岩溶区隧道施工控制措施
前言：伴随着国内高速公路突飞猛进的发展，隧道工程不断增多，地质情况是决定隧道工程成败的关键，而岩溶发育不良地质对工程造成的危害尤为极大，所以，隧道工程溶洞处治彰显重要。本文结合广乐高速中山顶隧道施工过程中的溶洞处理，总结出了一些行之有效的处理措施，希对岩溶隧道施工有一定借鉴作用。
一、工程概况
中山顶隧道地处广东省英德市，设计为分离式双向六车道，左线1203米，右线1145米，洞内人字坡排水。隧址区岩溶极强发育，地表多出可见岩溶漏斗及落水洞，隧道中部为大型天然岩溶洼地，受隧道右侧f3逆断层影响，岩体破碎，或呈挤压破碎状，均为地表水灌注地下提供了条件。根据地面调绘、物探和钻探成果，综合判断中山顶隧道地质复杂，突水突泥安全风险高，为岩溶i级风险隧道。
二、施工前预控措施
针对中山顶隧道复杂的地质情况，在设计地质勘探成果的基础上，结合现场实地调查，对隧道地质情况有了初步的判断，但以此作为制定施工方案的依据远远不够，且需提前制定各项应急措施，本隧道施工主要从以下两个方面加强预报和预控。
1、加强超前地质预报
为进一步对围岩有更详尽的掌握，主要从三个方面加强超前地质预报：
中渡隧道岩溶预报、处治、监测专项施工方案 1 工程概况 中渡隧道进口进程DK451＋603，出口里程DK452＋327，全长724m。进口位于直线上，出口位于半径为5500m的右偏曲线上。纵坡为单面上坡，坡度为1.5‰。 中渡隧道位于中渡镇西侧，隶属峰丛地貌，地形起伏大，高程170～285m，相对高差5～115m，山体陡峻，自然坡度10°～40°。基岩裸露，坡面植被多为灌木。 主要地质为灰岩、白云质灰岩，其岩性为：浅灰、灰、灰白、深灰色，厚层～巨厚层状，隐晶质结构，块状构造，质坚硬。垂直节理发育，节理大多微张，延伸远，连通性好，内充填黄褐色黏土，方解石脉发育，岩体表面溶蚀现象发育，多发育小溶孔，山坡缓坡外多发育溶蚀峰林。地表岩体完整性较好，进出口段岩体较破碎。 水文地质特征：隧道区地表水以第四系孔隙水为主，主要由大气降水补给，富存于第四系孔隙之中，水量微弱，向洛江排泄；地下水以基岩裂隙水、岩溶管道水为主，主要由大气降水补给，水量微弱，沿基岩裂隙及岩溶管道向下排泄，最终向洛江排泄。 2 隧道不良地质——岩溶 2.1岩溶：隧道段内下伏基岩为灰岩，厚～巨厚层状，基岩表面发育小溶洞、溶沟及小溶槽。DK451＋914～DK451＋934段内右侧30～60m范围内发育
一岩溶洼地，该洼地长轴约30m，短轴约15m，与基岩裂隙连通，为大气降水补给岩溶水的主要通道；DK452＋012右侧240～270m范围内发育一岩溶洼地，该洼地长轴约70m，短轴约30m，与基岩裂隙连通，为大气降水补给岩溶水的主要通道 2.2隧道进出口端发现多个岩溶形态，分述如下：DK451+610右侧40cm左右斜坡脚处发现一地下溶洞，该溶洞出水量大，供中渡镇约3000人使用，日出水量为1025m3/d，最小水量为840 m3/d；DK451+600右侧60m处有一溶洞，约3×1.5m见方，深约1.5m，水位稳定，水质较清，见鱼游动，雨季时水质浑浊。据访问，该地区下暴雨时，该处有水涌出，且溢出地面；DK451+685右侧200m处，为一小溶洞，隧道出口DK452+370右120m，为一溶洞，洞口呈近半圆形，底宽3m，高2m，后向S65E斜坡呈15度向下延伸，长约10m，宽约1-3m，高约2.5m，洞底为一水井，水井呈矩形，长约3m，宽约1-1.5m，水深1-2m，未见流动，仅供一住户使用，据调查，暴雨水位上升约为1m，枯水期无水，井底沿S50W（洞外）为一小溶隙；DK452+370右280m坡脚低洼处，为一消水溶洞，洞口呈正方形，边长1m，井口为灰岩，井深约8m，水位深0.5m。未见明显流动。 隧道穿过的山体为巨厚层状灰岩，产状倾向SE（线路左侧），倾角约30°～45°，地表岩溶形态发育，下部岩溶通道较发达，为大气降水向洛江等山下低洼处渗流提供了良好的渠道。从隧道山体进、出口之间溶洞水的径流条件分析，其线路标高以上基本无水平向浅部较大的岩溶管道相联通，即以垂直岩溶发育为主，总体看来，隧道区属岩溶强烈发育区。 3 岩溶隧道可能出现的问题分析
?隧道/地下工程? 收稿日期:2006-08-29;修回日期:2007-05-02 复杂岩溶隧道充填型溶洞 综合处理技术 张 勇 (中铁十八局集团有限公司 天津 300222) 摘 要 隧道开挖穿越岩溶时,施工方案必须综合考虑安全、环境保护、运营安全、经济效益等因素,一次处理到位,提高结构可靠性,减少隧道病害。结合宜万铁路白云山隧道DK41+085溶洞的处理,重点对复杂岩溶隧道充填型溶洞的综合处理技术进行分析和探讨,以供同类工程借鉴和参考。关键词 遂道 溶洞 处理技术 中图分类号 U455.49 文献标识码 B 文章编号 1009-4539(2007)05-0030-03 Com prehen si ve Handli n g Techn i que of F illed 2karst Cave i n Com pli ca ted Karst Tunnel Zha ng Yong (China Rail w ay 18th Bureau Gr oup Co .,L td .,Tianjin 300222,China ) Abstract Constructi on safety,envir on ment p r otecti on,operati on safety,econom ic benefit and other fact ors should be comp rehensively taken