隧道高风险地段施工方案

1 新建南广铁路新建南广铁路 NGZQ 8NGZQ 8 标段五指山隧道工程标段五指山隧道工程 五指山隧道高风险地段五指山隧道高风险地段 施工方案施工方案 单单 位 中位 中铁铁隧道集隧道集团团南广南广铁铁路路 NGZQ 8 标标 编编 制 制 审审 核 核 批批 准 准 20092009 年年 0808 月月 0101 日发布日发布 20092009 年年 0808 月月 0101 日实施日实施 五指山隧道高风险地段施工方案 2 1 1 总则总则 为规范南广铁路 NGZQ 8 标段五指山隧道风险地段施工技术管理工作 建立和 完善隧道风险防范管理体系 依据 铁路隧道风险评估与管理暂行规定 铁建设 2007 200 号 及 关于印发南广铁路隧道风险评估与管理实施办法 暂行 的通知 南广铁安质发 2009 66 号 文件规定 结合五指山隧道设计概况 在施工过程中 为了确保五指山隧道施工安全和工程工期目标的实现 规避突发性和灾难性风险 特制定本实施方案 2 2 编编制依据制依据 2 12 1 相关文件相关文件 1 南广铁路隧道风险评估与管理实施细则 南广铁安质发 2009 66 号 2 设计单位的设计风险交底资料 2 22 2 相关的国家和行相关的国家和行业标业标准 准 规规范及范及规规定定 1 铁路隧道风险评估与管理暂行规定 铁建设 2007 200 号 2 铁路基本建设项目预可行性研究 可行性研究和设计文件编制办法 铁建 设 2007 152 号 3 新建时速 200 250 公里客运专线铁路设计暂行规定 铁建设 2005 40 号 4 铁路隧道设计规范 TB1003 2005 5 铁路隧道施工技术指南 TZ204 2008 6 锚杆喷射混凝土支护技术规范 GB50086 2001 7 地下工程防水技术规范 GB50108 2008 8 混凝土结构设计规范 GB50010 2002 9 铁路隧道监控量测技术规程 TB10121 2007 10 铁路双层集装箱运输装载限界 暂行 和 200km h 客货共线铁路双层集装 箱运输建筑限界 暂行 铁科技函 2004 157 号 11 铁路隧道超前地质预报技术指南 铁建设 2008 105 号 12 铁路建设贯彻国防要求技术规程 试行 铁计 2005 23 号 13 铁路工程环境保护设计规范 TB10501 98 3 14 中空锚杆技术条件 TB T3209 2008 15 铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定 及局部修订条文的通知 铁建设 2005 157 号 16 铁路隧道工程施工质量验收标准 TB10417 2003 17 铁路工程施工安全技术规程 TB10401 1 2003 18 铁路技术管理规程 铁道部令第 29 号 19 铁路隧道施工机械配置的指导意见 铁建设 2008 777 号 20 铁路隧道设计施工有关标准补充规定 铁建设 2007 88 号 21 客货共线及客运专线隧道复合式衬砌运用参考图内轮廓及支护参数审查会 专家意见 经规标准 2007 92 号 22 时速 250 公里客运专线铁路双线隧道复合式衬砌 通隧 2008 0201 号 2 32 3 隧道技隧道技术资术资料料 1 五指山隧道设计图纸 南广桂肇施隧 93 南广桂肇隧参 01Y 南广桂肇隧 参 03Y 南广桂肇隧参 05W 南广桂肇隧参 06 2 南广铁路 NGZQ 8 标施工相关合同文件 1 中铁工程设计咨询集团有限公司在施工前期对五指山隧道隧址的水文地质 勘察报告 2 已经监理 业主批准的 五指山隧道出口实施性施工组织设计 3 已经监理 业主审批的地质超前预报及监控量测专项实施方案 3 已经监理 业主审批的不良地质地段隧道施工专项实施方案 3 3 工程概况工程概况 3 13 1 工程地工程地质质概况概况 新建南广铁路五指山隧道起于广东省云浮市都杨镇 止于肇庆市大湾镇禄岸村 