施工方案大独山隧道穿越断层专项施工方案修.docx

1、施工方案大独山隧道穿越断层专项施工方案修目录大独山隧道穿越断层专项施工方案1、编制依据1。1沪昆客专长昆贵州段指导性施工组织设计；1。2高速铁路隧道工程施工技术指南、高速铁路隧道工程施工质量验收标准；1。3铁路隧道工程施工安全技术规程（TB103042009,J9472009);1。4铁路隧道超前地质预报技术指南(铁建设【2008】105号）；1.5大独山隧道设计图 第二册 共四册；2、编制原则2.1高效、适用原则本方案能高效运行，适合本工程，能正确指导施工；2.2安全原则本方案的操作实施要安全，并能指导安全施工；2。3符合本单位技术水平的原则本方案投入的设备、现场组织协调均符合本单位现有水平

2、，能确保方案顺利实施。3、适用范围根据设计图纸：洞身依次穿越大兴寨断层、龙门地断层、垮岩断层、大湾断层、营盘坡断层、杨家冲断层、永宁镇断层等7个断层,8个推测破碎带,4个可溶岩与非可溶岩接触带。如下表示:起讫里程长度m风险等级附注D1K853+170D1K853+24070中可溶岩与非可溶岩接触带D1K853+365D1K853+41550高F1推测破碎带D1K853+700D1K853+800100高F2推测破碎带D1K854+510D1K854+610100高F3推测破碎带D1K855+025D1K855+125100高F4推测破碎带D1K855+200D1K855+320120高大兴寨断

3、层D1K855+580D1K855+680100高F5推测破碎带D1K856+110D1K856+16050高龙门地断层D1K856+210D1K856+335125中F6推测破碎带D1K856+615D1K856+750135高垮岩断层D1K857+250D1K857+30050高大湾冲断层D1K857+695D1K857+77075高营盘坡断层D1K858+070D1K858+11040中F10推测破碎带D1K858+290D1K858+33060中可溶岩与非可溶岩接触带D1K859+350D1K859+40050高杨家冲断层D1K859+800D1K859+950150高永宁镇断层D1K

4、860+235D1K860+28550中可溶岩与非可溶岩接触带D1K860+285D1K860+510225中F12推测破碎带D1K860+770D1K860+82050高可溶岩与非可溶岩接触带大独山隧道共有7个断层、8个推测破碎带与4个可溶岩与非可溶岩接触带，其施工的工艺参数严格按照施工图纸、规范施工。其支护参数如下：可溶岩与非可溶岩接触带:D1K853+170D1K853+240 段长度为70m。 采用c型复合式衬砌,台阶法临时仰拱，拱部设置423。5mm的小导管，每环40根，每根长度为4.0m，纵向每2.4m一环，全环18型钢拱架，间距0.8m。可溶岩与非可溶岩接触带：D1K858+29

5、0D1K858+330段长度为60m。采用b型复合式衬砌,台阶法临时横撑，拱部设置423.5mm的小导管,每环40根，每根长度为4.5m，纵向每3。0m一环，全环18型钢拱架，间距1。0m。根据超前预报实施帷幕注浆。可溶岩与非可溶岩接触带：D1K860+235D1K860+285 段长度为50m。采用c型复合式衬砌,台阶法临时仰拱,拱部设置423.5mm的小导管，每环40根,每根长度为4.0m，纵向每2。4m一环，全环18型钢拱架,间距0。8m。根据超前预报实施超前周边注浆。可溶岩与非可溶岩接触带：D1K860+770D1K860+820 段长度为50m. 采用c型复合式衬砌，台阶法临时仰拱，

6、拱部设置423.5mm的小导管，每环50根，每根长度为4.0m，纵向每2。4m一环，全环22a型钢拱架，间距0.6m。根据超前预报实施超前周边注浆。大兴寨断层：D1K855+200D1K855+320段长度为 120m。采用级抗水压1.0Mpa复合式衬砌，台阶法临时仰拱，拱部设置766mm的中管棚，每环50根，每根长度为8。0m,纵向每6m一环，全环20b型钢拱架，间距0。6m。根据超前预报实施超前周边注浆。龙门地断层：D1K856+110D1K856+160段长度为 50m。采用级抗水压0.5Mpa复合式衬砌，台阶法临时仰拱,拱部设置766mm的中管棚，每环50根,每根长度为8.0m，纵向每