int o account and well dealt with in ti m e when constructi on passes karst tunnel .Measures should be handled correctly t o i m p r ove structure reliability and reduce tunnel def or mati on .I n light of karst cave handling of DK41+085of the Baiyunshan Tunnel of Yichang 2W anzhou Rail w ay Pr oject,this article discusses and analyses comp rehensive han 2dling technique of filled 2karst cave in comp licated karst tunnel,and p resents reference f or si m ilar p r oject .Key words tunnel;karst cave;handling technique 1 工程概况 白云山隧道位于宜昌市点军区和长阳县高家堰 镇之间,属于宜万铁路重难点隧道之一,全长6827m ,其中DK40+550(进口)～DK41+255段为四线双跨连拱车站隧道,DK41+255～+DK41+437段为大跨双线车站隧道,DK41+437～+DK41+803段为燕尾式隧道,其余地段为单线隧道,右侧设长为6854m 的贯通平导。该隧道地质情况十分复杂,岩溶发育,溶洞、暗河、落水洞、漏斗及岩溶洼地等岩溶现象多见。隧道穿越天阳坪区域断裂,穿越纸厂湾、猴子洞、耗子洞等3个暗河系统,区内发 育5条断层,预测最大涌水量427314m 3 /d,正常涌 水量167354m 3 /d 。 2 岩溶形态 白云山隧道进口中导洞施工至DK41+085处时揭示一大型下部冲填溶洞,溶洞与线路轴线正交。溶腔呈楔形,下宽上窄,溶洞长25m ,横向宽约24m ,高约30m ,洞顶横向发育逐渐尖灭的溶蚀裂隙,下部延伸至隧道底部以下,溶腔内堆积有碎、块石夹软塑状黏土堆积物,堆积物表面潮湿,有水流痕迹。钻探资料显示,溶腔在隧道底部最深约10m 。 DK41+085～DK41+227段位于猴子洞和纸 厂湾暗河系统的近排泄口,有落步埫～纸厂湾、望洲坪～纸厂湾、猴子洞等岩溶管道汇往此处向排泄口排泄。竖向岩溶和水平岩溶成为岩溶水补给和径流通道,隧道处在岩溶水平管道的近上方,洞 3铁道建筑技术 RA I L WAY CON STRUC T I O N TECHNOLO GY 2007(5)
目录 第一章 .......................................................................................................................... 编制依据 1第二章编制范围 . (1) 第三章工程概况 (1) 第四章主要施工方案及施工方法 (1) 4.1施工方案 (2) 4.2施工方法 (2) 4.2.1明洞段开挖方法 (2) 4.2.2台阶法 (2) 4.2.3.隧道围岩分级、开挖方法及衬砌支护形式 (4) 第五章施工进度安排 (5) 第六章爆破设计 (6) 6.1爆破方案 (6) 6.2钻爆设计 (6) 6.2.1光爆基本参数 (6) 6.2.2掏槽方式 (7) 6.2.3周边眼 (7) 页脚内容17
6.2.4掘进眼 (8) 6.2.5装药结构及堵塞方式 (8) 6.2.6炮眼布置 (8) 6.3爆破设计的优化及爆孔布置 (12) 第七章劳动力和机械设备配置 (12) 7.1劳动力配置 (12) 7.2机械配置 (13) 第八章质量保证措施 (14) 第九章安全、文明施工 (15) 页脚内容17
第一章编制依据 1、新建贵阳枢纽小碧经清镇东至白云联络线《摆龙村一号隧道设计图》； 2、新建贵阳枢纽小碧经清镇东至白云联络线第三册《隧道附图洞门及洞口工程》； 3、《高速铁路隧道工程施工技术指南》铁建设（2010）241号； 4、《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10753-2010）； 5、《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2010）； 6、《铁路工程基本作业施工安全技术规程》TB10301-2009； 7、《铁路隧道工程施工安全技术规程》TB10304-2009； 8、《爆破安全规程》GB6722-2011； 9、新建贵阳枢纽小碧经清镇东至白云联络线站前4标《实施性施工组织设计》 第二章编制范围 新建贵阳枢纽小碧经镇东至白云联络线站前Ⅳ标（D1K64+770～D1K65+275）摆龙一号隧道。 第三章工程概况 摆龙村一号隧道位于贵阳市金华新区金华镇摆龙村境内，全长505米，隧道进出口里程分别为D1K64+770、D1K65+275。该隧道为时速200kmⅠ级铁路双线隧道，隧道内线间距为4.6m。洞内采用重型轨道碎石道床，铺设Ⅲ型轨枕（2.6m）及60kg/m钢轨，轨道结构高度766mm。 隧区岩溶中等至强烈发育，隧道进出口右侧边坡顺层且洞身右侧围岩顺层偏压。洞身与梨木山断层平行，相距30~80m,洞身位于地下水垂直渗流带内，地下水对混凝土无侵蚀性。 第四章主要施工方案及施工方法 4.1施工方案 根据设计要求，隧道除明洞段为明挖之外，隧道暗挖段采用锚喷构筑法施工、光面爆破开挖。暗挖段根据围岩类别的不同分别采用IV级围岩采用台阶法，V级围岩采用台阶法+临时横撑。 4.2施工方法 4.2.1明洞段开挖方法 摆龙村1号隧道明洞段进出口各15m共30米。明洞段均采用明挖法施工。摆龙村1号隧道明洞基本处于强风化灰岩层，施工时采用挖机施工，每施工一个台阶立即进行喷锚支护。遇到有不易破除岩石的部位采用控制爆破开挖。 4.2.2台阶法 隧道开挖分上下台阶施工（除仰拱开挖外），上下台阶长度可以根据实际施工做适当调整。微台阶长度宜控制在5米左右，长台阶不宜超过14米。本隧道施工段台阶法施工适用于Ⅳ、Ⅴ级围岩。 页脚内容17
