隧道正洞及平导不良地质专项施工方案

1、PAGE 宝成线K395+880K401+872危岩体综合整治工程杨家湾隧道正洞及平导岩溶、突泥、涌水专项施工方案编制： 审核： 批准： 中铁隧道集团有限公司宝成线K400综合整治工程1标项目经理部 中铁十二局集团有限公司宝成线K400综合整治工程2标项目经理部二一二年十二月十五日目 录 TOC o 1-4 h z u HYPERLINK l _Toc349634742 1.工程概况 PAGEREF _Toc349634742 h 1 HYPERLINK l _Toc349634743 1.1 隧道概况 PAGEREF _Toc349634743 h 1 HYPERLINK l _Toc349

2、634744 1.2 地质情况 PAGEREF _Toc349634744 h 1 HYPERLINK l _Toc349634745 1.3 水文地质条件 PAGEREF _Toc349634745 h 3 HYPERLINK l _Toc349634746 2.编制依据 PAGEREF _Toc349634746 h 3 HYPERLINK l _Toc349634747 3.技术方案 PAGEREF _Toc349634747 h 3 HYPERLINK l _Toc349634748 3.1 总体施工顺序 PAGEREF _Toc349634748 h 3 HYPERLINK l _T

3、oc349634749 3.2 超前地质预报 PAGEREF _Toc349634749 h 5 HYPERLINK l _Toc349634750 3.3 注浆方案选择 PAGEREF _Toc349634750 h 5 HYPERLINK l _Toc349634751 3.4 超前帷幕注浆方案 PAGEREF _Toc349634751 h 6 HYPERLINK l _Toc349634752 3.4.1 注浆参数 PAGEREF _Toc349634752 h 6 HYPERLINK l _Toc349634753 3.4.1.1 注浆压力的确定 PAGEREF _Toc349634

4、753 h 6 HYPERLINK l _Toc349634754 3.4.1.2 浆液扩散半径 PAGEREF _Toc349634754 h 6 HYPERLINK l _Toc349634755 3.4.1.3 注浆加固范围及注浆孔布置 PAGEREF _Toc349634755 h 6 HYPERLINK l _Toc349634756 3.4.1.4 注浆孔布置 PAGEREF _Toc349634756 h 7 HYPERLINK l _Toc349634757 3.4.1.5 注浆速度 PAGEREF _Toc349634757 h 7 HYPERLINK l _Toc34963

5、4758 3.4.1.6 隧道超前预注浆参数 PAGEREF _Toc349634758 h 7 HYPERLINK l _Toc349634759 3.4.2 注浆材料 PAGEREF _Toc349634759 h 7 HYPERLINK l _Toc349634760 3.4.2.1 注浆材料选择 PAGEREF _Toc349634760 h 7 HYPERLINK l _Toc349634761 3.4.2.2 特种浆材使用原则 PAGEREF _Toc349634761 h 9 HYPERLINK l _Toc349634762 3.4.3 钻孔注浆顺序 PAGEREF _Toc3

6、49634762 h 10 HYPERLINK l _Toc349634763 3.4.4 注浆结束标准 PAGEREF _Toc349634763 h 10 HYPERLINK l _Toc349634764 3.4.4.1 单孔结束标准 PAGEREF _Toc349634764 h 10 HYPERLINK l _Toc349634765 3.4.4.2 全段结束标准 PAGEREF _Toc349634765 h 10 HYPERLINK l _Toc349634766 3.4.5 注浆施工工艺流程 PAGEREF _Toc349634766 h 11 HYPERLINK l _Toc

7、349634767 3.4.6 注浆效果检查及评定 PAGEREF _Toc349634767 h 12 HYPERLINK l _Toc349634768 3.4.6.1 分析法 PAGEREF _Toc349634768 h 12 HYPERLINK l _Toc349634769 3.4.6.2 检查孔法 PAGEREF _Toc349634769 h 12 HYPERLINK l _Toc349634770 3.4.7异常情况的施工处理 PAGEREF _Toc349634770 h 12 HYPERLINK l _Toc349634771 3.5 超前局部注浆方案 PAGEREF _

8、Toc349634771 h 13 HYPERLINK l _Toc349634772 3.5.1 注浆参数 PAGEREF _Toc349634772 h 14 HYPERLINK l _Toc349634773 3.5.2 注浆材料 PAGEREF _Toc349634773 h 14 HYPERLINK l _Toc349634774 3.5.3 钻孔注浆顺序 PAGEREF _Toc349634774 h 15 HYPERLINK l _Toc349634775 3.5.4 注浆结束标准 PAGEREF _Toc349634775 h 15 HYPERLINK l _Toc349634

9、776 3.5.5 注浆工艺 PAGEREF _Toc349634776 h 15 HYPERLINK l _Toc349634777 3.5.6 注浆效果检查及评定 PAGEREF _Toc349634777 h 16 HYPERLINK l _Toc349634778 3.6 补注浆和开挖后径向注浆 PAGEREF _Toc349634778 h 16 HYPERLINK l _Toc349634779 3.6.1 补注浆 PAGEREF _Toc349634779 h 16 HYPERLINK l _Toc349634780 3.6.2 径向注浆 PAGEREF _Toc34963478

