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隧道涌水专项施工方案.doc
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1、G309线固原至西吉公路A5协议段隧道涌水专项施工方案编制: 审核: 批准: 中铁十四局集团固西公路A5协议段项目经理部2023年2月25日一、工程概况31.1设计概况31.2地形、地貌31.3区域内地质概况31.4水文地质41.5不良地质51.6 地震51.7气候及气象5二、涌水段施工原则52.1、隧道涌水解决原则52.2、积极发挥超前地质预报作用6三、局部堵水注浆方案6四、超前预注浆方案84.1、施工方法84.2、施工工艺流程8五、径向注浆支护施工95.1、工艺流程如下95.2、施工规定和质量检查:10六、注浆施工规定106.1、围岩注浆原理106.2围岩注浆的施工规定11七、施工安全注意
2、事项15中铁十四局G309固西公路A5协议段项目部隧道防涌水专项施工方案隧道施工时发生的涌水不仅对作业环境有影响,也会使掌子面不稳定,使喷混凝土和锚杆施工效果减少。特别是在有多量、高压涌水的情况下,常导致重大事故。我项目部根据隧道的富水情况,特制定以下涌水施工专项方案。一、工程概况1.1设计概况炸山嘴隧道为双线四车道、左右分离式隧道,左右线隧道长分别为2469m、2922m,本协议段左线桩号为ZK24+816.31ZK26+004,长1187.69m,右线桩号为K24+800K25+972右线全长1172。左右线均位于直线段上,左右线洞内设单坡, -2.13%上坡施工,左右线暗洞里程分别为ZK
3、25+988、YK25+956。1.2地形、地貌本项目位于宁夏回族自治区南部山区的黄土高原,地势呈南高北低,由于受河水切割、冲击,形成丘陵起伏,沟壑纵横,梁峁交错,山多川少,塬、梁、峁、壕交错的地理特性,属黄土丘陵沟壑区。路线沿线地势起伏较大,海拔在16902200m之间。区内地段地貌类型重要有侵蚀剥蚀中低山地貌、侵蚀堆积黄土丘陵地貌。1.3区域内地质概况1、地层岩性重要为发育北祁连加里东褶皱带沉积碎屑岩,以河湖相沉积为主,在白垩系局部滨海相沉积,发育灰岩、泥灰岩。地层重要为:(1)白垩系下统乃家河组(K1n):按岩性可分为上、中、下三段,下段为浅蓝灰色钙质泥岩夹页岩及石膏质泥岩;中段为浅蓝与
4、暗紫色泥岩互层;上段为暗紫色泥岩、砂质泥岩,内含丰富的植物化石。下部灰质增多,局部尚有方解石脉及铁质,风化面呈片状,块状;节理裂隙较发育,每米发育23条,裂隙延伸较短,裂隙间泥砂质充填。(2)下第三系新统寺口子组(E2s):以河流、湖泊相沉积为主,局部为山麓相堆积。岩性为一套棕红色、砖红色含泥质砾岩、砂砾岩、含泥质砂砾岩,夹有含砾泥质砂岩、粉砂岩及砂质泥岩透镜体。局部地段泥质含量增高,成为泥质砾岩。砾石成分以石英岩、绿泥石片岩和花岗岩为主。半棱角状,分选性差。砾径一般在0.22cm,大的可十几厘米。泥质半胶结或未胶结,较疏松。与下伏白垩系乃家河组呈平行不整合接触。(3)老第三系渐新统清水营组(
5、E3q):为湖相沉积为主,河流相为次,岩性下部为砖红色块状细砂岩、粉砂岩及粉砂质泥岩,底部普遍具有1020m厚的中细砂岩;上部为紫红色泥岩、砂质泥岩夹蓝灰色泥岩及石膏层,含钙质结核层及砂岩薄层。(4)第四系上更新统风积黄土(Q3eol):多为浅黄、灰黄、褐黄、土黄色黄土、粉砂质黄土,虫孔和大孔发育,见蜗牛碎屑和钙质粉末。本组具有风成黄土的典型特性,如粉土粒级占绝大多数,具自重湿陷性,湿陷强烈。(5)第四系全新统冲洪积物(Q4al+pl):分布于隧道中间地带,为隧址区小冲沟冲洪积所致,其岩性为粉质粘土、粉土和部分碎石土,其岩性单一,呈可塑-软塑状。2、区域地质构造本标段位于隧道出口段,地质构造相
6、对简朴,多为第四系覆盖。1.4水文地质(1)地表水本区域内水资源比较贫乏,丰水季节,在地表冲沟形成季节性径流。(2)地下水地下水重要受地质构造、地貌、岩性、气候和古地理等条件的控制和影响,根据各含水层的岩性和赋水特性,地下水可分为第四系松散岩类孔隙水、基岩裂隙水。本标段范围内地表水和地下水水质良好,对混凝土结构无腐蚀性,可用于混凝土施工。1.5不良地质本标段隧道不良地质重要是隧道出口浅埋段围岩等级偏弱,新黄土具有自重湿陷性,岩体属半成岩的极软岩,岩性呈散体状,隧道开挖后极易发生坍塌至地表。1.6 地震路线所经地区地震动峰值加速度0.20g0.30g,相称于地震基本烈度VIII度。1.7气候及气