进口里程 IDK352 048 出口里程 IDK364 256 隧道全长 12208m 最大埋深约 407m 隧道洞身设置两处无轨运输斜井 五指山 1 号斜井斜长 916m 与隧道正洞 交于 IDK355 800 五指山 2 号斜井斜长 811m 与隧道交于 IDK360 994 整个隧 道 级围岩 8100 米 级围岩 1896 米 级围岩 1806 米 级围岩 383 米 4 隧道沿线穿越的地层主要为加里东期 地槽 广西运动扶南序列侵入岩 侵入 时代为早志留系 S1W 坞泥单元 及 S1G 高围单元 侵入岩性为细粒 粗粒黑云 母斑状花岗岩 以岩基侵入为主 其次为岩株式 该侵入岩体受到强烈的动力变质 作用 形成宽度不等的破碎带 IDK361 301 之后为寒武系高滩组及水石组地层 地层岩性为砂岩 千枚岩等 不同时期花岗岩侵入呈侵入接触关系 侵入接触面产 状 走向一般为北东向 倾向东南 倾角 30 40 花岗岩地层与寒武系地层呈侵 入接触关系 接触产状变化较大 据钻探揭露 隧址区地层按其成因分类 主要为 第四系残坡积层 早志留系花岗岩侵入体及寒武系砂岩 千枚岩 3 23 2 高高风险风险地段确地段确认认 3 2 13 2 1 断断层层破碎破碎带带及可能存在突泥涌水地段及可能存在突泥涌水地段 1 IDK355 875 IDK356 290 Fw2 段 IDK359 235 390 Fw3 段 IDK362 856 876 Fw5 段 IDK362 956 976 Fw5 段 IDK363 796 IDK364 108 Fw6 段为节理密集带 岩体较破碎 设计采用双排 小导管超前注浆预支护 开挖后隧道出现渗漏水时 采用开挖后局部径向补注浆堵 水措施 2 IDK361 621 766 Fw4 段为断层片理构造带及富水带 设计采用双 排小导管超前注浆预支护 开挖后隧道出现渗漏水时 采用开挖后局部径向补注浆 堵水措施 由以上低阻异常带探测资料可得知 Fw3 Fw6 段地质岩体破碎 且有断层及 富水影响 存在突泥涌水及坍塌的地质风险 3 2 23 2 2 浅埋段及可能存在坍塌地段浅埋段及可能存在坍塌地段 1 五指山隧道进口端 IDK352 071 IDK352 131 段岩性为加里东期花岗 岩 风化程度依次为 全风化层 黄褐色 岩芯多呈砂土状 结构松散 强风化层 黄 褐色 中 粗粒状结构 块状构造 节理裂隙发育 岩体较破碎 弱风化 灰白色 岩 体完整 2 IDK364 050 150 段及五指山隧道出口端 IDK364 226 256 段岩 性为寒武系泥质砂岩 风化程度依次为 全风化层 黄褐色 岩芯多呈土状 结构松 散 强风化层 褐灰色 岩体破碎 弱风化 岩体较完整 5 以上地段地表埋深 0 50 米 埋深较浅极易存在坍塌风险 3 2 33 2 3 可能存在岩爆地段可能存在岩爆地段 1 IDK356 620 770 地表高程 410 443 米 最高处 IDK356 700 地表高 程 443 米 最大埋深 370 米 洞身穿越加里东期花岗岩 2 IDK357 210 300 地表高程 435 461 米 最高处 IDK357 255 地表高 程 461 米 最大埋深 395 米 洞身穿越加里东期花岗岩 3 IDK358 610 800 地表高程 447 486 米 最高处 IDK356 703 地表高 程 486 米 最大埋深 403 米 洞身穿越加里东期花岗岩 4 IDK360 790 900 地表高程 350 395 米 最高处 IDK360 836 地表高 程 395 米 最大埋深 310 米 洞身穿越加里东期花岗岩 根据设计图纸及地形地貌踏勘 全隧共有以上四处埋深超过 300 米且围岩整 体性较好 岩性均为花岗岩 岩体强度母材强度较高 存在岩爆可能 4 4 施工技施工技术术方案方案 4 14 1 超前地超前地质预报质预报 根据以上不良地质地段资料情况 按照 铁路隧道超前地质预报技术指南 