三都隧道穿乌路逆断层专项施工方案方案.doc

新新 建建 贵贵 广广 铁铁 路路 TA1 施工组织设计施工组织设计 方案报审表方案报审表 工程项目名称 新建贵阳至广州铁路 施工合同段 GGTJ 2 标段 编号 致 成都大西南铁路监理有限公司新建贵阳至广州铁路监理站 项目监理机构 我单位根据承包合同的约定已编制完成 新建贵阳至广州铁路 GGTJ 2 标三都隧道穿乌路逆断 层工程的专项施工组织设计 方案 并经我单位技术负责人审查批准 请予以审查 附件 三都隧道穿乌路逆断层专项施工组织设计 方案 承包单位 章 项目经理 日 期 专业监理工程师意见 专业监理工程师 日 期 总监理工程师意见 项目监理机构 章 总监理工程师 日 期 注 本表一式 4 份 承包单位 2 份 监理单位 1 份 专项施工方案审核记录表专项施工方案审核记录表 集团公司贵广铁路工程指挥部 现将 新建贵阳至广州铁路 GGTJ 2 标三都隧道穿乌路逆断层专项施工方案 呈报你部 请予以 审批 项目部 章 项目经理 日期 审核主持人 审核参加人 单位 人员 审核时间 地点 集团公司指挥部会审意见 同意 修改后再报 不同意 审核主持人 日期 新建贵阳至广州铁路站前工程贵阳至贺州段新建贵阳至广州铁路站前工程贵阳至贺州段 GGTJ 2GGTJ 2 标第二项目部标第二项目部 三都隧道穿乌路逆断层专 项施工方案 编 制 审 核 批 准 中铁隧道集团贵广铁路中铁隧道集团贵广铁路 GGTJ 2GGTJ 2 标标 第二项目部第二项目部 二二 一一一一年七月年七月 目目 录录 一 编制依据 1 二 编制原则 1 三 工程概况 1 3 1 设计概况 1 3 2 地质水文概况 2 四 总体方案 2 五 施工方法 2 5 1 超前地质探测 3 5 2 开挖 6 5 3 注浆 6 5 4 超前支护 17 5 5 初期支护 22 5 6 防排水施工 22 5 7 仰拱及二次衬砌 23 六 监控量测措施 25 6 1 监控量测组织机构 25 6 2 监控量测管理流程 25 6 3 施工监测的内容及方法 26 6 4 监测质量保证措施 27 七 设备及人员配置 28 八 应急措施及应急预案 30 九 安全保证措施 30 十 质量保证措施 30 十一 环水保保证措施 31 1 一 编制依据一 编制依据 1 新建贵阳至广州铁路站前工程施工总价承包指导性施工组织设计 2 新建贵阳至广州铁路站前工程贵阳至贺州段相关招标图以及部分到位 的施工图 3 国家和铁道部现行的有关工程的设计规范 施工指南 工程质量检验 评定标准及安全技术规程 4 现场踏勘调查的资料及本单位施工队伍 技术装备能力及施工实践经 验 5 我公司现有的施工技术水平 施工管理水平和资源配备能力及对本工 程施工重 难点的理解 6 三都隧道动态风险评估结果 二 编制原则二 编制原则 严格按 早预报 先治水 管超前 短进尺 弱爆破 强支护 快封闭 勤量测 步步为营 稳步前进 的原则组织施工 施工前根据设计提供的工 程及水文地质资料 结合现场实际情况 按分级的超前地质预报资料进行充 分的分析研究 制定完整的紧急预案 做好技术 物资 机械的储备 避免 地质灾害的发生 确保隧道施工安全及结构安全 不留隐患 三 工程概况三 工程概况 3 13 1 设计概况设计概况 我项目部承建的三都隧道 1 号横洞工区 主要承担正洞 D3K129 400 D3K133 537 长度 4137 米的施工任务 为满足建设工期 解决 施工 运营排水 缓解施工通风压力 超前探明地质 于线路前进方向左侧 30 米设置二号平行导坑 全长 2903 米 起讫里程 P2DK133 183 P2DK130 280 平导设 6 个横通道与正洞相连 隧道正洞 D3K130 250 D3K130 150 段穿乌路逆逆断层 断层影响带为 D3K130 520 D3K130 100 隧道埋深 400m 480m 2 乌路逆断层平面布置图乌路逆断层平面布置图 3 23 2 工程地质与地质水文情况工程地质与地质水文情况 乌路逆断层推测为造纸山正断层的分支断层 断层中心与线路相交约 DK130 350附近 与线路交角约70 断层面宽阔 断层面走向近N44 E 倾 向NW 倾角75 断层 上盘为 O1h t 地层 下盘为 Swx 地层 据 格老山隧道可控源音频大地电磁法勘探技术报告书 该断层破碎影响带 宽约250 300m间 带内物质为结构极松散的断层角砾 断层泥 夹有断块 具一定的导水性 地表调查 见上盘 O1h t 直接与 Swx 地层接触 缺 失 O1d 地层 四 总体方案四 总体方案 针对隧道施工断层带及富水段时 组织施工应本着 早预报 先治水 前支护 短进尺 弱爆破 强支护 快封闭 勤量测 步步为营 稳步前进 的原则进行施工 施工顺序为 超前地质预报 注浆堵水加固围岩 物探前 方围岩整体破碎且出水量较大时 超前支护 短进尺弱爆破开挖 初期支 护封闭成环 监控量测 仰拱 填充砼施工 拱墙砼施工封闭成环 O t h1 O d1 1119 60 O d1 乌 路 逆 断 层 1071 90 3 五 施工方法五 施工方法 5 