7、象本标段区域属于干旱区大陆性季风气候,其特性是:雨量少,蒸发强烈,春寒干旱,夏短温和,秋凉多雨,冬冷少雪,四季分布不均,无霜期短,全年100150天,光照资源丰富。日照时间长,年平均日照时数2322.3h,太阳总辐射为122.36千卡/cm2/年。区域年均气温在47之间,历年极端最低气温为-28.1,极端最高气温34.6,最热月(7月)平均气温为17.8。历年平均降水量在400470mm之间,79月份降水量占全年总降水量的60.9%。全年多风,年平均风速2.4m/s,最大风速20m/s,冬季多西北风,夏季多东南风。重要灾害有干旱、冰雹、霜冻、暴雨等。最大冻土深度120cm。二、涌水段施工原则2
8、.1、隧道涌水解决原则2.1.1地下水发育,施工时也许产生突泥涌水等危及施工安全的岩溶、破碎带发育地段,采用以堵为主,防突防涌的治理原则,通过注浆堵水加固围岩,防止突泥突水,保证施工安全。施工中揭示的岩溶管道水、暗河时,在不影响地表环境的前提下,采用疏导引排水为主治水原则。2.1.2、对隧道开挖导致地下水流失,有也许引起地表环境变化并影响到居民生产生活用水的段落,采用以堵为主的防水措施。通过我部的现场调查,在隧道出口上方有数处泉眼,该泉眼出水量相称大,终年冒水。2.2、积极发挥超前地质预报作用隧道围岩地质复杂,需综合超前地质预报手段探测掌子面前方岩溶发育情况(规模、性质及位置等)、地下水赋存情
9、况(水量及水压等),并用超前探孔进行验证,据此进行突水突泥危险性判别。2.2.1、布置超前水平钻孔探测1)、每次探水段长35m,开挖30m,保存5m开始下一次探水。2)、探水孔要具体记录出水点位置、水量、水压等。3)、探水孔孔径(终孔)为55mm,钻孔外偏角为5度。4)、根据超前钻孔探水的结果,分别采用不同的措施进行下一循环工作,当探水孔有2/3孔满水且总水量大于15m/h时,采用超前预注浆;当总水量小于15m /h但个别孔出水量大于3m /h时,采用局部堵水注浆;当6孔出水量均小于3m /h且总出水量小于15m /h时,进入下一循环。对地表出露泉眼进行监测。如因隧道的开挖引起地表泉眼水量有明
10、显下降时,应立即采用注浆堵水。三、局部堵水注浆方案在隧道施工中,当总水量小于15m /h但个别孔出水量大于3m /h时,采用局部堵水注浆方案。施工时根据探水钻孔探明的出水点位置、水量和预注浆段岩层节理、裂隙发育情况,布置注浆孔个数和位置,注浆孔孔径为108mm,开孔孔径150mm。3.1、注浆范围:在出水通道范围内,隧道开挖外轮廓线以外56m,单孔注浆有效扩散半径R=3.6m,注浆结束最终压力为净水压力的23倍。3.2、注浆后,总出水量小于2m/h且一处出水量小于0.6m/h,即可结束注浆。3.3、注浆材料重要采用单液浆,困难时采用水泥水玻璃双液浆,水泥为425 号普通硅酸盐水泥,水灰比W/C
11、0.61.1,水泥浆与水玻璃体积比 1:0.05,凝胶时间根据现场情况拟定。局部预注浆堵水动态施工程序图施工探水钻孔后,测量各孔出水量记录各孔出水位置、水量、水压等总水量小于15m/h但个别孔出水量大于3m/h报告业主、设计代表研究注浆堵水方案 拟定不需堵水注浆进入下一循环作业 拟定需堵水注浆按局部超前预注浆堵水设计图施工 注浆后,总出水量小于2m/h 且一处出水量小于0.6m/h四、超前预注浆方案对松散地层和软弱地层,特别是涌水量大(探水孔有2/3孔满水且总水量大于15m/h)的断层破碎带和岩性分界面等,可通过超前预注浆对开挖面前方岩体进行加固,封堵涌水,然后再选用适宜的开挖方法进行开挖。4
12、.1、施工方法超前预注浆采用“深浅孔组合-后退式分段注浆”方式,外层注浆孔长度为20m,内层注浆孔长度为30m。注浆顺序先施作短孔,再施作长孔,最后施作检查孔。按“由外到里,从下往上”原则进行施工,同时结合涌水水源点位置和水流方向,按由“有水孔到无水孔”顺序施作;检查孔施工顺序待注浆孔注浆结束后视现场情况而定。根据地层特点,每次注浆分段长度为24m,钻孔至设计深度以后每后退24m进行一次注浆,前期注浆孔采用单孔注浆量控制,后期注浆孔采用注浆终压控制,达成设计注浆终压时,且注浆孔注入率小于40L/min时,延续2030min,即可结束注浆。 洞口设2m长127孔口管。钻孔过程中如碰到突涌水、涌砂
13、、则立即停止钻孔进行注浆。在部分涌水量较大的段落应先进行适量的排放,待水流稳定后再进行注浆封堵。注浆孔间距1.01.0m,梅花形布置,外插角宜取525度,注浆材料为双液浆,水灰比0.6-1.1,水泥浆与水玻璃体积比 1:0.05,注浆压力1.5-3.0MPa,浆液配合比和注浆压力可以通过现场实验拟定。灌浆浆液的浓度由稀到浓,注浆压力由低到高,逐级变换。4.2、施工工艺流程不合格不合格注 浆测量放线、标注钻孔位置钻机及平台架定位钻孔方向拟定补孔注浆钻设注浆孔35m第一分段注浆第二个分段钻孔第二分段注浆合格继续注浆结束该孔钻孔注浆施工效果检查合格结 束整体注浆效果检查配制浆液分段配制浆液喷混凝土钻
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