10、0 h 16 HYPERLINK l _Toc349634781 3.7 超前注浆后的开挖方案 PAGEREF _Toc349634781 h 18 HYPERLINK l _Toc349634782 3.7.1 总体施工方案 PAGEREF _Toc349634782 h 18 HYPERLINK l _Toc349634783 3.7.2 超前支护 PAGEREF _Toc349634783 h 18 HYPERLINK l _Toc349634784 3.7.3 隧道开挖 PAGEREF _Toc349634784 h 19 HYPERLINK l _Toc349634785 3.7.4

11、 钻爆设计 PAGEREF _Toc349634785 h 20 HYPERLINK l _Toc349634786 3.7.5 洞身支护 PAGEREF _Toc349634786 h 21 HYPERLINK l _Toc349634787 3.7.5.1 喷射砼 PAGEREF _Toc349634787 h 21 HYPERLINK l _Toc349634788 3.7.5.2 砂浆锚杆 PAGEREF _Toc349634788 h 22 HYPERLINK l _Toc349634789 3.7.5.3 中空注浆锚杆 PAGEREF _Toc349634789 h 23 HYPE

12、RLINK l _Toc349634790 3.7.5.4 锁脚锚杆 PAGEREF _Toc349634790 h 23 HYPERLINK l _Toc349634791 3.7.5.5 钢筋网铺设 PAGEREF _Toc349634791 h 23 HYPERLINK l _Toc349634792 3.7.5.6 拱架施工 PAGEREF _Toc349634792 h 24 HYPERLINK l _Toc349634793 3.8隧道施工中岩溶的防治及处理措施 PAGEREF _Toc349634793 h 25 HYPERLINK l _Toc349634794 3.8.1岩溶

13、分类 PAGEREF _Toc349634794 h 25 HYPERLINK l _Toc349634795 3.8.2 岩溶水的处理 PAGEREF _Toc349634795 h 26 HYPERLINK l _Toc349634796 3.8.3 溶洞处理 PAGEREF _Toc349634796 h 29 HYPERLINK l _Toc349634797 3.8.3.1 溶洞的分布形态 PAGEREF _Toc349634797 h 29 HYPERLINK l _Toc349634798 3.8.3.2 施工方法 PAGEREF _Toc349634798 h 30 HYPER

14、LINK l _Toc349634799 3.8.4 施工工艺 PAGEREF _Toc349634799 h 38 HYPERLINK l _Toc349634800 3.9释能降压法治理高压富水充填溶腔技术 PAGEREF _Toc349634800 h 38 HYPERLINK l _Toc349634801 3.9.1 “释能降压法”概念、内容、施工方针及施作步骤 PAGEREF _Toc349634801 h 39 HYPERLINK l _Toc349634803 3.9.2四个施工步骤的各阶段施工内容 PAGEREF _Toc349634803 h 40 HYPERLINK l

15、_Toc349634804 3.9.3结构治理办法 PAGEREF _Toc349634804 h 41 HYPERLINK l _Toc349634805 3.10隐伏岩溶处理 PAGEREF _Toc349634805 h 43 HYPERLINK l _Toc349634806 3.10.1工作内容及原则 PAGEREF _Toc349634806 h 43 HYPERLINK l _Toc349634807 3.10.2主要技术要求 PAGEREF _Toc349634807 h 44 HYPERLINK l _Toc349634808 3.10.3钻探 PAGEREF _Toc349

16、634808 h 45 HYPERLINK l _Toc349634809 3.10.4勘察成果整理与分析 PAGEREF _Toc349634809 h 46 HYPERLINK l _Toc349634810 3.11地下水环境保护 PAGEREF _Toc349634810 h 46 HYPERLINK l _Toc349634811 3.12综合评价 PAGEREF _Toc349634811 h 46 HYPERLINK l _Toc349634812 4.隧道突泥、涌水事故应急和响应预案 PAGEREF _Toc349634812 h 46 HYPERLINK l _Toc3496

17、34813 4.1总则 PAGEREF _Toc349634813 h 46 HYPERLINK l _Toc349634814 4.2岩溶隧道安全施工措施及注意事项 PAGEREF _Toc349634814 h 47 HYPERLINK l _Toc349634815 4.3岩溶隧道安全逃生 PAGEREF _Toc349634815 h 48 HYPERLINK l _Toc349634816 4.4突泥涌水应急小组组织机构及职责 PAGEREF _Toc349634816 h 50 HYPERLINK l _Toc349634817 4.5突泥涌水应急抢险物资、设备 PAGEREF _

18、Toc349634817 h 51 HYPERLINK l _Toc349634818 4.6预防措施 PAGEREF _Toc349634818 h 52 HYPERLINK l _Toc349634819 4.7应急处理措施 PAGEREF _Toc349634819 h 53 HYPERLINK l _Toc349634820 4.8成立事故调查处理小组： PAGEREF _Toc349634820 h 53 HYPERLINK l _Toc349634821 5.施工计划 PAGEREF _Toc349634821 h 53 HYPERLINK l _Toc349634822 5.1

19、施工进度计划 PAGEREF _Toc349634822 h 53 HYPERLINK l _Toc349634823 5.1.1 超前预注浆施工进度计划 PAGEREF _Toc349634823 h 53 HYPERLINK l _Toc349634824 5.1.2 超前预注浆后开挖施工进度计划 PAGEREF _Toc349634824 h 54 HYPERLINK l _Toc349634825 5.2 材料计划 PAGEREF _Toc349634825 h 54 HYPERLINK l _Toc349634826 5.3机械设备计划 PAGEREF _Toc349634826 h