要 求 对软弱夹层 物探异常带 岩体破碎带 富水的岩层分界面 富水地层中的裂隙 水等发育情况进行预测预报 并纳入施工工序 不良地质地段采用的超前地质预报 主要有地质素描 地质雷达 红外探测和超前地质钻探等 根据超前地质预测预报 工作获取的地质信息调整隧道的施工方案 以确保施工 每个开挖循环掌子面进行地质素描 在距设计断层带或节理密集带约 150 米 进行第一次长距离的 TSP203 地震反射法地质预报 宏观掌握掌子面前方的地质情 况 根据该次地质预报结果显示断层带 节理密集带 浅埋破碎带 深埋花岗岩地 段的情况 进一步验证前方围岩情况 对于破碎及节理密集带采用 HSP 水平声波 仪在距断层带或节理密集带 50 米左右处进行一次中长距离的探测 对围岩的破碎 和富水程度再次进行预测和验证 视预报的分析资料结合实际情况 往前开挖后 采用地质雷达探测断层破碎带的位置 采用红外线探水仪探测富水带 最后采用超 前水平钻探 MK 5 单孔水平钻探 进行验证 指导施工 超前水平钻探贯穿整个断 6 层破碎带及富水带 对于可能存在岩爆地段 采用采用超前水平钻探 MK 5 单孔 水平钻探 进行验证 及时将地质预报结果报相关单位 调整设计 改变施工方案 及施工方法 在节理裂隙发育破碎带内注意加强对不稳定性岩体 块 的支护 注意 锚杆的施做 以防贯通型软弱结构面与隧道开挖轮廓形成不利组合 形成隧道坍塌 在断层破碎带及富水地段附近施工应加强初期支护质量 各项注浆辅助措施应到 位 避免发生岩溶涌泥 涌水 施工过程中及时进行隧道内围岩变形监测 及时施 做仰拱及二衬 4 24 2 断断层层破碎破碎带带及可能存在突泥涌水地段施工技及可能存在突泥涌水地段施工技术术方案方案 4 2 14 2 1 破碎破碎带带施工技施工技术术方案方案 首先对区段进行超前地质预报工作 宏观掌握断层破碎段地质及地下水情况 主要根据地下水量大小情况采取相应堵排水措施 开挖及初期支护按三台阶七步 法进行施工 按照 小分块 短台阶 早成环 环套环 的施工原则 严格遵循 管超 前 严注浆 短进尺 强支护 快封闭 勤量测 十八字方针 隧道堵水措施根据涌水量的大小可采用超前帷幕注浆 径向注浆 局部注浆 当出现大量涌水时 采用超前帷幕注浆堵水 当隧道开挖后围岩出现股状流水或小 范围的面状淋水时 主要采用局部注浆进行封堵围岩裂隙 可减少底层水流向隧道 的排泄量 隧道开挖后 洞壁渗漏水较大时 或支护后围岩软弱 支护结构变形较 大时 通过径向注浆达到堵水减排和加固围岩 限制变形的目的 隧道排水主要分为顺坡排水与反坡排水 其中顺坡排水主要利用自然坡度沿 两侧水沟将水排出洞外 反坡排水应结合排水设备 如抽水机 进行 沿隧道纵向每 隔 100m 150m 设置一个集水井 分段开挖反坡侧沟 采用分段接力方式利用抽水 设备将水排出洞外 在洞口处需设置污水处理池 洞内排出的污水需经处理满足排 放标准后方可排放 通过节理密集带或断层段的各工序间的距离尽量缩短 并尽快封闭成环 减少 岩层暴露 松动和地压增加 采用爆破法掘进时 严格掌握炮眼深度 数量和装药量 并采用减弱松动爆破 法施工 断层破碎段的支护只能加强不得减弱 并须经常检查加固 加强监控量测 及时 调整支护参数 7 4 2 24 2 2 超前帷幕注超前帷幕注浆浆 当地下水与地表水连通时 富水以及排水能力无法满足安全施工要求时采用 超前帷幕注浆加固隧道前方核心区及轮廓线外约 5 8m 范围内的围岩 超前帷幕注浆采用钻机成孔 设止浆墙 开孔直径为 130mm 开孔深度 2 3m 开孔完成后安设并固定孔口管 孔口管径采用 108mm 之后 用钻机通过 孔口管钻注浆孔 注浆孔径应不小于 75mm 不大于孔口管内径 为 90mm 注浆方 式采用前进式注浆 钻到设计的分段深度后 进行注浆 注浆完成后 再钻到下一 设计的分段深度并注浆 以此循环 直到钻到设计孔深并注浆完成 钻孔和注浆的 顺序是从外圈到内圈 隔孔加密 根据成孔情况 