7、6m一环，全环20b型钢拱架，间距0.6m。根据超前预报实施超前周边注浆。垮岩断层:D1K856+615D1K856+750段长度为135m。采用级抗水压1.0Mpa复合式衬砌，台阶法临时仰拱,拱部设置766mm的中管棚,每环50根，每根长度为8。0m，纵向每6m一环，全环20b型钢拱架，间距0。6m.根据超前预报实施帷幕注浆。大湾冲断层:D1K857+250D1K857+300 段长度为50m。采用级抗水压0。5Mpa复合式衬砌，台阶法临时仰拱，拱部设置766mm的中管棚，每环50根，每根长度为8.0m,纵向每6m一环，全环20b型钢拱架，间距0。6m。根据超前预报实施超前周边注浆。营盘坡断

8、层:D1K857+695D1K857+770 段长度为75m。采用级抗水压1.0Mpa复合式衬砌,台阶法临时仰拱,拱部设置766mm的中管棚，每环50根，每根长度为8。0m，纵向每6m一环，全环20b型钢拱架，间距0.6m。根据超前预报实施帷幕注浆.杨家冲断层：D1K859+350D1K859+400 段长度为50m。采用级抗水压1.0Mpa复合式衬砌，台阶法临时仰拱，拱部设置766mm的中管棚，每环50根，每根长度为8。0m，纵向每6m一环，全环20b型钢拱架,间距0。6m。根据超前预报实施帷幕注浆。永宁镇断层：D1K859+800D1K859+950 段长度为150 m.采用级抗水压1.0

9、Mpa复合式衬砌,台阶法临时仰拱，拱部设置766mm的中管棚，每环50根，每根长度为8。0m，纵向每6m一环，全环20b型钢拱架,间距0。6m。根据超前预报实施帷幕注浆.F1推测破碎带:D1K853+365D1K853+415段长度为50m。采用c型复合式衬砌,台阶法临时仰拱，拱部设置423。5mm的小导管，每环50根，每根长度为4。0m，纵向每2。4m一环，全环22a型钢拱架，间距0.6m.F2推测破碎带：D1K853+700D1K853+800段长度为100 m。 采用c型复合式衬砌，台阶法临时仰拱,拱部设置423.5mm的小导管，每环50根，每根长度为4。0m，纵向每2.4m一环，全环2

10、2a型钢拱架，间距0。6m。F3推测破碎带:D1K854+510D1K854+610段长度为100m。采用级抗水压0.5Mpa复合式衬砌，台阶法临时仰拱,拱部设置766mm的中管棚，每环50根，每根长度为8.0m，纵向每6m一环，全环20b型钢拱架，间距0。6m。根据超前预报实施超前周边注浆.F4推测破碎带：D1K855+025D1K855+125段长度为100m。采用c型复合式衬砌,台阶法临时仰拱，拱部设置423.5mm的小导管,每环50根，每根长度为4.0m，纵向每2.4m一环，全环22a型钢拱架，间距0.6m。根据超前预报实施径向注浆.F5推测破碎带：D1K855+580D1K855+6

11、80段长度为100m。采用级抗水压0。5Mpa复合式衬砌，台阶法,全环16型钢拱架，间距1。0m。根据超前预报实施帷幕注浆。F6推测破碎带：D1K856+210D1K856+335段长度为125m。 采用c型复合式衬砌,台阶法临时仰拱，拱部设置423。5mm的小导管，每环40根,每根长度为4.0m，纵向每2.4m一环，全环18型钢拱架,间距0。8m。根据超前预报实施径向注浆。F10推测破碎带：D1K858+070D1K858+110段长度为40m。采用级抗水压1.0Mpa复合式衬砌，台阶法临时横撑,拱部设置766mm的中管棚，每环50根，每根长度为8。0m，纵向每6m一环，全环18型钢拱架，间

