本溪隧道浅埋段施工方案3m围岩径向注浆.docx
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本溪隧道浅埋段施工方案3m围岩径向注浆
目录
一、编制依据及范围2
1.1编制依据2
1.2编制范围2
二、工程概况2
三、工程地质及水文地质2
3.1工程地质2
3.2水文地质5
3.3气象资料6
四、人员、设备配置6
4.1机械配置6
4.2人员配备6
五、施工方案6
5.1总体施工方案6
5.2施工工艺流程7
5.3径向注浆参数设计7
5.4钻孔9
5.5径向注浆施工9
5.6径向注浆验收标准9
六、监控量测10
6.1监控量测项目10
6.2监控量测管理11
6.3隧道量测项目及量测方法11
6.4监测资料整理、数据分析及反馈12
6.5监控量测质量保证措施12
七.管理措施13
7.1质量管理措施13
7.2安全管理措施14
7.3工期控制措施15
7.4环境保护措施15
7.5文明施工管理措施16
7.6雨季施工管理措施18
八.浅埋段施工塌方处理应急预案19
8.1塌方发生时人员、设备、装置、材料的部署19
8.2应急管理领导小组19
8.3发生源控制20
8.4应急处理的步骤及方法20
本溪隧道改DK73+550～改DK73+900施工方案
一、编制依据及范围
1.1编制依据
（1）国家相关法律、法规和制度
（2）《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10735-2010/J1149-2011）；
（3）《高速铁路隧道工程施工技术指南》铁建设（2010）241号；
（4）本溪隧道修改施工图及补充图纸
（5）沈丹客专施隧参05-14；
1.2编制范围
本溪隧道改DK73+550～改DK73+900，节段长度350m。
二、工程概况
本溪隧道穿越本溪市南中低山区，地貌形态复杂，沿线所经之处山峦叠嶂，沟谷纵横，地形起伏较大，大部分山体基岩裸露，奥陶系灰岩，南芬组页岩、钓鱼台组石英砂岩形成直立陡壁，进口及部分丘前缓坡及丘间沟谷中被第四系地层覆盖，地势总体呈东高西低，高程在155～370m之间，相对高差215m。
进口里程为改DK68+442.33,出口里程为改DK75+201.40，全长6758.55m，为单洞双线隧道，改DK72+233.52～改DK74+577.30位于直线上，隧道内线间距4.6m，隧道内为人字坡，隧道进口至改DK73+750段为3‰的上坡，改DK73+750至出口段为3‰的下坡，洞身最小埋深28m。
三、工程地质及水文地质
3.1工程地质
3.1.1地貌特征
本溪隧道穿越中低山区，地貌形态复杂，沿线所经之处山峦叠嶂，沟谷纵横，地形起伏较大，大部山体基岩裸露，奥陶系灰岩、南芬组页岩、钓鱼台组石英砂岩形成直立陡壁，进口及部分丘前缓坡及丘间沟谷中被第四系地层覆盖，地势总体呈东高西底，高程在155～370m之间，相对高差215m。
3.1.2地层岩性
隧道范围内丘间沟谷内表层多为第四系上更新统残坡积（Q3dl+pl）粉质粘土，隧道洞身通过地层较为复杂，分别为石炭系本溪组（C2b）页岩、泥质砂岩；奥陶系中统上马家沟组O2s）白云质灰岩、石灰岩；清白口系南芬组（Qnn）泥灰岩、页岩；青白口系钓鱼台组（Qnd）石英岩夹页岩。
隧道进口处地层为第四系上更新统坡洪积层（Q3dl+pl）粉质粘土，碎石土。
下面将隧道通过范围内地层由新到老简述如下。
（1）第四系上更新统坡洪积（Q3dl+pl）
粉质粘土：
褐灰色，硬塑，夹少量碎石，主要分布于丘间沟谷、部分山前斜坡处，厚度约0.0～9.0m。
碎石土：
黄褐色，稍湿，稍密，碎石成分主要为砂岩，页岩，一般颗粒20mm～70mm，夹碎块，最大粒径120mm，部分碎石可见半胶结状态，泥质胶结。
