隧道斷層破碎帶施工組織設計

..>富陽市公園路向東延伸〔大橋路-高爾夫路〕工程第一標段東洲新城隧道高水壓斷裂破碎帶施工方案復核：中鐵一局集團公園路向東延伸工程工程經(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4超前地質(zhì)預報4注漿堵水加固5全斷面帷幕注漿堵水5全斷面周邊預注漿堵水5局部斷面預注漿堵水5局部斷面排水6預注漿參數(shù)6預注漿完畢標準6堵水注漿效果檢查7東洲新城隧道全斷面〔帷幕〕超前注漿圖7隧道開挖支護及二襯施工10開挖支護參數(shù)10監(jiān)控量測11四、質(zhì)量保證措施11五、平安保證措施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+705～1+600左右線單洞合計1790m，設計為雙洞機動車雙向六車道，兩隧進口端間距為，為小凈距隧道。隧道開挖斷面Ⅲ級圍巖117㎡、Ⅳ級圍巖130～136㎡、Ⅴ級圍巖140～143㎡，線路設計標準：二級城市隧道，雙向六車道；設計時速50km/h；暗挖隧道建筑限界三車道段單洞凈寬，車道限高m，檢修道凈空。二、工程地質(zhì)隧道巖性主要為中風化、微風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)Ⅲ級圍巖790m，占總長44.2%；Ⅳ級圍巖290m，占總長16.2%；Ⅴ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+925～K0+965段，長約40m；在右線里程為K0+974～K1+025段，長約51m。F2破碎帶位置在左線里程為K1+300～K1+350段，長約50m，右線里程為K1+330～K1+390段，長約60m。根據(jù)設計地質(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，呈碎石狀壓碎構(gòu)造，圍巖穩(wěn)定性較差，拱頂易坍塌、側(cè)壁不穩(wěn)，處理不當會造成大的坍塌，隧道出水形式為線狀、淋雨狀、涌水，流量約400～700m3/d，多雨季節(jié)流量約800～1600m3/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，處理不當會造成大的坍塌，流量約400～700m3/d，多雨季節(jié)流量約800～1600m3/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)生平安事故，順利通過斷層破碎帶，有效降低施工階段發(fā)生地質(zhì)災害所引發(fā)的風險，特制定以下施工方案。首先采用綜合超前地質(zhì)預報系統(tǒng)〔主要采用TSP203及地質(zhì)雷達〕進展超前地質(zhì)預測預報，結(jié)合地質(zhì)勘測資料和地質(zhì)素描對前方地質(zhì)進展綜合判斷，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，開挖過程中加強對開挖后的地段進展監(jiān)控量測，根據(jù)量測結(jié)果指導后續(xù)施工。主要采用TSP203超前地質(zhì)預報技術(shù)對前方圍巖地質(zhì)進展地質(zhì)探測，根據(jù)TSP203超前地質(zhì)預報結(jié)果和地勘資料進展對前方100米范圍內(nèi)圍巖情況進展判段，在現(xiàn)場施工條件未能到達TSP203超前地質(zhì)預報的施工條件時，則先采用地質(zhì)雷達對前方25米范圍內(nèi)圍巖地質(zhì)進展探測，然后根據(jù)以上幾種探測手段所探測的結(jié)果對前方圍巖進展綜合判定。施工過程中遇大量涌、突水情況時，應結(jié)合超前地質(zhì)預報報告、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，以確保施工及構(gòu)造的平安。全斷面帷幕注漿堵水當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)61個注漿孔，孔深31m，全斷面共布設105個注漿孔。全斷面周邊預注漿堵水當隧道通過巖溶地層及非巖溶地層界面、厚度較小〔小于30m〕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94個孔。局部斷面預注漿堵水當隧道通過灰?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。