隧道断层破碎带施工方案.pdf

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1、. . 富阳市公园路向东延伸（大桥路- 高尔夫路）工程 第一标段 东洲新城隧道高水压断裂破碎带施工方案 编制： 复核： 审核： 中铁一局集团有限公司公园路向东延伸工程项目经理部 二 O一五年九月 . . 目 录 一、工程概况 3 二、工程地质 3 三、断层破碎带施工方案 4 3.1 超前地质预报 4 3.2 注浆堵水加固 5 3.2.1全断面帷幕注浆堵水 5 3.2.2全断面周边预注浆堵水 5 3.2.3局部断面预注浆堵水 5 3.2.4局部断面排水 6 3.2.5预注浆参数 6 3.2.6预注浆结束标准 6 3.2.7堵水注浆效果检查 7 3.2.8东洲新城隧道全断面（帷幕）超前注浆图 7

2、3.3 隧道开挖支护及二衬施工 . 10 3.3.1开挖支护参数 . 10 3.3.2监控量测 . 11 四、质量保证措施. 11 五、安全保证措施. 12 . . 东洲新城隧道高水压断裂破碎带施工方案 一、工程概况 东洲新城隧道0+7051+600 左右线单洞合计1790m ，设计为双 洞机动车双向六车道，两隧进口端间距为11.75m，为小净距隧道。 隧道开挖断面级围岩117、 级围岩 130136、 级围岩 140 143， 线路设计标准：二级城市隧道，双向六车道；设计时速 50km/h； 暗挖隧道建筑限界三车道段单洞净宽13.5m，车道限高 4.5m，检修 道净空 2.5m。 二、工程地

3、质 隧道岩性主要为中风化、 微风化花岗闪长岩和石英砂岩，洞口有 粘土夹碎石覆盖层。洞身穿越地质级围岩790m ，占总长 44.2%； 级围岩 290m ，占总长 16.2%；级围岩690m ，占总长 38.5%；明洞 20m ，占总长 1.1%。并穿越 F1、F2 等不良地质断裂带， F1 破碎带位 置在左线里程为K0+925K0+965 段，长约40m ；在右线里程为 K0+974 K1+025段， 长约 51m 。 F2 破碎带位置在左线里程为K1+300 K1+350段，长约 50m ，右线里程为 K1+330 K1+390段，长约 60m 。 根据设计地质， F1 断层破碎带主要已充填

4、粘土为主，其余为灰 岩、白云质灰岩成分的断层角砾，碎裂岩。受F1 断层的影响，岩体 较破碎，呈碎石状压碎结构，围岩稳定性较差，拱顶易坍塌、侧壁不 稳，处理不当会造成大的坍塌， 隧道出水形式为线状、 淋雨状、涌水， 流量约 400700m3/d，多雨季节流量约8001600m3/d。F2 断层破 碎带岩性主要为岩溶角砾岩，灰岩、白云质灰岩成分的碎裂岩，受 . . F2 断层及大裂缝影响，岩体破碎较破碎，围岩稳定性较差，破碎 带内水量相对集中，开挖时可能会有渗水状、线状、小股状出水，局 部淋雨状，核部破碎带可能出现较大的涌流、涌泥及坍塌现象，处理 不当会造成大的坍塌， 流量约 400700m3/d

5、，多雨季节流量约 800 1600m3/d。 三、断层破碎带施工方案 由于断层破碎带地存在涌水、涌泥及发生大规模隧道坍塌的危 险，为确保施工过程中不发生安全事故，顺利通过断层破碎带，有效 降低施工阶段发生地质灾害所引发的风险，特制定以下施工方案。 首先采用综合超前地质预报系统 （主要采用 TSP203及地质雷达） 进行超前地质预测预报， 结合地质勘测资料和地质素描对前方地质进 行综合判断， 根据判断结果确定是否注浆和采取哪种注浆方案，以及后续开挖 过程中采取什么样的辅助措施， 开挖过程中加强对开挖后的地段进行 监控量测，根据量测结果指导后续施工。 3.1 超前地质预报 主要采用 TSP203超

6、前地质预报技术对前方围岩地质进行地质探 测，根据 TSP203超前地质预报结果和地勘资料进行对前方100 米范 围内围岩情况进行判段，在现场施工条件未能达到TSP203超前地质 预报的施工条件时，则先采用地质雷达对前方25 米范围内围岩地质 进行探测，然后根据以上几种探测手段所探测的结果对前方围岩进行 综合判定。 . . 3.2 注浆堵水加固 施工过程中遇大量涌、突水情况时，应结合超前地质预报报告、 地质素描资料综合分析， 查明掌子面前方地下水分布状况及水量情况 后，采取以“防、排、堵、引相结合” 的施工措施，根据不同的情况， 分别采用全断面帷幕注浆、 全断面周边注浆、 局部断面注浆等注浆方

7、式，将地下水尽可能封堵在围岩内，集中排放，通过隧道二次衬砌防 排水系统排出洞外，以确保施工及结构的安全。 3.2.1全断面帷幕注浆堵水 当隧道穿越的厚度较大（不小于30m ）的软塑状断层破碎带、大 型溶洞软塑状充填体， 2/3 探水孔出水，总水量大于10m3/h 时，采 用全断面帷幕注浆堵水。 注浆范围为开挖轮廓线外6m ，注浆段长度按 31 米设计，分三环 实施，第一环 22 个注浆孔，孔深 15m ， 第二环 22 个注浆孔，孔深 22m ， 第三环 61 个注浆孔，孔深31m ，全断面共布设 105个注浆孔。 3.2.2全断面周边预注浆堵水 当隧道通过岩溶地层及非岩溶地层界面、厚度较小（

