隧道裂隙水治理方案.docx
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隧道裂隙水治理方案
莞惠城际GZH-7标暗挖隧道
裂隙水封堵方案
一、编制依据
1.1、编制说明
莞惠城际GZH-7标暗挖隧道上覆含水砂层段长，同时还下穿寒溪河、铁路公园湖和多次穿越破碎带，从目前隧道开挖情况看，围岩裂隙水发育，多处水流量较大，影响正常施工。
2011年11月10日铁道部工程质量监督总站广州监督站要求，必须采取有效措施封堵裂隙水，保证隧道施工质量和防水要求，为此，我项目部特编制本方案指导现场裂隙水治理施工。
1.2、编制依据
1）、《高速铁路隧道工程施工技术指南》TB10753-2010；
2）、《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》TB10753-2010；
3）、《地下防水工程施工质量验收规范》GB50208-2002
4）、《地下工程防水技术规范》GB50108-2008
5）、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086-2001
6）、《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）
7）、《铁路隧道工程施工安全技术规程》TB10304-2009
8）、《GDK38+952～GDK44+577矿山法区间隧道主体结构图》（莞惠施SD-07-14）
9）、《GDK44+809～GDK51+339矿山法区间隧道主体结构图》（莞惠施SD-07-10）
10）矿山法区间隧道参考图
（一）（莞惠施SD-CK-01）
11）区间隧道结构防水通用图（莞惠城际通用施SD-TY-01）
二、工程概述
2.1、工程概况
GDK38+952～GDK44+577段区间隧道位于常平镇朗常路及常平大道，莞惠城际大朗～常平区间内，全段为矿山法区间隧道，小里程与大朗站大里程明挖段隧道相接，大里程与常平站相接，沿着朗常路及常平大道地下穿越，在GDK42+330～DK42+510段下穿寒溪河。
本段区间隧道共设置8个施工竖井：
GDK39+265施工竖井、GDK39+800施工竖井、GDK40+466施工竖井、GDK41+369施工竖井、GDK42+190施工竖井（风井兼电力井）、GDK42+742施工竖井、GDK43+303.95施工竖井、GDK44+050施工竖井。
GDK44+809～DK51+339段区间隧道起始于东莞市常平镇霞坑村常平大道，自常平站向东延，下穿广深、京九等既有铁路线，后继续下穿厂房、居民建筑及道路，终止于创福五金塑料制品厂北侧。
隧道穿越范围内地下管线密集，种类繁多，据管线资料及现场勘探，场区内存在电力、电信、雨水、给水、污水、燃气、路灯等地下管线管道。
本段区间隧道共设置4个施工竖井：
GDZK45+176施工竖井、GDZK45+805施工竖井、GDK50+730施工竖井（兼电力井）和GDK51+339施工竖井。
2.2、工程地质及水文地质
2.2.1、工程地质
GDK38+952～GDK44+577段区间隧道拟建场地地貌有寒溪河冲积平原及丘间谷地；地形起伏较大，地面高程在3.01～23.28m。
拟建暗挖区间范围内上覆第四系全新统人工堆积层、第四系全新统冲积层、第四系残积层，下伏基岩为混合片麻岩。
GDK44+809～DK51+339段区间隧道拟建场地隧道有寒溪河冲积平原、剥蚀丘陵及丘间谷地；地形起伏较大，地面高程在5.0～44.45m之间，在京广铁路线以西主要以丘间冲积平原地貌为主，京广铁路线以东主要为丘陵地貌为主。
拟建暗挖区间范围内分部有第四系全新统人工堆积层、第四系全新统冲积层、残积层、侏罗纪下统、三叠系碳质页岩、粉砂岩、震旦系混合片麻岩、断层角砾岩。
2.2.2、水文地质