岩溶地层中的盾构隧道施工 摘要:研究目的:岩溶地层中采用盾构法施工在国内尚属首次。盾构掘进中可能发生盾构机栽头、陷落,地层大量失水、坍塌,严重差异沉降而致隧道结构破坏等事故。对溶洞的空间分布、大小及充填情况,溶洞处理,盾构掘进技术措施3个方面进行深入研究,并组织精心设计、精心施工,以保证施工及运营安全。 研究方法:采用多种勘查手段分析岩溶地层,充分注重盾构机及盾构施工的特点,比选、优化设计施工方案。 研究结果:顺利完成岩溶段盾构隧道施工,验证了勘查及加固方案,填补了国内的空白。 研究结论:综合运用多种探测方法对探明溶洞的分布很有成效;根据盾构施工特点制定地层加固方案并有效实施以及对盾构机设计进行针对性的改进并采取相应的掘进技术措施都是适宜的。 关键词:广州地铁;岩溶地层;盾构施工 广州轨交通5号线草暖公园—小北站区间,在F1、F2两断裂带间地石炭系灰岩地层149.105m(YCK7+903.505-YCK8+052.610)范围内,详勘阶段有7个钻孔揭示存在溶洞。 但由于钻探孔间距(约20~40m)过大,未能完整揭示溶洞的大小、分布及充填物的物理力学性质。 经对草暖公园—小北站区间整体地质与环境的综合分析,确定其区间隧道(埋深22.86~24.30m)采用土压平衡盾构施工,而在岩溶地层中采用盾构法施工在国内外尚属首次。盾构掘进中可能发生盾构机栽头、陷落,地层大量失水、坍塌,严重差异沉降而致隧道结构破坏等事故。 为确保施工及运营安全,对溶洞的空间分布、大小及充填情况,溶洞处理,盾构掘进技术措施3个方面进行深入研究,并组织精心设计、精心施工。 1 运用多种勘查方法,探明溶洞情况 根据目前可行的勘测手段,为切实探明溶洞的分布与填充状况,拟定以钻探为主、多种方法综合运用的探测方案。即:高密度电阻率法地面物探(总体探查溶洞分布情况)加密钻孔(直观掌握溶洞及充填物状况)电磁波深孔CT(在钻孔间加密剖切面勘查,判断边界)综合判断后结合注浆孔布置补孔探测。 1.1 高密度电阻率法物探 对YCK7+880~YCK8+035范围内纵向进行探测,共设计物探剖面6条,剖面长均为177m(详见 图2)。每条剖面均有2个基点控制。 勘察的结果表明,本区地下有4处岩溶发育区(见图1)。据其成果将勘察范围划分为5个区域单元进一步深入勘察。
隧道工程各施工阶段质量控制要点施工质量控制要以设计为依据、以施工技术指南为规范、以验收标准为目标，将质量控制贯穿于施工全过程。 施工阶段是施工质量控制的关键。 施工过程中，工序质量直接影响工程项目的整体质量。 质量控制程序： 1．制定质量控制计划 2．选择质量控制点 3．确定控制点的质量要求 4．对控制点进行检测 5．产生质量问题的原因分析及控制措施 质量控制的一般做法： 每道工序完成后，施工单位先进行自检，自检合格后报请监理工程师检查，经监理工程师检查确认合格后，方可进入下道工序。 一、洞口工程施工质量控制 （一）质量控制目标 隧道洞口边、仰坡土石方开挖及防护工程施工应符合设计要求和环境保护、 水利保持有关规定。 （二）施工控制要点： 1.边、仰坡应自上往下分层开挖，不得采用洞室爆破，开挖后要及时进行 防护。 2.边、仰坡地质条件不良时开挖前要采取稳定加固措施。 3.边、仰坡周围的排水沟、截水沟应在边、仰坡开挖前修建完成。 4.洞口施工前，应先检查边、仰坡以后的山坡稳定情况，清除悬石、处理 危石。施工期间实施不间断监测和防护。 5.隧道洞门及洞口段衬砌应尽早施工以保证洞口边、仰坡稳定。 6.隧道洞门和缓冲结构的基础必须置于稳固的地基上。 7.隧道洞门两侧的混凝土浇筑与背后回填应对称进行，不得对拱、墙衬砌 产生偏压。 二、洞身开挖质量控制 （一）质量控制目标 不欠挖，少超挖，表面平顺，无明显凹凸现象。 允许超挖值（mm）： 隧道允许欠挖值： 隧道开挖应严格控制欠挖，当围岩完整、石质坚硬时，允许岩石个别突出
部分侵入衬砌。 （二）超欠挖控制要点 1．开挖方法的选择 2．开挖轮廓线的定位 3．钻爆设计及优化 4．钻爆作业 5．光面爆破效果控制 钻爆设计： 1)合理确定炮眼(掏槽眼、辅助眼、周边眼)的间距、深度、斜率和 数目，钻爆器材、装药量和装药结构，起爆方法和爆破顺序，钻 眼机具和钻眼要求。 2)有效的控制超、欠挖，应从钻孔精度、爆破参数的选择及对地质 变化的适应性、爆破器材和装药结构的选择等方面不断改进，采 取一炮一分析制度，根据爆破效果，不断优化钻爆设计，把钻爆 设计与地址变化有机结合在一起。 钻爆作业控制： 1)钻爆作业必须按照钻爆设计进行钻眼、装药、网路接线和起爆。 2)炮眼的深度和斜率应符合钻爆设计： 掏槽眼眼口间距误差不大于3cm，眼底深度误差不得大于5cm；辅助眼眼口排距、行距误差均不得大于5cm；周边眼眼口 误差不得大于3cm，眼底不得超出开挖断面轮廓线3~5cm。 当采用凿岩机钻眼时，掏槽眼眼口间距误差和眼底深度误差不得大于5cm；辅助眼眼口排距、行距误差均不得大于10cm； 周边眼眼口位置误差不得大于5cm，眼底不得超出开挖断面轮廓 线15cm。 