溶洞处理施工方案.docx

1、溶洞处理施工方案1. 编制依据铁路隧道工程施工质量验收标准TB10417-2003客货共线铁路隧道工程施工技术指南TZ204-2008铁路隧道工程施工安全技术规程TB10304-2009铁路桥涵工程施工安全技术规程TB10303-2009客货共线铁路桥涵工程施工技术指南TZ203-2008铁路混凝土工程施工质量验收标准TB10424-2010羊角一号隧道施工图羊角一号隧道D1K112+239-537段溶洞处理方案变更设计施工图 指导性、实施性及羊角一号隧道施工组织设计2. 工程概况羊角一号隧道进口里程D1K108+726，出口里程D1K114+489，全长5727m，隧道为单面坡，设计纵坡为%

2、、%的单面上坡，最大埋深约285m。横洞开挖至正线隧道D1K112+324时，揭示沿正线隧道走向存在大型溶洞。该溶洞全长160m，高414m，宽321m，溶洞局部顶板、侧壁及洞底表层分布有石笋、石柱、石钟乳及石幔，稳定性较差，扰动后极易坠落。溶洞底部为崩积物、冲积物覆盖，组成物分布规律不强，无明显的成层特征，且厚度突变快，均一性差，不宜作为隧道结构基础。图1溶洞平面示意图岩溶水受冲沟水下渗补给，补给不大，观测最大水量2L/S，对隧道工程影响较小。3. 总体施工方案隧道D1K112+244D1K112+388段发育大型溶洞，采用特殊衬砌结构，台阶法开挖。开挖后清除洞顶钟乳石及松动岩块，施做初期支

3、护。该段隧底溶腔发育，采用桩基跨越，桩采用直径的钻孔灌注桩，沿隧道走向分别在隧道中线及边墙设三排桩基，桩与桩之间设三道纵梁连接，梁体间浇筑仰拱混凝土。隧道衬砌采用仰拱现行浇筑，拱墙一次成型，拱墙铺设防水材料。拱部及边墙空腔采用施做2m厚的C20混凝土护拱或回填密实，对于D1K112+264D1K112+294段左侧边墙空腔及D1K112+309D1K112+364段拱部空腔，先对溶洞岩面施做锚杆进行加固，22砂浆锚杆，长，间距,梅花形布置，端部预留50cm在外部，施做衬砌时，采用C20混凝土回填密实；对于D1K112+361D1K112+389段溶洞空腹初喷10cmC25混凝土，施做22砂浆锚

4、杆，长，间距,梅花形布置，6钢筋网，在溶腔空腹中，于衬砌外设置2m厚的C20混凝土护拱；对于D1K112+389D1K112+394段溶洞底部采用C20混凝土换填，边墙及拱部按D1K112+361D1K112+389段处理。4. 资源配置 溶洞处理施工需要的主要机具设备见表1，人员配置见表2。表1 主要机具设备表序号名 称规格型号单位数量备 注一开挖设备1空压机20m3台3租赁2风动凿岩机YT-28把12购置3挖掘机小松PC200-8台1装渣4矿山车大奔台5租赁二桩基施工设备1冲击钻机台3租赁2汽车吊台13混凝土运输车台4三钢筋加工设备1钢筋电焊机BX1-400台10钢筋焊接2钢筋切割机GQ4

5、0F台2切割钢筋3钢筋弯曲机GW40台2弯折钢筋4钢筋调直机GTJ4-14台2钢筋调直5砂轮切割机TCH300台3钢筋切割四二次衬砌施工1钢模台车台12.混凝土输送泵台1表2 施工人员配置表序号人员或工种人员安排作业内容1施工负责人刘金建全面管理2质检工程师菅速军工程质量检查监督3现场工程师王涛、郑博文现场安排4测量工程师魏东、刘永健施工放样与控制5试验工程师刘建凯、高桂鹏钢筋、混凝土等试验6现场安全员孔德寿现场安全与指导7钻孔工25人开挖钻孔及桩基钻孔8支护班20人隧道初期支护9衬砌班35人桩基、仰拱及二衬混凝土浇筑10钢筋工20人钢筋加工与绑扎11爆破工8人隧道爆破施工5. 工期安排表3

6、工期安排表序号施工里程施工项目工期工程量进度指标备注1D1K112+239330洞身开挖及支护石方120m/月二号迂回导洞进洞开挖2D1K112+330537洞身开挖及支护石方90m/月一号迂回导洞进洞开挖石方90m/月二号迂回导洞进洞开挖3D1K112+330537溶腔空洞回填及护拱施做一号迂回导洞进洞4D1K112+244388桩基施工混凝土570m38m/天5台钻机5D1K112+244388暗梁及仰拱施工砼18m/8天18m为一施工段6D1K112+537388仰拱施工砼12m/5天12m为一施工段7D1K112+239537防水及衬砌施工砼12m/5天12m为一施工段6. 溶洞施工方

7、案溶洞概况现场勘测显示溶洞与隧道结构物的位置关系分为隧底空腔、隧道边墙处小型空腔、隧底边墙空腔、洞顶小型空腔和拱墙大型空腔。溶洞开挖后钻孔揭示里程D1K112+244388段隧底溶洞发育较大，岩性组成复杂，不宜做隧道结构基础。里程D1K112+264294、D1K112+301319段左侧边墙及D1K112+379389段右侧边墙向隧道外延伸空腔，深25m，高16m。里程D1K112+309364段拱顶存在溶槽，宽39m，高25m，沿拱顶向右侧延伸。里程D1K112+361394段拱顶及右侧边墙存在较大空腔，空腔侧壁、顶板及局部洞底表层分布有石笋、石柱、石钟乳及石幔，其稳定性较差，易坠落。 设

