古田隧道断层地段处理方案PPT课件.ppt

古田隧道断层地段处理方案 中铁十七局集团一公司京福闽赣 标三分部项目王建强 1 摘要 隧道穿过断层地段 施工难度取决于断层的性质 断层破碎带的宽度 填充物 含水性和断层活动性以及隧洞轴线和断层构造线方向的组合关系 正交 斜交或平行 此外 与施工过程中对围岩的破坏程度 工序衔接的快慢 施工技术措施是否得当等 均有很大的关系 古田隧道断层地段处理方案 2 当隧道轴线接近于垂直构造线方向时 断层规模较小 破碎带不宽 且含水量较小时 条件比较有利 可随挖随撑 但当隧洞轴线斜交或者平行于构造方向时 则隧洞穿过破碎带的长度增大 并有强大侧压力 应加强拱墙衬砌 及时封闭 关键词 高速铁路 隧道 断层地段施工方案 古田隧道断层地段处理方案 3 1 工程概况古田隧道位于福建省古田县黄田镇与水口镇境内 进口位于福建省古田县黄田镇洋上村 出口东侧为古田溪 水口库区 本标段内隧道长8657m 最大埋深约611m 本隧道设置斜井两座 隧道穿越的主要地层岩性主要为凝灰熔岩 花岗岩 全隧共穿过3条断层 本隧不良地质现象主要为断层破碎带 高地温 岩爆 危岩 落石 古田隧道断层地段处理方案 4 古田隧道断层地段处理方案 DK735 780 DK736 025段为F1 F2断层及其影响带 F1断层产状90 63 与线路夹角约70 破碎带及影响带宽30m 张扭性 带内岩体破碎 发育有孔洞构造 具硅化 弹性波速3 2km s F2断层产状285 60 与线路夹角约75 破碎带及影响带宽约25m 张扭性 断面粗糙 带内岩体破碎 具硅化 弹性波速3 1km s F1 F2断层共同作用 本段岩体较破碎 5 古田隧道断层地段处理方案 地下水为基岩裂隙水 较发育 洞身涌水量为264m3 d 设计DK735 810 845 DK735 955 990段采用3m径向注浆 DK736 340 380段为F3破碎带及影响带 宽约7m 左行平移断层 带内岩体受挤压破碎 弹性波速2 9km s 地下水为基岩裂隙水 较发育 破碎带洞身涌水量为256m3 d 设计采用3m径向注浆 6 古田隧道断层地段处理方案 DK736 875 DK737 060段地表水较发育 地下水为基岩裂隙水 发育 洞身涌水量为932m3 d 设计采用3m超前注浆 DK740 300 360段为岩性接触带 节理 裂隙较发育 岩体较破碎 弹性波速3 3km s 地下水为基岩裂隙水 较发育 洞身涌水量为388m3 d 设计采用3m径向注浆 7 古田隧道断层地段处理方案 2 注浆施工方案根据目前出水情况分为掌子面超前预注浆和已开挖段的径向注浆两种方案 2 1 注浆的加固范围浆液的加固范围是注浆最重要的设计参数 它直接决定着注浆工艺的选择和及其相对应的其他注浆参数的确定 依据该段的隧道实际工程地质情况及设计施工图 注浆的加固范围为超过隧道开挖轮廓线5米 8 古田隧道断层地段处理方案 根据目前掌子面的地质情况 围岩能够自稳 完整性较好 涌水基本上为裂隙水 具有一定的压力 钻孔过程中如涌水量大于1升 米 分钟 必须对掌子面进行超前预注浆 地面隧道上游水沟 9 古田隧道断层地段处理方案 地面隧道下游水沟 10 古田隧道断层地段处理方案 2 2 掌子面预注浆1 注浆工艺方法基本原则 钻孔应尽量少 注浆材料早期强度高 强度上升快 注浆每循环6米为宜 注浆方法 根据上述情况 注浆采用周边超前注浆结合中部局部注浆方案 