20、 54 HYPERLINK l _Toc349634827 5.4 劳动力计划 PAGEREF _Toc349634827 h 55 HYPERLINK l _Toc349634828 6.安全、质量、职业健康、环保技术措施 PAGEREF _Toc349634828 h 56 HYPERLINK l _Toc349634829 6.1 安全生产保证措施 PAGEREF _Toc349634829 h 56 HYPERLINK l _Toc349634830 6.2 关键技术及质量保证措施 PAGEREF _Toc349634830 h 57 HYPERLINK l _Toc349634831

21、 6.3 特殊情况应急措施 PAGEREF _Toc349634831 h 59 HYPERLINK l _Toc349634832 6.4 职业健康环保措施 PAGEREF _Toc349634832 h 60 HYPERLINK l _Toc349634833 7.施工节能减排措施 PAGEREF _Toc349634833 h 60 HYPERLINK l _Toc349634834 7.1 节能减排施工原则 PAGEREF _Toc349634834 h 60 HYPERLINK l _Toc349634835 7.2 管理体系 PAGEREF _Toc349634835 h 60 H

22、YPERLINK l _Toc349634836 7.3 管理内容 PAGEREF _Toc349634836 h 60 HYPERLINK l _Toc349634837 7.4 节材与材料 PAGEREF _Toc349634837 h 61 HYPERLINK l _Toc349634838 7.4.1结构材料 PAGEREF _Toc349634838 h 61 HYPERLINK l _Toc349634839 7.4.2周转材料 PAGEREF _Toc349634839 h 61 HYPERLINK l _Toc349634840 7.5节水与水资源 PAGEREF _Toc34

23、9634840 h 61 HYPERLINK l _Toc349634841 7.5.1提高用水效率 PAGEREF _Toc349634841 h 61 HYPERLINK l _Toc349634842 7.5.2非传统水源利用 PAGEREF _Toc349634842 h 62 HYPERLINK l _Toc349634843 7.5.3 用水安全 PAGEREF _Toc349634843 h 62 HYPERLINK l _Toc349634844 7.6节能与能源利用 PAGEREF _Toc349634844 h 62 HYPERLINK l _Toc349634845 7.

24、6.1 节能措施 PAGEREF _Toc349634845 h 62 HYPERLINK l _Toc349634846 7.6.2 机械设备与机具 PAGEREF _Toc349634846 h 62 HYPERLINK l _Toc349634847 8.环保保证措施 PAGEREF _Toc349634847 h 63 HYPERLINK l _Toc349634848 附图一 PAGEREF _Toc349634848 h 64 HYPERLINK l _Toc349634849 附图二 PAGEREF _Toc349634849 h 65 HYPERLINK l _Toc34963

25、4850 附图三 PAGEREF _Toc349634850 h 66 HYPERLINK l _Toc349634851 附图四 PAGEREF _Toc349634851 h 67 HYPERLINK l _Toc349634852 附图五 PAGEREF _Toc349634852 h 68 HYPERLINK l _Toc349634853 附图六 PAGEREF _Toc349634853 h 69 HYPERLINK l _Toc349634854 附图七 PAGEREF _Toc349634854 h 70 PAGE 72杨家湾隧道正洞及平导岩溶、突泥、涌水专项施工方案1.工程概

26、况1.1 隧道概况杨家湾隧道进口位于四川省广元市剑阁县上寺乡猫儿村境内，出口位于广元市青川县竹园镇东曹村境内,进口里程DK396+553，出口里程DK400+718，中心里程DK398+635.5，隧道全长4165m，坡度采用人字坡，隧道进口位于曲线上，出口位于直线上。左线线路左侧30m处设置长3285m的平导，进口平导起点里程PDK396+545, 全长1320m，出口平导终点里程PDK400+729，全长1965m。平导设7个横通道与隧道相连，平导横通道中线与正洞线路前进方向平面夹角为40，净空尺寸5.0m6.0m，采用无轨单车道运输。进口端平导终点与出口端平导起点之间采用泄水洞连接贯通。

27、泄水洞全长899m，尺寸3.54.75m，泄水洞坡度与正洞坡度一致，两端与平导坑底高程顺接，确保水流畅通。本方案主要涉及杨家湾隧道正洞、平导及泄水洞穿过可溶岩与非可溶岩接触带时、穿过可溶性岩与非可溶性岩互层时以及穿过断层破碎带时可能发生岩溶、突泥、涌水等地质灾害段的专项施工方案。1.2 地质情况隧道洞身段为中低山岩溶发育区，隧址范围内为中低山河谷深切地貌，大部分基岩裸露，地层清晰。地形具有明显的新构造运动特征，地层上升速度超过下切及旁蚀速度，且上升过程中有过相对的停断或滞缓期，在坡地上部显示阶梯状地形特征，具有“多层地形”特征，隧道经过区域山势陡峻。隧道区址范围内地表溶蚀形态以垂直向发育溶沟、

28、溶槽、石芽为主，多充填黏土， 管段内隧道穿过DK396+805DK396+835段杨家湾逆断层（F1）时由于岩体破碎，施工中极易发生突泥涌水现象；DK397+176DK397+394段为灰色深灰色中厚层厚层状含燧石结核及燧石条带状灰岩为主、该地层岩溶中等强烈发育；DK397+625DK397+735段可能遇到溶隙、溶腔、溶洞，及发生突水、突泥现象；DK399+120DK399+520、DK399+970DK400+300段（对应平导里程PDK399+120PDK399+520、PDK399+970PDK400+300段）隧道通过灰岩、泥质灰岩可溶岩（P1m+q）与铝质粘土页岩夹铝土矿非可溶岩接