注漿范圍為開挖輪廓線外6m，注漿段長度一般按31米設計，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34個孔。局部斷面排水當隧道開挖掌子面只有1～2處涌突水，且流量不大時，應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。預注漿參數(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φ76×4㎜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，漿液擴散半徑為2m，注漿壓力為靜水壓力〔2.5～4〕倍，注漿材料采用水泥、水玻璃雙液漿，漿液濃度應根據(jù)地質(zhì)及水文條件進展調(diào)整。初擬為：C：S〔體積比〕=1：〔0.6～1.0〕，水泥漿水灰比0.8:1～1:1,水玻璃濃度模術(shù)2.6～2.8,水玻璃濃度為35Be。注漿壓力初擬1.7～2.6Mpa。注漿前在止?jié){墻內(nèi)埋Φ80㎜無縫鋼管為孔口管，孔口管長3m，孔口外露20～30cm。預注漿完畢標準單孔注漿壓力到達設計終壓并繼續(xù)注漿10min以上，可完畢本孔注漿，單孔注漿量與設計注漿量根本一樣，完畢時的進漿量在20L/min以下時可完畢本孔注漿。堵水注漿效果檢查一個注漿段的全部注漿孔注漿完成后，在主要出水點附近設置至少5個檢查孔，測孔內(nèi)涌水量，一般每孔每延米涌水量大于/min或局部孔涌水量大于3L/min的應追加鉆孔注漿，再次壓注直到到達設計要求為止。東洲新城隧道全斷面〔帷幕〕超前注漿圖現(xiàn)場施工圖隧道開挖施工時嚴格按照"管超前、短進尺、弱爆破、強支護、勤量測〞的原則進展組織施工，開挖初支施工完畢后，加強仰拱距掌子面、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)場施工平安。開挖支護參數(shù)雙層注漿小導管超前支護，小導管直徑Φ42mm，單根長、環(huán)向間距,縱向間距3m。循環(huán)進尺控制在1m以內(nèi)，爆破時采用微弱爆破，C25噴射砼26cm；I20a工字鋼鋼拱，間距；Φ25中空注漿錨桿間距75×75㎝，單根長；雙層Φ8鋼筋網(wǎng)，間距20cm×20cm。監(jiān)控量測開挖過程中嚴格實施監(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，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⑴應嚴格按照設計參數(shù)進展鉆孔。鉆孔孔位及角度偏差符合相關(guān)標準規(guī)定，假設現(xiàn)場鉆孔孔位因為客觀條件限制不能滿足設計要求，應進展移位并進展計算確定參數(shù)，必要時應進展補孔。⑵注漿材料應滿足設計要求，嚴禁使用過期結(jié)塊的水泥，必要時進展檢驗。⑶漿液配比應符合設計要求，配漿時最大誤差為：水泥、水玻璃、水±5%，外加劑±1%。⑷漿液攪拌應均勻，一般水泥漿攪拌時間為3～5分鐘，但不得超過30分鐘。未攪拌均勻或沉淀的漿液嚴禁使用。⑸注漿過程中，時刻注意泵壓和流量的變化，假設吸漿量很大或壓力突然下降，注漿壓力長時間不上升，應查明原因，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，進展大泵量、低壓力注漿，必要時采用間歇注漿，以到達控域注漿目的。⑹注漿過程中壓力突然升高，應及時查找原因，進展處理，確因漿液凝膠時間過短，則應停水玻璃泵，只注水泥漿，待泵壓恢復正常后再進展雙液注漿。⑺一臺泵發(fā)生故障時，應立即換上備用泵繼續(xù)注漿。⑻注漿過程中，應保持注漿管路暢通，防止因管路堵塞而影響注漿完畢標準的判斷。⑼雙液漿注漿完畢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。⑽嚴格進展注漿效果檢查評定，符合要求時才能完畢注漿作業(yè)。當未到達注漿完畢標準時，應進展補孔注漿。五、平安保證措施⑴注漿期間溶洞段至少設兩個量測斷面，嚴格按隧道施工標準加強量測，并加強掌子面周圍初支和襯砌的觀察。⑵注漿管路及連接件必須采用耐高壓裝置，當壓力上升時，要防止管路連接部位爆裂傷人。⑶孔口管、止?jié){塞要安裝固結(jié)結(jié)實，施工期間嚴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。⑷注意機械使用、保養(yǎng)、維修，注意用電平安，經(jīng)常進展檢查杜絕漏電，并派專人操作和維修，非機電修理人員不得隨意拆卸設備。⑸鉆孔過程中時刻觀察前