注浆工艺 采用前进式注浆工艺 钻进至设计深度后退钻 安装1 5米 42 11 小导管作孔口管 孔口管采用锚固剂锚固 待锚固强度达到要求后注浆止水 古田隧道断层地段处理方案 12 古田隧道断层地段处理方案 2 孔网参数钻孔直径 50mm循环进尺 钻孔注浆6米 开挖两个循环注浆一循环 钻孔布置 掌子面沿开挖轮廓线布置一圈孔 孔间距2米 终孔位于开挖轮廓线外2米 掌子面中部视出水情况补充注浆孔 3 注浆材料本方案选用两类注浆材料 普通水泥浆单桨液 水泥 水玻璃双浆 13 古田隧道断层地段处理方案 材料配合比 A 双液浆配合比 水泥浆的水灰比0 8 1 0 双液体积比暂定1 0 8 根据现场试验确定 凝胶时间控制在15秒 1分钟 B 单液浆水灰比0 8 1 0 4 注浆顺序A 先对掌子面已出水孔进行注浆 注浆材料采用水泥 水玻璃双液浆 14 古田隧道断层地段处理方案 B 钻孔出水量大于1升 米 分钟时 注浆材料采用水泥 水玻璃双液浆 钻孔出水量小于1升 米 分钟时 注浆采用普通水泥单液浆 C 钻孔注浆由下至上 跳孔钻注 5 注浆参数注浆压力 双液浆4 5MPa 单液浆2 2 5MPa 单孔延米注浆量 1 5方 米 孔 按平均空隙率12 计算 15 古田隧道断层地段处理方案 注浆扩散半径 2m6 注浆结束标准A 注浆压力达到设计终孔压力时停止注浆 B 注浆压力未能达到设计压力 双液浆注浆量超过设计平均注浆量的1 5倍时 应停止注浆分析情况后再确定是否继续注浆 C 注浆压力未能达到设计压力 单液浆注浆量超过设计平均注浆量的1 5倍时 应采取间歇注浆 甚至改换为双液注浆 16 2 3 径向注浆施工方案目前成洞漏水段围岩完整性较好 涌水基本上为散状水 具有一定的压力 总出水量较大 古田隧道断层地段处理方案 洞内渗水 17 古田隧道断层地段处理方案 1 注浆工艺方法选择方法 先对集中出水点进行注浆封堵 再采取径向补充注浆 A 集中出水点注浆确定集中出水点位置 在集中出水点附近钻孔 使其与集中出水点通道贯通 进行注浆封堵 对大股出水还要进行顶水注浆 B 径向补充注浆 18 2020 3 20 19 集中出水点基本封堵完成后 针对剩余渗漏水部位实施径向补充注浆 根据渗漏水情况反复注浆 孔深应结合钻孔时所表现的与渗漏水的连通情况具体确定 古田隧道断层地段处理方案 洞内渗水 20 2 孔网参数在斜井周边径向布置注浆孔 钻孔深度5米 注浆孔间距如下表所示 古田隧道断层地段处理方案 21 古田隧道断层地段处理方案 3 注浆材料本方案选用两类注浆材料 双液浆和单液浆A 双液浆 水泥水玻璃双液浆 用于集中出水点堵水 选用水泥水玻璃双液浆进行封堵 B 普通水泥单液浆 用于径向补充注浆 填充裂隙 材料配合比 A 双液浆配合比 22 古田隧道断层地段处理方案 水泥水玻璃双液浆 水灰比0 6 1 0 水玻璃浓度35Be 水泥浆与水玻璃体积比1 1 1 0 6 B 普通水泥浆水灰比0 8 1 0 4 注浆顺序A 集中出水点注浆由下向上依次注浆 B 径向补充注浆环向由下向上进行 纵向由大里程向小里程方向逐环进行 5 注浆参数 23 古田隧道断层地段处理方案 注浆压力 双液浆4 5MPa 单液浆1 5 2MPa 径向注浆单孔延米注浆量 0 6方 米 孔 按平均空隙率12 计算 集中出水点注浆单孔延米注浆量 根据实际情况确定 注浆扩散半径 1 2m6 注浆结束标准A 