钻机能力和现场试验 也可利用 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 达到单孔和全段注 浆结束标准后 结束注浆 超前帷幕注浆参数表 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3 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 MPa 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 8 11 单孔 段 注浆量 Q R2L n 12 每循环注浆量 Q A SR L n 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 7 13 个 110 个 6 11 个 根据实际情况调整 平导亦 按流程设计 正洞超前帷幕注浆方案 3m 注浆钻孔布置及纵剖面图 正洞超前帷幕注浆方案 3m B B C C D D 断面终孔位置图 9 超前帷幕注浆施工工艺流程图 4 2 34 2 3 超前小超前小导导管管预预注注浆浆 在断层破碎带 软弱围岩地段拱部采用双排超前小导管注浆预支护来加强围 岩的稳定性 超前支护施工配合钢架使用 其纵向搭接长度不小于 1 0m 使其形成 一个整体来支撑围岩 1 超前小导管设计参数 1 超前小导管规格 采用外径 50mm 壁厚 5mm 的热扎无缝钢花管 2 超前小导管环向间距 40cm 拱顶 120 范围布置 3 倾角 下排外插角以 10 为宜 上排外插角 40 可根据实际情况作适当调 整 4 注浆材料 采用水泥浆液 注浆参数为 水泥浆液水灰比 1 1 重量比 注浆压力 0 5 1 0Mpa 超前小导管采用 50 无缝热扎钢管制成 在前部钻注浆孔 孔径 6 8mm 孔间 距 15cm 呈梅花型布置 前端加工成锥形 尾部长度 100cm 作为不钻孔的止浆段 不好 不好 前进式分段注浆 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 130 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 90mm 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 10 为保证小导管的支护效果 减小小导管的外插角 在配合使用的型钢钢架地段 可 在型钢腹板穿孔以便小导管穿过 也可以采用一榀格栅钢架替代开孔型钢钢架 钢 管尾部与钢架焊接 2 超前小导管施工要求 1 小导管安设一般采用钻孔打入法 即先按设计要求钻孔 钻孔直径大 3 5mm 然后将小导管穿过钢架用锤击或钻机顶入 顶入长度不小于钢管长度的 90 并用高压风将钢管内的砂石吹出 2 小导管安设后 用塑胶泥封堵孔口及周围缝隙 必要时在小导管附近及工作 面喷射混凝土 以防工作面坍塌 3 隧道开挖长度应小于小导管注浆长度 预留部分作为下一次循环的止浆墙 4 注浆前应进行压水试验 检查机械设备是否正常 管路连接是否正常 为加 快注浆速度和发挥设备效率 可采用群管注浆 每次 3 5 根 5 注浆量达到设计注浆量或注浆压力达到设计终压可结束注浆 6 注浆过程中要随时观察注浆压力及注浆泵排浆量的变化 分析注浆情况 防 止堵管 跑浆 漏浆 做好注浆记录 以便分析注浆效果 3 超前小导管施工工艺见下图 超前小导管施工工艺图 4 2 44 2 4 径向注径向注浆浆 施工准备 注浆孔孔位布置 洞外小导管加工 钻 孔 清 孔 注 浆 导入小导管 结 束 喷砼 安止浆墙 注浆质量综合检查 浆液配制 格 合 不合格 压水试验 11 径向注浆设计加固范围外开挖轮廓线外 5m 可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 必要时可使用水泥 