岩溶地质隧道施工作业指导书.docx
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岩溶地质隧道施工作业指导书
岩溶地质隧道施工作业指导书
1．适用范围
适用于沪昆客专贵州段CKGZTJ-9标段岩溶地质隧道施工。
2．作业准备
2.1内业技术准备
2.1.1岩溶隧道应编制切实可行的实施性施工组织设计。
岩溶隧道应单独编制预防突水、突泥，涌水和坍塌等地质灾害实施性施工组织设计，并制定包括技术、组织、安全、抢险、救护等技术组织措施。
2.1.2施工前必须根据设计提供的工程地质及水文地质资料，结合现场实际情况进行分析研究，制定专项施工技术方案。
2.1.3岩溶隧道施工应把超前地质预报作为一道工序纳入整个施工中，设置突发性事件指挥中心，编制专项突发性事件应急救援预案。
2.1.4加强安全技术培训，岩溶隧道施工前必须对职工进行安全生产教育和培训、保证从业人员具备必要的安全生产知识，掌握岩溶隧道施工突发性事件逃生知识。
2.2外业技术准备
2.2.1施工前必须针对不同风险源制订完善的应急预案，并定期组织演练,施工中应有足够的抢险、急救物资储备。
2.1.2施工时，应根据具体情况制定与实施地质预测、预报方案，并按根据地质预测、预报的结果及时调整隧道施工方案。
2.1.3施工时，应按监控量测方案实施。
当发现围岩和支护体系变形速率异常时，应立即采取有效措施，情况严重时应将全部人员撤离危险区域。
2.1.4每道施工工序作业前，应由当班安全员用班前安全讲话的形式，将作业风险和安全措施告知所有作业人员，并按安全措施执行。
3．技术要求
3.1隧道通过岩溶地区时，应根据设计图结合施工现场情况，采用综合超前地质预报，探明溶洞的分布范围、类型、规模、发育程度和填充物、地下水的情况（有无长期补给来源、雨季水量有无增长等）以及岩层的稳定程度等。
3.2岩溶隧道的施工应按“以疏为主、堵排结合、因地制宜、综合治理”的原则，制定安全可靠的施工方案，采取相应的预防措施，防止发生突发性涌水、涌沙和泥石流灾害。
4．施工程序与工艺流程
4.1施工程序
超前物探，必要时进行钻探→判断岩溶规模、分布状态、充填及富水情况→制定溶洞处理方案，如超前注浆、钻孔排水→洞穴处理。
4.2工艺及质量控制流程
5．施工要求
5.1施工原则
岩溶地段严格按“综合预报、先探水、全面掌握前方地质状况,弱爆破、强支护、快封闭、勤量测，步步为营，稳步前进”的原则组织施工。
施工前严格执行超前地质预报工作，通过超前地质预报资料进行分析，确定岩溶或断层破碎带延伸、规模、方向与类型，采取全断面超前预注浆结合局部注浆方法，经注浆止水效果达到要求后，方可组织开挖施工。
5.2施工方法及措施
进场后，沿隧道轴线进行地形地貌、出露岩层、沟槽等调查，并作出辩识；根据地质预测预报资料进行分析，确定岩溶延伸、规模、方向与类型。
成立技术专家组（包括地质专业工程师），专门解决岩溶、断层破碎带施工问题，根据地质预报，提出施工方案，并现场指导施工，防止突水突泥和坍方的发生；并准备足够数量的排水设备和物资。
5.2.1超前地质预报
根据地质资料，本段隧道通过可溶岩地段且洞身发育多条断层，可能遇大型溶洞、大段溶蚀破碎带、大型贮水岩溶管道。
隧道施工时，通过综合超前地质预报手段探明掌子面前方地质条件，以便采取有效的施工措施，避免施工突发灾害的发生。
（1）超前地质预报
采用开挖面地质素描、TSP地震波反射法、地质雷达、红外探水和超前长距离钻探及炮眼加深探进行综合超前地质预测预报手段。
以长距离物探（地震波法）为宏观控制、钻探发为主，其他物探方式为辅，红外线探测连续施测的综合预报管理体系。
通过超前地质预报，对围岩的破碎和富水程度进行预测和验证，及时进行信息收集处理反馈，以调整施工方案和施工方法。
在接近岩溶或断层破碎带富水区时，采用地质雷达探测仪对掌子面前方30mm范围内的不良地质体的位置、规模、性质作较为详细的预报，粗略的预报围岩级别和地下水情况，每25m施作一次，当有异常情况时适当加密。
在地质雷达探测仪的基础上采用超前探测验证。