主要分布于丘间沟谷、部分丘前缓坡及隧道进出口处，厚度约0～4m左右。
（2）石炭系本溪组（C2b）
页岩、炭质页岩，局部夹煤层，黄灰色，薄层状，强风化，节理裂隙发育。
与下伏奥陶系中统上马家沟组呈平行不整合接触。
（3）陶系中统上马家沟组（Q2s）
石灰岩：
青灰色，泥晶结构，薄层～中厚层状结构，弱风化，节理裂隙较发育，岩石表面可见溶蚀现象，岩层产状：
1350∠400，主要发育两组节理产状分别为500∠500，间距20～30cm和1100∠750间距30～40cm。
（4）清白口系南芬组（Qnn）
1）南芬组三段（Qnn）
页岩：
黄褐色，纸片状页岩夹粉砂岩。
薄层层状，节理发育。
厚179.46m。
该段隧道出口岩层产状为2950∠180，发育三组节理，产状分别为750∠900，间距10～50cm；1250∠850，间距5～20cm；1600∠800，间距5～30cm；
隧道洞身推荐涌水量表
项目
起讫里程
洞身长度
正常涌水量
最大涌水量
推荐值
推荐值
编号
L
Qs（m3/d）
qs（m3/m*d）
Qs（m3/d）
qs（m3/m*d）
1
改DK68+442.33～580
137.5
24
0.2
48.14
0.4
2
改DK68+580～DK69+010
430
623
1.45
1923.54
4.47
3
改DK69+010～DK69+530
520
1796
3.45
4747.71
9.13
4
改DK69+530～DK69+610
80
320
3.99
838.37
10.48
5
改DK69+610～DK70+150
540
463
0.86
1092.21
2.02
6
改DK70+150～DK70+250
100
83
0.83
199.43
1.99
7
改DK70+250～DK70+575
325
282
0.87
665.72
2.05
8
改DK70+575～DK70+725
150
599
3.99
1571.94
10.48
9
改DK70+725～DK71+400
675
579
0.86
1365.27
2.02
10
改DK71+400～DK71+520
120
98
0.81
235.63
1.96
11
改DK71+520～DK71+950
430
344
0.8
814.12
1.89
12
改DK71+950～DK72+100
150
118
0.79
280.1
1.87
13
改DK72+100～DK72+525
425
369
0.87
870.56
2.05
14
改DK72+525～DK72+575
50
53
1.05
125.41
2.51
15
改DK72+575～DK73+485
910
811
0.89
1910.8
2.1
16
改DK73+485～DK74+060
575
1546
2.69
1252.44
7.4
17
改DK74+060～DK74+915
855
625
0.73
1484.98
1.74
18
改DK74++915～DK75+100
185
533
2.88
1451.12
7.84
19
改DK75+100～DK75+201.4
101.40
17
0.22
41.06
0.54
小计
6758.55
9283
23918.55
2）南芬组二段（Qn2）
页岩：
紫红色，夹淡青色薄层泥灰岩，薄层微薄层，弱风化，厚174.9m。
3）南芬组一段（Qn1）
泥灰岩：
淡青色，薄层，弱风化，溶蚀现象较发育，厚158m。
（5）清白口系钓鱼台组（Qnd）
石英砂岩：
灰白色，间夹少量页岩，薄层-中厚层，弱风化，节理较发育，岩质坚硬而脆。
3.2水文地质