水玻 璃双液浆和特种水泥浆材 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 注浆参数见 径向注浆参数表 注浆方案见 径向注浆方案 注浆钻孔布置 及平面图 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 5 8m 范围内调 整 2浆液扩散半径R 0 8m 3注浆孔间距0 8 1 2m 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 径向注浆方案 注浆钻孔布置及平面图 径向注浆工艺流程见下图 隧 道 中 线 开挖线 设计顶面 注浆孔 开挖支护 钻孔下注浆管 径向注浆 配制浆液 补充注浆 结 束 达到设计要求 单孔注浆效果检查 未达到设计要 求 12 径向注浆施工工艺流程图 4 2 54 2 5 局部注局部注浆浆 隧道围岩周边或掌子面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 3 5m 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 注浆方案见下图 局部注浆方案 溶隙裂隙出水注浆示意图 13 局部注浆方案 面状出水注浆示意图 4 2 64 2 6 开挖开挖 由于隧道断面大 为了减小对围岩的扰动 保持围岩稳定和及时支护 断层及 破碎带施工按设计要求采取三台阶七步开挖方法 在开挖过程中视围岩情况对开 挖台阶长度及工法进行调整 首先进行超前支护 进行上部弧形导坑开挖 初期支护施工 中部左右侧交 错开挖 边墙支护 下部左右侧交错开挖 边墙支护 核心土开挖 仰拱开挖与 支护 三台阶七步开挖法施工工序图下图 三台阶七步开挖法施工工艺图 上部弧形开挖超前中部 5m 采用风钻钻孔 弱爆破 人工翻碴至两侧导坑内 装载机端碴 中部左侧超前右侧 5m 左右交错进行开挖与支护 采用装载机端碴 自卸汽车运输 中部采用风钻钻孔 弱爆破 下部左侧超前右侧 5m 左右交错进行 开挖与支护 采用装载机端碴 自卸汽车运输 中部采用风钻钻孔 弱爆破 上部核 心土跟中部左侧同时开挖 中部核心土和下部左侧同时开挖 下部核心土在下部右 侧开挖只护后开挖 施工过程中上部弧形拉开距离后各作业面可同步作业 底部仰 拱开挖后进行支护及时封闭成环 开挖过程采用弱爆破时 严格按照爆破设计进行 并不断进行优化 特别注意 断面交界处的超欠挖和成形控制是重点 量测必须及时紧跟 及时分析反馈 指导 安全施工 4 2 74 2 7 初期支初期支护护 三台阶七部法开挖图 1 1 2 3 45 0 1 2 3 45栈 桥 施工工序纵断面示意图 1 1 1 3 2 4 5 6 1 6 2 6 3 7 开挖透视图 施工步骤 第1步 施做超前支护后 开挖拱部弧形导 坑 预留核心土 施做拱部初期支护 第2步 开挖左侧中台阶并施做初期支护 第3步 开挖右侧中台阶并施做初期支护 超前支护 1 6 1 6 2 6 3 7 6 1 6 2 6 3 第4步 开挖左侧下台阶并施做初期支护 第5步 开挖右侧下台阶并施做初期支护 第6部 分别开挖上 中 下台阶核心土 第7部 开挖隧底并施做仰拱初期支护封闭成环 14 按设计要求初期支护采用钢架 锚喷网联合支护 钢架紧跟开挖施作 及时封 闭成环 对开挖后的岩面及时进行初喷 加强监控量测工作 根据位移量测结果 评价支护的可靠性和围岩的稳定状态 及时调整支护参数 确保施工安全 4 2 84 2 8 隧道底部隧道底部处处理理 如隧道底部为松散或软塑状的粘土或砂粘土沉积物 为了防止列车运行过程 中结构产生固结沉降 加强对基地的处理 隧道底部的处理可采用注浆加固 换填 桩基等方法 隧道底部换填 如果隧道基底溶洞充填物的厚度小于 2 0m 2 0m 以下为基岩或微风化地层 可以考虑采用换填方法 换填材料可以选用浆砌片石 混凝土等 隧道底部注浆加固 