12、距0.6m。F12推测破碎带：D1K860+285D1K860+510段长度为225m。采用c型复合式衬砌，台阶法临时仰拱，拱部设置423。5mm的小导管，每环50根,每根长度为4。0m,纵向每2。4m一环，全环22a型钢拱架,间距0.6m。4、工程概况4。1隧道概况（1）大独山隧道位于关岭普安区间，起讫里程为D1K852+772D1K864+654，全长11882m。全隧共设置2座横洞1座贯通平导,均采用无轨单车道。在D1K856+500线路左侧设置长约1043m的一号横洞，在D1K861+500线路左侧设置长约1361m的二号横洞，贯通平导长11829m，起讫里程为PD1K852+768P

13、D1K864+597，平行设置于线路前进方向右侧，与左线线路中线的距离为35m。（2）地质构造隧道洞身主要穿越白云岩、灰岩、泥岩、泥灰岩、泥岩夹砂岩等地层，其中可溶岩段长8753m。4.2 断层施工存在的风险在穿越断层时，存在坍塌冒顶等风险.5、穿越断层安全施工方案断层是本隧道施工主要的地质隐患之一，如果施工组织不当或管理过程不规范，容易造成坍塌冒顶等地质灾害，影响工期目标的实现.因此,在穿越断层时，要加强过程控制，充分利用超前地质预报、监控量测等手段辅助指导施工，对施工过程实行动态、全过程监控。5。1严格施工流程隧道穿越断层时严格按隧道穿越断层施工流程图组织施工.5。2 加强超前地质预报详见

14、大独山隧道超前地质预报专项方案.5.3加强监控量测详见大独山隧道监控量测专项方案。6、施工方案6.1 方案实施对于断层破碎带的处理,本着“超前探、预注浆、强支护、弱爆破”稳扎稳打,稳中求快的原则，结合施工经验,对具体类型施工地段，采取如下具体施工手段：6.1.1 做好、做准超前地质预报超前地质预报是保证正确选用合适的施工方案方法的重要依据,我单位拟采用的超前地质预报方法：先采用TSP203超前地质预报仪预报前方围岩的结构特性，基本掌握断层或软岩大变形地段的大致位置，待开挖至预测的断层结构面1520米时，再采用超前水平地质钻机（C6钻机）进行超前钻孔，准确判断断层位置及断层内充填物的性质、富水情

15、况及水压，判断涌水的可能性，制定相应的、可行的技术措施和施工方案并严格按方案进行施工,在超前处理措施实施后进行隧道施工，地质专业工程师进行详细的地质调查和断面地质素描,通过三者有机结合，准确判断前方未开挖地段的围岩情况及超前处理措施的效果。超前地质预报实施方案见“大独山隧道超前地质预报专项施工方案”。6.1.2超前预支护(1）超前小导管施工1）小导管设计参数：导管规格：423.5mm热轧无缝钢花管 ，节长5.0m,孔间距15cm,呈梅花形布置，尾部留不钻孔的止浆段30cm。2）钢管间距环向间距40cm，钢管外插角1015,可根据现场实际情况调整。施工工序:1)掌子面封闭：掌子面用C25喷射混凝

16、土封闭。2）钻孔、插小导管：进行孔位测量放样,孔位测量做到位置准确，钻孔按放样进行,并设方向架控制钻孔方位，使孔位外插角度符合设计要求。人工手持YT28风枪一次钻孔完成.钻孔按设计倾角、间距、孔深，允许误差方向角20,孔口距50mm，孔深50mm。3)清孔：用高压风、水清洗，吹冲干净孔内砂尘及积水，所有钻孔完成均进行检验。4）装入钢管：用风镐将钢管推送入孔，相邻两排小导管搭接长度符合设计要求,且不小于1.5m.5）注浆:注浆顺序由下向上进行，浆液用拌合机搅拌.注浆浆液以水泥单液浆,其水灰比11，注浆压力为0.51.0MPa.进浆速度为开始进浆速度的25%或进浆量达到设计进浆量的80%及以上，结