15 1 超前地质探测超前地质探测 不良地质段施工时可能造成遭遇突水 突泥 应首先进行超前地质预报 探明前方地质情况 断层段超前地质预报采用物探与钻探相结合 长距离与 短距离相结合的方法 三种技术手段 TSP200 地震波法 地质雷达 超前水平钻探测 相辅相 成 相互验证并与地面地质调查成果紧密结合 提高预报的精度 5 1 15 1 1 水文地质调查水文地质调查 主要为洞内水文地质调查 水文地质调查主要是量测记录出水点位置 出水点状态及出水量 分析其与断层 节理以及洞外水的动态关系 每天 2 次 检测 如出现异常时可加密至 4 次 由值班领工员详细记录后反馈工程部 5 1 25 1 2 物探物探 采取 TSP200 地震波法对掌子面前方 30 100m 范围内不良地质体的位置 规模 性质作探测预报 粗略预报围岩级别和地下水情况 每 100m 施作一次 异常情况下加密 采用 30m 地质雷达检测 此项工作由地质预报单位进行实 施 项目部专人负责配合 协调工作 在地震波探测的基础上进行超前水平钻探测验证 对掌子面前方 30m 范 围内的地质情况作出更准确的预报 5 1 35 1 3 超前地质钻孔超前地质钻孔 从 PD2K130 520 开始利用潜孔钻机在隧道掌子面进行水平地质钻探以获 取地质信息并钻速测试 以判断前方围岩软硬破碎程度及地层的含水情况 超前地质钻孔及加深炮孔由驻地专业地质工程师进行现场指导 项目部 配合实施 施钻时驻地地质工程师和项目超前地质钻探负责人需现场旁站 并做好旁站记录和地质分析 根据描述地层 岩性 节理裂隙特征 记录钻 孔过程中有价值的信息 提出围岩完整性评价 每个断面布设 5 个超前地质探测孔 其中取 1 个芯 上台阶拱顶布设 1 个 中台阶左右两侧各布设 1 个 下台阶左右两侧各布设 1 个 对掌子面前 方地下水及围岩情况进行探测 探测孔 25m 一个循环 单孔长度约 30m 相邻 探测孔间搭接距离为 5m 当有异常情况时 结合探测结果适当加密钻孔 钻 4 孔布置视异常进行调整 超前地质钻探探孔布置图见图 超前地质钻孔施工 见图 1 超前地质钻探探孔布置图 2 超前地质钻探探孔布置图超前地质钻探探孔布置图 1 1 超前地质钻探工艺流程图超前地质钻探工艺流程图 2 2 5 1 3 1 测量布孔 施钻前按孔位置图设计的尺寸用全站仪准确测量放线 将开孔孔位用红 油漆标注在掌子面上 5 1 3 2 设备就位 孔位布好之后 将开挖平台 潜孔钻机拖至工作位置 设备就位后 接通各动力电源和供风管路 安装电路要由专业电工操作 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 钻孔设计 测量布孔用红油漆标记孔位 钻机平台就位固定 钻机水平角仰俯角确认固定 开孔 钻孔 安装孔口管 孔深确认 否 接通电源 安装供风系统 安装供水系统 转 入 下 一 个 钻 孔 是 5 确保安全 供风管路要连接紧密 无漏气现象 5 1 3 3 对正孔位 固定钻机 将钻具前端对准掌子面上的孔位 然后调整钻机方位 钻机升降利用平 台自身的升降系统操作 当升降系统有限时 可借用方木进行升降 用全站 仪测定钻具尾端位置 使之调整至设计的空问点位 然后用螺栓将钻机紧固 在平台上 5 1 3 4 开孔 安装孔口管 流量计 压力表 待孔深达到 2m 提出钻具 安装孔口管 孔口管由一端焊有法兰盘的 108mm 钢管制成 长度为 2m 埋设时孔口管应露出工作面 0 2 0 3m 孔 口管外端安装三通 压力表 流量计 高压球阀和防尘系统 5 1 3 5 控制要点 1 超前地质水平钻孔探测必须由专人施工 严格按照设计及技术交底 要求布孔 严禁在掌子面随便落孔钻探 2 施作期间必须完成原始记录 对钻进过程中速度 出碴情况 前方 流水情况等做详细记录 并形成内业资料 3 超前地质水平钻孔探测施工必须有专人观察掌子面等情况 时刻注 意钻孔流水情况 当出现水流较大时及时关闭孔口管球阀防止突水淹井保证 施工安全 5 1 45 1 4 加深炮孔加深炮孔 利用风钻在隧道掌子面钻水平小孔径的浅孔获取地质信息 每个断面布 设 5 个加深炮孔 孔深较爆破孔 或循环进尺 深 3m 以上 孔径与爆破孔相 同 孔位与超前地质钻孔错开以加强探测 当有异常情况时 结合探测结果 适当加密钻孔 钻孔布置视异常进行调整 5 1 55 1 5 周边岩溶探测周边岩溶探测 利用 L 4m 系统锚杆获取地质信息 系统锚杆布设为 1 2 1 0m 环 纵 当有异常情况时 结合探测结果适当加密钻孔 钻孔布置视异常进行调整 5 1 65 1 6 超前地质探测责任分工超前地质探测责任分工 1 项目部设专职地质工程师卜俊峰 负责配合协调超前地质预报单位 在本项目的各项探测工作和现场的钻探记录 6 2 中铁西南科学研究院有限公司贵广铁路 YB 2 标隧道超前地质预报 项目部负责项目部的各项超前地质预报的物探工作和数据的分析整理工作及 掌子面地质素描 3 驻地专业地质工程师负责现场的地质调查工作和地质钻探的地质分 析工作 4 安全总监及项目总工程师负责指定具体的施工方案及安全应急预案 