银洞坡隧道F4断层施工技术方案
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隧道断层、浅埋段开挖及处治施工方案1、编制依据及编制原则1.1 编制依据1.1.1 合同文件、茅畲岭隧道施工图设计。
1.1.2 《公路隧道设计规范》(JTG D70-2019)、《公路勘测规范》(JTJ061-99)、《公路隧道施工技术规范》(JTJ042-94)、《锚杆喷射砼支护技术规范》(GB50086-2019)、《公路工程质量检验评定标准》(JTJ071-98)、《水泥混凝土路面施工及规范》(GBJ97-87)、《建筑装饰装修工程质量验收规范》(GB50210-2019)、《地下工程防水技术规范》(GB20198-2019)、《公路工程施工安全技术规范》(JTJ076-95)。
1.1.3 国家、省相关法律与规定。
1.1.4 我单位目前的劳动力、施工机械设备能力、技术管理和现场地质实际调查。
1.1.5 我单位历年类似工程施工经验、技术积累及设备。
1.2 编制原则1.2.1 严格遵守合同文件规定的施工工期,积极稳妥、合理安排施工,在工期安排上尽可能提前完成。
1.2.2 在坚持实事求是的基础上,力求“技术先进、科学合理、经济适用”。
在确保工程质量标准的前提下,积极采用新技术、新工艺、新机具、新材料、新测试方法。
1.2.3 分清分项工程主次,合理安排施工工序,采用流水作业施工,使各工序紧密衔接,保证隧道开挖、支护、二次衬砌及附属工程分步分期完成。
1.2.4 重视各项准备工作,特别重视施工的外部条件,使施工计划建立在可行的基础上。
1.2.5 重视各项准备工作,特别重视施工的外部条件,使施工计划建立在可行的基础上。
1.2.6 贯彻多层次技术结构和技术政策,在施工中层层把关,确保工程一次成优。
1.2.7 尽量利用原有的设施,减少各种临时工程量;尽量利用当地的现有资源,合理进行场地规划,节约施工用地,不占或少占农田;保护环境,防止污染和施工事故,做到文明施工。
1.3编制范围本工程隧道浅埋段、断层破碎带、围岩破碎带及裂隙密集带。
公路隧道断层破碎带溶洞处理施工技术湖南金路工程咨询监理有限公司:邓如彪、谭娟【摘要】公路隧道处于断层破碎带并穿越溶洞时,因地质条件复杂、围岩稳定性差,使得施工的质量要求更高,安全管理难度更大,因此,在确定溶洞处理技术方案时,必须本着“确保安全,稳步推进”的原则。
本文介绍龙潭隧道左线施工中的溶洞处理技术方案,该技术方案以“逐段揭露、稳步推进,超前管棚、格栅钢架协同作用”为主旨、“自稳塌体,填实塌腔,固结岩体”为步序,在安全顺利穿越溶洞的同时,加强超前支护保障后续工序施工。
关键词隧道断层破碎带溶洞处理技术一、工程概况龙潭隧道位于湖北省长阳县土家族自治县境内,是一座双线分离式公路隧道,左线起讫里程ZK65+516~ZK74+209,全长8693m,属特长公路隧道。
中铁十四局集团公司承建龙潭隧道出口段,左线起讫里程ZK69+860~ZK74+209,全长4349m。
隧道设计为三心圆曲墙式衬砌形式,建筑限界宽9.75m,净高5.0m。
隧道正洞洞身最大开挖跨度12.55m,开挖高度10.76m。
隧道穿越地层呈单斜构造,次级断层,隧道区属于中等偏高地应力场区。
地质勘探表明左洞有750延米,属岩溶与岩溶水发育段,围岩不完整,存在溶洞,且为链状,渗水量大。
二、溶洞情况介绍龙潭隧道左线ZK72+790~ZK72+150段为岩溶区段内的F2断层破碎带,岩体破碎,且岩溶比较发育。
当施工至ZK72+150里程时遇到溶洞,溶腔位于掌子面右侧开挖底板向上2m左右,溶腔在开挖轮廓范围内,断面为2.0×3.0m,溶穴内充填物为黄粘土夹孤石,有滴落状渗水。
根据溶腔轮廓情况看,溶腔范围逐渐扩大有向上部扩展的趋势。
施工至ZK72+756里程时,掌子面及拱顶发生塌方,塌方体为土石充填物,约50㎥左右,溶腔范围扩大至隧道掌子面右侧拱部开挖轮廓线以外2m左右,溶腔内的充填物中为黄粘土夹孤石;多处渗水形成滴落状。
