1、东洲新城隧道高水压断裂破碎带施工方案1 富阳市公园路向东延伸（大桥路-高尔夫路）工程第一标段东 洲 新 城 隧 道 高 水 压 断 裂 破 碎 带 施 工 方 案编制： 复核： 审核： 中铁一局集团有限公司公园路向东延伸工程项目经理部二 O一五年九月东洲新城隧道高水压断裂破碎带施工方案2 目 录一 、 工 程 概 况 .3二 、 工 程 地 质 .3三 、 断 层 破 碎 带 施 工 方 案 .43.1 超 前 地 质 预 报 43.2 注 浆 堵 水 加 固 53.2.1 全 断 面 帷 幕 注 浆 堵 水 53.2.2 全 断 面 周 边 预 注 浆 堵 水 53.2.3 局 部 断 面
2、预 注 浆 堵 水 53.2.4 局 部 断 面 排 水 63.2.5 预 注 浆 参 数 63.2.6 预 注 浆 结 束 标 准 63.2.7 堵 水 注 浆 效 果 检 查 73.2.8 东 洲 新 城 隧 道 全 断 面 （ 帷 幕 ） 超 前 注 浆 图 .73.3 隧 道 开 挖 支 护 及 二 衬 施 工 .103.3.1 开 挖 支 护 参 数 .103.3.2 监 控 量 测 .11四 、 质 量 保 证 措 施 11五 、 安 全 保 证 措 施 12东洲新城隧道高水压断裂破碎带施工方案3 东 洲 新 城 隧 道 高 水 压 断 裂 破 碎 带 施 工 方 案一 、 工 程
3、 概 况东洲新城隧道 0+7051+600 左右线单洞合计 1790m，设计为双洞机动车双向六车道，两隧进口端间距为 11.75m，为小净距隧道。隧道开挖断面级围岩 117、级围岩 130136、级围岩140143，线路设计标准：二级城市隧道，双向六车道；设计时速 50km/h；暗挖隧道建筑限界三车道段单洞净宽 13.5m，车道限高 4.5m，检修道净空 2.5m。二 、 工 程 地 质隧道岩性主要为中风化、微风化花岗闪长岩和石英砂岩，洞口有粘土夹碎石覆盖层。洞身穿越地质级围岩 790m，占总长44.2%；级围岩 290m，占总长 16.2%；级围岩 690m，占总长38.5%；明洞 20m，
4、占总长 1.1%。并穿越 F1、F2 等不良地质断裂带，F1 破碎带位置在左线里程为 K0+925K0+965 段，长约 40m；在右线里程为 K0+974K1+025 段，长约 51m。F2 破碎带位置在左线里程为K1+300K1+350 段，长约 50m，右线里程为 K1+330K1+390 段，长约 60m。根据设计地质，F1 断层破碎带主要已充填粘土为主，其余为灰岩、白云质灰岩成分的断层角砾，碎裂岩。受 F1 断层的影响，岩体较破碎，呈碎石状压碎结构，围岩稳定性较差，拱顶易坍塌、侧壁不稳，处理不当会造成大的坍塌，隧道出水形式为线状、淋雨状、涌水，流量约 400700m3/d，多雨季节流
5、量约 8001600m3/d。F2东洲新城隧道高水压断裂破碎带施工方案4 断层破碎带岩性主要为岩溶角砾岩，灰岩、白云质灰岩成分的碎裂岩，受 F2 断层及大裂缝影响，岩体破碎较破碎，围岩稳定性较差，破碎带内水量相对集中，开挖时可能会有渗水状、线状、小股状出水，局部淋雨状，核部破碎带可能出现较大的涌流、涌泥及坍塌现象，处理不当会造成大的坍塌，流量约 400700m3/d，多雨季节流量约 8001600m3/d。三 、 断 层 破 碎 带 施 工 方 案由于断层破碎带地存在涌水、涌泥及发生大规模隧道坍塌的危险，为确保施工过程中不发生安全事故，顺利通过断层破碎带，有效降低施工阶段发生地质灾害所引发的风