29、触带，极易发生涌水、突泥，此段洞身穿越铝质粘土页岩夹铝土矿有膨胀性。DK397+300DK400+205洞身段处于季节交替带中，隧道通过该段时遇溶隙、溶腔等可能性较大，雨季易发生集中涌水，根据设计资料，杨家湾隧道开挖时遇堵水体及承压水可能性不大。隧道里程DK398+836DK399+021位于为明显低阻异常带，该处岩溶强烈发育，为溶蚀破碎带。本隧道的不良地质有: 岩溶、采空区、岩堆、煤和有害气体及水害；特殊岩土主要有膨胀土和膨胀岩。杨家湾隧道岩溶、突泥、涌水风险等级及地质划分见表1-2-1。表1-2-1 杨家湾隧道岩溶、突泥、涌水风险等级及地质划分表序号起迄里程围岩分级长度（m）围岩地质情况描

30、述突泥涌水风险程度岩溶发育程度1DK396+553DK397+58835主要为侏罗系下统白田组J1b与三叠系下统飞仙关组T1f角度不整合接触面，该层侵蚀间断面残留残积物，风化物较多，岩体力学性质差，含水量大，地下水具有侵蚀性，其环境作用等级为H1。受F1断层构造影响，段内岩体破碎，穿越侏罗系白田坝组地段时，为低瓦斯。整体工程地质条件差。中度弱发育2DK397+588DK397+060472低度弱发育3DK397+060DK397+375315低度弱发育4DK397+375DK397+625250以中厚层状燧石灰岩为主，岩溶中等发育，底部为龙潭组(P2l)含煤地层，煤层瓦斯含量较大，为高瓦斯不具

31、备突出风险。地下水具备侵蚀性在化学侵蚀环境下，其环境作用等级为H2。工程地质条件差。中度中等发育5DK397+625DK397+64015中度中等发育6DK397+640DK397+72080中度中等发育7DK397+720DK397+73515中度中等发育8DK397+735K398+245510该段为二叠系下统(P1)地层，以中厚层至厚层灰岩为主，局部夹泥岩。岩溶中等发育，局部强烈发育。地下水不具备侵蚀性。工程地质条件一般。高度中等发育，局部强烈发育9DK398+245DK398+755510高度10DK398+755DK399+120365高度11DK399+120DK399+26914

32、9二叠系下统(P1)地层，中厚层至厚层灰岩，局部夹泥岩，位于页岩层顶面，岩溶中等强烈发育，地下水不具备侵蚀性，工程地质条件较差高度中等强烈发育12DK399+269DK399+516247P1底部（P1l梁山组）为黏土页岩，铝土质页岩，层厚薄，岩性差，岩层具有膨胀性，地下水不具备侵蚀性。中度中等发育13DK399+516DK399+962446位于矿山梁背斜核部，中厚层至厚层白云岩，岩溶弱中等发育，靠近矿山梁背斜核部岩层破碎，节理裂隙发育，地下水不具备侵蚀性，工程地质较差。中度弱中等发育14DK399+962DK400+300338P1底部（P1l梁山组）为黏土页岩，铝土质页岩，层厚薄，岩性差

33、，岩层具有膨胀性，地下水不具备侵蚀性。高度中等发育15DK400+300DK400+640340该段为二叠系下统(P1)地层，中厚层至厚层灰岩为主，局部夹泥岩，岩溶中等发育，局部强烈发育，地下水不具备侵蚀性，工程地质条件一般高度强烈发育16DK400+640DK400+65515中度强烈发育17DK400+655DK400+71863中度中等发育隧道围岩级别情况见表1-2-2杨家湾隧道围岩级别情况。表1-2-2 杨家湾隧道围岩级别情况项目名称围岩级别（m） = 2 * ROMAN II级 = 3 * ROMAN III级 = 4 * ROMAN IV级 = 5 * ROMAN V级正洞5101

34、4651540650平导/10561545694泄水洞510389/1.3 水文地质条件隧址区属长江流域嘉陵江水系清江河，地下水主要为碳酸盐岩溶水。地表水系不发育，河水水位随季节变化较大。按以往邻近工程经验取水试验分析，河水水质对混凝土无侵蚀性。隧址区地下水在化学侵蚀类型为硫酸盐侵蚀及酸性侵蚀环境时，侏罗系下统白田坝组地层地下水环境作用等级为H1，二叠系上统龙潭组地层地下水环境作用等级为H2，其他地层地下水不具备侵蚀性。预测最大涌水量为254900m3/d。2.编制依据(1)杨家湾隧道施工图纸、设计文件、资料等；(2)国家、铁道部和地方政府（省、直辖市）的有关法律、法规、条例、规定；(3)国家

35、和铁道部现行设计规范、铁路相关验收标准、施工规范；(4)超前地质预报结果；(5)工地现场踏勘获得的资料。3.技术方案3.1 总体施工顺序杨家湾隧道采取“以排为主，限量排放，综合治理”的原则，正洞及平导全隧采用超前地质预测、预报技术。正洞及平导经过断层破碎带、可溶岩地段时，施工中应以超前地质预测预报为基础，探明不良地质体的分布位置、规模、充填情况及岩溶水的发育情况，对岩体赋水、地表水与地下水连通性、岩体完整性及施工安全、环境保护多因素进行评价，分析其对隧道的危害性，另外可以由平导开挖揭示围岩情况及岩层走向对正洞开挖安全性进行指导。施工中根据超前地质预报信息及开挖揭示情况，当施工中可能产生突水、突

