岩溶地段隧道施工方案.docx

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岩溶地段隧道施工方案

新建铁路

杭州至长沙铁路客运专线江西段站前工程XX标

岩溶地段

隧道施工方案

编制：

复核：

审核：

中铁X局沪昆客专江西段站前工程XX标项目经理部

二○一○年七月

1编制依据1

2工程概况1

3岩溶分类1

4主要施工措施2

4.1超前预测预报和验证2

4.2隧道遇到各种溶洞的处理措施和施工方法3

4.2.1拦截地表水3

4.2.2引排地下3

4.2.3堵填4

4.2.4跨越5

4.2.5施工中遇到特大和一时难以处理的溶洞5

4.3施工工艺5

4.3.1拦截地表水施工工艺5

4.3.2引排地下水工艺6

4.3.3回填封闭8

4.3.4边墙跨越托梁施工工艺8

4.3.5隧底部跨越桥梁施工工艺9

岩溶地段隧道施工方案

1．编制依据

（1）XX隧道、YY隧道、ZZ隧道设计图；

（2）《客运专线铁路隧道施工技术指南》；

（3）《客运专线铁路隧道施工质量验收暂行标准》铁建设[2005]160号；

（4）《铁路隧道风险评估与管理暂行规定》铁建设（2007）200号；

（5）《铁路隧道工程施工技术指南》TZ204-2008

（6）集团公司及公司相关管理制度“中铁XX程[2009]28号文”。

2．工程概况

沪昆铁路客运专线江西段站前工程XX标X工区共3座隧道，总长1878m，隧道概况见表2-1隧道概况表。

表2-1隧道概况表

序号

名称

起讫里程

长度（m）

地质概况

围岩分级

备注

1

X隧道

表层为粉质粘土，下伏灰岩夹中-薄层页岩，隧道洞身通过的底层主要为可溶岩，岩溶较发育。

明挖:

35m

Ⅴ级围岩:

22m

Ⅳ级围岩:

65m

Ⅲ级围岩:

280m

2

Y隧道

表层为粉质粘土，下伏灰岩夹中-薄层页岩，隧道洞身通过的底层主要为可溶岩，岩溶较发育。

明挖:

30m

Ⅴ级围岩:

55m

Ⅳ级围岩:

150m

Ⅲ级围岩:

345m

3

Z隧道

表层为粉质粘土，下伏灰岩夹中-薄层页岩，隧道洞身通过的底层主要为可溶岩，岩溶较发育。

隧道穿越三条断层。

明挖:

51m

Ⅴ级围岩:

180m

Ⅳ级围岩:

355m

Ⅲ级围岩:

310m

3．岩溶分类

岩溶是可溶性岩层（如石灰岩、白云质灰岩等）受具有溶解能力（含CO2）的水的长期作用而产生的。

由于溶蚀的形成，位置、塌陷作用的不同，岩溶个体形态、大小也不同。

岩溶可概略分为以下几种情况。

3.1按有无地下水分:

3.1.1溶缝、溶槽、溶洞暗河支岔通道有季节性流水。

3.1.2长年流水。

3.1.3溶洞内无水,其中有充填物或干燥无充填物

其规模有大有小,大的有几十米

3.2按其出露在隧道洞身部位分

3.2.1位于隧道顶部或顶部的一侧

3.2.2位于隧道的墙部或墙部的一侧

3.2.3位于隧道的底部或底部的一侧

3.2.4洞身全部在溶洞或溶洞填充物内穿过

溶缝、溶槽、溶洞等，有沿线方向的，有与线路正交或斜交的，当隧道施工穿过可溶性岩层时，常遇见大小不等，形状各异部位不同，充填物及充填程度和含水量不等的溶缝、溶槽、溶洞及暗河通道等。

3.2.4本工区三座隧道地质构造复杂，不良地质和特殊地质多，隧道Ⅳ、Ⅴ级软弱围岩所占比例大，洞身为灰岩夹炭质页岩地层，岩溶发育，地下水量大，属强富水区，岩溶情况统计见表3.2.4-1

表3.2.4-1隧道岩溶情况统计

隧道名称

隧道长度（m）

岩溶情况描述

Z隧道

隧道在洞身DK845+950-DK846+000为较大规模物探异常区，岩溶较发育；DK846+440-+465洞底约10m为物探异常区，岩溶较发育。

Y隧道

洞身DK845+140-+160为物探异常区，岩溶较发育；DK845+245-+320岩溶强烈发育；DK845+430-+470路肩设计线下8-10m存在低阻异常区，岩溶较发育。