本区地下水类型主要为岩溶裂隙水，少量基岩裂隙水及第四系孔隙潜水，改DK68+442.33～DK69+565段地下水对混凝土具硫酸盐侵蚀性，环境作用等级为H1，改DK69+565～DK75+201.4段地下水对混凝土不具侵蚀性。
（围岩分级及岩土施工工程分级表）
岩土名称
里程段落
围岩分类
岩土施工工程分级
粉质粘土、碎石土、页岩、泥岩、砂岩
改DK68+442.33～580
Ⅴ
Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ
页岩、泥岩、砂岩
W2
改DK68+580～DK69+010
Ⅳ
Ⅴ
石灰岩
W2
改DK69+010～DK69+530
Ⅱ
Ⅴ
石灰岩、页岩（F1断层及影响带）
改DK69+530～DK69+610
Ⅴ
Ⅴ
页岩
W2
改DK69+610～DK70+150
Ⅲ
Ⅳ
页岩
W2
改DK70+150～DK70+250
Ⅳ
Ⅳ
页岩
W2
改DK70+250～DK70+575
Ⅲ
Ⅳ
页岩W2（低阻异常带）
W2
改DK70+575～DK70+725
Ⅳ
Ⅳ
页岩
W2
改DK70+725～DK71+400
Ⅲ
Ⅳ
页岩W2（低阻异常带）
W2
改DK71+400～DK71+520
Ⅳ
Ⅳ
页岩
W2
改DK71+520～DK71+950
Ⅲ
Ⅳ
页岩W2（低阻异常带）
W2
改DK71+950～DK72+100
Ⅳ
Ⅳ
页岩
W2
改DK72+100～DK72+525
Ⅲ
Ⅳ
页岩W2（低阻异常带）
W2
改DK72+525～DK72+575
Ⅳ
Ⅳ
页岩
W2
改DK72+575～DK73+485
Ⅲ
Ⅳ
页岩W2（浅埋段）
W2
改DK73+485～DK74+060
Ⅳ
Ⅳ
页岩
W2
改DK74+060～DK74+915
Ⅲ
Ⅳ
页岩W2、F2断层及影响带
W2
改DK74++915～DK75+100
Ⅳ
Ⅳ
页岩W2（浅埋段）
W2
改DK75+100～DK75+201.4
Ⅴ
Ⅳ
3.3气象资料
（1）根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），对线路沿线地震动峰值加速度划分：
本桥地震动峰值加速度：
0.05g。
震基本烈度：
Ⅵ度
（2）最冷月平均气温：
-11.40℃。
。
（3）隧道区内土壤最大冻结深度1.49m。
四、人员、设备配置
4.1机械配置
本着安全、合理、经济的原则进行机械设备配置，具体机械配置表见下：
机械设备数量表
序号
设备名称
设备型号
单位
数量
1
作业台架
台
2
2
风钻
YT-28
把
12
3
制浆机
NJ-600型
台
2
4
注浆机
ZJB/BP-55（55A）
台
2
5
电焊机
BX1-500
台
4
4.2人员配备
人员配置表
序号
班组
人数
负责人蓉
合计
1
钻孔
14
负责钻孔
29
2
注浆
8
负责孔口管安装、制浆、注浆工作
3
辅助
4
负责注浆所需的其它辅助工作
4
现场管理
3
负责现场施工安全、调动
五、施工方案
5.1总体施工方案
本溪隧道改DK73+550～改DK73+900段为断层破碎带，地表有村庄，采用3m围岩径向注浆加固地层。
改DK73+550～改DK73+900段为IV级围岩，设计改DK73+550～改DK73+900采用Ⅳb复合式衬砌支护参数，洞身采取暗挖施工，小导管超前支护。
洞内渗水采用“以堵为主、限量排放”的治理原则进行，保证隧道周边生态环境不被破坏，防止周边溪流、泉眼等不会因隧道施工而枯竭。
在隧道进行开挖支护后，对围岩裂缝密集处或有渗涌水地段采用注浆固结止水的方式处理，注浆材料为水泥净浆浆液，注浆应分区段、分序加密的原则进行。
5.2施工工艺流程
5.3径向注浆参数设计