3)周边炮眼与辅助炮眼的眼底应在同一垂直面上，掏槽炮眼应加深 10~20cm，以保证掏槽效果和掌子面的平整。 4)每次开挖后均要用激光限界检测仪对开挖面尺寸进行检测，及时 检查出欠挖面并进行处理，保证隧道开挖断面不侵限。 光爆效果控制： 1)要合理确定周边眼间距与抵抗线的相对距离，通过减小周边眼间 距和抵抗线，提高光面爆破效果。 2)控制周边眼装药集中度和装药结构，集中度太大易造成超挖，太 小会造成欠挖；炮孔装药应均匀分布，眼底适当加强。 3)严格控制开挖轮廓线和炮眼布设精度。 （三）塌方产生的原因及控制措施 1．塌方主要原因： 1)地质条件的复杂多变，原有支护措施不当。 2)支护的不及时、暴露时间过长，导致围岩风化严重、变形失稳。 3)通过断层，突然遇到较高水压富水洞段，地下水向洞室内漏出， 淘空了断层构造带中破碎岩体和填充物。 4)由于岩层产状不利或因岩爆等诸多地质原因。 5)一般情况下造成塌方的主要原因是人为的因素。 2．控制掌子面塌方的措施
岩溶地段隧道处理措施 摘要：在岩溶地质隧道施工中,经常遇到涌水以及大小不同的溶洞影响工程施工问题,本文结合江西省万载至宜春高速公路XX隧道施工过程中的岩溶地质情况，重点探讨了隧道岩溶段断层破碎带、浅埋软弱围岩、隧道偏压、突泥涌水等常见问题采取的处理措施，简单介绍了规模较大溶洞及跨越溶洞区采取的处理措施。 关键词：岩溶地质、隧道、处理措施 岩溶是地表水和地下水对溶性岩层经过化学作用和机械破坏作用形成的地下溶蚀现象，不同的岩溶发育成不同的溶洞、裂隙等。岩溶地段隧道不良地质要素有断层地段、软弱围岩、突泥涌水、冲沟、溶洞及采空区等几个方面。 当隧道穿过可溶性岩层时，有的围岩破碎，容易发生坍塌。有的溶洞位于隧道底部，充填物松软且深，使隧道基底难于处理。有时遇到填满饱含水份的充填物溶槽，当隧道掘进至其边缘时，含水充填物不断涌入坑道，难以遏止，甚至使地表开裂下沉，形成“天窗”，隧道的初期支护压力剧增。有时遇到大的水囊或暗河，岩溶水或泥砂夹水大量涌入隧道。有的溶洞、暗河迂回交错、分支错综复杂、范围宽广，处理十分困难。正确处理岩溶地质对隧道的施工具有重要意义。 1.超前地质预报 当地质纵断面图上标明前方有断裂破碎带时，采用TGP或TSP地质超前预报系统，用地震反射波法度前方150m范围内围岩情况进行预测。 通过超前预报，及时发现异常情况，预报掌子面前方不良地质体的位置、产状及其围岩结构的完整性与含水的可能性，为正确选择开挖断面、支护设计参数和优化施工方案提供依据，并为预防隧道涌水、突泥、突气等可能形成的灾害性事故及时提供信息，使工程单位提前做好施工准备，保证施工安全，同时还可节约大量资金。所以隧道地质超前预报对于安全科学施工、提高施工效率、缩短施工周期、避免事故损失、节约投资等意义重大，具有重大的社会效益和经济效益。 若围岩相当破碎时，采用超前探孔探明前面是否存在溶洞、冲沟等；然后结合超前地质预报资料，进行详细分析，制定相应的施工方案。 案例：XX隧道 XX隧道出口左洞开挖至ZK10+833处，掌子面拱腰左侧有一处溶洞，沿洞身纵向发育，溶洞有含泥流水，水流量较大，该处围岩埋深约31米。经对ZK10+833掌子面进行超前探孔，发现掌子面右侧
桐油山隧道K2+312~+332溶洞处理 内容摘要：本文介绍了桐油山双连拱隧道K2+312~+332溶洞处理方案及实施效果，总结了该溶洞处理的施工经验体会，可供今后类似情况下，予以借鉴、参考。 关键词：双连拱隧道溶洞处理钢支撑钢筋混凝土梁超前支护 桐油山隧道为广西壮族自治区柳州市南二环路新建的一座双连拱隧道，隧道全长465m，按新奥法原理进行设计施工。隧道内轮廓采用直中（边）墙三心圆形式；开挖断面宽度为27.66m~28.56m，高度为8.22m~8.92m；三车道路面（两条机动车道，一条非机动车道，路面净宽10.5m），单向分离式交通；中隔墙砼厚度为2m。隧道地处碳酸盐岩地区，埋深10~140m，施工中多次遭遇溶洞。其中，K2+312~+332处溶洞规模大，处理困难，对施工影响极大。根据隧道开挖揭露的溶洞规模、地下水及充填物情况、空间分布形态、与隧道的相对位置关系、溶洞自身的稳定性，综合采用超前支护、型钢支撑、隧底换填、钢筋砼梁（板）跨越的措施进行处理，确保了施工及结构安全，顺利地渡过了该溶洞段。 1.溶洞概况 桐油山隧道K2+195~+365为浅埋段，拱顶覆盖层厚度约为10~20m。覆盖层大部分为人工杂填土，拱顶岩层厚度约为0~1.5m，并已强风化成碎块状或砂屑。该段为桐油山隧道施工的关键难点部位，采用三导洞法分部扩挖施工，为了构筑中隔墙，首先开挖施工中导洞。中导洞宽为6m，高为5.15m（比正洞拱顶低3m），采用直边墙、圆弧拱断面，断面矢跨比为1/4（为了控制中隔墙顶部的超挖回填量，故采用较扁平的断面）。中导洞开挖至K2+312，整个断面岩性由白云质灰岩突变为粘土，沿岩土分界面有小股状渗水（水量 1
目录 1 编制说明 (2) 1.1编制依据 (2) 1.2编制原则 (2) 1.3编制范围 (3) 2 工程概况 (3) 2.1线路概况 (3) 2.2隧道主要工程量 (3) 3 岩爆的特点及辨识 (4) 3.1岩爆的基本特征 (4) ⑤岩爆主要发生在埋深较大，所处岩层性状较单一，弹性模量等物理力学性能较高，能储存一定的应变能量。 (4) 3.2岩爆产生的条件 (4) 3.3判断岩爆发生的应力条件 (5) 3.4地应力计算与隧道岩爆预测 (5) 3.4.1XX (5) 3.4.2XX (6) 3.4.3XX (6) 3.4.4XX (7) 4、岩爆的预防及处理方案 (9) 4.1总体施工方案 (9) 4.2超前地质预报 (9) 4.2.1超前探孔 (10) 4.2.2地质素描 (10) 4.3加强光面爆破控制，提高爆破效果 (10) 4.4加强初期支护 (11) 4.4.1轻微岩爆区 (11) 4.4.2中等岩爆区 (11) 4.5超前应力释放 (12) 4.6加强高压水冲洗 (12) 4.7加强效果检测 (12) 4.8岩爆发生时的处理措施 (12)