掌子面停止施工封闭后,对溶腔揭露部份进行了加固处理。
洞口及管棚施工方案一、洞口刷坡施工1.洞口采用机械刷坡,然后人工修整,清理防护岩面杂物,清除浮石及松动的岩石;用高压水冲洗坡面,并使岩面保持一定的湿度。
2.初喷:采用湿式喷射机喷射砼,移动式电动空压机供风,施作前先对机械进行技术检查,对水、风、电路进行检查,合格后方可运转,喷射混凝土分段、分片由下而上进行,向喷射机供料时要连续均匀,机器正常运转时,料斗内保持足够的存料,喷层厚度为3cm,厚度要均匀。
3.锚杆:锚杆采用ф22的螺纹钢,锚杆长度为3米.锚杆以梅花形布置,锚杆间距为1. 5米,布置到边缘不够1. 5米但大于0.5米时要加布一根锚杆.在岩面上确定锚杆孔位、进行钻孔,孔深及孔径应符合图纸要求。
钻孔采用风动锚杆钻机或风钻凿岩机钻孔,钻至规定至深度后,用高压风吹孔,用牛角泵向孔内灌入水泥砂浆,并打入锚杆,锚杆外露部分不小于3cm以便挂网连接。
孔口不满部分用泵补灌,再用砂浆将孔口抹平。
锚杆布置见附图。
4.挂网:钢筋网加工车间集中加工,人工安装。
安装过程中采用钢钎或木柱将网片顶至密贴坡面,然后将网片焊接在安设好的锚杆上固定,钢筋网片加工示意图为通用图,但边缘部分的钢筋网要用同型号钢筋封死。
使用前,钢筋网须经试验合格,并除锈。
在洞外分片制作,安装时要求焊接并且搭接长度不小于8cm,钢筋网采用人工铺设,利用锚杆连接牢固。
5.复喷:喷砼时,减小喷头至受喷面距离和风压以减少钢筋振动,降低回弹。
钢筋网喷砼保护层厚度为5cm,保证钢筋网被覆盖完全。
6.刷坡线根据测量组放线定位确定二、管棚施工顺序安排以刷坡面为施工平台进行管棚工程的施工,隧道拱部范围内从中间向两侧施作(考虑围岩情况)。
三、施工工艺及方法采取施工技术为:采用德国TT40水平导向钻机先成孔后跟管钻进完成管棚施工,一次完成。
1.施工机械布置主机安置于施工钻孔处,主机中心线与管棚中心线应重合,液压动力系统和泥浆系统安置于主机边缘,隧道洞口砌筑泥浆池,用于储蓄施工后流出的泥浆。
石山隧道进口软弱围岩(断层)专项施工方案一、编制依据1、xxx合同段工程施工总承包招标文件及设计文件、两阶段施工图设计等;2、国家、交通部现行的公路工程建设施工规范、设计规范、验收标准、安全规范等;3、国家及福建省相关法律、法规及条例等;4、现场踏勘收集到的地形、地质、气象和其它地区性条件等资料;5、近年来高速公路等类似施工经验、施工工法、科技成果;6、福建省高速公路标准化建设指南和施工要点;7、我单位拥有的国家级、部级工法、科技成果和长期从事高等级公路建设所积累的丰富施工经验。
二、工程概况1、工程概况我部承建的石山隧道0.5座,为分离式双洞隧道,隧道全长855.8m,为长隧道,左洞长854.1m,右洞长857.5m。
隧道进出口均位于平面曲线内,进口左右线曲线半径分别为R左=3000m和R右=2850m;隧道纵坡坡率/坡长:左洞为0.7%/854.1m,右洞0.7%/857.5m;隧道进口设计桩号:左洞为ZK63+572,右洞为YK63+565;进口设计高程:左洞为586.69m,右洞为586.64m。
2、地形、地貌隧址区属剥蚀低山地貌,隧道轴线大致呈南北走向,地形呈波状起伏,起伏较大,隧道最大埋深约为160m,地表植被较发育,覆盖层较薄。
进口侧山坡自然坡度25~30°,出口侧山坡自然坡度35~40°。
3、地层岩性本隧址场区表层多为第四系残坡积土,一般厚度3-6m,冲沟底部及陡坎略薄些,下伏侏罗系南园组(J3n)凝灰熔岩及其风化层。
隧道洞身围岩为侏罗系南园组(J3n)的凝灰熔岩,属较硬-坚硬岩,岩体一般较完整,对隧道洞身围岩的稳定较有利,据地质调绘及钻孔揭露隧道区主要发育有3条裂隙带及断裂构造带,对隧道围岩不利,影响隧道围岩级别,隧道开挖时,围岩稳定性较差,易产生塌方掉块,应加强支护和监测措施,各段的具体评价见隧道纵断面图。