（1）注浆孔按注浆扩散半径1.0m设计，注浆孔按梅花型布置，每环35孔，孔口环向间距拱墙120cm、墙角90cm、仰拱140cm、孔底环向间距170cm;注浆孔纵向间距170cm。
（2）注浆孔采用风钻开孔，孔径52mm。
孔口管采用φ50mm，壁厚3.5mm的热轧无缝钢管，钢管长1m，孔口管埋设牢固，并有良好的止浆措施。
（3）注浆采用普通纯水泥浆，注浆压力按1-1.5Mpa，每环注浆量为7.9m³。
为了满足经济、合理的原则在开挖过程中对围岩渗水情况进行了详细的调查和记录并在开挖以后进行了长期的统计以准确掌握渗水状况为注浆固结提供基础依据，。
注浆布置示意图详见下：
注浆根据分区段分序进行注浆以一个作业台架长度为一个注浆段落，根据注浆孔在隧道展开面上的布置，分为二序注浆，交错进行，另外应以隧道涌水点为中心，由四周逐步分序向涌水中心点注浆的顺序进行，若因集中涌水压力较大造成浆液随裂隙渗出时可采用速凝辅助措施提高浆液凝结时间，达到堵水效果。
5.4钻孔
按照设计图纸测量放样孔位，开始钻孔。
注浆孔位布置应遵循“分段、分批，逐步加密”的原则，注浆孔采用风机开孔，终孔直径52mm，成孔以后及时采用高压风进行清孔，在注浆过程中，加强对注浆施工段附近围岩的水文和地质观察，并对注浆施工地段进行监控量测工作。
当出现注浆施工段附近出现集中突水或围岩变形时应暂停施工或调整注浆参数。
5.5径向注浆施工
（1）钻孔注浆顺序应由下往上、由少水处到多水处、隔孔注浆。
（2）根据设计图纸对正洞开挖后进行径向注浆堵水加固，注浆材料采用水泥净浆，水灰比为不得稀于1：
1的浆液，并根据现场注浆压力及进浆量可作适当调整，当出现集中涌水较大及普通注浆堵水失败时，需采用速凝辅助措施进行补救，以缩短浆液凝固时间，达到迅速止水的效果，拱墙的注浆利用辅助台车进行，底板注浆采用左右幅错开施工的方式进行，注浆机选用效率高、耐高压的注浆设备，现场采用ZJB/BP-55（55A）型卧式往复单作用三柱塞注浆泵其排浆量为150L/min，工作压力为22Mpa，垂直输送高度为40m，水平输送距离为100m。
水泥浆液采用NJ-600型制浆机现场制备，并通过滤网过滤后输入注浆机内进行注浆。
根据现场试验数据统计结果，在保证浆液可灌性和有效扩散距离前提下，应根据渗漏水情况、节理裂隙发育情况合理选用浆液配比，并同时在实际施工中根据吸浆量和注浆压力适时作以调整。
在注浆过程中若出现注浆量过大且压力尚未达到预期值时，可以采取在浆液中添加速凝剂的方式减少浆液的流动性，并可以尽可能缩小注浆范围。
（3）注浆结束标准
注浆压力达到设计压力，单孔液浆注浆量超过0.22m³时，应停止注浆，观察。
（4）注浆效果检查:
注浆完成后，每延米隧道涌水量不大于2m³/24h，则判断注浆达到效果，否则应进行补浆。
5.6径向注浆验收标准
（1）注浆所用的原材料质量应符合设计要求。
检验数量:
施工单位按进场批次检查，监理单位按施工单位检验次数的20%见证检验。
检验方法：
施工单位进行试验，监理单位检查产品合格证、试验报告，见证检验。
（2）浆液配合比应符合设计要求。
检验数量：
施工单位对同性能的浆液进行一次配合比选定试验。
当使用的原材料、施工工艺发生变化时，均应重新进行配合比选定试验；监理单位全部检查。
检验方法：
施工单位进行配合比选定试验，监理单位见证配合比选定试验或平行检验并检查确认配合比选定单。
（3）注浆范围应符合设计要求。
检验数量：
施工单位、监理单位全部检查。
检验方法：
观察。
（4）注浆效果应符合设计要求，每延米每昼夜出水量应符合设计要求。
检验数量：
施工单位和监理单位每一注浆段检查一次。
检验方法：
施工单位采用集水称量，监理单位见证检验。
（5）注浆结束后，应及时将注浆孔和检查孔封填密实。
检验数量：
施工单位和监理单位全部检查。
检验方法：
观察。