对掌子面前方30m左右范围的地质情况作更准确的预报，先进行红外超前探测（每掘进循环一次），然后每个断面布设5个探测孔（其中一孔取岩芯），对掌子面前方地下水、地温及围岩情况进行探测，探测孔25m一个循环，单孔长度为30m左右，相邻探测孔之间的搭接长度为5m。
当有异常情况时，结合预测结果判释，可加密钻孔或加长钻孔，钻孔布置应针对物探异常进行调整。
5.2.2岩溶判断
对多项预测预报手段所得的资料进行综合分析与评判，相互印证，并结合掌子面揭示的地质条件、发展规律、趋势及前兆进行预测、判断，根据超前地质预测预报结果，相应优化调整措施，以确保施工安全及结构安全。
5.2.3处理方案
⑴注浆
根据超前地质预报所揭示地质断层及地下水的水量情况按设计采取超前帷幕注浆或超前周边注浆或局部注浆或开挖后径向注浆和超前小导管注浆等注浆方式，确定注浆的范围。
遇溶隙、裂隙水可以以堵为主；遇到暗河或管道流，必须以疏、排为主。
注浆结束后，进行注浆效果检查。
当地层含水量不大时，浆液填充率须达到70%以上，地层富含水丰富时，浆液填充率须达到80%以上。
按总注浆孔的5～10%设置检查孔，检查孔的布设应在均布的原则下，结合注浆资料的分析做重点检查。
检查孔应无涌泥、涌砂，不塌孔，渗水量应小于0.2L/min·m。
不取芯钻孔时，应记录钻进速度、钻进压力、排渣成份等，进行认真分析。
注浆效果达到要求后，方可组织开挖施工。
⑵开挖
根据现有资料针对不同断层采取不同的开挖方法，在开挖过程中根据实际情况适时进行调整。
开挖方法宜采用台阶法，必要时采用CD法。
在Ⅱ、Ⅲ级围岩条件下，且溶洞仅穿过隧道底部一小部分断面时，可采用全断面法。
爆破开挖时，按“密布眼，少装药”的原则进行，遇有渗漏水时应小心施爆。
当隧道只有一侧遇到溶洞时，应先开挖该侧，待支护完成后在开挖另一侧。
⑶初期支护
采用喷、锚、网、喷支护紧跟、钢架支护，喷射砼厚度符合设计要求。
加强监控量测工作，根据位移量测结果，评价支护的可靠性和围岩的稳定状态，及时调整支护参数，确保施工安全。
⑷处理措施
如果溶洞规模较大，内部充填了大量泥沙，并含有丰富的地下水，揭穿后很可能发生大规模的突水、突泥，应采用封闭注浆，进行加固处理。
岩溶地段的溶洞空腔、暗河的处理首先选择疏导、连通方案，不应该变地下水总的流动趋势。
各类新建的排水暗管应有一定坡度，防止泥沙淤积。
并按实际情况进行选择处理。
如果隧道边墙或底板存在小体积的溶管（溶洞空腔或暗河），且规模较小，可在隧道边墙及底部设置盲沟、暗管、涵洞、倒虹吸、钢管疏导或小型过桥跨越。
如果隧道顶部存在溶管（溶洞空腔或暗河），且有水通过，则应在顶部设置暗管跨越或将水引入随到底部跨越或采用倒虹吸跨越。
溶洞空腔仅在隧道底部且较大较深，或充填物松软不能承载结构物时，可采用梁（边墙梁及行车梁、托梁）、支墩、板或悬臂梁承托纵梁、拱桥跨越，梁、板的两端或拱的拱座应置于稳固可靠的岩层上，并采用混凝土和砌体加固。
当隧道一侧遇到狭长而较深的溶洞，应加深该侧的边墙基础通过。
隧道岩溶水较大时，应采用泄水洞渲泄岩溶水，降低地下水位，保持隧道干燥，泄水洞应位于地下水来向的一侧。
对于涌水量大、涌水点多、分散、排泄通道不明显的岩溶发育地段，宜按照“先汇集、再引排”的原则采取辅助导坑、集水廊道结合泄水洞、行洪通道等排水处理方案。
当隧道穿越堆积物时，清理时会造成随清随塌的大型塌体，应采用超前预注浆加固周围的堆积物。
隧道结构完工后，如果拱部存在较大的空洞，应进行压浆回填，并封填平整地表漏斗，减少地表水下渗。
对已停止发育的、跨径较小、无水的溶洞，可根据其与隧道相交的位置及其充填情况，采用混凝土、水泥砂浆砌片石或干砌片石予以回填封闭，同时根据具体地质情况采取加深边墙基础等措施。
拱部以上干、空溶洞，可视溶洞的岩石破碎程度采用喷锚支护加固、注浆、加设护拱及拱顶回填的方法进行处理。
溶洞在底板下发育可采用水泥砂浆砌片石回填，如有充填物，必须挖除，如有空腔内少量水流动，则回填不能阻断过水通道。
施工中遇到一时难以处理的溶洞时，可采用迂回导坑绕过溶洞区，继续进行隧道施工，再行处理溶洞。
5.2.4岩溶地区隧道支护和二次衬砌应根据溶洞情况予以加强。