5 25 2 开挖开挖 结合洞内实际地质情况 施工过程中尽量减少对围岩的扰动 尽量采用 弱爆破开挖 并严格控制开挖循环进尺 每循环控制在 0 8m 开挖方法大拱 脚三台阶法施工 各部台阶开挖长度最长不宜超过 14 米 具体视围岩变化情 况确定 大拱脚三台阶法施工工序图见附图 3 附图 4 主要支护参数为 I20b 型钢拱架 0 8 米 榀 L 3 5m 超前小导管 38 根 环向间距 0 4m 纵向搭接长 度 1 1m 喷射 25 砼 28cm 5 35 3 注浆注浆 根据超前地质预报及实际物探所揭示水文地质情况确定是否采取注浆措施 主要有超前帷幕注浆 局部堵水注浆 径向注浆等注浆方式 在富水断层破 碎带可以采用全断面超前预注浆方案 下穿断层地段可进行超前帷幕注浆 节理 裂隙发育及局部渗漏水地段可采用径向注浆及局部和补充注浆方案 乌路逆断层段施工执行 先探水 预注浆 后开挖 补注浆 再衬砌 的 十五字方针 1 富水破碎段 以顶水注浆 必要时进行 全断面超前预注浆 开挖 后的 径向注浆为主 周边帷幕注浆 开挖后的 径向注浆为辅 2 断层影响等裂隙发育段 以周边帷幕注浆 开挖后的 径向注浆为主 超前局部注浆为辅 3 节理裂隙密集带 破碎带 富水带 当岩体有一定的自稳能力 成拱 后自稳时间在 12h 以上时 可采取超前锚杆 超前小导管辅助 带水开挖的 方式快速通过 之后根据要求采取径向注浆等补充处理措施 7 系统径向锚杆 L 4m 锁脚锚杆 L 4m I20b工字钢架 隧 道 中 线 75超前小管棚 L 6m 钢板 100 30cm 约约约 大拱脚 I18斜撑I18斜撑 锁脚锚杆 L 4m 钢板 100 30cm 大拱脚三台阶法施工工序横断面 大拱脚示意图 钢板24 30cm I20b工字钢架 大拱脚 I18斜撑 I18斜撑 I18斜撑 钢板50 20cm I20b横撑I20b横撑 I20b横撑 钢板24 20cm 钢板100 30cm I20b工字钢架 I18斜撑示意图 大拱脚台阶法施工工序 一 8 图 3 大拱脚台阶法施工工序图 说明 1 本图为大拱脚三台阶法施工工序纵断面设计图 配合该工序横断面图使用 2 图中台阶长度根据施工机具条件与围岩情况确定 一般不超过14m 3 当设置I20b临时横撑时 临时横撑采用热轧普通工字钢 纵向间距与钢架一致 径向锚杆L 4m 大拱脚三台阶法施工工序纵断面 22纵向连接钢筋 钢架 纵向间距0 6m 图中未示临时钢架 初期支护之喷混凝土 仰拱 仰拱填充 二次衬砌 喷射混凝土 拱部 75超前小管棚 L 6m 环向间距40cm 示意 大拱脚台阶法施工工序 二 9 图 4 大拱脚台阶法施工工序图 5 3 1 全断面超前预注浆方法注浆方式判断原则 局部堵水注浆 围岩具有一定的自稳能力 富水断层带 超前探水孔 出水量小于 0 5m3 h 水压小于 0 2MPa 全断面注浆 围岩无自稳能力 静水压力较大 大于 1 MPa 水量大 顺坡大于 100m3 h 逆坡大于 50m3 h 全封闭帷幕注浆 围岩自稳能力差 水压 水量较大 P 1 MPa 水 量 顺坡大于 100m3 h 逆坡大于 50m3 h 半封闭帷幕注浆 围岩自稳能力差 水压不大 小于 1 MPa 水量较 小 顺坡小于 100m3 h 逆坡小于 50m3 h 全断面超前预注浆施工工艺流程如图 6 所示 全断面超前预注浆采用钻机成孔 开孔直径一般为 126mm 开孔深度 2 3m 开孔完成后安设并固定孔口管 孔口管径一般采用 108mm 之后 通 过孔口管钻注浆孔 注浆孔径一般为 90mm 钻到设计孔深后 进行注浆 钻 孔和注浆的顺序是从外圈到内圈 隔孔加密 注浆方式一般采用前进式注浆 根据成孔情况 钻机能力和现场试验 也有利用钻杆进行后退式注浆 后退 式注浆较前进式注浆效率提高很多 浆液由 Q350 FBY 50 70 双液浆 搅拌 机拌制 达到单孔和全段注浆结束标准后 结束注浆 注浆结束后 进行注浆效果检查 检查方法主要有 1 整理注浆资料 分析 P Q t 曲线 P t 曲线呈上升趋势 Q t 曲线 呈下降趋势 注浆结束时 注浆压力达到设计终压 注浆速度达到设计速度 常取 5 10 L min 2 整理注浆资料 统计单孔 全段注浆量 反算浆液充填率 当地层 含水量不大时 浆液填充率须达到 70 以上 地层富含水丰富时 浆液填充率 须达到 80 以上 3 按总注浆孔的 5 10 设计检查孔 检查孔的布设应在均布的原则下 结合注浆资料的分析做重点检查 检查孔应无涌泥 涌砂 不塌孔 渗水量 10 应小于 0 2L min m 不取芯钻孔时 应记录钻进速度 钻进压力 排渣成份 等 进行认真分析 注浆效果达到要求后 组织开挖施工 隧道断面大 断层地质条件复杂 全断面超前预注浆方案必须考虑足够的加固范围 确保施工安全和结构安全 预注浆参数如全断面超前预注浆参数表 1 所示 根据现场试验情况及时调整 正洞注浆方案如 图 7 全断面超前预注浆示意图 图图 6 6 全断面超前预注浆施工工艺流程图全断面超前预注浆施工工艺流程图 表表 1 1 全断面超前预注浆参数表全断面超前预注浆参数表 