（6）注浆压力、注浆量、进浆速度等注浆参数应符合设计要求。
检验数量：
施工单位全部检查。
检验方法：
观察，检查施工记录。
（7）注浆孔数量、布置、间距、孔深及角度应符合设计要求。
检验数量：
施工单位全部检查。
检验方法：
观察和测量。
六、监控量测
6.1监控量测项目
现场监控量测是隧道施工管理的重要组成部分,它不仅能指导施工,预报险情,确保安全,而且通过现场监测获得围岩动态的信息（数据）,为修正和确定初期支护参数,混凝土衬砌支护时间提供信息依据,为完善设计与指导施工提供可靠的足够的数据。
针对本溪隧道改DK73+550～改DK73+900段地质及地表情况,监控量测进行围岩及支护状态观察、拱顶下沉、周边收敛、地表沉降等项目。
6.2监控量测管理
施工监控测量管理：
紧跟开挖、支护作业。
按设计要求设置监测点，并根据具体情况及时调整或增加量测的内容。
量测数据及时分析处理，实现动态管理、动态施工。
6.3隧道量测项目及量测方法
6.3.1洞内外观察
（1）洞内外观察分开挖工作面观察和已施工区段观察两部分,开挖工作面观察在每次开挖后进行,观察内容包括节理裂隙发育情况、工作面稳定状态、涌水情况等,当地质情况基本无变化时,可每天进行一次,观察后及时记录填写开挖面地质描述。
（2）在观察过程中如发现地质条件恶化,初期支护发生异常,应立即采取相应应急措施,并进行不间断观察。
（3）对已经施工区段的观察,每天至少进行一次,观察内容包括喷射混凝土、锚杆、钢架的状况,以及施工质量是否符合规定要求。
（4）洞外观察包括洞口地表情况、地表沉陷、边仰坡的稳定、地表水渗透观察等内容。
6.3.2浅埋地表沉降监测
本溪隧道改DK73+550～改DK73+900段属隧道浅埋段，覆盖层薄，开挖后围岩难以自稳成拱，地表易沉陷，为了确保洞口浅埋段的施工安全，进行地表沉降监测。
布点原则为：
在Ⅳ级围岩且埋深小于40m的地段沿隧道轴向每隔5m布设。
同时在横向依据实际情况，选定主断面，沿主断面布设测点，以了解地表沉降的横向影响范围。
监测仪器为：
精密水准仪，铟钢尺等。
6.3.3拱顶下沉及收敛量测
拱顶下沉及净空变位收敛量测,根据围岩类别、隧道尺寸和埋深等，沿隧道纵向在拱顶和墙中布设测点。
本溪隧道改DK73+550～改DK73+900段设计为Ⅳ级围岩，量测断面间距为5m。
净空变位量测在开挖后尽早进行，初读数在开挖12小时内且在下一循环开挖前读取，采用收敛计量测，浅埋地段洞内外量测点布设在同一横断面内。
6.3.4量测布置
（1）拱顶下沉及周边收敛测线（点）布置
拱顶下沉及周边收敛测线（点）布置应根据施工方法、地质条件、量测断面所在位置、隧道埋置深度等条件确定。
分部开挖法施工时每分部一条水平测线，本溪隧道改DK73+550～改DK73+900浅埋段采用三台阶七步法施工，其测点布置如下图所示。
（2）地表沉降布点
隧道浅埋地段地表下沉的量测宜与洞内净空变化和拱顶下沉量测在同一横断面内。
横断面方向应在隧道中心及两侧间距2～5m处设地表下沉测点，每个断面设7～11点，监测范围应在隧道开挖影响范围以外。
地表下沉量测应在开挖工作面前方，隧道埋深与隧道开挖高度之和处开始量测点距，直到衬砌结构封闭、下沉基本停止时为止。
地表下沉测点布置图
6.4监测资料整理、数据分析及反馈
现场量测所取得的原始数据,不可避免的会具有一定的离散性,其中包含着测量误差。
因此,应对所测数据进行一定的数学处理。
数学处理的目的是:
将同一量测断面的各种量测数据进行分析对比、相互印证,以确定量测数据的可靠性;探求围岩变形或支护系统的受力随时间变化的规律,判定围岩和初期支护系统稳定状态。
在取得监测数据后,及时由专业监测人员整理分析监测数据。
6.5监控量测质量保证措施