拟建隧道最大埋深约160m,深部围岩主要为微风化凝灰熔岩,节理裂隙发育较少-较发育,较有利于地应力的释放和调整,但钻孔中未见有岩芯饼化等高应力作用现象,综合临近泉三高速公路等工程经验分析,本隧道在隧洞区内出现高地应力的可能性不大。
隧道断层施工方案1. 引言隧道是现代交通建设的重要组成部分,其施工方案的设计对项目进展和质量起着至关重要的作用。
在构建隧道时,可能会遇到断层地质条件,这是指地球上岩石层断裂或滑动的现象。
隧道工程中遇到断层地质条件,需要制定相应的施工方案以确保工程顺利进行。
本文将就隧道工程中的断层地质条件进行分析,并提出针对性的施工方案,以确保隧道的安全和稳定。
2. 断层地质条件分析断层地质条件是指岩石层断裂或滑动形成的地理现象。
在施工隧道时,遇到断层地质条件可能会影响隧道的安全和稳定。
主要的断层地质条件有以下几种:2.1 活动断层活动断层是指岩石层因地壳运动而形成断裂,并且具有继续滑动的趋势。
活动断层对隧道施工的影响较大,可能导致隧道变形、开裂甚至坍塌。
在施工前,需对活动断层进行详细的地质勘察,并制定相应的施工方案,以确保施工安全。
2.2 稳定断层稳定断层是指岩石层断裂后停止运动,不再活动的断层。
相对于活动断层,稳定断层对隧道施工的影响较小。
在遇到稳定断层时,需要对其进行详细的地质勘察,并制定相应的施工方案,以确保施工的顺利进行。
2.3 断裂带断裂带是指多个断层聚集在一起形成的地质现象。
断裂带对隧道施工的影响较大,可能导致隧道变形、开裂甚至坍塌。
在遇到断裂带时,需进行详细的地质勘察,并采取相应的措施,以确保施工安全。
3. 施工方案在面对断层地质条件时,制定合理的施工方案至关重要。
以下是针对断层地质条件的隧道施工方案:3.1 施工前勘察在进行隧道施工前,需要进行详细的地质勘察,以了解断层地质条件的具体情况。
通过地质勘察,可以获取断层的位置、长度、倾向等信息,并评估断层对隧道施工的影响程度。
3.2 施工方案设计根据地质勘察结果,设计适应断层地质条件的施工方案。
对于活动断层,需要采取控制断层滑动的措施,例如加固地层、设置断层锚固等。
对于稳定断层和断裂带,可以考虑采用隧道衬砌等工程手段来增强隧道的稳定性。
3.3 施工监测与预警在隧道施工过程中,需要进行实时的施工监测与预警工作。
断层及破碎隧道施工组织设计方案一、前言断层及破碎地层是隧道施工中常见的地质问题之一。
在进行隧道施工前,必须对断层及破碎地层进行全面的勘察和分析,制定合理的施工组织设计方案,使隧道施工工作能够顺利进行,确保工程的安全和质量。
二、勘察分析在进行隧道施工前,必须对断层及破碎地层进行全面的勘察和分析。
勘察工作应包括地形地貌、岩性及构造特征等方面的综合考察。
在确定断层的位置、倾向、倾角以及破碎程度等方面的基础数据之后,还应进行室内地质试验,对有代表性的岩样进行力学性质和强度试验,以确定施工工艺和支护方案。
三、施工组织设计方案针对断层及破碎地层的实际情况,制定施工组织设计方案,应遵循以下原则:1. 分析断层及破碎地层的特点,选择适当的施工工艺。
在确定断层及破碎点位置之后,应采用适当的工艺措施,如钻孔加固、锚喷锚杆支护、拱形钢架支护等,以提高隧道的稳定性和安全性。
2. 在施工过程中,及时调整施工方案。
在进行隧道施工时,应及时掌握断层及破碎地层的变化情况,根据实际情况及时调整施工方案和支护方案,确保隧道施工的连续性和安全性。
3. 统筹安排施工进度和质量。
针对不同地质条件,要制定不同的施工策略和工期计划,确保工期的合理和质量的达标。
四、工程案例某省某地铁隧道工程,经过勘察分析发现,该地区存在断层及破碎地层。
针对这一地质问题,制定了以下施工组织设计方案:1. 采用锚喷锚杆支护的施工工艺,对断层积水的地段采用拱形钢架支护。
2. 施工过程中,加强对断层变化情况的监测,适时调整施工方案和支护方案。
3. 根据实际情况,制定了工程施工的进度计划和质量标准,确保工程按时按质完成。