6、险，特制定以下施工方案。首先采用综合超前地质预报系统（主要采用 TSP203 及地质雷达）进行超前地质预测预报，结合地质勘测资料和地质素描对前方地质进行综合判断，根据判断结果确定是否注浆和采取哪种注浆方案，以及后续开挖过程中采取什么样的辅助措施，开挖过程中加强对开挖后的地段进行监控量测，根据量测结果指导后续施工。3.1 超 前 地 质 预 报主要采用 TSP203 超前地质预报技术对前方围岩地质进行地质探测，根据 TSP203 超前地质预报结果和地勘资料进行对前方 100 米范围内围岩情况进行判段，在现场施工条件未能达到 TSP203 超前地质预报的施工条件时，则先采用地质雷达对前方 25 米
7、范围内围岩地质东洲新城隧道高水压断裂破碎带施工方案5 进行探测，然后根据以上几种探测手段所探测的结果对前方围岩进行综合判定。3.2 注 浆 堵 水 加 固施工过程中遇大量涌、突水情况时，应结合超前地质预报报告、地质素描资料综合分析，查明掌子面前方地下水分布状况及水量情况后，采取以“防、排、堵、引相结合”的施工措施，根据不同的情况，分别采用全断面帷幕注浆、全断面周边注浆、局部断面注浆等注浆方式，将地下水尽可能封堵在围岩内，集中排放，通过隧道二次衬砌防排水系统排出洞外，以确保施工及结构的安全。3.2.1 全 断 面 帷 幕 注 浆 堵 水当隧道穿越的厚度较大（不小于 30m）的软塑状断层破碎带、大
8、型溶洞软塑状充填体，2/3 探水孔出水，总水量大于 10m3/h 时，采用全断面帷幕注浆堵水。注浆范围为开挖轮廓线外 6m，注浆段长度按 31 米设计，分三环实施，第一环 22 个注浆孔，孔深 15m，第二环 22 个注浆孔，孔深 22m，第三环 61 个注浆孔，孔深 31m，全断面共布设 105 个注浆孔。3.2.2 全 断 面 周 边 预 注 浆 堵 水当隧道通过岩溶地层及非岩溶地层界面、厚度较小（小于30m）的断层破碎带、溶蚀裂隙，任一探水孔流量2m3/h，总水量小于 10m3/h 时，采用全断面周边注浆堵水。注浆范围为开挖轮廓线外 6m，注浆段长度一般按 31 米设计，东洲新城隧道高水
9、压断裂破碎带施工方案6 分三环实施，第一环 22 个注浆孔，孔深 15m，第二环 22 个注浆孔，孔深 22m，第三环 50 个注浆孔，孔深 31m，全断面共布设 94 个孔。3.2.3 局 部 断 面 预 注 浆 堵 水当隧道通过灰岩地区，断面内局部发生涌、突水时，采用局部断面注浆堵水。注浆范围为开挖轮廓线外 6m，注浆段长度一般按 31 米设计，分三环实施，第一环 10 个注浆孔，孔深 15m，第二环 10 个注浆孔，孔深 22m，第三环 14 个注浆孔，孔深 31m，全断面共布设 34 个孔。3.2.4 局 部 断 面 排 水当隧道开挖掌子面只有 12 处涌突水，且流量不大时，应采取排水
10、为主的施工措施。采用 80钻头成孔，孔深 30m，先把涌水暂时排出，后与二次衬砌防排水系统相结合，排出洞外。3.2.5 预 注 浆 参 数一个注浆段完成后留 10m 不开挖，作为下一阶段的止浆岩盘。注浆孔自掌子面沿开挖方向，以隧道中轴为中心呈伞状布置，注浆孔前段暗设 764套管,采用 80钻头成孔，后续注浆段采用60钻头成孔。注浆孔孔底间距不大于 3m，浆液扩散半径为 2m，注浆压力为静水压力（2.54）倍，注浆材料采用水泥、水玻璃双液浆，浆液浓度应根据地质及水文条件进行调整。初拟为：C：S（体积比）=1：（0.61.0） ，水泥浆水灰比 0.8:11:1,水玻璃浓度模术 2.62.8,水玻璃
11、浓度为 35Be。注浆压力初拟 1.72.6Mpa。注浆前在止浆墙内埋 80无缝钢管为孔口管，孔口管长 3m，孔口外东洲新城隧道高水压断裂破碎带施工方案7 露 2030cm。3.2.6 预 注 浆 结 束 标 准单孔注浆压力达到设计终压并继续注浆 10min 以上，可结束本孔注浆，单孔注浆量与设计注浆量基本相同，结束时的进浆量在20L/min 以下时可结束本孔注浆。3.2.7 堵 水 注 浆 效 果 检 查一个注浆段的全部注浆孔注浆完成后，在主要出水点附近设置至少 5 个检查孔，测孔内涌水量，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 的应追加钻孔注浆，再次压