4.9、岩爆防护开挖台架 (13) 5、安全防护措施 (14) 5.1成立岩爆预防及救援小组 (14) 5.2安全防护措施 (15) 5.3洞内作业安全技术措施 (16) 5.3.1钻爆作业安全措施 (16) 5.3.2人员及机械防护措施 (17) 5.3.3洞内作业救援逃生措施 (17) 隧道岩爆防治专项施工方案 1 编制说明 1.1 编制依据 ⑴、《XXXXX标招标图》；《XXXXX两阶段施工图》； ⑵、国家和交通部现行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； ⑶、国家和四川省政府的有关法律、法规和条例、规定； ⑷、现场详细的施工技术调查资料； ⑸、施工单位资源状况、施工技术水平及管理水平； 1.2 编制原则 ⑴、贯彻执行国家、交通部、当地政府制定的有关政策。
卧佛山岩溶隧道施工方案探析 发表时间：2016-07-29T17:18:23.840Z 来源：《基层建设》2016年10期作者：刘云鹤 [导读] 本文通过对卧佛山岩溶隧道地质水文条件的分析。 中铁十二局集团四公司陕西西安 710000 摘要：本文通过对卧佛山岩溶隧道地质水文条件的分析，对施工中由于溶蚀而可能导致的坍塌、突水、突泥等难题进行研究，在保证隧道安全施工时，有效的主要施工工艺方面作出了探讨总结，对类似岩溶隧道工程具有一定的参考意义。 1、工程概况 京包铁路集宁至包头段增建第二双线工程卧佛山隧道，位于内蒙古卓资县境内，丹拉高速公路卧佛山隧道东北侧300米，平行于公路隧道穿越卧佛山中前部。隧道最大埋深250m，全长2460m。 本隧道不良地质为岩溶：隧道通过地层主要是太古界大理岩，局部岩体破碎，节理裂隙发育，经地表调查发现，岩体中发育一定岩溶现象，以溶孔、溶隙为主，偶见小规模溶洞。在施工过程中可能产生坍塌，突水、突泥及基础下沉等地质灾害。 2、隧道施工方案 2.1总体施工方法 （1）施工前根据设计资料，对隧道沿线地表进行调查，对可能危害及结构安全的漏斗、落水洞，进行回填夯实，对一些洼地要尽量进行截堵，防止地下水通过各种渠道进入隧道，危及施工。 （2）加强地质监控预报工作。采用TSP-202地质超前预报系统进行地质预报，结合超前钻探资料进行综合分析研究，提出施工方案及技术对策，做到心中有数，使施工处理有备、有力、有序。 （3）、对岩溶、破碎带、断层等不良地段的施工采用段台阶施工，用以人工辅以小型机具（风镐等）开挖，必须采用爆破开挖时，要采用微震控制爆破技术严格控制爆破规模，减少振扰。严格按照软弱围岩“管超前，严注浆，短进尺，弱爆破，强支护，早封闭”的原则进行组织施工。 （4）、根据溶洞分布、类型、岩层的稳定程度和地下水流情况，分别采取引、堵、越、绕等措施进行处理。 （5）、严重软弱（如溶泥）、破碎地段，采用超前预注浆或长管棚注浆超前加固措施，富水地段采用双液注浆加固，同时封堵地下水。 （6）、施工前对地表进行详细勘察，注意研究岩溶状态，估计可能遇到溶洞的地段。 （7）、当施工达到溶洞边缘，各工序应紧密衔接，如加强施工支护与及时施做衬砌混凝土，同时设法探明溶洞的形状、范围、大小、充填物及地下水等情况，据以制定施工处理方案和安全措施。 （8）、施工中准备足够数量的抽排水设备。 （9）、施工中注意检查溶洞顶板，及时处理危石。当溶洞较大较高时，应设置施工防护架或钢筋防护网。 （10）、溶洞未作出处理方案前，不要将弃渣随意倾填于溶洞中。 （11）、处理情况复杂的溶洞，要根据现场具体情况制定安全措施，以确保施工安全。 2.2主要施工技术 隧道开挖前，首先完成洞口截水沟、洞口土方及边仰坡防护施工。洞口明洞采用明挖法施工，开挖至明暗分界线后，先施做护拱混凝土，然后施做暗洞超前大管棚，随后进入暗洞施工。暗洞开挖根据围岩情况，Ⅴ级围岩地段采用弧型导坑预留核心土法施工，必要时采用CRD法施工，每循环进尺控制在0.6m以内；Ⅳ级围岩地段采用三台阶法施工，必要时预留核心土，每循环进尺控制在1m以内；Ⅲ级围岩地段采用全断面开挖，必要时采用三台阶法施工，每循环进尺控制在2.5m以内；Ⅱ级围岩地段采用全断面开挖，每循环进尺控制在3.0 m以内。 3溶洞处理关键的施工技术 3.1喷射混凝土封闭掌子面。在未探明前方的地质情况之前，为防止前方出现涌水突泥情况发生，首先保留并加固坍塌体，依靠坍塌体支撑掌子面，防止塌方进一步扩大，立即对掌子面进行封闭。采用喷射C20钢纤维混凝土封闭坍塌体表面，厚度20cm，掌子面前方自溶腔内涌出块石、碎石夹黏土等充填物稳定掌子面的作用，坍塌体暂不挖除。 3.2施作套拱和大管棚。为保证施工安全，拱部采用φ108大管棚超前支护并注浆加固溶洞填充物，形成稳定的固结体，使周围地层的力学性质得以改变，稳定性能加强；管棚尾部设钢格栅混凝土套拱，前端打入稳定岩层，形成有效的“棚护”作用。 首先施作导向墙，导向墙长度1.5m，厚度80cm，采用两榀格栅钢架定位，并起到增强刚度的作用，在钢格栅架上焊接37根1.5m长φ127的无缝钢管作为导向管，间距及外插角同大管棚，完成后浇筑C25模筑混凝土。大管棚37根，每根20m，外插角5°，环向间距0.3m，注浆材料采用1：1的水泥浆，注浆压力0.8~1.0MPa。 