通过上述施工组织设计方案的实施,该地铁隧道工程顺利完成,未出现较大的安全事故和质量问题,得到了业主的高度评价和肯定。
五、总结断层及破碎地层是隧道施工中常见的地质问题之一,必须在施工前进行全面的勘察和分析,制定合理的施工组织设计方案。
在施工过程中,要根据实际情况及时调整施工方案和支护方案,确保隧道施工的连续性和安全性。
隧道施工方案和施工方法一、施工方案(一)施工方案设计隧道主体工程施工前,首先完成施工便道、拌合站、钢筋加工场、水、电供应设施及办公、生活住房等临时施工,并结合隧道出渣方量、运距以及环、水保等因素,合理选择弃渣场位置。
正洞施工前做好进洞准备:根据设计坡比要求及实际地质情况,刷出边、仰坡,并在雨季来临前,完成截水天沟施工,做好洞口安全防护.正洞施工采用单口掘进的施工方式.根据设计要求及围岩实际情况,合理选择开挖方法,并以“快支护,勤量测,及时施作仰拱,二衬紧跟”的指导思想,做好后续工序施工。
隧道洞门施工,待洞口拱墙二次衬砌完成后及早施作,以起到保护洞口的作用。
(二)开挖方案本隧道洞门采用明挖法,其余段落均采用暗挖法施工。
暗挖段采用锚喷构筑法施工,开挖采用光面爆破,Ⅲ级围岩采用台阶法施工,Ⅳ、Ⅴ级围岩采用全断面法施工,围岩较好地段采用光面爆破技术,严格控制超欠挖,软弱围岩地段采用微震光面爆破技术或非爆破开挖,以减轻对围岩的扰动和破坏。
二、施工方法(一)洞口施工1。
洞口段采用边坡、仰坡自上而下分层开挖,施工机械以挖掘机为主,尽量不采用爆破,保证不扰动原地层;洞口场地用装载机辅以推土机整平压实;遇坚硬石质地层人工钻眼爆破,运输采用自卸车,挖方土弃往指定的弃碴场.洞口段开挖将充分考虑洞内施工需要修建供水、供电设施及材料堆放场地和机械停放场地,合理布置。
2.边仰坡防护、边仰坡开挖按设计坡度一次整修到位,并分层进行边仰坡挂网喷锚防护,以防围岩风化,雨水渗透而坍塌.以稳定边仰坡。
3。
隧道洞门在进洞施工正常后,适时安排施工。
综合考虑地形地质条件,进洞施工前,先将洞外排水系统做好,再考虑进洞,以防对洞门造成威胁。
4.明洞拱墙与洞内相邻的拱墙衬砌时,应同时施工连成整体;5.洞门及洞口附近的排水、截水设施应配合洞门施工尽早做好,并与洞外排水系统连通,以免地表水冲刷坡面。
6。
洞门仰坡和边坡宜在进洞前刷好,坡度的施工允许偏差为5%;洞口土石方宜采用控制爆破施工,不得使用集中药包爆破,以免影响仰边坡的稳定。
XXX隧道出口断层施工经验总结我工区根据设计图纸及以往的施工经验,针对XXX隧道实际地质情况,采取以下施工方法针对XXX隧道出口段F32-F40断层的施工。
一、总体施工方法断层段严格按“早预报、先治水、管超前、短进尺、弱爆破、强支护、快封闭、勤量测,步步为营,稳步前进”的原则组织施工。
并加强超前地质预报,采用开挖面地质素描、TSP200地震反射法和超前钻探进行超前地质预报。
对围岩的破碎和富水程度进行预测和验证。
及时进行信息收集处理反馈,以调整施工方案和施工方法。
二、施工方法1、注浆根据超前地质预报所揭示地质断层及地下水的水量情况按设计采取超前预注浆、局部注浆、开挖后径向注浆和超前小导管注浆等注浆方式,确定注浆的范围。
注浆结束后,对注浆效果进行检查,是否进行补注浆,是否可以开挖。
(1)径向注浆对于开挖后仍呈面状渗水或围岩较破碎时,对开挖周边进行径向注浆加固,达到止水和加固围岩的作用。
径向注浆根据注浆设计图纸并结合地层特点进行确定,并在现场施做过程中不断完善,其施工工艺流程图“径向注浆施工工艺流程图”。
○1、径向注浆成孔施工首先对围岩周边按设计标识出钻孔位置,利用风钻成孔,达到设计孔深后,进行清孔、验孔;完成后安装孔口管。
②、径向注浆方式径向注浆采用一次性注浆方式进行施工。
③、径向注浆结束标准径向注浆结束标准以定量定压相结合进行控制。
注浆施工过程中,以定压为第一控制原则。