GDK38+952～GDK44+577段区间隧道在里程GDK42+300穿越寒溪河，地表水主要为寒溪河水，寒溪河发源于大屏嶂的观音髻，自黄江镇北流经黄江、大朗、常平、横沥、东坑、茶山，至东城峡口入东江南支流；主流河道全长59公里，流域面积720平方公里。
河水位潮汐现象显著，强降雨及汛期时水位涨落较大。
地下水根据埋藏条件可划分为孔隙水、基岩裂隙水。
基岩裂隙水主要赋存于强风化、弱风化混合片麻岩节理、裂隙中。
主要补给来源为地表水的渗入补给。
孔隙水主要赋存于人工堆积层、第四系全新统冲积层、残积层及全风化混合片麻岩中，主要受大气降水及寒溪河侧向补给，随季节变化较大。
GDK44+809～DK51+339段区间隧道沿线地下水主要为第四系地层中的孔隙水和基岩裂隙水。
其补给方式主要由大气降水补给，排泄以大气蒸发为主。
本场地无地表水分布。
三、裂隙水封堵方案
3.1、封堵裂隙水目的
隧道开挖施工过程中，围岩裂隙水发育，多处出现成股水流，为防止裂隙水影响隧道施工质量和引起地表失水沉降，隧道开挖后，及时对裂隙水进行封堵，保证隧道施工安全和质量。
3.2、封堵裂隙水总体思路
根据隧道开挖情况来看，裂隙水发育地段围岩基本为块状，块状岩体中的裂隙发育极不均匀，通常可分为三个级次的裂隙空间:
（1）细短闭合的小裂隙构成的微裂隙岩体；
（2）张开且延伸较长的中等裂隙构成的导水裂隙网络；
（3）大裂隙与断层构成的局部导水通道。
隧道开挖进入微裂隙岩体时，水量微不足道；遇到裂隙网络时，出现较大水量;触及大的裂隙导水通道，水量很大，易突发隧道透水事故。
本标段设计针对第（3）个块状岩体裂隙级次（破碎带）采用了加大型洞内全断面深孔注浆和拱部180°范围超前小导管注浆，第
（1）、
（2）个块状岩体裂隙级次，Ⅵ、Ⅴ级围岩采用拱部180°范围超前小导管注浆，Ⅳ级围岩采用拱部120°范围超前小导管注浆，Ⅲ级围岩没有超前支护措施，加大型洞内全断面深孔注浆采用水泥—水玻璃双液浆，小导管注浆采用水泥单液浆。
设计有加大型洞内全断面深孔注浆和小导管注浆的区间隧道，先施工这两项止水措施，如这两项止水措施未能有效封堵裂隙水，则再采用A、C双液浆和A、B化学浆封堵裂隙水。
Ⅲ级围岩直接采用A、C双液浆和A、B化学浆封堵裂隙水。
根据开挖情况来看，围岩裂隙发育极不均匀，裂隙水的分部也无章可循，封堵时首先选水流较大的点开始，然后沿水流走向，依次封堵其它渗漏点。
裂隙水封堵过程中如出现此堵彼冒现象，就采用“疏堵结合”的封堵方法，即预埋引水管，保证本段衬砌施工范围内其它部位裂隙水封堵完成，然后在衬砌浇筑后集中封堵引水管。
3.3、人员、机械配置
区间隧道裂隙水封堵施工采用两班制作业，技术管理人员24小时跟踪指导并记录原始资料，一个作业面每班人员配置见表3-1。
表3-1注浆作业人员配置表
序号
工种
数量
作业内容
1
工班长
1人
负责协调指挥注浆作业有序进行
2
浆液配制工
2人
负责浆液配制拌制质量和及时供应
3
钻眼安管工
5人
负责钻眼和安管工作
4
注浆泵操作工
1人
负责注浆泵的操作，控制浆压和发出注浆结束口令
5
注浆管巡查工
1人
负责注浆管路的巡查、维修工作
注浆施工主要设备见表3-2。
表3-2注浆设备配置表
序号
类型
数量
用途
1
YT-28风钻
2台
钻孔注浆
2
双液注浆泵
2台
注双液浆、化学浆
3
φ20mm镀锌钢管
60m
注浆管
4
Y型混合器
4个
移动台架，搬运材料
5
压力表
2个
控制注浆压力
6
台架
1个
作业平台
7
装载机
1台
材料运输
3.4、施工方法及工艺
图3-1注浆流程图
打设注浆孔
安设注浆管路
管路压水试验
注浆
结束
施工前准备
机具设备检修
备料
配浆
记录分析
1）注浆施工作业面选定后，将注浆设备和材料安排就位。
2）移动作业平台到指定位置，根据渗漏情况选定注浆位置，打设注浆孔，孔深根据出水量大小进行调节，如水流量随着孔深逐渐增大，钻孔加深，最深不超过4m。