序 号 参数名称注浆方案备注 1 注浆加固圈厚度 开挖轮廓线 外 5m 开挖轮廓线外 3m 根据涌水量及水压和地质条件 确定 2 每循环加固段长度 30m 含止浆岩盘及砼止浆墙厚度 3 每循环掘进长度 25m 预留 5m 止浆岩盘 4 混凝土止浆墙厚度2 4m根据情况决定是否施做 不 好 前进式或后退式分段注浆 测量放线 标注钻孔位置 钻机及平台车就位固定 钻孔方向确定 钻 126 钻孔至 2 5m 深度 安设 108 孔口管及闸阀 配制浆液 补孔注浆 钻设 90 钻孔 5m 第一分段长度注浆 第二个分段长度钻孔 第二分段长度注浆 好 继续注浆 结束该孔钻孔注浆施工 效果检查 好 结束 整体注浆效果 检查 配制浆液 施工止浆岩盘 11 5 浆液扩散半径 R 2 0m 理论计算 6 注浆孔终孔间距2 3 0m考虑钻孔精度 取 3 0m 7 注浆分段长 5m 可根据地质情况适当调整 8 注浆方式 易塌孔时采用前进式注浆 否 则采取后退式注浆 根据现场实际情况确定 9 注浆速度10 110L min 10 注浆终压 静水压力 1 2 5 MPa 11 单孔 段 注浆量 Q R2L n 12 每循环注浆量 Q A SR L n R 理论扩散半径 取 2m L 单段或单孔长度 n 地层空隙 率 地层有效充填系数 取 0 8 浆液损耗系数 取 1 2 A 开挖轮廓线内面积 SR开挖轮廓线外 5m 范围面积 13 单液水泥浆W C 0 8 1 1 14 水泥 水玻璃双液浆W C 0 8 1 1 C S 1 1 普通硅酸盐水泥 42 5MPa 单 液浆为主要注浆材料 双液浆 超细水泥浆等作为备用材料 15 注浆孔 检查 数 130 个 6 12 个 110 个 5 11 个 根据实际情况调整 5 3 25 3 2 周边帷幕预注浆方法周边帷幕预注浆方法 周边帷幕预注浆方案与全断面超前预注浆的参数基本相同 仅加固隧道周 边轮廓线外 3 5m 范围内岩体 隧道轮廓线以内的岩体不再进行专门注浆加 固 每循环注浆加固长度 30m 开挖 25m 留 5m 作为下一循环的止浆岩盘 注浆材料以普通硅酸盐水泥单液浆和水泥 水玻璃双液浆为主 采用前进式注 浆方式 先注外圈孔 第一环 再注内圈孔 第四环 最后注中间两圈 第二 三环 隔孔加密注浆 浆液由 Q350 FBY 50 70 双液浆 搅拌机拌 制 注浆加固参数如周边帷幕预注浆参数表 2 所示 注浆后 进行效果检查 检查孔洞帷幕加固圈布设 达到注浆效果后 进 行开挖作业 注浆方案如 图 8 周边帷幕预注浆示意图 表表 2 2 周边帷幕预注浆参数表周边帷幕预注浆参数表 序 号 参数名称注浆方案备注 1注浆加固圈厚度 开挖轮廓线外 5m 开挖轮廓 线外 3m 根据涌水量及水压和地质条件确定 2每循环加固段长度30m含止浆岩盘及砼止浆墙厚度 3每循环掘进长度25m预留 5m 止浆岩盘 4混凝土止浆墙厚度2 4m根据情况决定是否施做 5浆液扩散半径R 2 0m理论计算 6注浆孔终孔间距2 3 0m考虑钻孔精度 取 3 0m 7注浆分段长5m可根据地质情况适当调整 12 8注浆方式 易塌孔时采用前进式注浆 否则采取后退式注浆 根据现场实际情况确定 9注浆速度10 110L min 10注浆终压 静水压力 1 2 5 MPa 11单孔 段 注浆量Q R2L n 12每循环注浆量Q A SR L n R 理论扩散半径 取 2m L 单段 或单孔长度 n 地层空隙率 地 层有效充填系数 取 0 8 浆液损 耗系数 取 1 2 A 开挖轮廓线内面 积 SR开挖轮廓线外 5m 范围面积 13单液水泥浆W C 0 8 1 1 14 水泥 水玻璃双液 浆 W C 0 8 1 1 C S 1 1 普通硅酸盐水泥 42 5MPa 单液浆 为主要注浆材料 双液浆 超细水 泥浆等作为备用材料 15注浆孔 检查 数 111 个 5 10 个 93 个 4 9 个 根据实际情况调整 5 3 35 3 3 径向注浆方法径向注浆方法 全断面超前预注浆和帷幕注浆均要占用掌子面 且作业周期长 对工程进 度造成很大影响 当超前地质预报前方地质情况不会对开挖施工造成严重影 响时 且岩体的自稳能力可以保证有合理的时间进行支护作业 并满足开挖 面的施工安全 往往通过调整开挖支护方法 如台阶法 预留核心土开挖法 CD 法或 CRD 法等 快速通过后进行径向注浆进行堵水减排和加固处理 另外 在进行全断面超前注浆或帷幕注浆加固后的岩体 隧道开挖卸荷作用下 周 边岩体受到扰动 岩体强度受到影响 渗漏水逐渐增大 也需要通过径向注 浆来进行处理 当隧道软岩段变形较大时且难以收敛时 也可通过径向注浆 进行加固处理 径向注浆工艺如图 9 所示 当隧道大面积渗水 或涌水量超过设计要求标准时 也通过径向注浆堵水 减排 径向注浆设计加固范围为开挖轮廓线外 5m 采用手持式风钻或轻型潜孔 钻机钻孔 隧道底部注浆 一般在仰拱开挖前进行 钻孔长度大于 5m 宜采 用轻型潜孔钻机或地质钻机钻孔 当地下水较丰富时 底部注浆时需安设孔 口管 注浆分二序到三序进行 注浆材料以普通硅酸盐水泥单液浆为主 必要时 