在该段最大设计压力下,当注入率不大于 1 L/min时,继续灌注10min 即可结束;注浆结束标准以达到设计注浆终压及设计注浆量要求进行控制(2)帷幕注浆按设计图纸提供的超前帷幕注浆地段组织施工。
施工时加强地质验证。
径向注浆施工工艺流程图①、超前帷幕注浆施工工艺流程图超前帷幕注浆施工工艺流程框图。
②、超前帷幕注浆施工方法进行前进式分段注浆施工,即在施工中,实施钻一段注一段,再清孔钻一段、再注一段的钻、注交替方式进行钻孔注浆施工。
每次钻孔注浆分段长度根据围岩情况定位1~3m。
富水断层施工技术方案编制:复核:审核:项目经理部二〇一七年十月目录1 编制依据 (1)2 编制原则 (1)2.1安全原则 (1)2.2经济、适用、高效原则 (1)2.3符合本单位技术水平的原则 (2)3 工程概况及地质条件 (2)3.1工程概况 (2)3.2施工概况 (3)3.3地质条件 (4)4总体施工方案 (9)4.1施工原则 (9)4.2总体方案 (9)4.3分阶段注浆方法 (10)4.4洞内连续管棚 (12)4.5总体施工顺序 (12)5 主要技术方案 (18)5.1 微台阶开挖施工方案 (18)5.2杯型预注浆方案 (20)5.3超前管棚方案 (29)5.4径向注浆方案 (35)5.5反坡排水方案 (36)5.6特殊情况处理 (41)6资源配置及进度计划 (42)6.1资源配置计划 (42)6.2施工进度计划 (44)7质量、安全及环水保措施 (45)7.1质量保证措施 (45)7.2安全保证措施 (48)7.3环保、水保保证措施 (51)8应急管理 (52)8.1事故风险分析 (52)8.2应急指挥机构及职责 (52)8.3处置程序 (55)8.4应急响应 (56)8.5后期处置 (60)8.6培训与演练 (60)8.7应急联络与物资储备 (61)9方案比选 (62)9.1“新型外加剂+水泥”注浆材料简介 (62)9.2“新型外加剂+水泥”注浆材料应用案例 (63)9.3杯型注浆与帷幕注浆方案比选 (63)断层施工技术方案1 编制依据(1)《公路隧道设计规范》(JTG D70/2-2014);(2)《公路工程技术标准》(JTG B01-2014);(3)《公路隧道施工技术规范》(JTGF60-2014);(4)《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》(GB50086-2015);(5)《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2012);(6)《公路工程施工安全技术规范》(JTG F90-2015);(7)《公路隧道施工技术细则》(JTG/T F60-2009);(8)《生产经营单位生产安全事故应急预案编制导则》(GB/T 29639-2013);(9)《x区G575线巴里坤至哈密公路建设项目工程施工图勘察设计文件及地质勘察报告》;(10)《水工建筑物水泥注浆施工技术规范》(DL/T5148-2012);(11)《G575线巴里坤至哈密公路建设项目x区隧道1号斜井(TSP)超前地质预报报告》;(12)现行国家标准及交通运输部部颁行业标准、规范、规程等有关技术标准;(13)我公司类似工程施工经验。
隧道施工方案隧道工程施工工艺一、总体方案(一)施工原则采用大型施工机械配套施工,开挖出渣机械配套作业线、初期支护砼机械配套作业线与二次衬砌砼施工作业线相配合一条龙作业。
软弱围岩坚持“短进尺、弱(不)爆破、快封闭、强支护、紧衬砌”的原则,开挖后仰拱及时跟上封闭成环。
施工中进行超前地质预报,采用先进的量测探测技术对围岩提前做出判断,拟定相应的施工方案。
(二)施工布置隧道根据施工现场场面状况,采用单向掘进,隧道进口布置一个隧道专业机械化施工队。
洞内施工开挖、出渣初期支护与二次衬砌模筑砼平行作业。
隧道路面待贯通后从洞口反向施工。
根据地形地貌及工期要求,本隧道不设施工支洞。