3）注浆管采用φ20镀锌钢管，根据孔深选取注浆管长度，将注浆管插入注浆孔内，孔底预留10cm，然后用堵漏灵封堵孔口。
4）安装Y型连接器，接通注浆管路。
5）进行压水试验，检查注浆管路密封情况。
6）注浆时先注A、C液进行止水，再注A、B液进行加固，使浆液具有止水和加固双重效果，增加抵抗水压的能力，注浆压力为0.15～0.75Mpa，浆液凝固时间为0.5～2分钟，为速凝注浆。
7）观察堵漏情况并做好现场记录，如堵漏效果不明显，分析原因，采用重新打孔或调整浆液配合比等措施改进堵漏效果。
初拟A、C浆液、A、B浆液配比见表3-3、3-4，注浆效果见图3-2。
表3-3A、C浆液配合比表
名称
内容
密度
质量（㎏）
备注
A液
硅酸钠
ρ=1.37
330㎏
溶液
稀释剂
ρ=1
350㎏
C液
P.O42.5水泥
ρ=1.3
341㎏
按施工时的气温调整
水泥掺量
稀释剂
ρ=1
350㎏
XPM
用量为水泥掺量的8%～10%现场调配
表3-4A、B浆液配合比表
名称
内容
密度
质量（㎏）
备注
A液
硅酸钠
ρ=1.37
330㎏
溶液
稀释剂
ρ=1
250㎏
B液
硫酸
10%～20%
均为混合剂现场调配
稀释剂
90%～80%
其它化学添加剂根据现场情况添加
图3-2注浆效果图
3.5、注浆注意事项
1）选用正规厂家生产的合格的P.O42.5普通硅酸盐水泥，及早、准确地做好各种试验配合比，现场严格控制各种材料用量，精确配制混合料。
2）浆池中保持有足够多的水泥浆液，并保证在注浆过程中不停地缓慢搅拌，搅拌时间应小于浆液初凝时间，确保输送注浆连续进行，注浆间歇时间不能超过10min，若需暂停注浆，应立即进行清水洗管，避免管内水泥浆凝固堵塞。
3）水泥浆液应先经过过滤网过滤，防止杂物进入注浆泵,造成堵塞。
5）严格控制注浆压力，以防压裂开挖面。
注浆机压力应与规定压力配套，不宜升压过快。
注浆压力达到规定时应予以稳压一定时间，以利浆液进一步渗缝。
6）注浆一定按程序施工，注浆压力一定要严格控制，专人操作，当压力突然上升或从孔壁溢浆时，应立即停止注浆。
7）注浆时应认真记录注浆机吸管头容器原有浆液体积、中间加入的浆液体积和容器最终剩余浆液体积，严格把握实际注入岩体的总体注浆量。
注浆过程中，做好详细的施工记录、分析和资料整理工作，经常对比相邻注浆孔的流量、压力和注浆量等参数，做到信息化施工，分析注浆中存在的问题，并及时解决。
8）注浆结束时，应及时清洗泵、球阀和管路，以保证注浆设备完好，管路畅通。
四、质量保证措施
4.1.质量方针
坚持标准，规范管理，严控过程，强化职能，创建一流工程。
4.2.质量目标
1）确保工程质量全面达到国家和铁道部客运专线工程质量验收标准及设计标准，分项、分部及检验批的检测率达到100%。
2）单位工程一次验收合格率100%。
3）全线工程一次成优,确保部优,争创国优。
4）杜绝设计、施工重大质量事故。
4.3.质量管理机构
设立项目质量保证体系领导组，项目经理任组长，副经理、总工程师任副组长，成员由工程队队长、专职质检工程师、试验工程师等组成。
项目经理部安全质量环保部设专职质检工程师，工程队设专职质量检查人员，工班设兼职质检员，实行质量专业管理，形成自上而下的质量监控系统网络架构。
各级管理机构设置专职或兼职试验工程师、试验员，协助开展质量管理工作。
项目经理
副经理
总工程师
工程队专职质检、试验员
班组兼职质检、试验员
经理部质检工程师
经理部试验工程师
各业务部门
工程队队长
图4-1质量管理机构框图
4.4.质量控制注意事项
1）现场施工人员严格掌握施工规范、质量检查及验收标准和工艺要求，并及时进行技术交底，在施工期间技术人员要跟班作业，发现问题及时解决。
2）严格执行工程监理制度和工序报检制度，在作业班组自检、技术室复检、质检室复检合格后及时通知监理工程师检查。