36、泥危及施工安全时，实施以注浆堵水，加固围岩，确保施工安全为目的的超前帷幕注浆或局部注浆，由现场四方确定注浆段落和注浆方式。根据物探、钻探等综合手段判明前方地质情况后，按照如下程序进行注浆、开挖施工。具体程序见图3-1-1岩溶、突泥、涌水地质不良体的判识程序及注浆流程图。已有勘测资料施工方案初选远距离超前预测预报判断设计中地质情况是否与实际相符是否修正施工方案水压较高，可能发生大规模（高压）涌（突）水突泥岩体完整、可保证开挖后自稳。水压较低，不会发生大规模（高压）涌（突）水突泥近距离超前预测预报，确认是否可能开挖否开挖轮廓线外35m范围超前预注浆局部补注浆判定是否达到注浆效果判定围岩开挖后是否能

37、自稳否否是开挖是开挖后判定是否达到注浆效果初期支护局部出水，且流量大于控制排水量。局部有水，且出水量小于控制排水量或无水局部注浆判定是否达到注浆效果加强初期支护补注浆否二次衬砌背后防排水系统是初期支护施作二次衬砌是否图3-1-1 岩溶、突泥、涌水地质不良体的判识程序及注浆流程图针对杨家湾隧道突泥涌水段不可预测的特点，预测突泥涌水段的施工流程十分必要，具体流程见下图3-1-2预测突泥突水段的施工流程。图3-1-2 预测突泥涌水段的施工流程 3.2 超前地质预报超前地质预报可有效探测隧道前方地质情况，施工时将超前地质预报纳入隧道施工正式工序管理，正确指导现场施工，必须在检测报告提交确定施工方案后方

38、可进行隧道开挖。掌子面未经超前地质预报检测，不得进入下一阶段开挖施工。根据不同的地质复杂程度分级,针对不同的地质问题,选择不同的物探方法和手段开展超前地质预报，采用多种方法的组合探测有利于互相印证，提高对掌子面前方地质情况的认识水平。根据铁路隧道的开挖方式、工期要求和各物探方法的优缺点，本线采用的物探方法以地震反射波法（TSP）为主（100120m长距离预报），地质雷达法、红外探测法（2030m短距离预报）为辅，隧道正洞、辅助坑道均需里程连续开展超前地质预报工作。同时，采取30米超前水平钻孔、掌子面炮眼加深、径向隐伏岩溶探孔等方式探测隧道掌子面前方及周边地质情况。实施方案详见杨家湾隧道进口正洞

39、及平导超前地质预报实施方案。3.3 注浆方案选择隧道采取“以排为主，综合治理”的原则，当施工中可能产生突水、突泥危及施工安全时，实施以注浆堵水、加固围岩、确保施工安全为目的的超前帷幕或局部注浆预设计。具体流程详见图3-1-1岩溶、突泥、涌水地质不良体的判识程序及注浆流程图。(1)按照远距离超前地质预报、常规地质预报手段探明前方水压较高，可能发生大规模（高压）涌（突）水突泥、并且利用近距离超前预测预报及超前探孔手段验证确实存在该风险时，采用超前预注浆。岩体结构性能极差，在水的影响下，开挖可能导致洞壁失稳，诱发更大涌突水、突泥，采用帷幕注浆，帷幕注浆是由超前预注浆逐步扩大形成的。注浆后判断是否达到

40、注浆效果，未达到效果的需要进行局部补注浆。达到注浆效果后方可正常开挖、支护。(2)按照超前地质预报手段探明前方岩体完整、可保证开挖后自稳。水压较低，不会发生大规模（高压）涌（突）水突泥时，可正常开挖、支护，过程中做好水量监测，水量超标时进行局部注浆直至水量满足开挖要求时进行正常开挖、支护。3.4 超前帷幕注浆方案确认前方地质存在岩溶、突泥、涌水风险时，即当超前探孔2/3出水且总量10m3/h，个别孔2m3/h时采用超前预注浆堵水并加固地层，根据出水孔位置选取相邻注浆孔注浆，注浆后，在预计堵水范围边缘打孔检验效果，若仍然超前探孔2/3出水且总量10m3/h，个别孔2m3/h时，则再在新出水孔周边

41、选孔注浆，直至满足要求。由现场四方确认具体的注浆段落和注浆方式。3.4.1 注浆参数3.4.1.1 注浆压力的确定注浆压力为注浆处静水压力加上1.5MPa，注浆前需在出水探孔上安装水压表测定静水压。3.4.1.2 浆液扩散半径注浆扩散半径设计考虑为2.0m，注浆过程应根据实际地质情况进行调整。3.4.1.3 注浆加固范围及注浆孔布置注浆区域应按围岩止水的有效范围进行计算，正洞为开挖轮廓线外5m，每循环注浆长度30m，开挖25m，留5m作为止浆岩盘，注浆孔底间距按照3m左右控制，注浆孔设7环，共130个孔；平导为开挖轮廓线外3m，每循环注浆长度30m，开挖27m，留3m作为止浆岩盘，注浆孔底间距