X隧道

隧道下伏基岩为灰岩夹炭质页岩地层，岩溶发育，施工中易发生涌水涌泥等突发灾害，应做好防护措施。

隧道成洞后进行岩溶探测。

4.主要施工措施

4.1超前预测预报和验证

预报可能存在的岩溶的位置、规模、发育方向、充填物情况。

施工中采用超前综合物探、隧道基底地质钻孔和施工过程中的超前水平探孔作为主要预报措施。

严格执行超前探水、放水的措施。

在富水段每个断面设4～5孔进行超前探水，探孔布置见下图。

每次探水长度为30m，开挖25m，保留5m，然后再开始下循环的探水和开挖过程。

在物探强烈异常区，则适当增加探水孔数量。

图6.2.1-1探孔布置示意图

4.2隧道遇到各种溶洞的处理措施和施工方法

隧道施工中遇到溶洞地段时,首先要查明溶洞分布范围,类型情况,岩层的稳定程度,溶洞内填充物和地下水流情况等,分别采取截、引、堵、越、绕等措施进行处理和施工。

4.2.1拦截地表水

根据勘测资料和施工现场观测,当地表自然沟床,汇水洼地发现有溶穴、落水洞、漏斗、竖井等为隧道地下水补给来源，补给量随季节变化，则采用拦截地表水。

如为自然沟槽，采用在溶穴、落水洞、漏斗、地表陷穴四周施作浆砌片石排水沟。

如地表为一溶蚀封闭洼地，则可采用截水沟，泄水暗管，泄水暗管将水引到隧道渗泄区以外。

4.2.2引排地下

当隧道掘进遇到溶洞有流水时，宜排不宜堵，首先应查明水源，涌水量，流向及与隧道位置的关系，采取以排为主，截引相结合的措施常年流量大的采用开凿泄水将水排除洞外，流量小的可采用拦截引排将水引入隧道排水沟内，排出洞外。

4.2.2.1常年流量大的岩溶地下水，即隧道排水沟无法正常完全排走的水。

4.2.2.2隧道设有平行导坑：

地下水出露在平导一侧，比较好处理，可自平导凿泄露水洞，将水引入平行导坑排走。

当地下水出露在平行导坑的另一侧,则需将水排引到平行导坑一侧,再由平行导坑开凿至正洞的泄水洞将水引入平导排出至洞外。

当地下水出露在平导另一侧，拱顶上部，或隧道拱顶以上时,可在拱顶以上设渡槽，横跨隧道，将水引至平导一侧由泄水洞排至平导。

渡槽两端置于拱顶以上的岩帮上，然后用竖向暗沟，将水引至泄水洞，再引入平导，排出洞外。

当地下水出露在平导另一侧，拱顶至隧底标高，可采用竖向间沟或在隧道衬砌范围外用浆砌片石拦水墙拦截地下水，当地下水出露较高时用间沟，出露较低时用拦水墙，然后用暗沟或暗管将水引至平导一侧，再由泄水洞排往平导排至洞外。

4.2.2.3当隧道未设平行导坑时，其在隧道部位的处理方法，基本同有平行导坑，但泄水洞要选择适当位置将水排除至洞外。

4.2.2.4一般涌水即利用隧道排水沟能正常泄排走的水。

在隧道施工中常遇到的是一般涌水。

仍以引排为主，其处理方法是：

涌水在隧道顶上部出露的，采用在衬砌范围以外，拱部设渡槽和墙部竖向暗沟，将水引至墙脚外侧，在衬砌边墙脚留一暗洞或理设钢管将水引入隧道排水沟，当涌水出露在边墙部位，在边墙衬砌以外可设竖向盲沟或暗沟、将水引至边墙脚外侧，在边墙衬砌时，墙脚留一暗洞或理管将水引入隧道排水沟排出洞外。