17、束该小导管孔压浆。施工中根据现场试验确定合理的注浆参数。注浆后要堵塞密实注浆孔，浆液强度达到70以上，或4h后方可进行开挖工作面的开挖。（2）超前中管棚施工1）中管棚设计参数：导管规格：766mm热轧无缝钢花管 ,节长8。0m，孔间距15cm，呈梅花形布置，尾部留不钻孔的止浆段30cm.2）钢管间距环向间距40cm，钢管外插角分别采用1015，可根据实际情况做调整。施工工序：1）掌子面封闭：掌子面用C25喷射混凝土封闭。2）钻孔、插小导管：进行孔位测量放样，孔位测量做到位置准确，钻孔按放样进行，并设方向架控制钻孔方位，使孔位外插角度符合设计要求。C6钻机一次钻孔完成。钻孔按设计倾角、间距、孔深

18、，允许误差方向角20,孔口距50mm,孔深50mm。3）清孔：用水清洗，冲干净孔内砂尘及积水，所有钻孔完成均进行检验。4）装入钢管：用C6钻机将钢管推送入孔,相邻两排搭接长度符合设计要求，且不小于设计要求。5)注浆：注浆顺序由下向上进行，浆液用拌合机搅拌。注浆浆液以水泥单液浆，其水灰比11，注浆压力为0.51。0MPa。进浆速度为开始进浆速度的25%或进浆量达到设计进浆量的80及以上，结束该中管棚孔压浆。施工中根据现场试验确定合理的注浆参数.注浆后要堵塞密实注浆孔，浆液强度达到70以上，或4h后方可进行开挖工作面的开挖.（3）径向注浆1)注浆设计参数：注浆孔按浆液扩散半径1。0m布设，注浆孔按

19、梅花型布置,全环设置,孔底环向间距150cm；注浆孔纵向间距250cm，隧底如有变更参照隧底岩溶整治施工图施工.2)注浆孔采用风机钻开孔，开孔孔径为75mm,终孔直径不小于42mm.孔口管采用42mm,壁厚3。5mm的热轧无缝钢管，钢管长1.0m，孔口管应埋设牢固，并有良好的止浆措施.3）注浆材料采用普通水泥浆(水灰比1：1），注浆压力按11。5Mpa。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，否则应该进行补注浆。(4）超前帷幕注浆(开挖轮廓线外5m）1。 注浆参数：（1）单孔有效扩散半径1。5m，终孔间距2.0m。钻孔孔径108。（2）注浆范围为

20、隧道开挖轮廓线外5m。(3）注浆终压为1.52MPa。注浆前应进行压水实验，据此修正注浆参数。2. 注浆开孔直径不小于108mm，终孔直径不小于90mm。3。 注浆控制标准：（1)单孔水量10L/min或超前钻孔中水量超过0。4L/min.m时应进行注浆。（2）注浆结束标准：单孔结束标准：a. 注浆压力逐步升高至设计终压,并继续注浆10min以上；b。 注浆结束时的进浆量小于20L/min；c。 检查孔涌水量小于0。2L/m。min；d。 检查孔钻取岩芯,浆液充填饱满。全段结束标准:a。 所有注浆孔均已符合单孔结束条件,无漏注现象；b. 注浆后预测涌水量小于3m（3)/m.d；c。 浆液有效注

21、入范围大于设计值.4。 注浆材料:水泥水玻璃双液浆或水泥浆液（1）注浆材料主要为水泥浆液，水泥水玻璃双液浆主要在封孔或涌突水时用。（2）水泥:32.5号普通硅酸盐水泥;水玻璃：波美度Be=40；水泥浆水灰比0。81：1；水泥浆:水玻璃浆液=1：0.8。5。 注浆顺序为先内圈后外圈,同一圈孔间隔施工，此段岩层较破碎,5、6、7、8环各孔应采取后退式注浆，其注浆范围为孔底至开孔方向5m；1、2、3、4各孔环采用前进式注浆。6。 每一循环注浆长度30m，开挖25m,保留5m长止浆岩盘。本图注浆按浆液扩散半径为1。5m,孔底间距2m布设,每循环设9环注浆孔，共190孔，孔长4714m.7。 注浆效果检

22、查:注浆完成后,应根据每孔的钻孔及注浆记录进行认真检查、分析。对注浆效果不好，可能存在注浆盲区的区域进行取芯检查，必要时进行补注浆。（5)超前帷幕注浆(开挖轮廓线外8m）1。 注浆参数：（1)单孔有效扩散半径1.5m,终孔间距2.0m.钻孔孔径108.（2)注浆范围为隧道开挖轮廓线外8m。（3）注浆终压为1。52MPa。注浆前应进行压水实验，据此修正注浆参数。2。 注浆开孔直径不小于108mm，终孔直径不小于90mm.3. 注浆控制标准:（1）单孔水量10L/min或超前钻孔中水量超过0。4L/min。m时应进行注浆。(2)注浆结束标准：单孔结束标准：a。 注浆压力逐步升高至设计终压，并继续注