42、按照3m左右控制，注浆孔设4环，共47个孔。3.4.1.4 注浆孔布置注浆孔布置详见附图一杨家湾隧道超前帷幕注浆示意图。3.4.1.5 注浆速度经计算注浆速度可为10110L/min。3.4.1.6 隧道超前预注浆参数超前预注浆参数见表3-4-1超前预注浆参数表。表3-4-1 超前预注浆参数表序号参数名称参数值1注浆加固范围正洞为开挖轮廓线外5m，平导为开挖轮廓线外3m2纵向加固段长30m3浆液扩散半径R=2.0m4注浆速度10110L/min5注浆终压静水压+1.5MPa6注浆分段长根据地质情况确定7注浆孔数量正洞130个，平导47个注：注浆的常规形式采用全孔一次性注浆或后退式注浆，当岩层破

43、碎易坍孔或卡钻时，采用前进式注浆方式。注浆分段长度根据实际地质情况进行确认，总体来说分段长度宜为15m，在硬岩条件下注浆分段长度宜为35m，在软岩条件下(或充填堆积物)，注浆分段长度宜为12m。3.4.2 注浆材料3.4.2.1 注浆材料选择科学地选择注浆材料是取得理想注浆堵水效果的关键。注浆材料具体要求如下：（1）可注性良好注浆的基本原理，就是用一定的压力把胶凝性材料注入到岩层，使其在岩层裂隙内流动扩散、充填、固结，成为具有一定强度和低透水性的结石体，截断水流，加固地层，固结破碎岩石，提高其整体结构强度。因此所选用的注浆材料必须流动性好，浆液粘度低，易注入裂隙，注浆效果更加明显。对于具有充填

44、介质的裂隙或溶洞，选择注浆材料时，必须对充填介质进行筛分试验，确定充填介质的粒径分布及细度，再采用J.C.King判式进行计算，对注浆材料粒径进行选择，以保证所选取的注浆材料在介质中的可注性。J.C.King判式如下：式中：N(通常取Nl)注浆比；D15一充填介质的粒径累积曲线的15%的直径；G85一注浆材料的粒径累积曲线的85%的直径。当注浆比小于15时，则该注浆材料针对充填介质的可注性差，当注浆比大于15且注浆比越大说明该材料的可注性越好。（2）凝胶时间可控注浆加固堵水是浆液通过扩散在一定的范围内形成截水帷幕，降低地层的透水性，加固地层，并提高钻孔注浆效率，因此浆液的凝胶时间要有一定的可控

45、性，凝胶时间可在几秒到90分钟范围内随意调节，并能准确控制，使得浆液注入地层后，不易被地下水稀释，从而可以保持其原有的凝胶化性能，提高注浆堵水的效果。（3）强度高浆液以大劈裂、强挤压、密填充的方式进入地层，因而较难形成均匀、连续的固结体构造，开挖后若浆液强度不能抵抗高压动水，很容易被水击穿崩溃，造成流水、涌砂。因此浆液抗压强度要求为：1小时强度1MPa以上，1天强度10MPa以上，28天强度20MPa以上。（4）结石率高、具有微膨胀性浆液结石率太低，水泥凝结后，产生收缩，形成新的渗水通道，因此浆液具有微膨胀性，结石率达到98%以上。（5）抗分散性岩溶地段水压高、水量大，因此要求注浆材料必须具备

46、良好的抗水分散，0.8m/s水流中，留存率80%以上。（6）环保性为把隧道建设成为绿色环保工程，因此注浆材料必须具有无毒无臭，对环境不污染，对人体无害，非易燃易爆物品，对管路系统、砼、橡胶制品等无腐蚀性，且易清洗等特点。因此注浆材料选择水泥类和水泥化学类无污染，环保型浆材，禁止采用化学注浆材料（水玻璃系浆材除外）。（6）经济性若注浆材料价格昂贵，大量使用势必提高工程造价，增加资金投入，难以被施工单位和业主所接受。因此选择注浆材料时必须考虑到材料的经济性，在满足注浆效果要求的前提下，应选择源广价廉，且易于运输，配制方便，配比操作容易的注浆材料。综上所述，正洞一般地段采用普通硅酸盐纯水泥浆(简称C

47、浆)，水灰比(0.50.8):1，局部揭示岩溶管道流，根据具体情况选用快凝、早强、抗流失性能的水反应浆材，拟选择硫铝酸盐水泥（快硬、早强）作为灌浆料，硫铝酸盐水泥是一种以无水硫铝酸钙、硅酸二钙和铁铝酸四钙为主要成份的水泥材料，具有早强、快硬等特点。当溶洞充填物较密实浆液扩散困难时采用超细水泥(简称MC浆)进行灌注；平导采用普通硅酸盐纯水泥浆，水灰比(0.50.8):1，必要时采用TGRM水泥浆液，局部揭示岩溶管道流时采用硫铝酸盐水泥浆液。在正洞与平导超前预注浆施工中，当围岩自稳能力较好属硬岩、注浆仅为单纯堵水时也可在注浆堵水或终孔封孔时采用普通水泥水玻璃双液浆(简称C-S浆)进行注浆堵水施工。