管棚钢管采用φ108无缝钢管，节长3m或6m，第一根钢管加工成锥形，采用丝扣连接同一截面接头不超过50%，相邻钢管接头相错距离不小于1m，机械顶进。钢管前部四周钻孔注浆，孔径15mm，间距15～30cm，呈梅花形布置，尾部1.5m止浆段不钻孔。 3.3洞身开挖及支护。注浆完成后洞身采用微台阶法开挖，台阶长度3～5m，开挖后立即施作初期支护结构，并采用喷射混凝土封闭掌子面。 3.3.1初期支护采用加强支护参数。参数如下：全环设I20b工字钢加强支护，间距@=0.6m，拱部增设φ42小导管注浆加固溶洞填充物，每根长 4.0m，间距1.0m（纵向）×0.8m（环向），C25喷射混凝土厚度25cm，φ8钢筋网片间距20×20cm。溶洞处理段围岩大部分为溶洞填充物，采用人工配合机械开挖，对于石质围岩采用松动爆破开挖，以尽量减少对溶洞填充物的扰动，避免引发二次坍塌。 3.3.2边墙及基底加固处理。对隧道顶部加固及进行注浆处理仅能保证隧道拱部开挖安全，边墙及基底围岩力学性能得不到改变，并且受到过扰动，极有可能发生坍塌事故；另外即使安全溶洞段，也会因为溶洞段与溶洞前后围岩性质不同，使后期隧道二次衬砌受力不同而造成不均匀沉降，造成衬砌开裂，甚至影响到行车安全。因此必须对边墙及基底进行加固处理。
隧道工程施工质量及安全控制要点 1审核方案,检查“三通一平”和各种设备准备情况 重点审核隧道场地布置方案、地方料使用情况、交通运输状况、电力、通讯、供水、进场施工设备和检测设备; 1.1审核重点隧道施工场地总布置图方案 施工场地布置应结合工程规模、工期、地形特点、弃渣场和水源等情况,本着因地制宜、充分利用地形、合理布置、统筹安排的原则进行,并符合下列要求: (1)以洞口作业区为中心布置施工场地.施工场地应事先规划,分期安排,并减少与现有道路交叉和干扰. (2)长隧道洞外应有大型机械设备安装、维修和存放的场地. (3)机械设备、附属车间、加工场应相对集中.仓库应靠近公路,并设有专用线. (4)合理布置大堆材料(砂石料)、施工备品及回收材料堆放场地的位置. (5)生活服务设施应集中布置在宿舍、保健和办公室用房的附近,洞口段为不良地质时,不应在洞顶修建房屋高压水池和其他建筑. (6)运输便道、场区道路和临时排水设施等,应统一规划,做到合理布局、形成网络. (7)危险品库房按有关规定办理. (8)检查开工准备条件,审批开工报告. 1.2对地方料的使用进行审核 (1) 审查进场原材料质量证明文件.建设单位供应的原材料质量证明文件应齐全.施工单位自行采购的原材料,检查采购合同复印件、生产厂家资质证明等. (2) 通过外观检查、见证取样检测或平行检验等方式,按现行“验标”的规定对实物进行检查验收. (3) 检查原材料存放.要求施工单位对原材料进场时间、产地、数量、批次、品种、规格和检验情况分别作出明显标识. 1.3交通运输状况 对重点隧道洞口施工作业区的交通运输状况进行审核,重点审核运输方式、运输道路、运输路线、运输管理及运输设备满足施工需要,最大限度的减少施工中的相互干扰. 1.4电力
隧道中溶洞的处理方案： 溶洞是地表水和地下水对溶性岩层经过化学作用和机械破坏作用而形成的地下溶蚀现象。岩溶对隧道的影响主要表现为是结构物部分及全部悬空，降低隧道使用的可靠度；季节性的岩溶洞穴涌水，给隧道施工和体系带来不安全和不稳定因素；塌方冒顶是指隧道施工中，山体上部岩层自然塌落的现象。是隧道开挖施工后，原先平衡的山体压力遭到破坏而造成的。因此，制定合理、科学、有效的溶洞、塌方处理方案对隧道顺利穿越岩溶地段非常重要。根据隧道施工溶洞、塌方处理情况，介绍相关处理方案。 一、处理方案选择原则。（1）安全性。确保施工安全与运营安全，围岩累计变形量不大于10cm，衬砌完工后隧道不渗不漏。（2）可操作性强。要充分考虑现场机械装备状况和操作人员的技能水平，并尽可能降低施工难度。（3）灵活性好。根据断面形状和尺寸，因地制宜地选择施工方案，而不局限于一种固定的模式，一旦一种方案不能实时或实时效果差时，能较好地转换为替代方案。（4）具有可连续性。需兼顾溶洞段前后的施工方案的不同，能顺利地进行施工工艺、工序的转换。（5）经济性强。即在保证安全、质量并不破坏环境的条件下的投入最节约。（6）处理施工方案科学。首先保留并加固坍塌体，防止坍方扩大，然后施做套拱和超前大管棚，保证正洞开挖施工安全；管棚施做完成后挖除坍塌体，进入隧道正常开挖、支护工序，并对隧道基底进行注浆加固处理；溶洞段通过后，进行拱部坍腔回填处理。 二、处理方案 1、拱部以上（上导洞）空溶洞，采用泵送C25混凝土护拱，护拱厚度2米，以加强护拱，上空腔部分做排水处理（设置多根Φ100mm双壁波纹管，波纹管长度根据现场溶洞位置确定）。 2、掌子面锥形空腔处理：空腔临空面处理采用厚10cm喷射C20混凝土封闭，腔内采用泵送C25混凝土回填，厚度2m，环向拱脚至拱腰采用Φ50×4小导管（长度4.5m），1.5m×1.5m梅花形布置，并注水泥浆（水泥浆按实际施工工程