8、小于30m ） 的断层破碎带、溶蚀裂隙，任一探水孔流量2m3/h，总水量小于 10m3/h时，采用全断面周边注浆堵水。 注浆范围为开挖轮廓线外6m ，注浆段长度一般按31 米设计，分 三环实施，第一环22 个注浆孔，孔深 15m ，第二环 22 个注浆孔，孔 深 22m ，第三环 50 个注浆孔，孔深 31m ，全断面共布设 94 个孔。 3.2.3局部断面预注浆堵水 . . 当隧道通过灰岩地区，断面内局部发生涌、突水时，采用局部断 面注浆堵水。 注浆范围为开挖轮廓线外6m ，注浆段长度一般按31 米设计，分 三环实施，第一环10 个注浆孔，孔深 15m ，第二环 10 个注浆孔，孔 深 22

9、m ，第三环 14 个注浆孔，孔深 31m ，全断面共布设 34 个孔。 3.2.4局部断面排水 当隧道开挖掌子面只有12 处涌突水，且流量不大时，应采取 排水为主的施工措施。采用80 钻头成孔，孔深30m ，先把涌水暂 时排出，后与二次衬砌防排水系统相结合，排出洞外。 3.2.5预注浆参数 一个注浆段完成后留10m不开挖，作为下一阶段的止浆岩盘。 注 浆孔自掌子面沿开挖方向， 以隧道中轴为中心呈伞状布置，注浆孔前 段暗设 764 套管, 采用 80 钻头成孔，后续注浆段采用60 钻头成孔。注浆孔孔底间距不大于3m ，浆液扩散半径为2m ，注浆压 力为静水压力（ 2.5 4）倍，注浆材料采用水

10、泥、水玻璃双液浆，浆 液浓度应根据地质及水文条件进行调整。初拟为：C：S （体积比）=1： （0.61.0 ） ， 水泥浆水灰比 0.8:1 1:1, 水玻璃浓度模术 2.6 2.8, 水玻璃浓度为 35Be。注浆压力初拟 1.72.6Mpa。注浆前在止浆墙内 埋80 无缝钢管为孔口管，孔口管长3m ，孔口外露 2030cm 。 3.2.6预注浆结束标准 单孔注浆压力达到设计终压并继续注浆10min以上，可结束本孔 注浆， 单孔注浆量与设计注浆量基本相同， 结束时的进浆量在 20L/min . . 以下时可结束本孔注浆。 3.2.7堵水注浆效果检查 一个注浆段的全部注浆孔注浆完成后，在主要出水

11、点附近设置 至少5 个检查孔，测孔内涌水量，一般每孔每延米涌水量大于 0.15L/min或局部孔涌水量大于3L/min 的应追加钻孔注浆，再次压 注直到达到设计要求为止。 3.2.8东洲新城隧道全断面（帷幕）超前注浆图 . . . . . . 现场施工图 3.3 隧道开挖支护及二衬施工 隧道开挖施工时严格按照“管超前、短进尺、弱爆破、强支护、 勤量测”的原则进行组织施工，开挖初支施工完毕后，加强仰拱距掌 子面、二衬距掌子面的步距控制，及时施做仰拱和二衬施工，合理安 排二次衬砌尽快封闭成环，确保现场施工安全。 3.3.1开挖支护参数 双层注浆小导管超前支护，小导管直径42mm ，单根长4.5m、

12、 环向间距 0.4m,纵向间距 3m 。循环进尺控制在1m以内，爆破时采用 微弱爆破， C25 喷射砼 26cm ；I20a 工字钢钢拱，间距0.75m；25 中空注浆锚杆间距7575 ，单根长 4.5m；双层 8 钢筋网，间距 . . 20cm 20cm 。 3.3.2监控量测 开挖过程中严格实施监控量测工作，针对监控量测数据及时分 析，以真实有效的监控量测数据为指导，根据监控量测结果变化突变 时，及时调整现场施工参数。 四、质量保证措施 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

13、应进行补孔。 注浆材料应满足设计要求，严禁使用过期结块的水泥， 必要时 进行检验。 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% ，外加剂 1% 。 浆液搅拌应均匀，一般水泥浆搅拌时间为35 分钟，但不得 超过 30 分钟。未搅拌均匀或沉淀的浆液严禁使用。 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。 注浆过程中压力突然升高，应及时查找原因，进行处理，确因

14、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。 一台泵发生故障时，应立即换上备用泵继续注浆。 注浆过程中， 应保持注浆管路畅通， 防止因管路堵塞而影响注 浆结束标准的判断。 双液浆注浆结束后或注浆确实需要停较长的时间时，则先停水 玻璃泵，后停水泥浆泵，并用清水清洗管路，以防堵管。 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。 五、安全保证措施 注浆期间溶洞段至少设两个量测断面，严格按隧道施工规范加 强量测，并加强掌子面周围初支和衬砌的观察。 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

15、管路连接部位爆裂伤人。 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。 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。 钻孔过程中时刻观察前方地层变化，当遇到高压水粉细砂层砂 子前应做好防范措施， 必要时孔口安装防突装置， 以防止高压水及钻 杆冲出伤人。 台阶上施工时应设防护围栏，防止人员高空坠落。 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。 准备好抢险材料， 做好抢险准备工作， 当开挖施工中当出现流 水、流砂时应立即进行封堵作业，以防止施工中大量涌水形成危害， 对涌出的泥砂应及时进行清理。 若遇大的涌水涌砂灾害时，应及时撤出人员和设备。 注浆后隧道开挖应按“三快一抢”(快挖、快支、快封闭和抢 时间)的原则进行，确保隧道施工安全。