48、注浆材料配比如表3-4-2注浆材料配比表所示，具体可根据现场情况适当调节。表3-4-2 注浆材料配比表序号名 称配比参数水灰比体积比水玻璃浓度1普通水泥单液浆W:C=(0.60.8):12超细水泥单液浆W:C=(0.81.0):13硫铝酸盐水泥浆W:C=(0.81.0):1 4TGRM水泥浆W:C=(0.81.0):15普通水泥-水玻璃双液浆W:C=(0.81.0):1C:S=1:(10.3)3035Be6超细水泥-水玻璃双液浆W:C=(0.81.0):1C:S=1:(10.3)3035Be3.4.2.2 特种浆材使用原则当正洞及平导揭示岩溶管道流，地质条件较差，探明前方地质存在岩溶、突泥、突

49、水地质灾害风险时，为保证注浆效果，满足后期隧道开挖围岩强度的需要，同时加快钻孔、注浆施工速度，应使用快凝、早强、抗流失性能的水反应的特种水泥材料，特种浆材的使用原则如下：（1）由于每循环的4圈孔、5圈孔、6圈孔、7圈孔加固的围岩范围是相当于隧道开挖过程中的维护结构，注浆效果越好加固强度越高，隧道开挖越安全，因此在揭示岩溶、突泥、涌水风险区域的外围4圈孔、5圈孔、6圈孔、7圈孔使用特种水泥材料（包括硫铝酸盐水泥、超细水泥等）。（2）在单个孔注浆量较大，注浆压力长时间不上升时，（例如：单个注浆分段长度内的注浆量大于2m3注浆压力仍然不上升时），使用特种水泥（硫铝酸盐水泥）材料，当特种注浆材料的注浆

50、量仍大于2m3时，使用双液浆封孔，间歇一段时间再重新扫孔注浆，直至达到注浆效果。（3）前方地层充填物致密，普通水泥注不进去或扩散困难、采用前进式注浆后仍然很慢时，使用超细水泥。浆液选择流程见图3-4-1注浆材料动态选择流程图所示。图3-4-1 注浆材料动态选择流程图3.4.3 钻孔注浆顺序钻孔注浆顺序采用由外向内、由下向上、同一圈孔间隔跳孔的原则，每次隔孔12个孔。这样通过实施约束型注浆，达到注浆堵水、加固的目的。3.4.4 注浆结束标准3.4.4.1 单孔结束标准在注浆过程中，当注到一定时间、一定量时，若注浆过程中，注浆压力逐步上升，流量逐渐下降，当注浆压力达到设计终压并稳定10min后，即

51、可结束该孔注浆。或注浆结束时的进浆量小于20L/min即可结束注浆。当注浆量达到一定量时，压力仍然不上升，可采取双液注浆等措施结束该孔注浆。3.4.4.2 全段结束标准（1）所有注浆孔均达到单孔注浆结束标准，无漏注现象，则可结束注浆。（2）检查孔涌水量小于0.4L/mmin；任意孔出水量小于10L/m。（3）检查孔钻取岩芯，浆液充填饱满，其固结体物理力学性能指标不得小于以下值，且经评判开挖不会发生突水、突泥灾害。C0.45MPa、35、E3.65GPa、0.35。3.4.5 注浆施工工艺流程（1）超前预注浆采用MK-5地质钻机钻孔，开孔直径130mm（140mm），终孔90mm（115mm）左

52、右；（2）采用130mm（140mm）钻头开孔钻至2.8m后，安设并固结、锚固孔口管。孔口管采用108mm（127mm），=6mm，L=3m热扎无缝钢管，前端焊接法兰盘。为防止钻进过程中突发涌水，钻进前应在孔口管上安设好后安设高压防水球阀；（3）超前预注浆的常规形式采用全孔一次性注浆或后退式注浆，当岩层破碎易坍孔或卡钻时，采用前进式注浆方式。分段长度为15m，实际分段步长可根据地质情况进行适当调整；（4）注浆顺序采取间隔跳孔的方式，实施约束型注浆模式，达到注浆堵水、加固的目的。超前预注浆施工工艺流程如图3-4-2超前预注浆施工工艺流程图所示。图3-4-2 超前预注浆施工工艺流程图3.4.6 注

53、浆效果检查及评定所有注浆孔都结束以后，应进行注浆效果检查，注浆效果检查采用探孔检查法、P-Q-T曲线检查法和声波检查法，必要时进行检查孔取芯检查。3.4.6.1 分析法（1）P-Q-t曲线法 通过对注浆施工中所记录的注浆压力P、注浆速度Q 进行P-t，Q-t 曲线绘制，根据地质特征、注浆机制、设备性能、注浆参数等对P-Q-t 曲线进行分析，从而对注浆效果进行评判。注浆施工中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510 L/min)。（2）浆液填充率反算通过统计总注浆量，可采用下式反算出浆液填充率，根据浆液填充率评定注浆效果，

54、即Q=Vn(1+)，式中：Q为总注浆量(m3)，V为加固体体积(m3)，n为地层孔隙率或裂隙度，为浆液填充率，为浆液损失率。当地层含水量不大时，浆液填充率须达到70%以上，地层富含水时，浆液填充率须达到80%以上。3.4.6.2 检查孔法（1）选择可能出现的薄弱环节进行钻孔检查，检查孔数量按注浆孔总数的10%（不得少于5个）控制，检查孔不得与注浆孔重合设置。检查孔无裂隙充填物涌出，不塌孔，涌水量小于0.4L/mmin，任意孔出水量小于10L/min。（2）必要时检查孔取芯分析其固结体物理力学性能指标，通过检查孔的岩芯中浆液固结体的含量，以及固结体的强度来判断浆液的固结情况和注浆效果。3.4.7