23、浆10min以上；b. 注浆结束时的进浆量小于20L/min；c. 检查孔涌水量小于0.2L/m。min；d. 检查孔钻取岩芯，浆液充填饱满。全段结束标准:a。 所有注浆孔均已符合单孔结束条件，无漏注现象；b。 注浆后预测涌水量小于3m(3)/m.d；c. 浆液有效注入范围大于设计值。4。 注浆材料：水泥水玻璃双液浆或水泥浆液（1)注浆材料主要为水泥浆液，水泥水玻璃双液浆主要在封孔或涌突水时用。（2)水泥:32。5号普通硅酸盐水泥；水玻璃:波美度Be=40；水泥浆水灰比0。81：1;水泥浆：水玻璃浆液=1：0.8.5. 注浆顺序为先内圈后外圈，同一圈孔间隔施工,此段岩层较破碎，5、6、7、8环

24、各孔应采取后退式注浆，其注浆范围为孔底至开孔方向5m;1、2、3、4各孔环采用前进式注浆。6. 每一循环注浆长度30m,开挖25m，保留5m长止浆岩盘。本图注浆按浆液扩散半径为1.5m，孔底间距2m布设，每循环设9环注浆孔,共190孔，孔长4714m.7. 注浆效果检查：注浆完成后，应根据每孔的钻孔及注浆记录进行认真检查、分析.对注浆效果不好，可能存在注浆盲区的区域进行取芯检查,必要时进行补注浆。（6)超前周边注浆1、注浆范围为开挖轮廓线外5m。2。 每一循环注浆长度为30m,开挖25m，预留5m止浆岩盘.3。 本图注浆孔按浆液扩散半径2m，孔底间距3m布设，每一循环共设4环注浆孔.4。 注浆

25、孔开孔直径不小于108mm，终孔直径不小于90mm。5。 钻孔和注浆顺序由外向内,同一圈孔间隔施工。6。 原则上均采用后退式注浆，如岩层破碎容易造成坍孔时，可采用前进式注浆。7. 钻进过程中遇涌水或因岩层破碎造成卡钻时，应停止钻进，进行注浆、扫孔后再行钻进。 8. 注浆材料及注浆参数及注浆结束标准，效果检查参照沪昆贰隧咨参05-05图办理。6。1。3开挖方法开挖方法采用三台阶七步法加临时仰拱法(或设临时钢架）施工.（1）先单独对上台阶进行掘进,人工风枪钻孔，光面爆破，开挖循环进尺1榀拱架间距，之后施做临时仰拱。中、下台阶依次错开35m后,同步进行施工,形成上、中、下台阶同时掘进、同时循环错开的

26、施工作业。（3)每步开挖后及时进行喷锚支护,并架设钢架;钢架与钢筋网焊接为整体.（4）施工中及时进行超前地质预报、围岩监控量测，准确掌握围岩状况，确保施工安全。(5)施工注意事项：隧道施工应坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤测量”的原则。如有超前支护等辅助施工措施，应首先利用上一循环架立的钢架施作完毕,再开挖.开挖方式均采用弱爆破.爆破时严格控制炮眼深度及装药量。锁脚钢管应及时设置，且必须对锁脚钢管进行注浆，以确保钢架基础稳定，锁脚钢管必须与拱架焊接牢固.第3部台阶开挖后仰拱应紧跟。施工中,应按有关规范及标准图的要求，进行监控量测，及时反馈结果，分析动身结构的稳定,为支护参数的调整、灌注