(三)总体方案根据磐南隧道围岩情况、及断面设计,结合本承包人现有技术装备力量和多年的隧道施工经验,确定Ⅲ类围岩采用正台阶开挖法施工,Ⅳ类采用全断面开挖法施工。
隧道出渣采用侧翻装载机装车,自卸汽车运输。
初期支护施作及时可靠,衬砌砼采用机械化作业,二次衬砌采用砼输送车、输送泵和全断面液压衬砌台车相配合的方案。
施工过程中加强监测,及时处理分析数据,高速支护参数。
开挖前做好超前地质预报、探测工作,根据围岩情况采取相应的施工方案。
二、隧道施工丈量控制为保证隧道贯通精度,拟定如下测量控制方案:1、地表平面控制(1)为保证洞口投点的相对精度,平面控制网根据设计提供的控制点和实地地形情况布设精密控制网,并保证洞口附近有二个或二个以上的精密控制网点。
(2)地表控制网经过多次复测,复测无误后方可引线进洞的测量工作。
2、洞口联系丈量为保证地面控制测量精度很好地传递到洞内,采用如下洞口控制测量方案:(1)在洞口仰坡完成及洞口施工至设计标高后,在洞口埋设二个稳固的导线控制点。
(2)洞口附近在基础不乱处埋设2~4个水准点,与地表水准控制网级网观测及平差计算,以便于隧道进洞水准丈量。
3、测量方法及措施(1)地表平面控制丈量选用全站仪施测,建立四等导线控制网,并把隧道中线和横向轴线纳入控制网内以保证放样精度。
1. 编制依据1.1.铁道第二勘测设计院黔桂线站前施工5标段银洞坡隧道施工设计图。
1.2.改建铁路黔桂线扩能改造站前施工5标段工程招投标文件。
1.3.现场调查的相关资料及现场实际情况。
1.4.国家、铁道部、地方政府有关安全、环境保护、水土保持的规定、规则、条例。
1.5.《铁路工程施工安全技术规程》;《铁路隧道施工规范》;《铁路隧道工程施工质量验收标准》(TB10417-2003)及国家有关施工安全规定。
2 .工程概况银洞坡隧道位于改建铁路黔桂线扩能改造工程(贵州段)站前工程施工5标段,起讫里程DK476+616~DK485+132,全长8516m。
隧道于DK481+400在平面上与地面冲沟相正交,围岩为白云岩,岩溶中等发育,岩层遭受构造破坏强烈。
隧道DK481+040~+310段穿越F4招摆正断层,断层破碎带宽20~60m,以断层角砾为主,断层角砾胶结性差,地下水丰富,施工中存在坍塌、突水、突泥的可能。
3.施工方案、施工方法及各项措施3.1施工方案Ⅴ级围岩地段采用台阶法施工,横洞及平导采用全断面法施工。
F4招摆断层及软弱围岩段的施工,坚持“预报超前,治水先行、管超前、严注浆、弱爆破、短进尺、强支护、勤量测、速反馈、控变形”的施工原则,当涌水量超标时,采用帷幕注浆固结破碎围岩堵水,结合超前小导管、辅以格栅钢架、系统锚杆、钢筋网等支护措施,有效提高岩体的的完整性和稳定性,全断面开挖。
F4招摆断层位置靠近银洞坡隧道出口3822米处,11‰的反坡施工1990米处,故在帷幕注浆能够满足堵水要求时,由出口工区施工F4招摆断层;如帷幕注浆施工后,围岩出水量仍超标,则由进口平行导坑施工至断层处能够为出口开挖工作面迂回排水时,由进出口两工作面相对掘进施工。
隧道正洞、平导工作面和通过平导施工正洞的工作面均采用自制凿岩台架风钻钻孔,正洞采用挖掘装载机装碴,平导采用小型挖掘装载机或立爪装岩机装碴。
隧道顺坡地段洞内排水采用自然排水,反坡地段在工作面设集水坑,抽水机抽至变坡点后自然排出。
3.2施工顺序及方法3.2.1施工顺序超前地质预报预测制定施工措施细化施工方法、工艺和工序施工现场实施及施工过程监控施工信息反馈。
3.2.2超前地质预报预测施工前对开挖段进行综合超前地质预报预测,首先通过TGP12超前地质预报系统对前方进行远距离预报,有效预报范围200m;其后,利用HY-303红外探水仪进行中距离预报,有效预报范围30m;最后,利用地质钻机进行浅孔钻探,并根据其详细的地质资料来最终确定掘进施工方案。
