岩溶隧道施工作业指导书.docx

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岩溶隧道施工作业指导书

沪昆客专贵州段CKGZTJ-11标

岩溶隧道施工

作业指导书

编制：

复核：

审批：

中铁十三局集团有限公司沪昆客专贵州段工程指挥部

二○一○年九月

目录

1、目的1

2、编制依据1

3、适用范围1

4、岩溶隧道施工地质探测、监测1

4.1超前探测1

4.2常规地质法2

4.3洞内涌突水的实时监测2

4.4洞外实时观测2

5、岩溶隧道施工2

5.1岩溶:

2

5.1.1按有无地下水分:

2

5.2隧道遇到各种溶洞的处理措施和施工方法:

3

5.2.1拦截地表水3

5.2.2引排地下4

5.2.3堵填6

5.2.4跨越:

7

5.3、施工工艺8

5.3.1拦截地表水施工工艺8

5.3.3回填封闭:

一般浆砌片石或灌注砼常规方法12

5.3.4边墙跨越托梁施工工艺12

5.3.5隧底部跨越桥梁施工工艺13

6、劳动力组织进度指标14

7、机械设备配置15

8、质量控制要点16

9、安全、质量及环保措施16

岩溶隧道施工作业指导书

1、目的

明确岩溶隧道施工作业的注意事项，操作要点，避免可溶岩地段与断层破碎带突水、突泥灾害的发生，保证隧道施工安全。

2、编制依据

⑴《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204-2008）

⑵《沪昆铁路施工图设计文件》

⑶《铁路隧道施工质量验收标准》

3、适用范围

适用于沪昆客专贵州段，大茶山隧道、刘家庄岩溶隧道施工。

4、岩溶隧道施工地质探测、监测

4.1超前探测

⑴.综合超前物探

主要针对可溶岩分部地段和断层破碎带及其影响带、层间滑动带、构造及岩溶裂隙发育带、可溶岩与非可溶岩地层界线、岩性突变地段、可能存在的岩溶裂隙、管道、大型溶洞和地下水的超前探测。

远距离超前物探：

首选方法为地震波反射法，如TSP、TRT6000、TGP等仪器，探测距离为200m；HSP声波反射法探测距离为100m。

⑵.水平钻孔超前探测

采用钻孔超前探测，钻孔长20～30m，验证近距离超前物探成果。

4.2常规地质法

⑴.地层岩性特征、结构面性质、产状及发育程度、岩体破碎程度与填充情况，洞壁变形破话特征、岩溶发育程度等。

⑵.地质作图描述，对掌子面前方一定范围内，约5～20m的地质条件进行预测预报。

4.3洞内涌突水的实时监测

各涌水点（掌子面炮眼涌突水）的实时监测，监测内容包括各涌水点的水量、水压、位置、地层岩性、裂隙与岩溶发育特征等。

4.4洞外实时观测

岩溶水地表排泄点监测包括泉点、暗河的水量及动态；地表河流监测包括隧道通过地带上下游河水流量及动态，拟选定3～5个控制断面，要求5～10天监测一次。

5、岩溶隧道施工

5.1岩溶:

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。

5.1.1按有无地下水分:

5.1.1.1溶缝、溶槽、溶洞暗河支岔通道有季节性流水。

5.1.1.2长年流水。

5.1.1.3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,小的多在10m以内。

5.1.2按其出露在隧道洞身部位分

5.1.2.1位于隧道顶部或顶部的一侧

5.1.2.2位于隧道的墙部或墙部的一侧

5.1.2.3位于隧道的底部或底部的一侧

5.1.2.4洞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。

5.2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。

5.2.1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。

如图一隧道地表水截水处理

溶蚀洼地

540

530

520

510

泄水沟

540

530520520510

图一

5.2.2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。

5.2.2.1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。

5.2.2.2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。

如图二

渡槽

涌水

竖向盲沟

隧

道

平行导坑

泄水洞

中

线

图二

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。

如图三

平行导坑

涌

水

泄水洞

图三

5.2.2.3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。

5.2.2.4一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。

5.2.3堵填

5.2.3.1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。

5.2.3.1.1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。

如图四

竖向暗沟或盲沟

浆砌片石

2m

图四

5.2.3.1.2溶洞们于隧道中部或一侧,仍采用浆砌片石封闭,渗水引入隧道排水沟。

如图五

泄水孔

图五

5.2.3.1.3溶洞隧底部且较小时,仍采用浆砌片石或砼封闭。

5.2.3.2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。

如图六

3.0干砌片石回填

φ12钢筋

1.5

12kg钢轨弯制钢拱架

浆砌片石子

图六

5.2.4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。

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。

5.3、施工工艺

5.3.1拦截地表水施工工艺

5.3.1.1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

5.3.3.2泄水暗管施工工艺

测量放线

开挖沟槽

预制暗管

埋设暗管

回填埋设的暗管

5.3.2引排地下水工艺

5.3.2.1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

制作模型

立渡槽底槽

弯制钢筋

绑扎渡槽底板钢筋、立底板外模

灌注底板砼

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。

5.3.2.2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

开挖一段后、支护衬砌

往复循环至贯通

5.3.2.3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

灌注上节砼

养生拆模

5.3.3回填封闭:

一般浆砌片石或灌注砼常规方法

5.3.4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）

5.3.5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）

桥台浇筑

搭设浇筑梁部支架、立底模

绑扎梁部钢筋和立侧模板

灌注梁部砼

养生、拆模

6、劳动力组织进度指标

6.1地表截水沟、泄水沟：

采用一班制施工，一个施工段，2～3作业面两个作业组20-25人，其中：

开挖作业组开山工。

约10人，砌筑作业组，石工3-4人，普工8-12人。

每日可完成30-40m。

6.2泄水暗洞,采用一班制施工:

2个作业组施工约25人。

其中开挖作业约10-12名,开山工担任挖沟出土,管节预制安装组12-14人,其中木工1人,钢筋工1人,砼工3-4人,石工1人,普工6-8人,每天可完成土石方30-40m3。

6.3渡槽:

一个综合作业组施工18-20人。

其中:

开挖工2人,架子工和木工2人,钢筋工2人,电工1人,卷扬机司机1人,砼工4人,普工6-8人。

6.4泄水洞:

采用三班制施工,每小班约10人,其中:

开挖工2-4人,翻碴、运输出碴工4-6人,电工1人。

需衬砌时，增加木工1人，砼工3-4人，每小班进度1.0～1.5m

6.5边墙托梁:

采用三班制施工,开挖工2-4人,木工2人,钢筋工2人,电工1人,砼工3-4人,普工2-4人,合计每班约15人。

6.6桥梁施工:

采用三班制施工,桥台开挖每小班开挖工6-8人,翻碴普工8人,合计每小班14-16人。

桥台砼灌注,每小班电工1人,木工1人,砼工3-4人,普工6-8人,合计12-14人。

桥梁综合作业班施工约20人。

其中：

电工1人，架子工2人，木工2人，钢筋工4人，砼工3-4人，普工6-8人。

7、机械设备配置

7.1地表截水沟,泄水沟和排水暗管:

配备12m3/min一台，风动凿岩机4台，350L搅拌机一台。

7.2泄水洞:

利用隧道风水管和凿岩设备,不需另行配备。

7.3渡槽、托梁和桥梁:

开挖利用隧道的风水管路和凿岩设备,砼灌注仍用隧道衬砌的砼拌合和捣固设备,另增加1t卷扬机1台,钢筋加工设备一套。

8、质量控制要点

8.1地表截水沟,泄水沟砌筑时,必须要先铺底灰,灰浆饱满,保证水沟不漏水。

8.2暗沟接头处要设砼基座,暗管接头要封堵,严密不漏水。

8.3泄水洞掘进施工中要掌握好坡度,保证排水畅通。

8.4渡槽暗沟施工量,需先临时引向渡槽的一侧,保证渡槽、暗沟施工不受水的影响，施工后需待砼达到一定强度，能确保砼不受水流冲刷影响时，方能将水引入渡槽和暗沟。

8.5托梁使用的旧钢必须经过探伤检查无断裂现象,且通长无接头,如需接长时,采用斜口焊接后,两侧再加鱼尾钣邦焊,同一截面的接头应小于50%,钢筋要保证位置正确。

8.6桥梁施工时,应保证底模支撑牢固模型不变形,钢筋位置正确。

8.7砼要捣固密实,在钢筋密集部位,用坍落度较大的砼，在整个灌注和捣固过程中必须保证钢筋不变形走位。

9、安全、质量及环保措施

9.1在隧道施工前,对地表进行详细勘察,结合设计文件提供的资料,分析研究岩溶状态,估计可能遇到溶洞的地段,制定过各类溶洞的施工方案及安全措施。

9.2对地表水、出水点、地表陷穴、等进行详细了解和测量，采取截排水和对地表进行必要的处理，防止地表水下渗。

9.3在掘进时，当凿岩机钻进速度变快时，可能已达到溶洞边缘，应注意观察地下水变化情况及裂隙溶蚀程度，当有所加剧时就加强支护及排水工作，放缓掘进速度，采用钻超前探孔的方法，探明前方地质和地下水情况，防止水囊、岩溶水暗河或泥夹水大量涌入隧道。

9.4当隧道掘进施工为下坡地段，可能遇到溶洞时，要准备足够的排水设备。

9.5当掘进达到溶洞边缘时，各工序要紧密衔接，加强支护，同时设法探明溶洞的形状、范围、大小、充填物及地下水等情况，据以制定施工处理方案及安全措施。

9.6施工中溶洞顶板要经常检查及时处理危石,根据溶洞大小,顶板石质情况,对顶板进行适当的加固防护,如喷砼或锚、网、喷加固。

7.7在溶洞充填体中掘进.如充填物较松软,可用插板法,或开挖前劈裂注浆法施工,并注意预留沉落梁.如充分填物为碎石块堆积,可在开挖前采用注浆加固。

9.8溶洞未作出处理方案前,不要将弃碴倾填在溶洞中。

9.9施工污水废水排出洞外后,需经过沉淀后排放。

9.10开挖土石及充填物要弃置在指定弃土场,作好弃土场防护,防止堵渠污染河流及损害农作物。