3）所有工程材料应事先进行检测，严格把好原材料质量关，不合格材料不得用于工程施工。
4）由专人负责孔位的选择定位工作，自裂隙水处开孔，根据工程经验尽量在裂隙水源头处引孔注浆。
5）水泥浆的拌制，由现场采用固定的容器搅拌形成，称重用经过校核的称，每盘称重，并在容器里搅拌均匀。
6）裂隙注浆要饱满，浆液扩散性能强，确保止水效果。
五、施工安全措施
5.1.安全生产方针
安全第一，预防为主；以人为本，健全机制；强化管理，杜绝事故。
5.2.安全生产目标
1）建立健全安全生产管理网络，落实各项安全生产责任制。
2）消灭责任设备、火灾、爆炸、交通等事故。
3）杜绝责任人身死亡及以上事故。
4）年责任重伤负伤频率控制在0.6‰以下。
5.3.安全保证体系
综合管理部
计划财务部
项目经理
安全质量环保部
物资设备部
工程管理部
工程队安全员
工程队队长
班组兼职安全员
安全总监
总工程师
项目经理部成立安全生产委员会，项目经理为组长，副经理担任副组长，工区长、职能部门负责人任组员，安全质量环保部设专职安全工程师负责项目安全监查和日常工作。
工程队设专职安全员，班组设兼职安全员，全员参与安全管理。
图5-1安全生产管理组织机构框图
5.4.安全控制注意事项
1）落实各岗位安全责任制，形成“行政管安全、技术保安全、部门促安全”局面，真正做到人人事事保安全。
2）注浆现场操作人员必须配置安全帽、防护眼镜、口罩和手套等劳保用品，方可进行注浆施工。
3）注浆前认真检查注浆管路和压力表，确保管路连接完好，压力表灵敏度正常。
4）注浆过程中禁止现场人员在注浆孔附近停留，防止密封胶冲式阀门破裂伤人。
5）注浆时不得随意停水停电，必要时要事先通知，待注浆完成并冲洗后才可停水停电。
6）做好机电设备的定期保养及日常保养工作，使其保持良好的工作状态及其有完备的安全装置。
机电设备的操作人员需经过严格培训，严格遵守操作规程，严禁违章作业。
六、环境保护及水土保持措施
认真贯彻执行《环境保护法》和《水土保持法》、地方政府环境保护的法律法规和环保标准，采用清洁工艺，坚持清洁生产，不断提高全体参建员工的环保意识，综合利用各种资源，最大限度地降低各种原材料的消耗，节能、节水、节约原材料，废气、废水、各种废弃物达标排放，从严把握噪声标准，控制施工噪声污染。
严格执行设计文件和有关法律规定，保护施工周边资源环境。
采取合理措施，避免因施工方法不当而引起的粉尘、噪声污染和其它原因造成对公众财产和居民生活环境的伤害、妨碍。
采取合理措施，减少施工引起的扬尘等；工程建筑垃圾、生活垃圾按规定排放、处理。
施工营地、场地、便道在使用完毕后立即复耕或恢复植被。
七、文明施工
建立文明施工保证体系，实行项目经理负责制，项目经理对施工期间的文明施工负全面责任。
把文明施工的每一项具体要求，切实纳入施工生产的每一环节和具体过程当中。
1）建立文明施工管理体系，按照国家、铁道部、当地政府的规定和要求，建立文明施工管理制度，落实文明施工责任制。
2）加强思想政治工作，大力开展文明施工宣传活动，统一思想，提高认识，增强全员文明施工意识。
3）建立健全岗位责任制，签订文明施工责任书，把文明施工责任落到实处，增强文明施工意识，树立文明施工形象。
4）实施工点挂牌施工。
设置监督、举报电话和信箱，接受监督。
5）施工现场设置醒目的安全警示标志、安全标语，作业场所有安全操作规章制度。
6）加强学习和宣传，增强文明施工的自觉性，严格执行东莞市和业主的相关规定。
7）遵守国家现行劳动保护法和有关法律法规，配备足够的劳保用品，保证施工现场清洁及操作工人的身体健康。
8）建立施工排水系统，及时把废浆运出施工场地。
9）所有施工人员都应穿戴整齐，行为文明，树立良好企业形象。
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