如隧道基底溶洞充填物的厚度小于 2 0m 可考虑采用垂直注浆加固 钻孔深 度深入基岩 3 0m 左右 注浆材料宜选用普通水泥或超细水泥浆 注浆管上端和仰 拱相连 以提高支护结构的强度和刚度 桩基处理 如基底溶洞范围超过 20m 可考虑采用挖孔桩 钻孔桩 粉喷桩或钢管桩等进 行加固 具体加固厚度和范围由设计单位综合考虑后确定 4 2 94 2 9 仰拱超前 仰拱超前 衬衬砌适度砌适度紧紧跟跟 仰拱超前施工 衬砌适度紧跟 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 一方面为了防水 另一方面可减弱地层活动性对衬砌结构 的危害 4 2 104 2 10 防排水施工的技防排水施工的技术术要求要求 1 二次衬砌混凝土应按防水混凝土要求施工 施工缝 变形缝的防水处理必 须满足质量要求 2 防水层铺设前应对喷射混凝土基面作平整和清除浮碴处理 3 防水层铺设应平顺 并密贴喷射混凝土基面 接缝应采用常规法 充气法 或真空法检查 确保严密可靠 4 必须先进行注浆并达到止水目的后 方可铺设防水层 防水层铺设后 严 禁在铺设防水层范围内注浆 15 3m 6 8m6 8 m 3m 1 1 4cm I18 I20a I18 2 4cm I18 I20a I18 3 4cm I18 I20a 4 5 4cm I18 I20a 6 6 8m 7 8 I18 18 3m6 8 m3m 30 m6 8 m6 8m 20 m 5 排水盲管安装前应对岩面进行平整 纵横向排水管和水沟应在二次衬砌施 工前完成 基底应清理干净 确保排水顺畅 4 34 3 浅埋段及可能存在坍塌地段浅埋段及可能存在坍塌地段 4 3 14 3 1 开挖方法开挖方法 浅埋段采用双侧壁导坑法进行开挖掘进 具体施工方法见下图 侧壁导坑 中 央部上部 中央部下部错开一定距离后平行作业 侧壁导坑可采用短台阶法开挖 左右侧壁导坑施工同步进行 当量测显示支护体系稳定 变形很小时 可适当加大 循环进尺 双双侧侧壁壁导导坑开挖法施工工坑开挖法施工工艺图艺图 4 3 24 3 2 大管棚施工大管棚施工 隧道进出口段及洞身浅埋易坍塌地段采用大管棚超前支护 大管棚采用地质 钻机成孔 注浆泵注浆 外插角为 1 3 施工准备 开挖至管棚施作空间位置时 预留钻机作业平台 安设导向架或施 做套拱 搭设作业平台架并固定牢固 成孔 采用水平地质钻机 从导向管内钻孔 安设 由机械顶进 钢管节段间用丝扣连接 顶进前先进行管节加工采用不同 长度规格 相邻间交替错接安装 管棚顶到位后 钢管与导向管间隙用速凝水泥或 其它材料堵塞严密 以防浆液冒出 堵塞时设置进浆孔和排气孔 16 注浆 注浆压力为 0 5 1 0Mpa 当排气孔流出浆液后 关闭排气孔 继续注浆 达到设计注浆量或注浆压力时停止注浆 施工过程中 为了防止注浆过程中发生串浆 每钻完一个孔 随即就安设该孔 的钢管并注浆 然后再进行下一孔的施工 大管棚施工工大管棚施工工艺艺框框图图 4 3 34 3 3 其它施工措施其它施工措施 其它超前导管注浆 径向导管注浆 初期支护 仰拱 二衬等措施严格按照设 计图纸施工 必要时参照断层破碎带施工辅助措施加强支护 4 44 4 可能存在岩爆地段可能存在岩爆地段 4 4 14 4 1 开挖方法开挖方法 严格按光面爆破进行作业 减少对围岩扰动 周边孔间距不得大于 45cm 并 采用小药卷间隔装药 增加导爆管段数以降低同段起爆药量 提高光爆效果 保证 隧道开挖周边基本圆顺 减少局部新的应力集中 缩短循环进尺 深孔爆破改为浅 孔爆破 降低一次爆破用药量 在岩爆严重地段 全断面一次开挖改为分步开挖法 使应力逐步释放 以减轻 前期准备 测量放线和场地平整 管棚施工作业平台或操作间 套拱 洞内时工作室 导向架 导向管 顶进管棚 综合检查 注浆 大管棚加工 不合格 钻机就位 钻孔 补孔 下管 合格 注浆检查 砼生产 钢筋加工 17 岩爆灾害的严重性 4 4 