可使用少量水泥 水玻璃双液浆 岩体软弱时 拱墙部位的径向注浆孔安设 42mm 钢管作为注浆管 注浆参数如表 3 所示 注浆方案如 图 10 径向注浆 示意图 13 14 334 设计顶面 设计顶面 R 1125 R 1125 R 1125 设计顶面 60 60 60 60 170 60 隧 道 中 线 500 250 开挖线 隧 道 中 线 500 开挖线 隧 道 中 线 500 334 开挖线 隧 道 中 线 设计顶面 注浆纵断面图 606060606060606060606060 3000 1900 1200 500 300250250 止浆岩盘预留止浆岩盘 300250 A A孔口布置图 C C剖面 内部钻孔未示 D D剖面 1 200 1 2001 200 B B剖面 内部钻孔未示 注浆固结圈注浆固结圈注浆固结圈 5 5mm B B B B C C C C D D D D 7 7 15 250300 预留止浆岩盘止浆岩盘 200250 500 1200 1900 3000 80 200 注浆固结圈 300 8080 80808080 80 注浆固结圈注浆固结圈 注浆固结圈 隧 道 中 线 隧 道 中 线 隧 道 中 线 开挖线开挖线 开挖线 C C剖面 内部钻孔未示 D D剖面 1 2001 2001 200 B B剖面 内部钻孔未示 A A孔口布置图 注浆纵断面图 8 8 16 图图 9 9 径向注浆施工工艺流程图径向注浆施工工艺流程图 表表 3 3 径向注浆参数表径向注浆参数表 序号参数名称参数值备注 1 注浆加固圈厚度开挖轮廓线外 5m根据情况 可在 3 5m 范围内调整 2 浆液扩散半径 R 0 8m 3 注浆孔间距 0 8m 单序孔间距 1 6m 4 注浆方式全孔一次性注浆 5 注浆速度40 50L min 6 注浆终压0 8 1 5MPa 注浆压力根据地层情况确定 注浆过 程中注意观察支护变形情况 7 单液水泥浆W C 0 6 1 1 8 水泥 水玻璃双液浆W C 0 8 1 1 C S 1 1 普通硅酸盐水泥 42 5MPa 单液浆为 主要注浆材料 双液浆 超细水泥浆 等作为备用材料 5 3 45 3 4 局部 顶水 注浆方法局部 顶水 注浆方法 周边个别部位出现明显涌水时采取局部注浆方案 在出水点上游钻孔注浆 截断水源 并在出水点周围布孔加固围岩 加固深度一般为开挖轮廓线外 5 8m 局部注浆采取全孔一次性注浆方式进行 注浆顺序由少水处向水多处 逐步注浆施工 当洞壁岩面或支护面局部淋水 涌水量超过设计要求时 采 用局部注浆方案堵水减排 局部注浆以水泥单液浆为主 水量大时采用普通 水泥 水玻璃双液浆 注浆压力为 1 2MPa 注浆方案如图 11 图 12 所示 顶水注浆是在开挖工作面超前地质探孔施工过程或开挖施工过程发生涌 水后 在实施超前预注浆前需对集中涌水点采取顶水注浆 使浆液沿水流通 道逆流而上将涌水顶至开挖轮廓线外较远的地方 否 是 开挖支护 钻孔下注浆管 压水试验 径向注浆配制浆液 单孔注浆效果检查 是否达到设计要求 结束 补充注浆 17 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 开挖轮廓线 隧 道 中 线 隧 道 中 线 注浆孔 内轨顶面 4 6溢浆孔 36 42 管箍300 3000 5000 1 10 0 18 图图 1111 局部注浆方案局部注浆方案 裂隙出水注浆示意图裂隙出水注浆示意图 图图 1212 局部注浆方案局部注浆方案 面状出水注浆示意图面状出水注浆示意图 顶水注浆首先应安设足够能力的排水设备 采用 108mm 无缝钢管作为 导水管将水引至临时水仓 排出洞外 导水管的数量和位置根据现场突水量 和突水点的状况确定 导水管上安装阀门 导水管安装完成后对突水点周围 进行压浆固结处理 注浆强度达到设计 90 进行关水测压试验 测定静水 压力 确定注浆终压 同时观察整个支护体系及围岩是否漏水 关上闸门后 长时间 2 3h 不渗漏 即可开始顶水注浆 顶水注浆结束标准以终压和浆 液数量双项控制 注浆材料以普通水泥单液浆和普通水泥水玻璃双液浆为主 5 45 4 超前支护超前支护 19 5 4 1 超前锚管 乌路逆断层前后 级围岩段设计采用锚管超前支护 锚管采用 42 热轧 无缝钢管制成 在锥头端钻 2 环注浆孔 孔径 6 8mm 孔间距 10 20cm 交 错布置 其余部分不钻孔 锚管前端加工成锥形 锚管环向间距为 0 5m 纵 向间距为 2m 单根长 3 5m 搭接 1 5m 每环施作 31 根 锚管采用充填注浆 以水泥单液浆为主 水量大时采用水泥 水玻璃双液浆 具体浆液配合比和注 浆压力由中心试验室配合比确定 钻孔采用自制开挖台架 YT28 风钻打孔 小导管由项目部机械加工板加工 现场风钻配合安装 注浆机注浆 5 4 2 超前小导管 三都隧道穿乌路逆断层 级围岩段设计采用小导管超前支护 小导管管采 用 42 热轧无缝钢管制成 在锥头端钻 2 环注浆孔 孔径 6 8mm 孔间距 10 20cm 交错布置 其余部分不钻孔 锚管前端加工成锥形 锚管环向间 