注浆压力达到设计终孔压力时停止注浆 24 古田隧道断层地段处理方案 B 注浆压力未能达到设计压力 双液浆注浆量超过设计平均注浆量的1 5倍时 应停止注浆分析情况后再确定是否继续注浆 C 注浆压力未能达到设计压力 单液浆注浆量超过设计平均注浆量的1 5倍时 应采取间歇注浆 甚至改换为双液注浆 3 主要机具设备 材料3 1 注浆设备 25 古田隧道断层地段处理方案 双液注浆泵2台 注浆压力大于5MPa 型号 KBY 50 70 水泥浆搅拌机2套 西安雨田NJ 600型 26 古田隧道断层地段处理方案 风钻5把 型号 YT 28 50钻头若干 高压注浆管 50米 作业台架1套3 2 注浆材料 42注浆钢管 若干 425普通水泥 若干 Be38水玻璃 若干 缓凝剂 磷酸氢二钠若干 4 管理人员及劳动配备管理人员2名 组长 名 技术负责人 名 现场技术员1名 技术工人10名 其中钻工5人 注浆工5人 27 古田隧道断层地段处理方案 5 质量安全保证措施5 1 质量保证措施 1 施工过程要严格工序控制 加大施工的技术含量 专业技术人员现场值班 划分作业区域 采用 双控 指标 两序孔作业 根据施工和地层的变化情况 适时调整注浆压力 分段长度和注浆材料的种类及配比 保证注浆效果 28 古田隧道断层地段处理方案 2 应严格按照设计参数进行钻孔 钻孔孔位及角度偏差符合相关规范规定 若现场钻孔孔位因为客观条件限制不能满足设计要求 应进行移位并进行计算确定参数 必要时应进行补孔 3 注浆材料应满足设计要求 严禁使用过期结块的材料 必要时进行检验 4 浆液配比应符合设计要求 配浆时最大误差为 水泥 水玻璃 水 5 29 古田隧道断层地段处理方案 5 浆液搅拌应均匀 一般水泥浆 特种水泥浆搅拌时间为10 30分钟 但不得超过60分钟 未搅拌均匀或沉淀的浆液严禁使用 6 注浆过程中 时刻注意泵压和流量的变化 若吸浆量很大或压力突然下降 注浆压力长时间不上升 应查明原因 如工作面漏浆 可采取封堵措施 如跑浆可通过调换浆液 调整浆液配比 缩短浆液凝胶时间 进行大泵量 低压力注浆 必要时采用间歇注浆 以达到控域注浆目的 30 古田隧道断层地段处理方案 7 注浆过程中若发生串浆时 可采取两孔同时注浆措施 8 注浆过程中压力突然升高 应及时查找原因 进行处理 确因浆液凝胶时间过短 则应停水玻璃泵 只注水泥浆 待泵压恢复正常后再进行双液注浆 9 一台泵发生故障时 应立即换上备用泵继续注浆 31 古田隧道断层地段处理方案 10 严格进行注浆效果检查评定 符合要求时才能结束注浆作业 当未达到注浆结束标准时 应进行补孔注浆 5 2 安全保证措施 1 注浆期间溶洞段至少设一个量测断面 严格按隧道施工规范加强量测 并加强掌子面周围初支的观察 确保注浆施工过程中地表和洞内初支结构的安全 32 古田隧道断层地段处理方案 2 注浆管路及连接件必须采用耐高压装置 当压力上升时 要防止管路连接部位爆裂伤人 3 孔口管 止浆塞要安装固结牢固 施工期间严禁人员站在其冲出方向前方 以防止孔口管 止浆塞冲出伤人 4 注意机械使用 保养 维修 注意用电安全 经常进行检查杜绝漏电 并派专人操作和维修 非机电修理人员不得随意拆卸设备 33 古田隧道断层地段处理方案 5 台阶上施工时应设防护围栏 防止人员高空坠落 6 需高空作业时 应搭设稳固安全的脚手架和施工平台 防止机翻人伤事故发生 7 交叉作业时加固注浆施工要