浆液无毒性性,对地下下水和环境境无污染,较较之使用化化学药剂为为添加剂的的浆液更安安全。、 来源丰富,价价格便宜、 凝胶时间相相对较长。凝胶时间表表气温:233 水水温20W:C8064水水泥速凝剂剂掺量(gg)022.12.32.52.731.2:112h493119
15、1194301:11h50mmin422515743400.8:111h28mmin38154351 44.1.22、水泥-水水玻璃类浆浆液 是是以水泥和和水玻璃为为主,两者者按一定的的比例采用用双液方式式注入,必必要时加入入缓凝剂(磷磷酸氢二钠钠)所形成成的注浆材材料,是一一种用途极极其广泛,使使用良好的的注浆材料料,它具有有以下特点点:、 来源丰富,价价格便宜、 结石体抗压压强度高,可可达520MPPa;但后后期强度由由于水玻璃璃作用而降降低。、 浆液结石率率100%,结石体体渗透系数数10-33cm/ss,抗渗性性能好;、 对地下水和和环境无污污染;、 难以注入00.2mmm以下岩溶溶裂
16、隙。、 采用双液注注浆方式,施施工工艺较较单液复杂杂。气温:233 水水温20W:CC:s(水水玻璃355Be,)C:S(水水玻璃355Be,)+2%磷磷酸氢二钠钠1:10.8:111:10.8:111.2:111231066266131:1120556266010.8:11115496155404.1.33、TGRMM水泥基特特种灌浆材材料是以特制的的高性能水水泥,配以以适当种类类和数量的的外加剂,共同混合合均制成具具有早强、高高性能的水水硬性胶凝凝材料,它它具有以下下特点:1、比表面面积大,可可注入0.2mm以以下岩溶裂裂隙中,弥弥补了普通通水泥浆液液在岩溶小小裂隙中不不易扩散的的不足;2
17、、浆液结结石率可达达100%,抗压强强度可达550MPaa以上。3、需用专专用的注浆浆工艺设备备,操作技技术要求高高4、浆液无无毒性,对对地下水和和环境无污污染,较之之使用化学学药剂为添添加剂的浆浆液更为安安全。主要性能如如下表TGRM水水泥基性能能表项目指标值比表面积(mm2/kg)700水下不分散散性PH111凝胶时间(分分钟)9流动度(mmm)240初凝(分钟钟)12终凝(分钟钟)45抗压强度(MMPa)50TGRM水水泥基参数数气温:244,水温:20W:C凝胶时间28天抗压压强度(MMPA)0.6:114023351.30.5:1133466520.4:113002253.5注浆范围
18、:为隧道开开挖轮廓线线外8m和和5m。4.2、注注浆压力选选择注浆压力是是注浆的主主要参数,对对浆液的扩扩散、裂隙隙填充、注注浆效果的的好坏,起起着决定性性的作用,因因此必须有有足够的压压力克服静静水压力和和地层阻力力将浆液压压入岩层中中,以达到到帷幕体加加固圈的厚厚度,但也也要避免压压力过大,浆浆液渗透远远,浪费材材料和时间间。浆液压压力与围岩岩的裂隙发发育程度、涌涌水压力、浆浆液材料及及凝胶时间间有关。借借鉴以往资资料,经比比较,注浆浆压力采用用,式中PP为注浆终终压,P00为涌水压压力(MPPa)。4.3、注注浆段长和和注浆孔帷幕注浆就就是要使浆浆液扩散到到注浆帷幕幕范围内所所有岩层裂裂
19、隙中,所所以注浆孔孔布置要以以浆液扩散散来出现空空白为原则则。浆液注入量量;单孔注浆量量,按假设设浆液在地地层中均匀匀扩散公式式计算式中单孔注浆浆量(m33)R浆液扩扩散半径(mm)取2.53mm;注浆浆孔长度(mm);n地层裂裂隙率()取;a浆液在在岩石裂隙隙中的充填填系数,视视岩石情况况取0.330.99;浆液消消耗率,取取1.1。4.4、帷帷幕注浆、止浆岩岩盘止浆岩盘按按注浆长度度,开挖进进尺进行预预留,根据据本工程情情况,止浆浆岩盘预留留mm,这样既既确保了注注浆效果,又又避免了每每个注浆循循环浇筑砼砼作止浆墙墙这道工序序。、埋设孔孔口管固结牢固密密实,保证证不漏浆,不不窜浆的孔孔口管
20、是决决定注浆效效果好坏的的重要因素素,其埋设设方法:先先用MK-5钻机钻钻引导孔,孔孔深3.22m,再将将直径108mmm,长33m孔口管管插入,外外露2030cmm,管壁与与孔口处用用麻丝填塞塞,再向孔孔内注双液液浆固结,孔孔口管起着着导向作用用,钻孔安安装时要控控制好外插插角。、钻孔钻孔要点:先在掌子子面用红油油漆按设计计标定孔位位,再移动动钻机,将将钻头对准准孔位,并并按该孔偏偏角调整钻钻机角度后后固定,开开孔时做到到轻加压,速速度幔、给给水要多的的操作要点点。钻孔记录:按表格填填写,主要要内容有按按孔号、进进尺、起始始时间、岩岩石裂隙发发育情况、出出现涌水位位置、涌水水量和涌水水压力等
21、。出水量与钻钻孔;钻进进过程中若若单孔出水水量小于330l/mmin,可可继续钻进进,若单孔孔出水量大大于30ll/minn,立即停停钻进行注注浆。、制浆根据选定浆浆液的配合合比参数拌拌好浆液,其其中水泥浆浆拦好后用用1mmmm网网筛过滤,放放入叶片立立式搅拌机机进行二次次搅拌,确确保浆液均均匀。、水压试试验注浆管路按按下图进行行连接,并并压水检查查注浆管路路的密封性性,同时冲冲洗岩石裂裂隙,扩大大浆液通路路,增加浆浆液充填的的密实性4.5、浆浆液的确定定 固固结孔口管管和封孔注注浆时用双双液浆,当当注浆孔涌涌水量小于于30L/min,选用TGGRM水泥泥基特种灌灌浆材料,当注浆孔孔涌水量在在
22、30200LL/minn范围内,选用凝胶胶时间46minn的单液浆浆或双液浆浆,当注浆浆孔涌水量量大于2000L/mmin时,选用凝胶胶时间34minn的单液浆浆或双液浆浆。4.6、 注浆顺序序和速度 先先注外圈,后后注内圈,同同一圈由下下向上间隔隔施作,当当钻孔涌水水量大于或或等于500L/miin时,注注入速度880150LL/minn,当涌水水量小于550L/mmin时,注入速度度35880L/mmin。4.7、注注浆方式采用分分段前进式式注浆或全全孔一次压压入式注浆浆,当钻孔孔过程中未未遇见泥夹夹层或涌水水,就一钻钻到底,全全孔一课外外作业压入入式注浆,当当钻孔过程程中遇到泥泥夹层或涌
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