距为 0 4m 纵向间距为 2 4m 单根长 3 5m 搭接 1 1m 每环施作 31 根 小 导管采用充填注浆 以水泥单液浆为主 水量大时采用水泥 水玻璃双液浆 具体浆液配合比和注浆压力由中心试验室配合比确定 钻孔采用自制开挖台架 YT28 风钻打孔 小导管由项目部机械加工板加工 现场风钻配合安装 注浆机注浆 5 4 3 超前管棚 三都隧道穿乌路逆断层 级围岩段必要时采用大管棚超前支护 设计参数 导管规格 外径 89mm 热轧无缝钢管 壁厚 6mm 管距 环向间距 40cm 倾角 外插角 1 3 为宜 可根据实际情况作调整 注浆材料 纯水泥浆 水泥砂浆或双液浆 设置范围 拱部 120 135 范围 长度 15 35m 5 4 3 1 管棚施工 施工工艺流程图如下 图 13 20 图 13 超前大管棚施工工艺流程图 施作护拱 洞身段施作管棚时不用施作护拱 a 混凝土护拱作为长管棚的导向墙 在开挖廓线以外拱部 120 135 范围内施作 根据实际情况也可拱部 180 范围内施作 断面尺寸为 1 0 1 0m 护拱内埋设钢支撑 钢支撑与管棚孔口管连接成整体 导向墙环 向长度可根据具体工点实际情况确定 要保证其基础稳定性 b 孔口管作为管棚的导向管 采用热轧无缝钢管 外径 127mm 壁厚 5mm 它安设的平面位置 倾角 外插角的准确度直接影响管棚的质量 用全 站仪以坐标法在工字钢架上定出其平面位置 用水准尺配合坡度板 测斜仪 设定孔口管的倾角 用前后差距法设定孔口管的外插角 孔口管应牢固焊接 在工字钢上 防止浇筑混凝土时产生位移 搭钻孔平台安装钻机 a 钻机平台用钢管脚手架搭设 搭设平台应一次性搭好 置于稳定的基 础上 钻孔由1 2台钻机由高孔位向低孔位进行 b 平台要支撑于稳固的地基上 脚手架连接要牢固 稳定 防止在施钻 时钻机产生不均匀下沉 摆动 位移而影响钻孔质量 带来施工安全隐患 c 钻机定位 钻机要求与已设定好的孔口管方向平行 必须精确核定钻 加工钢筋笼注浆固结围岩加工管棚钢管及管节 开挖管棚工作室 搭设钻孔平台 安装钻机 测定孔位 钻孔 安装管棚钢管 安装管棚钢筋笼 钢管内外注浆 架设钢架支撑拱部开挖喷锚支护 21 机位置 用经纬仪 挂线 钻杆导向相结合的方法 反复调整 确保钻机钻 杆轴线与孔口管轴线相吻合 钻孔 a 为了便于安装钢管 钻头直径采用 108mm b 岩质较好的可以一次成孔 钻进时产生坍孔 卡钻时 需补注浆后再 钻进 c 钻机开钻时 应低速低压 待成孔10m后可根据地质情况逐渐调整钻 速及风压 d 钻进过程中经常用测斜仪测定其位置 并根据钻机钻进的状态判断成 孔质量 及时处理钻进过程中出现的事故 e 钻进过程中确保动力器 扶正器 合金钻头按同心圆钻进 f 认真作好钻进过程的原始记录 及时对孔口岩屑进行地质判断 描 述 作为洞身开挖时的地质预测预报参考资料 从而指导洞身开挖 清孔验孔 a 用地质岩芯钻杆配合钻头进行反复扫孔 清除浮渣 确保孔径 孔深 符合要求 防止堵孔 b 用高压风从孔底向孔口清理钻渣 c 用全站仪 测斜仪等检测孔深 倾角 外插角 对不符合要求的重 钻 安装管棚钢管 有钢筋安装钢筋 a 钢管在专用的管床上加工好丝扣 导管四周钻设孔径10 16mm注浆 孔 尾部留不小于1米的长度不钻孔 作为注浆的止浆段 孔间距15 20cm 呈梅花型布置 管头焊成圆锥形 便于入孔 b 棚管顶进采用装载机和管棚机钻进相结合的工艺 即先钻大于棚管直 径的引导孔 108 mm 然后用装载机在人工配合下顶进钢管 c 接长钢管应满足受力要求 相邻钢管的接头应前后错开 同一横断面 内的接头数不大于50 相邻钢管接头至少错开1m d 对安装好的钢管内放入钢筋笼 钢筋笼由4根 18钢筋组成 钢筋之 间每1m间距用5cm长 42钢管连接 钢管壁厚3 5mm 22 注浆 a 安装好有孔钢花管 放入钢筋笼后即对孔内注浆 浆液由 Q350 FBY 50 70 双液浆 搅拌机拌制 b 注浆材料 根据现场实际情况 可采用纯水泥浆 水泥砂浆或双液浆 c 采用注浆机将浆液注入管棚钢管内 初压 0 5 1 0MPa 终压 2MPa 持压 15min 后停止注浆 注浆量应满足设计要求 一般为钻孔圆柱体的 1 5 倍或采用体积法计算 Q A n 1 式中 A 为加固围岩体积 n 为地层填充率 为浆液 填充系数 一般在 0 7 0 9 之间 为注浆材料损耗系数 一般取 0 1 若 注浆量超限 未达到压力要求 应调整浆液浓度继续注浆 确保钻孔周围岩 体与钢管周围孔隙充填饱满 注浆时应先灌注 单 号孔 再灌注 双 号孔 施工控制要点 a 钻孔前 精确测定孔的平面位置 倾角 外插角 并对每个孔进行编 号 b 钻孔外插角以 1 3 为宜 工点应根据实际情况作调整 钻孔仰角 的确定应视钻孔深度及钻杆强度而定 一般控制在 1 1 5 施工中应严 格控制钻机下沉量及左右偏移量 c 严格控制钻孔平面位置 管棚不得侵入隧道开挖线内 相邻的钢管不 得相撞和立交 d 经常量测孔的斜度 发现误差超限及时纠正 至终孔仍超限者应封孔 原位重钻 e 掌握好开钻与正常钻进的压力和速度 防止断杆 3 