岩溶隧道施工作业指导书.doc

中铁十三局集团有限公司中铁十三局集团有限公司 施工过程控制标准化管理手册（隧道分册）施工过程控制标准化管理手册（隧道分册） 岩溶隧道施工作业指导书 编 制： 审 核： 批 准： 目 录 1.目的1 2.编制依据1 3.适用范围1 4.岩溶隧道施工地质探测、监测1 4.1 超前探测1 4.1.1 综合超前物探 1 4.1.2 超前水平钻孔探测 1 4.2 常规地质调查法1 4.3 洞内涌突水的实时监测1 4.4 洞外实时观测1 5.岩溶隧道施工1 5.1 岩溶 1 5.1.1 按有无地下水分 2 5.1.2 按其出露在隧道洞身部位分 2 5.2 隧道遇到各种溶洞的处理措施和施工方法 2 5.2.1 拦截地表水 2 5.2.2 引排地下 3 5.2.3 堵填 4 5.2.4 跨越 5 5.3 施工工艺 5 5.3.1 拦截地表水施工工艺 5 5.3.2 引排地下水工艺 6 5.3.3 回填封闭 7 5.3.4 边墙跨越托梁施工工艺 7 5.3.5 隧底部跨越桥梁施工工艺 8 6.劳动力组织进度指标8 6.1 地表截水沟、泄水沟 8 6.2 泄水暗洞 8 6.3 渡槽 8 6.4 泄水洞 8 6.5 边墙托梁 8 6.6 桥梁施工 8 7.机械设备配置9 7.1 地表截水沟、泄水沟和排水暗管 9 7.2 泄水洞 9 7.3 渡槽、托梁和桥梁 9 8.质量控制要点9 9.安全、质量及环保措施9 岩溶隧道施工作业指导书 1.目的 明确岩溶隧道施工作业的注意事项，操作要点，避免可溶岩地段与断层破碎带突水、突泥 灾害的发生，保证隧道施工安全。 2.编制依据 高速铁路隧道工程施工技术指南铁建设【2010】241号 高速铁路隧道工程施工质量验收标准 （TB 10753-2010） 施工图设计文件 3.适用范围 适用于可溶岩地段与断层破碎带及其影响带、层间滑动带、构造及岩溶裂隙发育带、可溶 岩与非可溶岩地层界线、岩性突变地段、可能存在的岩溶裂隙、管道、大型溶洞和地下水的隧 道施工。 4.岩溶隧道施工地质探测、监测 4.1 超前探测 4.1.1 综合超前物探 主要针对可溶岩分布地段和断层破碎带及其影响带、层间滑动带、构造及岩溶裂隙发育 带、可溶岩与非可溶岩地层界线、岩性突变地段、可能存在的岩溶裂隙、管道、大型溶洞和地 下水的超前探测。 远距离超前物探：首选方法为地震波反射法，如TSP203、TRT6000、TGP等仪器，探测距离 为200m；HSP声波反射法探测距离为100m。 4.1.2 超前水平钻孔探测 采用钻孔超前探测，钻孔长2030m，验证近距离超前物探成果。 4.2 常规地质调查法 地层岩性特征、结构面性质、产状及发育程度、岩体破碎程度与填充情况，洞壁变形破 坏特征、岩溶发育程度等。 地质作图描述，对掌子面前方一定范围内，约520m的地质条件进行预测预报。 4.3 洞内涌突水的实时监测 各涌水点（掌子面炮眼涌突水）的实时监测，监测内容包括各涌水点的水量、水压、位 置、地层岩性、裂隙与岩溶发育特征等。 4.4 洞外实时观测 岩溶水地表排泄点监测包括泉点、暗河的水量及动态；地表河流监测包括隧道通过地带上 下游河水流量及动态，拟选定35个控制断面，要求510天监测一次。 5.岩溶隧道施工 5.1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。 5.1.1 按有无地下水分 （1）溶缝、溶槽、溶洞暗河支岔通道有季节性流水。 （2）长年流水。 （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,小的多 在10m以内。 5.1.2 按其出露在隧道洞身部位分 （1）位于隧道顶部或顶部的一侧。 （2）位于隧道的墙部或墙部的一侧。 （3）位于隧道的底部或底部的一侧。 （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。 5.2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。 5.2.1 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、泄水暗管将水引到隧道渗泄区以外。如图1隧道地表水截水处理。 540 530 520 510 540 530 520 截水沟 汇水暗管 溶蚀洼地 图 1 隧道地表截水图 5.2.2 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洞将水排除洞外，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。 （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）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2 涌水 隧 道 中 线 图 2 引排地下水图 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盲沟，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3 涌 水 渡槽 平行导坑 竖向盲沟 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 图 3 引排地下水图 （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。 （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。 5.2.3 堵填 （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。 溶槽位于隧道拱部,横穿隧道且有水,但溶槽不大,有部分充填物。采用浆砌片石回填封堵 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4 浆砌片石 2m 图 4 溶洞位于隧道中部或一侧,仍采用浆砌片石封闭,渗水引入隧道排水沟。如图5 图 5 溶洞隧底部且较小时,仍采用浆砌片石或砼封闭。 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。 如图6 竖向暗沟或盲沟 浆砌片石 泄水孔 3.0 干砌片石回填 1.5 浆砌片石 图 6 5.2.4 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，担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。 当隧道道边墙悬空时，设钢筋砼或钢轨托梁通过，隧道底部以钢筋砼梁通过，易于施工， 质量可靠。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，继续进行施工同时进行溶洞处理。 5.3施工工艺 5.3.1 拦截地表水施工工艺 （1）截水沟和泄水沟施工工艺 12kg 钢轨弯制钢拱架 12 钢筋 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 图 7 截水沟和泄水沟施工工艺流程图 （2）泄水暗管施工工艺 图 8 泄水暗管施工工艺流程图 5.3.2 引排地下水工艺 （1）拱顶横向排水渡槽施工工艺 图 9 拱顶横向排水渡槽施工工艺流程图 竖向暗沟，分段自下向上灌注，先于渡槽灌注完毕。 （2）泄水洞施工工艺 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， 弯 制 钢 筋 测量放线 开挖沟槽 回填埋设的暗管 埋设暗管 预制暗管 养生、折内模 将水引入渡槽 拆除外模和支架、脚手架 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 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 其工艺流程如下： 图 10 泄水洞施工工艺流程图 （3）暗沟施工工艺 图 11 暗沟施工工艺流程图 5.3.3 回填封闭 一般浆砌片石或灌注砼常规方法 5.3.4 边墙跨越托梁施工工艺 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 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) 图 12 边墙跨越托梁施工工艺流程图 5.3.5 隧底部跨越桥梁施工工艺 图 13 隧底部跨越桥梁施工工艺流程图 6.劳动力组织进度指标 6.1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。 6.2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。 6.3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。 6.4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 6.5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。 灌 注 梁 部 砼 养生 、拆模 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 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) 6.6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。 7.机械设备配置 7.1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。 7.2泄水洞 利用隧道风水管和凿岩设备,不需另行配备。 7.3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。 8.质量控制要点 （1）地表截、泄水沟砌筑时,必须要先铺底灰,灰浆饱满,保证水沟不漏水。 （2）暗沟接头处要设砼基座,暗管接头要封堵,严密不漏水。 （3）泄水洞掘进施工中要掌握好坡度,保证排水畅通。 （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。 （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,两侧再加鱼尾钣帮焊,同一截面的接头应小于50%,钢筋要保证位置正确。 （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。 （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。