4.2.3堵填

4.2.3.1对已停止发育，径跨不大，无水或渗水较小量，可根据其与隧道相交的位置及其充填情况，采用浆砌石或砼回填封闭，并辅以适当的引排水。

（1）溶槽位于隧道拱部,横穿隧道且有水,但溶槽不大,有部份充填物。

采用浆砌征石回填封堵拱顶，其宽度至拱脚外2m，并在涌水侧，作竖向暗沟或盲沟，将水引入隧道排水沟。

（2）溶洞们于隧道中部或一侧,仍采用浆砌片石封闭,渗水引入隧道排

（3）溶洞隧底部且较小时,仍采用浆砌片石或砼封闭。

4.2.3.2隧道穿过溶洞,下部为充填物,拱部以上空洞,可采用加强衬砌,拱顶以上设浆砌片石,浆砌片石以上设干砌片石封闭.如空洞过高,可视岩石破碎程度,对空穴岩壁可进行适当喷锚加固。

4.2.4跨越:

当溶洞较深时,不宜采用堵填封闭的方法,可采用梁、拱跨越，钽梁端或拱座要置于稳固可靠的基础上，在隧道施工中，以梁跨越较多，且施工较为方便。

当隧道道边墙县空时，设钢筋砼或钢轨托梁通过，隧道底部以钢筋砼梁通过，易于施工，质量可靠。

如宜珙铁路马蹄山隧道K61+780～K61+798段为一大溶液洞,隧道全断面位于溶洞内,且溶洞很深不宜回填。

变更设计，两侧边墙下设38kg/m旧钢轨束钢筋砼托梁长16m通过。

隧底设16m钢筋砼梁跨过。

施工时托梁基础和桥台一起施工。

4.2.5施工中遇到特大和一时难以处理的溶洞。

为使工程不陷入停顿，可以改线绕行通过溶洞或用迂回导坑绕过溶洞区，继续进行施工一面进行溶洞处理。

如宜珙铁路轿顶山隧道，在距出口1600m，k58+320～+400遇到一特大溶洞,溶洞沿线路长达80余米,隧底面以上高25m,宽近60m,洞分四层,通道支洞错综迂回,其下有常年流水的暗河.处理十分困难,经设计院现场设计组变更设计在隧道内增设3个弯道,改线绕行,避开溶洞通过。

4.3施工工艺

4.3.1拦截地表水施工工艺

4.3.1.1截水沟和泄水沟施工工艺

测量溶蚀洼地绘水面积、调查落水洞的水量

设计截水（泄水）沟截面形式和大小和流水坡率标高

测量放线,测放出水沟位置

用人工挖水沟,石方小炮爆破开挖

用人工砌筑截（泄）水沟

4.3.3.2泄水暗管施工工艺

测量放线

开挖沟槽

回填埋设的暗管

埋设暗管

预制暗管

4.3.2引排地下水工艺

4.3.2.1拱顶横向排水渡槽:

搭设脚手架及支架并将水引至渡槽外侧

处理、加固岩帮设置渡槽两端的基岩

立渡槽底槽

制作模型

弯制钢筋

灌注底板砼

绑扎渡槽底板钢筋、立底板外模

立内模、绑扎渡槽侧墙钢筋

立外模、灌筑侧墙砼、外模随砼灌筑逐渐加高

养生、折内模

将水引入渡槽

拆除外模和支架、脚手架

竖向暗沟，分段自下向上灌注，先于渡槽灌注完毕。

4.3.2.2泄水洞施工工艺，泄水洞开挖，采用人工手持风动凿岩机钻孔，爆破开挖，人工翻碴至平行导坑，或人力车运输至洞外，其工艺流程如下：

测量放线、布置炮孔

钻孔、爆破

通风、出碴

往复循环至贯通

开挖一段后、支护衬砌

4.3.2.3暗沟施工工艺

测放暗沟位置

开挖、修凿、检查暗沟断面

立下节暗沟模型

灌注下节暗沟砼

拆除下节内模

立上节模型

养生拆模

灌注上节砼

4.3.3回填封闭:

一般浆砌片石或灌注砼常规方法

4.3.4边墙跨越托梁施工工艺

变更设计、确定托梁形式和结构布筋

两端基础处理和加固可与桥台同时施工处理

搭设支承架立底模

放置旧钢轨和绑扎钢筋

灌注托梁砼

养生拆模

灌注边墙砼（边墙砼也可同托梁砼一起灌注）

4.3.5隧底部跨越桥梁施工工艺

变更设计、确定桥梁结构形式

测量放线

桥台基础开挖（与托梁基础一起施工）

搭设浇筑梁部支架、立底模

桥台浇筑

绑扎梁部钢筋和立侧模板

灌注梁部砼

养生、拆模