（1）将监测管理及监测实施计划纳入施工生产计划中，作为一个重要的施工工序来抓，并保证监测有确定的时间和空间。
（2）制定切实可行的监测实施方案和相应的测点埋设保护措施，并将其纳入工程的施工进度控制计划。
（3）施工监测紧密结合施工步骤，监控每一施工步骤对周围环境、围岩、支护结构、变形的影响，据此优化施工方案。
（4）监测数据应及时整理分析，一般情况下，应每周报一次，特殊情况下，每天报送一次。
监测报告应包括阶段变形值、变形速率、累计值，并绘制位移时态（或时程）曲线，进行回归分析，及时对监测结果进行综合评价。
七.管理措施
7.1质量管理措施
（1）根据本工程质量目标，我工区建立质量管理组织机构如下。
质量管理领导小组；
组长：
李挺
副组长：
权开乐马良玉
成员：
王俊李明刘强王东旭李刚李广全张佳超
（2）质量管理组织机构图
运行质量保证体系，控制施工质量。
（3）施工前的技术交底制度
工程施工前，由主管工程师向全体施工人员进行技术交底，明确该项工程的设计要求、技术标准、定位方法、几何尺寸、功能作用及与其他工程的关系、施工方法和注意事项等，使全体人员在彻底明了施工对象的情况下投入施工。
（4）对工序实行严格的“三检”及工序交接制度
“三检”即：
自检、互检、交接检。
上道工序不合格，不准进入下道工序，确保各道工序的工程质量。
（5）施工动态管理
掌子面施工做到勤观测，每循环开挖后要及时进行地质素描，当发现围岩较差Ⅳb支护不满足施工要求时，及时上报，申请变更，保证施工安全。
7.2安全管理措施
（1）根据本工程安全目标，我工区建立安全管理组织机构
安全管理领导小组；
组长：
李挺
副组长：
权开乐马良玉
成员：
王俊李明刘强王东旭李刚李广全张佳超
（2）安全管理组织机构图
运行安全保证体系，保证施工安全。
（3）施工现场安全管理措施
1）开挖及支护前，先清理上方及侧方可能滑坍的表面、灌木及山坡危石等，疏通流水沟渠，排除积水。
2）对土质天沟应随挖随砌，不使水冲刷坡面。
3）土石方开挖必须按设计要求进行边、仰坡放线，至上而下分层开挖，分层支护。
严禁掏底开挖或上下重叠开挖。
4）施工中发现危及地面建筑物或有危险品时立即停止施工，待处理完毕后方施工。
5）挖掘机、风动钻机等常用施工机械及机具在操作和使用时，检查和观察其安全性能和安全状态。
如有特殊情况，及时维修。
6）小导管施工时遵守钢管吊装和使用时起吊安全规程，并严格按钻机操作程序进行作业。
7.3工期控制措施
（1）根据本工程工期计划目标，我工区建立工期控制管理组织机构
工期控制管理领导小组；
组长：
李挺
副组长：
权开乐马良玉
成员：
王俊李明刘强王东旭李刚李广全张佳超
（2）工期控制管理组织机构图
运行工期控制管理体系，控制施工工期。
（3）领导小组安排专人提前完成施工点的征地拆迁工作，积极协调施工中遇到的各种困难，保证工期目标。
7.4环境保护措施
（1）根据本工区环境保护目标，我工区建立环境保护管理组织机构
环境保护管理领导小组；
组长：
李挺
副组长：
权开乐马良玉
成员：
王俊李明刘强王东旭李刚李广全张佳超
（2）环境保护管理组织机构图
运行环境保护保证体系，控制施工环境。
（3）洞口环境保护措施
对使用的工程机械和运输车辆安装消声器并加强维修保养，降低噪音。
机械车辆途经居民区及驻地时应减速慢行，不鸣喇叭。
合理安排施工作业时间，尽量降低夜间车辆出入频率，夜间施工不得使用噪音大的机械。
适当控制机械布置密度，条件允许时拉开一定距离，避免机械过于集中形成噪音叠加。
7.5文明施工管理措施
（1）根据本工程文明施工目标，我工区建立文明施工管理组织机构
文明施工管理领导小组；
组长：
李挺
副组长：
权开乐马良玉
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