55、异常情况的施工处理在注浆过程中，不可避免地会出现诸如跑浆、窜浆、单孔注浆量特大而压力不上升难以达到正常结束标准等异常现象，即时采取措施加以处理。作业面跑浆是发生比较多的一种情况，主要原因是止浆岩盘充填不密实或混凝土止浆墙灌注不密实。处理措施是先用水泥浆浸泡过的麻丝填塞裂隙，并调整浆液配合比，缩短胶凝时间，若仍跑浆在漏浆处用普通风枪钻浅孔注浆固结。注浆过程中，注浆压力突然升高，说明裂隙被堵，采用另一台小泵量注浆机压注单液水泥浆或压注清水待浆压恢复正常再注。水泥浆泵吸不上浆，这种现象经常发生，主要原因是进浆口被堵或者是泵阀门处钢球被浆液固结或结块堵塞。处理方法是停泵清理，另一台泵采用间歇注清水的方

56、法。为了减少此类情况出现，可注一段时间浆后注12min的清水，在注浆过程中清洗管路。当注浆量很大，而泵压又长时间不上去，产生这种现象的原因一般是超扩散或浆液流失。处理措施是调整浆液的浓度，先稀后浓，单双液浆交替灌注施工，缩短浆液的胶凝时间，控制注浆量。3.5 超前局部注浆方案当掌子面超前探水出水总量10m3/h，但个别孔出水量2m3/h时，在水量超标区域实施超前局部注浆。当隧道含水体（岩溶、断层破碎带、溶槽、溶隙等）涌水量及涌水压力不大时（小于0.5MPa）使用孔口安装止浆塞直接利用探水孔进行超前局部注浆。采用止浆塞注浆堵水，钻孔孔径为90mm，止浆塞为水囊式止浆塞91mm。止浆塞的堵水位置为

57、距钻孔孔口向内6m的地方，为使止浆塞安装到位，用42mm的无缝钢管（长6m）将止浆塞的一端接长，并在端头设一阀门（DN50mm）。止浆塞使用前，将手动水压泵连接好，用水压泵试验止浆塞的膨胀情况。止浆塞安装前，先打开一端的阀门，保证水能从止浆塞中顺利流出，用钻机等机械配合人工将止浆塞塞入孔内，在塞到位后，立即用水压泵将止浆塞注水膨胀，在水压泵压力达到4MPa时，停止加压。为防止意外，将止浆塞的外露端与掌子面的锚杆头连接牢固，此时再关闭阀门即可安全堵水。若孔口段岩石破碎，应安设孔口管，钻孔采用MK-5型地质钻机，钻机配直径130mm和90mm两种钻头，在开孔时用130mm的钻头钻进2.8m，以便于

58、安装孔口管。孔口管安装后，再用90mm的钻头钻进至终孔。孔口管安设前先用麻丝棉纱等缠绕，然后打入注浆孔，孔口与岩壁之间用膨胀快硬水泥堵塞，详见图3-5-1孔口管安装示意图,孔口管安装完毕后注浆并封堵孔口。图3-5-1 孔口管安装示意图钻孔开孔后，安装孔口管（108mm无缝钢管，壁厚6mm），孔口管长3.0m，一端焊接法兰盘，便于连接阀门DN100mm，阀门可与注浆机连接。孔口管中部适当缠绕麻丝呈纺锤形，将孔口管用钻机顶入孔内，并用膨胀快硬水泥堵塞。在孔口管周边安设4根22mm长3m的锚杆，锚杆头与孔口管焊接牢固，将孔口管拉住，避免被水压及注浆压力冲出。超前局部注浆过程中，若涌水量及压力较大，则

59、在出水孔口处24m范围内钻一至二个分流孔，以减小涌水压力，探水孔和分流孔均作为注浆孔。超前局部注浆宜采用水泥-水玻璃双液浆或水泥砂浆。若遭遇岩溶空洞，且水压较小，空洞较大时可考虑混凝土输送泵压注C15混凝土充填。3.5.1 注浆参数超前局部注浆利用探水孔作为注浆孔，局域性的对水量超标的区域进行局部超前注浆，超前局部注浆参数见表3-5-1超前局部注浆参数表、超前局部注浆布孔见附图二杨家湾隧道超前局部注浆示意图。表3-5-1 超前局部注浆参数表序号参数名称参 数 值1注浆深度根据探水孔出水位置、含水体形态、范围等确定2浆液扩散半径2.0m3注浆速度1050L/min4注浆压力静水压+1.5MPa5

60、孔口管108普通钢管,=6mm,L=3m6注浆方式全孔一次性3.5.2 注浆材料注浆材料采用普通硅酸盐水泥单液浆或水泥-水玻璃浆液，注浆孔封孔时采用水泥-水玻璃浆液，在出现水量大、水压高、地质条件差、成孔困难、普通水泥浆注浆效果较差等特殊情况时，选用其他特种浆材。注浆材料选择见表3-5-2注浆材料选择表，各种注浆材料配合比见表3-5-3注浆材料配比表。表3-5-2 注浆材料选择表序号注浆方式注浆材料1主要注浆普通水泥单液浆2封孔注浆水泥-水玻璃双液浆3特殊情况特种浆液表3-5-3 注浆材料配比表浆液名称原材料浆液配比普通水泥单液浆42.5R普通硅酸盐水泥水灰比 W:C=0.6:11:1水泥-水