8、计开挖支护参数D1K112+239D1K112+537段洞身开挖采用爆破开挖，台阶法施工。隧道支护参数见表4，特殊衬砌结构见图。表4 支护参数表分段里程钢架超前支护起始里程终止里程衬砌类型类型部位间距类型每环根数纵向间距m单根长度mD1K112+244D1K112+330特殊衬砌D1K112+330D1K112+388特殊衬砌I18型工字钢拱墙 42小导管303D1K112+388D1K112+537b型复合I18型工字钢拱墙 42小导管303图2溶洞特殊衬砌图施工工序施工工序流程如图3所示。隧道开挖及支护D1K112+330537段采用三台阶七部开挖施工，施工前首先清除溶洞顶板、侧壁及局部洞

9、底表层分布的石笋、石柱、石钟乳及石幔，确保施工安全。按设计轮廓放点，先对隧道轮廓外拱部空腔岩面进行加固，对于里洞 身 开 挖边墙空洞M10浆砌片石垛顶C20混凝土回填初期支护施做溶腔处理C20混凝土护拱基地注浆加固桩基施工梁板施工仰拱填充施做防水层施工二衬施工洞顶石柱、石松清理钻孔确定桩长监控量测图3工序图程D1K112+309D1K112+364段拱部空腔，施做锚杆进行加固，22砂浆锚杆，长，间距,梅花形布置，端部预留50cm在外部，待C20混凝土回填后连接在一起；对于D1K112+361D1K112+389段溶洞空腹施做22砂浆锚杆，长，间距,梅花形布置，6钢筋网，网格间距25cm25cm

10、，喷10cmC25混凝土。钻眼爆破开挖，每循环进尺控制在2榀拱架间距内，开挖后及时施做初期支护，安装I18钢拱架，施做锚杆及安装钢筋网片，按设计回填要求对拱顶及边墙空洞处预埋混凝土泵管，管顶离岩面不得大于30cm，喷射混凝土前内侧管口包裹保护，待初期支护封闭后通过预埋泵管泵送C20混凝土回填空洞。开挖边墙前，为确保溶洞顶板及侧壁稳定，应对边墙拱脚处空腔砌筑2m厚的M10浆砌片石垛顶，沿隧道边墙走向支撑岩面。图4浆砌片石垛顶图空腔回填及护拱施做D1K112+309D1K112+364段初期支护拱部及边墙依次封闭后，按先拱部后边墙的顺序依次对较小空腔分次泵送混凝土回填密实。图5拱顶空腔回填示意图D

11、1K112+361D1K112+394段隧道拱部及大部分边墙轮廓线处于溶腔内，溶腔岩面挂网锚喷加固后，先于C20混凝土护拱外轮廓线安装模板支架，支架采用I18钢拱架，钢拱架间距，纵向采用22螺纹钢连接为以整体，钢拱架内侧铺设5cm的模板。施做初期支护，每隔5m在拱顶位置预埋混凝土泵管，待初期支护封闭后分次泵送C20混凝土浇筑护拱。浇筑时应依次分多次泵送混凝土，密切关注初期支护的变形。图6护拱施工示意图隧道基底加固为提高桩的相对刚度，约束桩顶位移，改善基底性能，需对隧底冲积填充物进行注浆加固，分以下两种方式注浆：钢花管注浆加固桩位2-19与3-19、1-20、2-20与3-20之间采用75钢花管

12、注浆加固，钢管桩间距，梅花型布置，设计参数如下：钢花管：长度5m，钻孔直径1cm，钻孔间距15-20cm，梅花型布置注浆浆液：水泥浆水灰比W:C=:11:1注浆压力：袖阀管注浆加固桩位3-21与3-22采用钢制袖阀管注浆加固，钢制袖阀管钻孔布置见图7。图7袖阀管桩位布置图注浆设计参数如下：袖阀管采用424mm刚性管。套壳料采用膨润土和TGRM特种灌浆料现场配制。注浆孔开孔直径不小于108mm，终孔直径不小于90mm。孔口管应埋设牢固，并有良好的止浆措施。注浆材料采用普通硅酸盐水泥浆，水灰比：:1)注浆压力为23MPa。浆液扩散半径1。桩位3-21下管深度38m，桩位3-22下管深度。袖阀管注浆

13、质量控制将孔位附近场地整平后，再测量放样；在注浆施工中应通过现场试验对布孔方式、注浆参数及浆液配比作进一步调整，并在以后注浆施工过程中根据现场实际情况进行适当调整，以确保注浆效果；孔口止浆率不得小于90%；每循环注浆的扩散半径合格率不得低于90%；注浆过程中要采取相应的措施来防止堵管，如多做试验选定合理的凝结时间，注意压力的变化，如压力升高要及时提升芯管；严禁使用不合格材料，不得使用受潮或过期水泥；制作浆液时，水灰比要按设计严格控制，不得随意变更；严密监视注浆压力和注浆量，出现异常时应立即停止灌入，查明原因并采取相应措施；待浆液达到设计要求后，方可进行下到工序的施做；加强浆液的管理，防止浆液的流失。钢制袖阀管加固桩位施工流程见图8。桩位放样钻 孔下套壳料套壳料制备安装袖阀管、封孔插入注浆管注浆头、管路连接浆液拌制水泥、缓凝剂检验注浆、提管图8袖阀管施工工艺流程图桩