5.2.5二次衬砌施工前，应采用物探手段检查隧道周边环形加固层及层外围岩情况，重点检查拱部、底板、侧边墙5m以内是否存在有害空洞，隧道底部是否密实。
6．劳动组织
劳动力组织方式：
岩溶隧道现场组织协调好超前地质预报和正常开挖的衔接和配合，确保施工安全。
施工人员包括超前地质预报人员、隧道开挖、支护等人员。
7．设备机具配置
主要施工机械设备配置表
设备名称
单位
数量
一、通用设备
混凝土拌和站
台
1
混凝土输送车
台
4
自卸汽车
台
6
变压器
台
2
发电机
台
2
二、隧道施工设备
凿岩台架
台
1
风钻
台
20
长臂挖掘机
台
1
装载机
台
2
锚杆台架
台
1
湿喷机
台
2
注浆泵
台
4
混凝土输送泵
台
2
防水台架
台
2
衬砌台车
台
2
三、测量设备
全站仪
台
1
水准仪
台
2
四、岩溶隧道超前地质预报和注浆设备
TSP203
台
1
地质雷达
台
1
红外线探水仪
台
1
超前钻机
台
2
地质罗盘
台
1
地质锤
台
1
地质钻机
台
1
帷幕注浆钻机
台
1
注浆泵
台
2
8．安全及保护要求
8.1岩溶隧道施工作业应考虑下列主要危险源、危害因素：
⑴专项施工技术方案不合理、开挖方法选择不当；
⑵超前地质预测、预报工作不到位，分析判断不准确；
⑶初期支护施做不及时，支护强度不足；
⑷量测数据失真，信息反馈不及时；
8.2在隧道施工前，对地表进行详细勘察，结合施工图，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。
8.3对地表水、出水点、地表陷穴等进行详细的了解和测量，采取截排水和对地表进行必要的处理，防止地表水下渗。
岩溶严重涌水段宜避开雨季施工。
8.4岩溶地区隧道开挖应符合下列要求：
⑴施工前，应了解隧道区域范围内地表水、出水地点的情况，有条件时采取地表注浆等措施对地表进行必要的处理；
⑵在溶洞充填体中掘进，如充填物较为松软，可采用插板法，或开挖前劈裂注浆法施工，并注意预留沉落量。
如充填物为碎石块堆积，可在开挖前采用注浆加固。
⑶钻孔作业前，必须超前钻孔探测，进一步查明开挖工作面前方一定范围内情况。
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、岩溶水暗河或泥加水大量涌入隧道。
⑷爆破开挖时，应严格控制开挖进尺，采取多打孔、打浅孔、小药量爆破，确保隧道开挖稳步推进；
⑸当隧道只有一侧遇到溶洞时，应先开挖该侧，待支护完成后再开挖另一侧；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。
⑹施工中必须检查溶洞顶板，及时处理危石。
当溶洞较大较高时，应进行安全施工防护。
⑺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。
8.5溶洞处理应根据设计文件要求，结合现场实际情况，采取下列引排水、填堵、跨越、绕行等措施。
⑴当溶洞有水流时，在查明水源流向及其与隧道位置关系后，应采用钻孔排水降压方式处理。
排水降压应留有足够厚度的隔水岩盘，确保安全；
⑵对已停止发育、跨径较小、无水的溶洞，应根据其与隧道相交的位置及充填情况，采用混凝土、浆砌片石等材料封堵。
拱顶以上的空溶洞应采用喷锚支护加固，或加设护拱并对空腔回填处理；
⑶当溶洞较大较深时，可根据实际情况采用跨越方式处理；
⑷当溶洞较大较深，短期处理难度很大时，可采用迂回导坑绕过溶洞区，继续进行隧道施工，在不影响正常施工的情况下再处理溶洞。
8.6岩溶地区隧道的初期支护和二次衬砌应根据溶洞情况予以加强。
二次衬砌施工前，应重点检查拱部、底板、侧边墙一定范围内是否存在有害空洞，并采取措施处理。
8.7施工中溶洞顶板要及时处理危石，根据溶洞大小、顶板石质情况，对顶板进行适当的加固防护，如喷射砼或锚、网、喷加固。
8.8溶洞未作出处理方案前，不要将弃渣倾填在溶洞中。
8.9施工污水排出洞外后，需经过沉淀后排放。
8.10开挖土石及充填物要弃置指定弃土场，做好弃土场的防护，防止堵渠污染河流及损害农作物。
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