12、注直到达到设计要求为止。3.2.8 东 洲 新 城 隧 道 全 断 面 （ 帷 幕 ） 超 前 注 浆 图东洲新城隧道高水压断裂破碎带施工方案8 东洲新城隧道高水压断裂破碎带施工方案9 东洲新城隧道高水压断裂破碎带施工方案10 东洲新城隧道高水压断裂破碎带施工方案11 现场施工图3.3 隧 道 开 挖 支 护 及 二 衬 施 工隧道开挖施工时严格按照“管超前、短进尺、弱爆破、强支护、勤量测”的原则进行组织施工，开挖初支施工完毕后，加强仰拱距掌子面、二衬距掌子面的步距控制，及时施做仰拱和二衬施工，合理安排二次衬砌尽快封闭成环，确保现场施工安全。3.3.1 开 挖 支 护 参 数双层注浆小导管超前
13、支护，小导管直径 42mm，单根长 4.5m、环向间距 0.4m,纵向间距 3m。循环进尺控制在 1m 以内，爆破时采用微弱爆破，C25 喷射砼 26cm；I20a 工字钢钢拱，间距 0.75m；25中空注浆锚杆间距 7575，单根长 4.5m；双层 8 钢筋网，间距东洲新城隧道高水压断裂破碎带施工方案12 20cm20cm。3.3.2 监 控 量 测开挖过程中严格实施监控量测工作，针对监控量测数据及时分析，以真实有效的监控量测数据为指导，根据监控量测结果变化突变时，及时调整现场施工参数。四 、 质 量 保 证 措 施应严格按照设计参数进行钻孔。钻孔孔位及角度偏差符合相关规范规定，若现场钻孔孔
14、位因为客观条件限制不能满足设计要求，应进行移位并进行计算确定参数，必要时应进行补孔。注浆材料应满足设计要求，严禁使用过期结块的水泥，必要时进行检验。浆液配比应符合设计要求，配浆时最大误差为：水泥、水玻璃、水5%，外加剂1%。浆液搅拌应均匀，一般水泥浆搅拌时间为 35 分钟，但不得超过 30 分钟。未搅拌均匀或沉淀的浆液严禁使用。注浆过程中，时刻注意泵压和流量的变化，若吸浆量很大或压力突然下降，注浆压力长时间不上升，应查明原因，如工作面漏浆，可采取封堵措施。如跑浆可通过调换浆液、调整浆液配比，缩短浆液凝胶时间，进行大泵量、低压力注浆，必要时采用间歇注浆，以达到控域注浆目的。注浆过程中压力突然升高
15、，应及时查找原因，进行处理，确因浆液凝胶时间过短，则应停水玻璃泵，只注水泥浆，待泵压恢复东洲新城隧道高水压断裂破碎带施工方案13 正常后再进行双液注浆。一台泵发生故障时，应立即换上备用泵继续注浆。注浆过程中，应保持注浆管路畅通，防止因管路堵塞而影响注浆结束标准的判断。双液浆注浆结束后或注浆确实需要停较长的时间时，则先停水玻璃泵，后停水泥浆泵，并用清水清洗管路，以防堵管。严格进行注浆效果检查评定，符合要求时才能结束注浆作业。当未达到注浆结束标准时，应进行补孔注浆。五 、 安 全 保 证 措 施注浆期间溶洞段至少设两个量测断面，严格按隧道施工规范加强量测，并加强掌子面周围初支和衬砌的观察。注浆管路
16、及连接件必须采用耐高压装置，当压力上升时，要防止管路连接部位爆裂伤人。孔口管、止浆塞要安装固结牢固，施工期间严禁人员站在其冲出方向前方，以防止孔口管、止浆塞冲出伤人。注意机械使用、保养、维修，注意用电安全，经常进行检查杜绝漏电，并派专人操作和维修，非机电修理人员不得随意拆卸设备。钻孔过程中时刻观察前方地层变化，当遇到高压水粉细砂层砂子前应做好防范措施，必要时孔口安装防突装置，以防止高压水及钻杆冲出伤人。台阶上施工时应设防护围栏，防止人员高空坠落。东洲新城隧道高水压断裂破碎带施工方案14 需高空作业时，应搭设稳固安全的脚手架和施工平台，防止机翻人伤事故发生。准备好抢险材料，做好抢险准备工作，当开挖施工中当出现流水、流砂时应立即进行封堵作业，以防止施工中大量涌水形成危害，对涌出的泥砂应及时进行清理。若遇大的涌水涌砂灾害时，应及时撤出人员和设备。注浆后隧道开挖应按“三快一抢”(快挖、快支、快封闭和抢时间)的原则进行，确保隧道施工安全。