岩溶与岩溶充填物地质隧道施工 据中国新闻网于2007年12月18日公布的消息，中国现在大概完成了国家高速公路网规划总里程40%左右，约53000公里，通车里程位居世界第二位。“蜀道难，难于上青天”，深受交通不便之苦的重庆人，多么渴望冲出大山，踏上平坦大道，在中央和地方各级政府及广大人民群众的支持下，在2007年底，重庆市高速公路通车里程达到了1049公里。认真回顾总结在山岭重丘区修建长大隧道的施工经验，是一件十分有意义的事情。水江至武隆段，尤其是由BJ1总监办（西安方舟）监理的9个标段，全部位于武隆县的大山地段，武隆县地形、地质、地貌复杂，属“喀斯特”地形地貌，号称“地质画廊”，在这里修建高速公路，有人认为是“五毒俱全”，难度极大。应当说名副其实，并不夸张。 一、工程概况 由我单位担负施工的B8合同段，管区起讫里程：右线K27+835~K30+945.036长3110.036m，左线ZK27+800~ZK30+944.098长3144.098m；合同价：1.46921498亿元；管区内主要工程为xx特长隧道，位于重庆市武隆县xx镇一心村和刘丰村2社之间，隧道进口位于一心村，距xx镇约1.5公里；隧道出口位于刘丰村2社，距xx镇中心约2公里。进口有原老319国道公路从xx水泥厂的厂区北侧通过，至郭溪沟电站的支公路与之相连。出口西侧有武隆至南川省道公路穿过，并有简易公路直达隧道口。xx隧道右洞K27+845~K30+895，长3050m，左洞ZK27+800~ZK30+899.38,长3099.38m；衬砌内轮廓线：限宽10.5米，限高5米，三心圆曲墙半圆拱设计，拱部半径5.5米，边墙半径8.5米，净宽10.79米，净高7米，内净空面积64.25平方；主要技术指标：设计时速80公里/小时，设计交通量：2009年9228辆/日，行车道宽度：2×3.75米；隧道中部有半径为4000米的圆曲线，在进口有半径为50000米的竖曲线，其余为直线，由进口向出口方向为1.95%的纵坡，下坡；隧道内设计有4个车行横洞，9个人行横洞，30千瓦的风机近期为16台； xx隧道进口顶部为灰岩形成的陡崖，崖高560米，陡崖岩体在自然风化应力及岩体自重的作用下，岩体发生变形及断裂，顺陡崖岩体的边缘形成卸荷裂隙，随着裂隙的加深加宽，在构造裂隙的共同作用下，岩体最终被切割脱离母岩，形成危岩，稳定性差，在进行洞口施工放炮的影响下，有产生局部岩块崩塌的可能。陡崖下面就是郭溪沟河，河对面又是陡崖，进口出洞紧接着B7标的郭溪沟中桥，中桥过去又紧接着是羊角隧道的出口，场地非常狭窄，在设计文件和合同文件中明确指出进口就不存在进洞作业的可能。
岩溶地段隧道施工技术措施 在施工岩溶地段前，必须根据设计文件的地质资料、超前预报资料和现场实际，查明岩溶分布范围、类型情况（大小、有无水，溶洞是否在继续发育、以及其填充物）、岩层的稳定程度和地下水流情况（有无长期补给来源、雨季水量有无增长）等，对岩溶裂隙地层较富水地段，采用注浆堵水、限量排放，分部开挖，及时封闭，加强量测，注意安全。对隧道穿越溶洞地段分别以引、堵、越等措施进行处理。 1.注浆堵水 采用综合超前地质预测与预报手段确定注浆地段，通过注浆封闭加固，提高岩体完整性使其成为具有一定承载能力的结构体，形成围岩注浆固结圈，以限制排水量，实现控制排放，并与喷锚支护一起共同保证施工期间洞室稳定及安全。 注浆方式采用超前预注浆、后注浆、局部注浆、补注浆四种形式。超前预注浆，每一循环长度30m，注浆加固范围为：正洞为衬砌轮廓线外5～8m；后注浆为开挖后全断面径向注浆加固支护；局部注浆分为：局部超前注浆、开挖后局部径向注浆等几种。根据超前地质预报探明的局部岩溶实际分布（定位、定量）或开挖后地下水渗流状态分别采用。补注浆为按上述三种注浆方式实施后，仍未达到设计要求时，根据实际情况选择上述注浆手段一种或多种补充注浆。 在注浆实施过程中，根据地质超前预报及揭示的地质信息。注浆工艺、注浆效果及浆液的可能性、结石强度、耐久性及注浆前、后承 压、水量变化特征等注浆施工资料和相关科研阶段成果适时对注浆方式、注浆范围、注浆标准、注浆材料等予以调整。 2.引、堵、越等技术措施 引排水:当溶洞有水流时,不得堵塞水流通道。查明水源流向及其与隧道位置的关系后,采用暗管、涵洞、盲沟等设施进行疏导。 堵填：对已停止发育、跨径较小、无水的溶洞，可根据其与隧道相交的位置关系及其填充情况，采用混凝土、浆砌片石或干砌片石予以回填封闭，根据地质情况决定是否需要加深边墙基础。拱部以上空洞采用喷锚支护加固，或加设护拱及拱顶回填的办法处理。该措施必须慎重选择。 跨越：当溶洞较大较深时，采用梁、拱跨越。但梁端或拱座应置于稳固可靠的基岩上，必要时用圬工加固。隧道在不同的部位遇到溶洞的跨越措施： 当隧道一侧遇到狭长而较深的溶洞，则加深该侧的边墙基础通过。
隧道工程质量、安全控制要点 1审核方案，检查“三通一平”和各种设备准备情况 重点审核隧道场地布置方案、地方料使用情况、交通运输状况、电力、通讯、供水、进场施工设备和检测设备； 1.1审核重点隧道施工场地总布置图方案 施工场地布置应结合工程规模、工期、地形特点、弃渣场和水源等情况，本着因地制宜、充分利用地形、合理布置、统筹安排的原则进行，并符合下列要求： (1)以洞口作业区为中心布置施工场地。施工场地应事先规划，分期安排，并减少与现有道路交叉和干扰。 (2)长隧道洞外应有大型机械设备安装、维修和存放的场地。 (3)机械设备、附属车间、加工场应相对集中。仓库应靠近公路，并设有专用线。 (4)合理布置大堆材料（砂石料）、施工备品及回收材料堆放场地的位置。 (5)生活服务设施应集中布置在宿舍、保健和办公室用房的附近，洞口段为不良地质时，不应在洞顶修建房屋高压水池和其他建筑。 (6)运输便道、场区道路和临时排水设施等，应统一规划，做到合理布局、形成网络。 (7)危险品库房按有关规定办理。 (8)检查开工准备条件，审批开工报告。 1.2对地方料的使用进行审核 （1）审查进场原材料质量证明文件。建设单位供应的原材料质量证明文件应齐全。施工单位自行采购的原材料，检查采购合同复印件、生产厂家资质证明等。 （2）通过外观检查、见证取样检测或平行检验等方式，按现行“验标”的规定对实物进行检查验收。 （3）检查原材料存放。要求施工单位对原材料进场时间、产地、数量、批次、品种、规格和检验情况分别作出明显标识。 1.3交通运输状况 对重点隧道洞口施工作业区的交通运输状况进行审核，重点审核运输方式、运输道路、运输路线、运输管理及运输设备满足施工需要，最大限度的减少施工
