隧道斷層破碎帶施工方案

1、東洲新城隧道高水壓斷裂破碎帶施工方案富陽市公園路向東延伸（大橋路-高爾夫路）工程第一標(biāo)段東洲新城隧道高水壓斷裂破碎帶施工方案編制： 復(fù)核： 審核： 中鐵一局集團(tuán)有限公司公園路向東延伸工程項目經(jīng)理部二O一五年九月目 錄一、工程概況3二、工程地質(zhì)3三、斷層破碎帶施工方案43.1超前地質(zhì)預(yù)報43.2注漿堵水加固53.2.1全斷面帷幕注漿堵水53.2.2全斷面周邊預(yù)注漿堵水53.2.3局部斷面預(yù)注漿堵水53.2.4局部斷面排水63.2.5預(yù)注漿參數(shù)63.2.6預(yù)注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)63.2.7堵水注漿效果檢查73.2.8東洲新城隧道全斷面（帷幕）超前注漿圖73.3隧道開挖支護(hù)及二襯施工103.3.1開挖支護(hù)參

2、數(shù)103.3.2監(jiān)控量測11四、質(zhì)量保證措施11五、安全保證措施12東洲新城隧道高水壓斷裂破碎帶施工方案一、工程概況東洲新城隧道0+7051+600左右線單洞合計1790m，設(shè)計為雙洞機(jī)動車雙向六車道，兩隧進(jìn)口端間距為11.75m，為小凈距隧道。隧道開挖斷面級圍巖117、級圍巖130136、級圍巖140143，線路設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)：二級城市隧道，雙向六車道；設(shè)計時速50km/h；暗挖隧道建筑限界三車道段單洞凈寬13.5m，車道限高 4.5m，檢修道凈空2.5m。二、工程地質(zhì)隧道巖性主要為中風(fēng)化、微風(fēng)化花崗閃長巖和石英砂巖，洞口有粘土夾碎石覆蓋層。洞身穿越地質(zhì)級圍巖790m，占總長44.2%；級圍巖29

3、0m，占總長16.2%；級圍巖690m，占總長38.5%；明洞20m，占總長1.1%。并穿越F1、F2等不良地質(zhì)斷裂帶，F(xiàn)1破碎帶位置在左線里程為K0+925K0+965段，長約40m；在右線里程為K0+974K1+025段，長約51m。F2破碎帶位置在左線里程為K1+300K1+350段，長約50m，右線里程為K1+330K1+390段，長約60m。根據(jù)設(shè)計地質(zhì)，F(xiàn)1斷層破碎帶主要已充填粘土為主，其余為灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r成分的斷層角礫，碎裂巖。受F1斷層的影響，巖體較破碎，呈碎石狀壓碎結(jié)構(gòu)，圍巖穩(wěn)定性較差，拱頂易坍塌、側(cè)壁不穩(wěn)，處理不當(dāng)會造成大的坍塌，隧道出水形式為線狀、淋雨狀、涌水，流量約4

4、00700m3/d，多雨季節(jié)流量約8001600m3/d。F2斷層破碎帶巖性主要為巖溶角礫巖，灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r成分的碎裂巖，受F2斷層及大裂縫影響，巖體破碎較破碎，圍巖穩(wěn)定性較差，破碎帶內(nèi)水量相對集中，開挖時可能會有滲水狀、線狀、小股狀出水，局部淋雨狀，核部破碎帶可能出現(xiàn)較大的涌流、涌泥及坍塌現(xiàn)象，處理不當(dāng)會造成大的坍塌，流量約400700m3/d，多雨季節(jié)流量約8001600m3/d。三、斷層破碎帶施工方案由于斷層破碎帶地存在涌水、涌泥及發(fā)生大規(guī)模隧道坍塌的危險，為確保施工過程中不發(fā)生安全事故，順利通過斷層破碎帶，有效降低施工階段發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害所引發(fā)的風(fēng)險，特制定以下施工方案。首先采用綜合超前

5、地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)（主要采用TSP203及地質(zhì)雷達(dá)）進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報，結(jié)合地質(zhì)勘測資料和地質(zhì)素描對前方地質(zhì)進(jìn)行綜合判斷，根據(jù)判斷結(jié)果確定是否注漿和采取哪種注漿方案，以及后續(xù)開挖過程中采取什么樣的輔助措施，開挖過程中加強(qiáng)對開挖后的地段進(jìn)行監(jiān)控量測，根據(jù)量測結(jié)果指導(dǎo)后續(xù)施工。3.1超前地質(zhì)預(yù)報主要采用TSP203超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)對前方圍巖地質(zhì)進(jìn)行地質(zhì)探測，根據(jù)TSP203超前地質(zhì)預(yù)報結(jié)果和地勘資料進(jìn)行對前方100米范圍內(nèi)圍巖情況進(jìn)行判段，在現(xiàn)場施工條件未能達(dá)到TSP203超前地質(zhì)預(yù)報的施工條件時，則先采用地質(zhì)雷達(dá)對前方25米范圍內(nèi)圍巖地質(zhì)進(jìn)行探測，然后根據(jù)以上幾種探測手段所探測的結(jié)果對前方圍巖進(jìn)行綜