6 3劳动力组织 钻机操作工 3 6 人 管棚加工 2 人 钢管顶进 8 人 注浆 6 人 4 2 4机具配备 结合正常施工需要 管棚施工机械设备配置如下 管棚钻机 1 2 台 英格索兰电动空压机 27m3 1 台 注浆机 2 台 制 23 浆机 1 台 混凝土拌合站一座 混凝土振动棒 2 个 钢模板 木模板 型材 切割机 1 台 型钢弯制机 1 台 交流弧焊机 2 台 砼搅拌运输车 8m3 2 辆 WA380 装载机 1 辆 4 2 5 注意事项 大管棚必须在洞身开挖前完成 洞口开挖时应预留管棚施工台阶 搭设 管棚施工工作室 钻机脚手架平台应支撑在稳固的地基上 在软弱围岩地段 立柱底应加设垫板或垫梁 在施作大管棚预支护的过程中应设置必要的监测项目 根据监测反馈信 息及时采取相应的措施以保证施工安全和施工质量 图图 1414 大管棚构造示意图大管棚构造示意图 5 55 5 初期支护初期支护 隧道开挖后应及时施作初期支护并封闭成环 级围岩封闭位置距 离掌子面距离不得大于 35m 施工过程中严格把关钢架 钢筋网片 喷射混凝 土等各项材料的加工及安装质量 保证支护结构密贴岩面 使支护结构 围 岩作为一个统一的支护体系而共同工作 支护结构要根据隧道围岩的实际动 态 及时进行调整和修改 以适应不断变化的围岩状态 具体施工工艺均为 常规施工方法 故不再叙述 5 65 6 防排水施工防排水施工 隧道防排水应遵循 防 堵 截 排结合 因地制宜 综合治理 的原 则 对于下穿断层富水段 防水系统采用衬砌结构自防水为主体 以防水层 防水 施工缝 变形缝防水为重点 铺以注浆防水的措施达到可靠防水 排 水系统采用加密排水盲管 横向排水管的措施达到排水畅通 隧道防水措施 固定环钢筋笼 18主筋 9 129 12 15 2015 20 10 16注浆孔 导管注浆孔 24 见表 4 表表 4 4 隧道防水措施隧道防水措施 工程 部位 主体纵向施工缝环向施工缝变形缝 防水 措施 防 水 混 凝 土 防 水 板 外贴 式止 水带 遇水 膨胀 止水 胶 中埋 式止 水带 遇水 膨胀 止水 胶 中埋 式橡 胶止 水带 聚苯 乙烯 硬质 泡沫 板 双组份 聚硫密 封膏嵌 缝材料 外贴 式止 水带 5 75 7 仰拱及二次衬砌仰拱及二次衬砌 仰拱超前施工 衬砌紧跟 级围岩二衬距掌子面距离不大于 90m 级 围岩二衬距离掌子面距离不大于 70m 仰拱施工采用 15m 长简易栈桥 整体式移动模架全幅一次浇筑 11 9m 施 工 混凝土采用 HZS90 拌合站洞外生产 8m3混凝土罐车运输至洞内 溜槽浇 筑 插入式振动棒振捣 矮边墙浇筑施工时采取手持式振动棒振捣 二次衬砌模板采用 12m 长液压模板台车 混凝土泵送入模 仰拱 二衬混凝土均一次灌筑成型 形成封闭结构 提高衬砌结构的承 载力 施工缝 沉降缝作特殊处理 以利于防水和防止隧道不均匀沉降 各 作业要点如下 5 7 1 模板施工要点 模板定位准确 加固牢靠 接缝严密 模板内面应涂刷脱模剂 施工过 程中应注意模板的维修与保护 使模板在循环使用过程中不变形 5 7 2 混凝土施工要点 1 浇筑混凝土前 应检查混凝土的均匀性和坍落度 2 混凝土按一定厚度 顺序和方向分层浇筑 在下层混凝土初凝或能重 塑前浇筑完成上层混凝土 在倾斜面上浇筑混凝土时 应从低处开始逐层扩 展升高 保持水平分层 混凝土分层浇筑厚度根据捣实方法确定 使用插入 式振动器浇筑厚度不大于 30cm 用表面振动器浇筑层厚度 25cm 人工捣实浇 筑层厚度不大于 15cm 1 使用插人式振动器时 移动间距不超过振动器作用半径的 1 5 倍 与 侧模保持 50 100mm 的距离 每一处振动完毕后边振动边徐徐提出振动棒 避 25 免振动棒碰撞模板 钢筋及其他预埋件 2 表面振动器的移位间距 应以使振动器平板能覆盖已振实部分 100mm 左右为宜 3 对每一振动部位 必须振动到该部位混凝土停止下沉 不再冒出气泡 表面呈现平坦 泛浆为止 3 自高处向模板内倾卸混凝土时 为防止混凝土离析 从高处直接倾卸 时 其自由倾落高度不宜超过 2m 以不发生离析为度 当倾落高度超过 2m 时 应通过串筒 溜管或振动溜管等设施下落 混凝土堆积高度不宜超过 lm 4 混凝土的浇筑应连续进行 如因故必须间断时 其间断时间应小于前 层混凝土的初凝时间或能重塑的时间 混凝土的运输 浇筑及间歇的全部时 间不得超过 180min 5 7 3 钢筋施工 5 7 3 1 施工工艺 钢筋搭接施工工艺 钢筋原材料检验 钢筋断料 丝头加工 丝头检验 套丝保护 连接套筒检验 现场连接 接头检验 隧道衬砌采用钢筋砼 钢筋采用在洞外现场加工 衬砌工作面绑扎 连 接 钢筋加工完成后应保证钢筋绑扎完成后不发生变形 利于钢筋绑扎与衬 砌施工平行进行 对于 10mm 以上的热扎钢筋 其接头采用直螺纹套筒链接 为保证混凝土保护层厚度 应在钢筋与模板之间设置强度不低于设计强度 的混凝土垫块 垫块应埋设铁丝并与钢筋扎紧 并应互相错开 分散布置 安装后的钢筋 应有足够的刚性和稳定性 钢筋绑扎完毕后 技术主管须按 照设计图纸和施工规范的标准进行详细检查 