27、二次衬砌的时机提供依据。施工时根据现场情况,必要时在临时仰拱中增设钢架.6。1。4及时施作支护结构（1）砂浆锚杆和中空锚杆施工方法进行孔位测量放样，孔位测量做到位置准确，钻孔按放样进行，采用标志杆做控制钻孔方位,使孔位角度符合设计要求,在中空注浆锚杆前装钻头，尾部与风枪相连并钻孔，锚杆打入后，随即用套管将后续锚杆接上,钻至设计深度后，用水和高压风洗孔,再在钻杆尾部安设垫板，上紧螺帽,然后连接注浆管，用高压注浆设备注浆，注浆顺序自两侧起拱线向拱顶逐根进行,注浆结束后检查其效果，不合格者补浆，注浆时，作业工人不准站在注浆口附近.砂浆锚杆采用台车和人工风枪按锚杆孔位钻孔，边墙锚杆孔略往下倾,成孔后采

28、用高压风吹洗清孔,检查锚杆孔位间距、深度、角度是否符合要求，深度应大于锚杆长度10cm,发现不合格钻孔废弃重钻，砂浆锚杆孔采用倒退式注浆，人工插入锚杆,安装好的锚杆不得敲打或悬挂重物。砂浆锚杆施工工艺1）钻孔：钻孔前检查工作面稳定性,施工时采用台车或风枪钻孔。孔位偏差不大于150mm，孔深偏差不大于50mm，采用“先注浆后安装锚杆”的程序施工，钻头直径大于锚杆直径15mm.系统锚杆在围岩开挖和喷设混凝土后打设,钻孔时确保孔口岩面整平，使岩面与钻孔方向垂直，局部随机锚杆的孔轴方向与可能滑动面的倾向方向相反，其与滑动面的交角大于70，间距1。01.5m，梅花形布置.2）锚杆埋设:锚杆埋设前，先对锚

29、孔进行检查，孔位、孔深、沿直度、孔径、方向合格，杆孔的深度大于锚杆设计长度10cm，直径大于杆体直径15mm,孔位允许偏差150mm。同时用高压风、水清孔，使孔干净无积水残碴。此外检查锚杆钢材、直径、长度符合设计要求,锚杆端头加工螺纹长度不小于10cm.锚杆埋设采取先注浆后插杆方法施工,砂浆强度不少于20Mpa，配比试验选定,用羊角气泵胶管从孔底倒插式注浆，浆满后快速插入锚杆到埋设长度，然后用半干硬砂浆封实孔口，用楔子固定锚杆，并安设垫板，上好螺帽。锚杆埋设后24h以内不许碰撞，锚杆砂浆掺膨胀和早强剂，以提高其早期强度，埋设24h后，拧紧螺母，使垫板紧贴岩石。3)中空锚杆施工工艺流程如图6.2

30、所示。图6.2 中空注浆锚杆施工工艺框图（2）钢筋网施工方法按设计要求的钢筋网材质和尺寸在洞外制作，加工成片，其钢筋直径和网格间距符合图纸规定。加工后的钢筋网片平整，钢筋表面无削弱钢筋截面的伤痕。制作成型的钢筋网片轻抬轻放,避免摔地产生变形，钢筋网片成品远离加工场地，堆放在指定的成品堆放场地上，在存放和运输过程中避免潮湿的环境、防止锈蚀、污染和变形，采用汽车运输到施工现场。安装网片在初喷后进行挂设，钢筋网片随初喷面的起伏铺设,与受喷面的间隙一般不小于4cm，焊接固定于先期施工的系统锚杆之上，再把钢筋片焊接成网,网片搭接长度为12个网格，施工人员经培训合格后上岗，高处作业同时做好安全防护，焊工持证上岗。钢筋网安装施工工艺流程如图6。3所示。图6。3 钢筋网安装工艺框图（3）型钢(格栅)钢架施工方法型钢(格栅）钢架按设计图加工，采用洞外按11比例放样加工，各单元焊接完成后，先试拼再运进洞内安装。安装前先准确定出每榀钢架的位置，清理拱角或墙角的松碴，处理欠挖部位至设计断面，型钢(格栅）钢架按设计位置拼装，型钢(格栅）钢架与封闭砼之间间隙大时增设垫块定位，两排钢架间纵向按设计要求用钢筋联接，形成纵向连接体系。钢架安装完成后，打设锁脚锚管与钢架采用“L型焊接牢固，使之成为整体结构。型钢(格栅)钢架支护施工流程如图6。4所示。图6.4 钢架支护施工工艺框图