6、合判定。3.2注漿堵水加固施工過程中遇大量涌、突水情況時，應(yīng)結(jié)合超前地質(zhì)預(yù)報報告、地質(zhì)素描資料綜合分析，查明掌子面前方地下水分布狀況及水量情況后，采取以“防、排、堵、引相結(jié)合”的施工措施，根據(jù)不同的情況，分別采用全斷面帷幕注漿、全斷面周邊注漿、局部斷面注漿等注漿方式，將地下水盡可能封堵在圍巖內(nèi)，集中排放，通過隧道二次襯砌防排水系統(tǒng)排出洞外，以確保施工及結(jié)構(gòu)的安全。3.2.1全斷面帷幕注漿堵水當(dāng)隧道穿越的厚度較大（不小于30m）的軟塑狀斷層破碎帶、大型溶洞軟塑狀充填體，2/3探水孔出水，總水量大于10m3/h時，采用全斷面帷幕注漿堵水。注漿范圍為開挖輪廓線外6m，注漿段長度按31米設(shè)計，分三環(huán)實

7、施，第一環(huán)22個注漿孔，孔深15m，第二環(huán)22個注漿孔，孔深22m，第三環(huán)61個注漿孔，孔深31m，全斷面共布設(shè)105個注漿孔。3.2.2全斷面周邊預(yù)注漿堵水當(dāng)隧道通過巖溶地層及非巖溶地層界面、厚度較?。ㄐ∮?0m）的斷層破碎帶、溶蝕裂隙，任一探水孔流量2m3/h，總水量小于10m3/h時，采用全斷面周邊注漿堵水。注漿范圍為開挖輪廓線外6m，注漿段長度一般按31米設(shè)計，分三環(huán)實施，第一環(huán)22個注漿孔，孔深15m，第二環(huán)22個注漿孔，孔深22m，第三環(huán)50個注漿孔，孔深31m，全斷面共布設(shè)94個孔。3.2.3局部斷面預(yù)注漿堵水當(dāng)隧道通過灰?guī)r地區(qū)，斷面內(nèi)局部發(fā)生涌、突水時，采用局部斷面注漿堵水。注

8、漿范圍為開挖輪廓線外6m，注漿段長度一般按31米設(shè)計，分三環(huán)實施，第一環(huán)10個注漿孔，孔深15m，第二環(huán)10個注漿孔，孔深22m，第三環(huán)14個注漿孔，孔深31m，全斷面共布設(shè)34個孔。3.2.4局部斷面排水當(dāng)隧道開挖掌子面只有12處涌突水，且流量不大時，應(yīng)采取排水為主的施工措施。采用80鉆頭成孔，孔深30m，先把涌水暫時排出，后與二次襯砌防排水系統(tǒng)相結(jié)合，排出洞外。3.2.5預(yù)注漿參數(shù)一個注漿段完成后留10m不開挖，作為下一階段的止?jié){巖盤。注漿孔自掌子面沿開挖方向，以隧道中軸為中心呈傘狀布置，注漿孔前段暗設(shè)764套管,采用80鉆頭成孔，后續(xù)注漿段采用60鉆頭成孔。注漿孔孔底間距不大于3m，漿液

9、擴(kuò)散半徑為2m，注漿壓力為靜水壓力（2.54）倍，注漿材料采用水泥、水玻璃雙液漿，漿液濃度應(yīng)根據(jù)地質(zhì)及水文條件進(jìn)行調(diào)整。初擬為：C：S（體積比）=1：（0.61.0），水泥漿水灰比0.8:11:1,水玻璃濃度模術(shù)2.62.8,水玻璃濃度為35Be。注漿壓力初擬1.72.6Mpa。注漿前在止?jié){墻內(nèi)埋80無縫鋼管為孔口管，孔口管長3m，孔口外露2030cm。3.2.6預(yù)注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)單孔注漿壓力達(dá)到設(shè)計終壓并繼續(xù)注漿10min以上，可結(jié)束本孔注漿，單孔注漿量與設(shè)計注漿量基本相同，結(jié)束時的進(jìn)漿量在20L/min以下時可結(jié)束本孔注漿。3.2.7堵水注漿效果檢查一個注漿段的全部注漿孔注漿完成后，在主要出水