3.2.2.1 TGP12超前地质预报系统TGP12地质预报系统利用在隧道边墙的炮孔激发线阵弹性波,弹性波在三维空间传播的过程中,遇到地质岩性变化的界面、构造破碎带、岩溶和岩溶发育带等声阻抗界面,会产生弹性波的反射现象,这种反射波通过预先埋设在隧道围岩中的检波器接收下来,通过对反射回波旅行时间、传播衰减以及相位变化等分析,从中拾取掌子面前方的反射波信息,推断预报隧道前方200米范围内的岩性变化、断层、破碎带、岩溶发育带以及它们的产状、规模、岩层的含水特性、岩石力学参数等。
3.2.2.2 HY-303红外探水仪在地质勘探资料显示或TGP12预报前方围岩构造异常时,利用HY-303红外探水仪对前方构造含水性能进行探测。
HY-303红外探水仪通过接收不同岩体红外辐射场的红外辐射波,根据其强度变化分析判断开挖面前方30米范围内是否存在含水体及含水体的集中位置,为有效地预先排队突泥突水隐患提供依据。
3.2.2.3 超前钻孔探测在地质勘探资料显示或上述预报显示前方围岩构造异常时,采用地质钻机对前方围岩进行钻孔探明,根据钻探资料,可详细了解前方30米范围内地质资料情况,交依此确定最终掘进施工方案。
超前探孔布置见详图。
3.2.3 注浆堵水为保证施工安全,断层破碎带地段的地下水采取“以堵为主,堵排结合”的处理原则。
施工中,采用超前探孔探测地下水如超过封堵标准,须采用超前预注浆进行封堵,禁止在探测出水且超出封堵标准危及施工安全的条件下不封堵面开挖掘进。
3.2.3.1 超前预注浆根据地质综合评判,当开挖面前方存在较大规模的涌水、突水可能或岩体结构性能较差,开挖将导致岩壁失稳诱发涌突水者,必须采用帷幕注浆;当超前探孔2/3出水,且总量>10m3/h时,必须采用帷幕注浆;当开挖面超前探水出水总量<10m3/h,但个别孔出水量>2m3/h时,则实施超前局部注浆。
3.2.3.2 开挖后径向注浆根据超前探水及地质综合评判结果,开挖面较大范围渗水,但开挖面出水总量<10m3/h,且单孔出水总量<2m3/h,预测开挖不致导致岩体失稳,采取开挖后对周围岩壁进行径向注浆堵水。
3.2.3.3 补注浆超前预注浆或开挖后径向注浆后洞壁出水量仍大于允许排放标准,或排水量虽达到排放标准,但仍有个别出水点呈股状或线状出水,则采取补注浆对地下水进行封堵。
3.2.4 加强支护F4断层DIK481+040~+310段设置全环格栅钢架及拱部φ42超前小导管加强支护,格栅钢架间距0.8m/榀,超前小导管纵向间距1.6m,环向间距0.4m,每环20根,每根长3.5m。
3.2.5 开挖支护施工台阶法开挖施工,上台阶用YT-28凿岩机钻眼。
下台阶用凿岩台架YT-28凿岩机钻眼、光面爆破、非电毫秒雷管起爆。
断层开挖遵循“短进尺、弱爆破、强支护、勤量测、早封闭”原则。
详见“隧道台阶法开挖支护工序图”、“隧道Ⅳ、Ⅴ级围岩正台阶法开挖爆破设计图”和“装药结构图”及“一把抓连接方式示意图”。
3.2.6 监控量测F4断层段施工中加强监控量测,根据净空变化、拱顶下沉等量测数据,通过绘制量测数据时态曲线进行回归分析,确定围岩稳定状态、支护等级和二次衬砌施作时机。
3.2.7 施工排水隧道上坡施工段排水采用顺坡自然排水,下坡施工段采用集水井级梯排水,在开挖面附近及开挖面后每隔100m挖集水井积水,由污水泵通过φ200钢管抽至顺坡段,自然排水至洞外污水处理池,处理后外排。
隧道穿过断层破碎带及富水地层,有突水的可能,施工中做好地质超前预报探明前方水文地质情况,提前疏排及做好其它措施准备,并预备发电机、应急抽水设施等,迅速排水,确保施工安全。
机具设备按应急预案要求配置,当超前探测有水量超过正常水量时,立即启动应急预案。
3.2.8二次衬砌DIK481+040~+310过F4招摆断层段采用V级V型复合衬砌,全环采用C30钢筋砼衬砌,衬砌砼抗渗等级不小于P6,其中DIK481+150~+300段衬砌砼护渗等级为P8,岩溶等不良地质根据水量、水压、封堵方式及效果确定抗渗等级。
洞身衬砌分两步施工,先进行仰拱和铺底衬砌,后进行边墙及拱部衬砌;衬砌施工采用整体衬砌台车与人工衬砌台架相结合,当监控量测数据分析结果需要及时进行二次衬砌封闭时,采用人工衬砌台架突击衬砌,封闭围岩。