2.3.5．隧道工程施工方案 2.3.5.1．隧道工程概况 2.3.5.1.1.隧道里程长度及围岩状况 本标段共有隧道17座, 全长41141m,占本标段线路总长的82.44%。设计行车速度为120km/h，长度1km及以上的隧道单线铺设无砟轨道，新正阳隧道洞内局部设置重型有砟轨道，铺设碎石道床。其中新细塘湾隧道全长4817m，占标段总长的50.24%，是控制本标段工期的关键，新正阳隧道全长3508.5m，占标段总长的36.59%，是本标段的重难点工程。隧道工程概况详见表2.3.5-1。 表2.3.5-1 隧道工程概况表 新正阳隧道全长3508.5m，隧道洞身通过地层为白垩系上统正阳组（K 2 z） 砾岩；三叠系下统嘉陵江组（T 1j）灰岩，大冶组（T 1 d）灰岩夹页岩；二叠系上 统长兴组及吴家坪组（P 2c+w）灰岩加煤层，下统栖霞组及茅口组（P 1 q+m）灰岩， 下统梁山组（P 1l）页岩加煤层；泥盆系上统水车坪组（D 3 s）页岩夹砂岩；志留 系上统罗惹坪组（S 2l r）页岩。隧道整体上为单斜构造，P 1 q+m地层中发育姚家盖 正断层。地下水以岩溶水为主，可溶岩段落地下水发育，进口段志留系地层及二叠系梁山组地层中地下水不发育，水质具有侵蚀性。洞身位于岩溶水垂直循环带。不良地质为岩溶、采空区及瓦斯，隧道岩溶发育。工程地质条件较差。 方家湾隧道全长240m，隧道洞身覆盖层主要为第四系全新统坡残积层(Q 4 dl+el) 粉质粘土，下伏基为白垩纪上统正阳组（K 2 z）砾岩。区内地质结构简单，隧道处于地下水不发育，主要为基岩裂隙水，受大气降雨量影响明显，不良地质主要为岩溶，隧道出口端岩溶发育。动身工程地质较差。隧道进出口端地质较陡，基岩出漏广泛，岩层产状平缓，节理较发育，工程地质条件较好。 新细塘湾隧道全长4817m，隧道区内上覆地层为第四系全新统坡残积层 （Q 4dl+el）粘土；下伏基岩为白垩系上统正阳组第二段（K 2 z1）砾岩；侏罗纪中 下统珍珠冲组綦江组（J 1-2q+z）泥岩、灰岩；三叠系上统须家河（T 3 x）页岩夹灰 质页岩、泥岩夹砂岩；中统巴东组2段、3段及4段（T 2b2、T 2 b3+4）白云质灰岩、 灰岩及泥岩。地表水不发育，地下水无较大的含水层，主要地下水类型为第四系 松散土层中的空隙潜水，基岩裂隙水和岩溶水，整体地下水不发育。地表水有侵蚀性，侵蚀等级为H1， 高家堡隧道全长1023m，隧址区上覆第四系全新统坡残积层（Q 4 dl+el）粉 质粘土，滑坡堆积体（Q 4 del）粉质粘土、碎石土；下伏基岩为侏罗纪中下统珍 珠冲组，綦江组（J 1-2q+z）泥岩夹砂岩，东岳庙组（J 1-2 d）泥质灰岩夹页岩。地 表水主要以塘水、水田水及沟水为主。地下水主要为第四系松散土层内的孔隙潜水、基岩裂隙水及岩溶水。孔隙水主要分布于上部土层中，水量有限主要受大气
隧道工程质量管理规定 和管理措施 CKBOOD was revised in the early morning of December 17, 2020.
目录 一、编制依据---------------------------------------------------------1 二、施工范围---------------------------------------------------------1 三、质量目标---------------------------------------------------------1 四、组织机构保障-----------------------------------------------------1 五、工艺流程---------------------------------------------------------2 六、质量管理制度保障-------------------------------------------------8 七、施工过程中的质量控制措施-----------------------------------------12 八、质量奖优罚劣制度-------------------------------------------------13
隧道施工质量保证体系及质量控制措施 一、编制依据 1、渝利铁路隧道设计图纸； 2、铁路隧道工程施工质量验收标准； 3、新建客货共线铁路工程施工补充规定（暂行）； 4、铁路混凝土工程施工质量验收补充标准； 5、施工组织设计。 二、施工范围 中铁隧道集团有限公司渝利铁路二分部隧道工程。 三、质量目标： 工程质量具体目标： 隧道开挖、初期支护、防水与排水、衬砌施工等工序、分项工程合格率100%，实现主体工程质量零缺陷。 质量创优计划：拟创部优工程(火车头奖)项目有胡家坡隧道、观音岩隧道、石缸坡隧道、方斗山隧道、南白洞隧道共5座隧道工程，其中方斗山隧道、南白洞隧道共2座隧道工程创国优工程（鲁班奖）。 四、组织机构保障： 为保证隧道工程施工质量目标的实现，分部工程质量由工程部负责，各工区成立以工区经理为组长、工区总工、分部派驻工区质检工程师为副组长的质量领导小组，成员包括工区副经理、技术室、安质室、物资机电室及工班班长等工作人员，组织隧道施工的质量管理工作，监督检验施工质量。 组织机构 质量保证体系小组：