10、點附近設(shè)置至少5個檢查孔，測孔內(nèi)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的應(yīng)追加鉆孔注漿，再次壓注直到達(dá)到設(shè)計要求為止。3.2.8東洲新城隧道全斷面（帷幕）超前注漿圖現(xiàn)場施工圖3.3隧道開挖支護(hù)及二襯施工隧道開挖施工時嚴(yán)格按照“管超前、短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、勤量測”的原則進(jìn)行組織施工，開挖初支施工完畢后，加強(qiáng)仰拱距掌子面、二襯距掌子面的步距控制，及時施做仰拱和二襯施工，合理安排二次襯砌盡快封閉成環(huán)，確保現(xiàn)場施工安全。3.3.1開挖支護(hù)參數(shù)雙層注漿小導(dǎo)管超前支護(hù)，小導(dǎo)管直徑42mm，單根長4.5m、環(huán)向間距0.4m,縱向間距3m。循環(huán)進(jìn)尺控制在1m以內(nèi)，

11、爆破時采用微弱爆破，C25噴射砼26cm；I20a工字鋼鋼拱，間距0.75m；25中空注漿錨桿間距7575，單根長4.5m；雙層8鋼筋網(wǎng)，間距20cm20cm。3.3.2監(jiān)控量測開挖過程中嚴(yán)格實施監(jiān)控量測工作，針對監(jiān)控量測數(shù)據(jù)及時分析，以真實有效的監(jiān)控量測數(shù)據(jù)為指導(dǎo)，根據(jù)監(jiān)控量測結(jié)果變化突變時，及時調(diào)整現(xiàn)場施工參數(shù)。四、質(zhì)量保證措施應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計參數(shù)進(jìn)行鉆孔。鉆孔孔位及角度偏差符合相關(guān)規(guī)范規(guī)定，若現(xiàn)場鉆孔孔位因為客觀條件限制不能滿足設(shè)計要求，應(yīng)進(jìn)行移位并進(jìn)行計算確定參數(shù)，必要時應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)孔。注漿材料應(yīng)滿足設(shè)計要求，嚴(yán)禁使用過期結(jié)塊的水泥，必要時進(jìn)行檢驗。漿液配比應(yīng)符合設(shè)計要求，配漿時最大誤差為：

12、水泥、水玻璃、水5%，外加劑1%。漿液攪拌應(yīng)均勻，一般水泥漿攪拌時間為35分鐘，但不得超過30分鐘。未攪拌均勻或沉淀的漿液嚴(yán)禁使用。注漿過程中，時刻注意泵壓和流量的變化，若吸漿量很大或壓力突然下降，注漿壓力長時間不上升，應(yīng)查明原因，如工作面漏漿，可采取封堵措施。如跑漿可通過調(diào)換漿液、調(diào)整漿液配比，縮短漿液凝膠時間，進(jìn)行大泵量、低壓力注漿，必要時采用間歇注漿，以達(dá)到控域注漿目的。注漿過程中壓力突然升高，應(yīng)及時查找原因，進(jìn)行處理，確因漿液凝膠時間過短，則應(yīng)停水玻璃泵，只注水泥漿，待泵壓恢復(fù)正常后再進(jìn)行雙液注漿。一臺泵發(fā)生故障時，應(yīng)立即換上備用泵繼續(xù)注漿。注漿過程中，應(yīng)保持注漿管路暢通，防止因管路堵

13、塞而影響注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)的判斷。雙液漿注漿結(jié)束后或注漿確實需要停較長的時間時，則先停水玻璃泵，后停水泥漿泵，并用清水清洗管路，以防堵管。嚴(yán)格進(jìn)行注漿效果檢查評定，符合要求時才能結(jié)束注漿作業(yè)。當(dāng)未達(dá)到注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)時，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)孔注漿。五、安全保證措施注漿期間溶洞段至少設(shè)兩個量測斷面，嚴(yán)格按隧道施工規(guī)范加強(qiáng)量測，并加強(qiáng)掌子面周圍初支和襯砌的觀察。注漿管路及連接件必須采用耐高壓裝置，當(dāng)壓力上升時，要防止管路連接部位爆裂傷人?？卓诠堋⒅?jié){塞要安裝固結(jié)牢固，施工期間嚴(yán)禁人員站在其沖出方向前方，以防止孔口管、止?jié){塞沖出傷人。注意機(jī)械使用、保養(yǎng)、維修，注意用電安全，經(jīng)常進(jìn)行檢查杜絕漏電，并派專人操作和維修，非機(jī)電修理人員不得隨意拆卸設(shè)備。鉆孔過程中時刻觀察前方地層變化，當(dāng)遇到高壓水粉細(xì)砂層砂子前應(yīng)做好防范措施，必要時孔口安裝防突裝置，以防止高壓