砼在洞外搅拌站集中拌制,轮胎式砼搅拌运输车运输。
HBT60C 泵送入模,插入式(或附着式)振捣器振捣。
银洞坡隧道防水等级为二级。
穿越招摆断层破碎富水带(DK481+040~+310)采取超前帷幕注浆、超前局部注浆、开挖后经注浆及补注浆等注浆堵水措施,根据超前预测预报成果对堵水注浆段落、堵水方式等作适当调整。
隧道衬砌喷混凝土与模筑混凝土之间拱、墙均设置复合防水板,板后设置环向φ50透水盲管,环向盲管按间距10m一道设置,环向盲管的设置数量在富水段施工中可根据围岩出水情况作相应调整。
透水管采用5cm长的锚固钉及PE板窄条(8×20cm)锚固在喷砼面上,锚固钉距按50cm布置。
纵环向盲沟用三通连接,设于防水板与初期支护之间,将衬砌背后水流汇入侧沟内。
隧道环向施工缝均设止水带,施工缝按10m一道设置。
初期支护与二次衬砌间拱墙设复合防水板,先用专用锚钉或木楔在喷射砼层上布设纵向铁线,再将防水板悬挂在铁线上,防水板搭接用热焊机焊接,中间留检查孔。
钢筋绑扎用门式钢管架做绑扎工作平台。
为保证洞身钢筋位置准确,上下垂直,间隔均匀,在平台上按洞身截面尺寸设纵向钢管做托架,架起洞身主筋,并固定钢筋位置,下部与仰拱钢筋搭接焊,然后从下至上对称绑扎钢筋。
绑扎前钢筋上用卷尺量出控制点并划线,搭接长度符合规范要求,在搭接焊周围用石棉水泥板进行遮挡,以保护防水层。
隧道衬砌背后均进行充填压浆。
衬砌施工时,在拱顶预埋注浆管,预埋注浆管采用能与注浆机出浆口匹配的塑料PVC管,塑料管伸入混凝土端紧靠防水板,用密度纸包住端口,防止砼堵塞注浆管。
隧道衬砌完成后,在洞内沿线路正坡方向进行衬砌压浆施工,压浆所用的水泥砂浆浆液在现场拌制,施工时根据实际情况调整施工配比。
人工搭设门架式移动作业台架,注浆采用注浆机,由低向高压浆施工,逐孔实施,待邻孔有浆液渗出时,结束注浆,用纸袋或草袋封闭注浆口,而后移动作业台架进行下一循环施工。
压浆施工完成一段后,重复进行检查压浆,检查压浆的浆液采用水泥净浆,若邻孔仍有渗浆,则继续进行水泥砂浆浆液压注。
3.3.不良地段施工措施银洞坡隧道于DK481+375段通过F4断层,其破碎带宽度20~60m,以断层角砾为主,局部后期可能重新胶结。
断层带内饱水,隧道开挖可能坍顶、遇突水、突泥,影响施工安全。
3.3.1 突水、突泥的预防及处理措施突水地段施工时采取相应的防水、排水措施。
根据涌水量大小,提前封堵和疏排,同时做好应急准备,一旦发生涌水,迅速排出,以防大量地下水涌入洞内造成危害。
涌水预测方法:根据在类似地质条件隧道施工中的成功经验,以超前钻孔为主,相似预测法为辅。
施工方案:施工中认真研究设计文件,加强地质调查,进行超前钻孔探测,采用综合物探手段预测预报,判明水源补给、涌水量和突水压等情况,有针对性地采取帷幕注浆、超前注浆或管道引排等方案。
采用上部弧形导坑预留核心土法、台阶法等开挖方法,并辅之以超前小导管注浆止水穿越突水段。
按顺序分部开挖隧道断面,施作支护。
支护系统锚杆由厚壁小导管代替,施作支护时,根据渗漏水的情况,在各渗漏水处钻眼引水,设置弹簧排水管。
在大面积淋水或水流量仍很大的情况下,设置多层弹簧排水管,通过弹簧排水管将水引入墙脚纵向排水管,流入排水沟将水排出洞外。
富水地段备足抽水设备,加强施工用水、排水管理,防止拱脚和基底浸泡。
突泥地段施工时依靠地质超前预报作出判断,根据涌泥量的大小,提前采用帷幕注浆或超前小导管预注浆封堵,以加固地层止水。
一旦发生有危害的突泥时,尽快将口堵住。
堵塞的材料以钢筋、钢管和型钢为骨架,填塞草袋、劈柴和木板。
堵口后,用喷混凝土将其封闭,并将周围洞身加固;然后沿开挖面周边设超前钢管支护,采用φ42mm、长3.5m的无缝钢管。
必要时两层、三层重叠,形成“套管”以增大其抵抗松散地层压力的能力。
同时在此断面附近设置监控量测点,监控量测围岩的收敛变形情况。