并作出检查记录 钢筋检查合 格后 必须经质检工程师和驻地监理检查确认后 方可进行下步工序施工 5 7 3 2 衬砌钢筋施工要求 1 衬砌钢筋的规格 型号 机械性能 化学成分 可焊性等符合规范 规定和设计要求 钢筋进场后必须进行复检 抽样检查 合格后方可投入使 用 2 钢筋弯曲应采用冷弯 不允许热弯 同时钢筋表面洁净 无损伤 26 锈蚀 油污 3 钢筋焊接焊工必须持证上岗 在正式焊接前 必须按实际施工条件 焊接试样进行试验 合格后才能进行焊接施工 4 查找下衬砌直螺纹链接的要求 5 钢筋交叉点应用铁丝全部绑扎牢固 至少不少于 90 钢筋绑扎接头 搭接长度及误差应符合规范及设计要求 6 钢筋在隧道内衬砌工作面必须焊接施工时必须设必要的防护措施 严禁钢筋绑扎 焊接损伤防水层 钢筋加工完成后 必须对衬砌区的防水层 认真检查 重新验收 确保无损伤后进行施工 否则必须采取补救措施 六 监控量测措施六 监控量测措施 6 16 1 监控量测组织机构监控量测组织机构 三都隧道 D3K130 520 D3K130 100 段穿越乌路逆断层 对施工安全影响 大 因此监测控制工作非常重要 项目部决定成立专业监测领导小组 从组 织上保证监测的顺利进行 使施工完全进入信息化控制中 组 长 雍其标 项目经理 副组长 张永锋 总工程师 侯国猛 安全总监 陈伟 书记 监测负责人 万里 监测小组组员 吴江林 张云灯 施工监测组织管理机构见图 15 图 15 监控量测施工组织机构图 6 26 2 监控量测管理流程监控量测管理流程 施工监测管理流程见下图 图 16 对方案及监测结构作出决策 项目经理 项目总工程师 监测负责人 监测小组 对监测方案进行审核 对监测数据进行分析评价 制定监测方案 负责数据处理 上 报 布置 监测测点 27 分析 研究地质勘察资料 制定监测计划 施工 监测 开挖工作面状态评价数据处理 安全否 经济否 施工完成否 结束 施工方法变更减弱支护 施工方法变更支护加强 已施工区段的支护加强 否 否 否 是 是 是 图 16 施工监测管理流程图 项目部总工程师负责管段内监控量测管理工作 项目部经理 总工程师 安全总监 生产副经理其中一人要对当天的监控量测资料进行签认 数据异 常时 应明确加固措施并督促现场落实 量测数据有下列情况之一的 须上 报指挥部常务副指挥长 总工程师 安全总监 净空收敛连续 3 天持续大于 3mm d 的 在立拱 2 天后拱顶下沉持续 3 天大于 10mm d 的 净空收敛 拱顶下沉数值出现突变的 6 36 3 施工监测的内容及方法施工监测的内容及方法 结合项目施工特点 在穿杨梅树 2 断层施工中主要进行变形监测及水文 监测 6 3 1 变形监测 6 3 1 1 变形监测项目 为准确掌握施工过程中断层围岩位移变化情况 及时反馈指导施工 实 施对收敛 下沉进行监测 28 6 3 1 2 仪器配置 变形监测仪器配置表 序号名 称单位数量 1 坑道周边收敛计台 1 2 精密水准仪 配铟瓦尺 套 1 3 全站仪台 1 4 数码相机台 1 6 3 1 3 变形监测内容 方法 洞拱顶下沉及收敛量测等内容详见 监控量测实施细则 拱顶下沉及收敛量测根据铁道部 关于进一步明确软弱围岩及不良地 质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知 铁建设 2010 120 号 规定 级围岩量测点间距调整为 5m 级围岩量测点调整为 10m 布设 特殊情况 下或变形明显地段适当加密布设 量测频率及控制基准量测频率 监控量测控制基准 位移控制基准等 内容详见 监控量测实施细则 根据 关于进一步加强铁路隧道设计施工安 全管理工作的通知 建技 2010 352 号 规定 监控量测点在开挖支护后 2 小时内读取初始读数 管理等级 监控量测结束标准 监控量测数据的统计分析与信息反馈 等 详见 监控量测实施细则 6 3 2 水文监测 6 3 2 1 水文监测项目 为准确掌握施工过程中断层流水文变化情况 及时反馈指导施工 实施 对水位 流速 流量及洞内渗水情况等进行监测 6 3 2 2 水文监测仪器配置 仪器名称型号数量 水位标尺SC10 12 型3 把 流速仪LS25 1A 型旋桨式流速仪1 6 46 4 监测质量保证措施监测质量保证措施 1 成立监测管理小组 由领导及有经验的专业监测人员组成 制定实 29 施性计划使监测按计划 有步骤地进行 2 建立质量责任制 确保施工监测质量 3 施工监控实行 三级管理 设定警戒值 危险值和控制值 当发 现接近警戒监测值时 并放缓施工进度 及时跟进支护措施 当发现接近危 险监测值时 应立即报告监理 并先对其进行加强支护处理 并向监理报送 应急补救措施 当发现接近控制监测值时 应暂停施工 撤离施工人员和机 械设备 通知局指 业主 设计 监理等相关人员现场制定施工方案措施 必要时邀请专家顾问现场指导 4 观测前 对所有仪器设备必须按有关规定进行检验和校核 确保仪 器的稳定可靠性和保证观测的精度 5 观测前 采用增加测回数的措施 保证初始值的准确性 6 制定各点位的保护措施 定期对使用的基准