24 4 2 加固加固围围岩措施岩措施 岩爆地段爆破后及时初喷并支护 其目的是 第一 改善围岩的应力状态 不 仅要改变大小及其分布还要使洞室周边岩体从单向应力状态变为三向应力状态 第二 防止岩石弹射与塌落等破坏性事故发生 加强临时支护 A 喷砼 在清除拱顶部位由于岩爆产生的松动石块之后 施 作 5cm 厚喷砼覆盖岩爆坑 用来保护施工人员和机械设备的安全 在局部地段 当 喷射砼支护不能满足要求时 可采用喷射纤维砼 当系统锚固后再二次喷砼至设计 厚度 岩爆较严重地段则加大初支厚度 进行第三次喷砼 5cm 厚 B 锚杆 初喷后 及时按设计进行锚网支护 衬砌方面的措施 A 岩爆地段在开挖后 二衬紧跟 一般不得超过 90 米 尽快封闭 B 当围岩与临时支护结构物共同作用进入一种相对稳定状态时 隧道则采用 一般常用衬砌 无需加强 C 衬砌拆模时间根据情况要适当延长 并采用早强砼 以提高砼的早期强度 4 4 34 4 3 设临时设临时防防护护网网 为了防止突然发生岩爆飞石伤人和砸毁机器设备 使用钢丝网或尼龙网等进 行拦挡 A 在掌子面及其附近岩爆地带加挂铁丝帷幕 可增加作业场所的安全 保护 凿岩人员和机具 B 在台车上设钢丝网防护 保护打眼和装药人员的安全 4 4 44 4 4 应应力解除措施力解除措施 在岩爆强烈发生地带要采取应力解除措施 即在施工过程中 一边应力解除 一边掘进 在洞室未开挖之前使岩体原始应力得以释放 以减缓开挖后的围岩应力 即从掌子面起 向前方打超前斜孔 离洞壁保持一定的安全距离 K 形成一定厚度 的人工破碎带 4 4 54 4 5 施工施工监测监测控制控制 结合超前地质预报技术 应用弹道地震仪对掌子面及掌子面前方 15 20m 的 地方进行监测 用地震波速推算岩石强度 并根据岩石强度采用国外经验公式 18 A c 1 2 5 4 为中弱岩爆 必须采取措施 B 岩石强度判断 c 180 236Mpa 若发生岩爆为强度弹射 c 120 180Mpa 若发生岩爆为中等 c 80 120Mpa 若发生岩爆为弱岩爆 5 5 监监控量控量测测及安全保及安全保证证措施措施 5 1 5 1 监监控量控量测测措施措施 5 1 15 1 1 监测监测量量测测的内容及方法的内容及方法 1 洞内外观测 1 洞内观察 a 开挖工作面观察应在每次开挖后进行 观察中发现围岩条件恶化时 应采取 相应处理措施 观察后应及时绘制开挖工作面地质素描图 填写开挖工作面地质状 态记录表 b 在节理 裂隙发育的镶嵌状 块状脆性硬岩地段应重视观察围岩的节理 裂 隙走向及发育程度 对易引起坍塌的岩埠及时进行锚杆支护或喷射混凝土封闭 c 对已施工地段的观察每天至少应进行一次 主要观察喷射混凝土 锚杆 钢 架和二次衬砌等的工作状态 2 洞外观察 重点应在洞口段和洞身埋置深度较浅地段 其观察内容应包括地表开裂 地表 沉陷 边坡及仰坡稳定状态 地表水渗透情况等 表表 4 14 1 监控量测项目内容 方法及仪器监控量测项目内容 方法及仪器 序 号 监测项目测试方法和仪器 测试 精度 备注 1 洞内 外观察现场观察 地质罗盘 2 二次衬砌前净空变化 隧道净空变化测定仪 收敛计 全站仪 0 1mm全站仪采用非接触观测法 3 拱顶下沉 水准测量的方法 水准 仪 水准尺 1mm一般进行水平收敛量测 4 地表下沉 测量的方法 水准仪 水准尺 1mm浅埋隧道必测 H0 2b 19 5 二次衬砌后净空变化 隧道净空变化测定仪 收敛计 全站仪 0 01m m 6 沉降缝两侧底板不均 匀沉降 三等水准测量1mm 沉降缝两侧底板 或仰拱填 充层面 沉降 7 洞口段与路基过渡段 不均匀沉降观测 三等水准测量1mm 洞口底板 或仰拱填充层面 与洞口过渡段的沉降 2 隧道洞口段 浅埋段地表沉降监测 以上隧道洞口段及洞身浅埋易坍塌段覆盖层薄 开挖后围岩难以自稳成拱 地 表易沉陷 为了确保洞口浅埋段的施工安全 进行地表沉降监测 量测频率与拱顶 下沉和净空变化的量