1、正本双线铁路隧道工程进口富水断层带超前预注浆施 工 方 案编 制： 审 核： 批 准： 版 本 号: ESZAQDGF001 编制单位： 编 制: 审 核： 批 准： 目 录一、 编制依据3二、 编制原则4三、 工程概况4四、 施工情况5五、 施工方案62. 施工方法72.1径向注浆加固初支不稳定部位72.2已开挖段仰拱初支封闭72.3掌子面封闭，施作止浆墙8施作止浆墙82.4超前预注浆92.4.2注浆材料122.4.3注浆顺序122.4.4注浆工艺122.4.5注浆结束标准132.4.6注浆效果检查及评定142.4.7注浆施工142.4.8注浆施工场地布置162.5双侧壁导坑法施工16双侧壁2、导坑法施工工艺步骤16四、资源配置191、设备及材料配置192、人员配置（按三班制）21五、 质量保证措施22六、安全生产保证措施245、每一孔注浆完成后，先泄压，再拆管，防止注浆管内高压伤人；247、钻机、注浆泵应定期保养，修护，加油；2410、掌子面应配备灭火设备，预防火灾。25七、环境保护措施255、施工中产生的污水处理达标后，向指定的地方排放。25一、 编制依据1、新建铁路xx至xx铁路xx段站前重点工程施工图。2、双线隧道复合式衬砌参考图:图号：xx汕深隧参05(W)；双线隧道拱架、施工方法及辅助施工措施参考图：图号：xx汕深隧参08(W)。3、国家和铁道部的适用于本标段的设计施工规3、范、规程、规则、规定、质量检验与验收标准等。4、 xx铁路（xx段）XSGZQ-2标实施性施工组织设计。5、 现有的施工技术水平、施工管理水平和机械设备配备能力。6、 DK262+368.98DK262+560段超前地质预报资料。 7、 （1） 2008年9月20日部工程设计鉴定中心关于xx隧道进口施工的会议精神。 （2）2008年9月20日xx铁路xx有限公司工程部研究有关设计工作的会议纪要。 （3）2008年9月22日xx铁路xx有限公司工程部研究xx隧道施工有关问题的会议纪要。二、 编制原则1、贯彻执行国家、铁道部的有关方针、政策及铁路客运专线隧道施工规范和验收标准。2、严格按照实施性施4、工组织设计进行合理编制。3、优先考虑安全、质量的原则。精心组织施工，合理安排工作量和工期，确保无安全、质量事故发生。4、重视xx隧道的工程地质、水文地质调查及超前地质预报工作，把超前地质预报纳入施工工序。建立以地质工作内容为先导、以量测为依据的信息化施工管理体系。三、 工程概况xx隧道全长12697m（DK261+606DK274+303），为双线铁路隧道，总体呈北东走向。xx隧道地处xx山区，位于xx向斜及北西向断层组内，构造相对简单，区内主要为燕山期花岗岩体，受区域地质构造影响，断裂构造很发育，在现有地貌上主要沿长大冲沟发育。区内水文地质条件较复杂，构造裂隙水分布于与隧道交汇的断裂带内，对5、隧道影响很大，施工时易发生突水突泥现象。区内断裂构造F-1位于DK262+470，产状不清，走向约105，宽度4m7m，长2100m，角砾呈棱角状，角砾成分为花岗岩、石英岩、辉绿岩，胶结松散。根据设计资料显示，DK262+505+630段为F-1与F-3断裂及其影响带范围。四、 施工情况xx隧道进口开挖至DK262+365时围岩变差，xx隧道DK262+365+385开挖揭露的围岩为花岗岩, 弱风化,岩体破碎,地下水发育,初支后有较大淋水；DK262+385+405已开挖段局部初支混凝土开裂，并伴有较大淋水，监控量测数据显示变化量较大。DK262+405开始采用CRD工法，右导洞开挖至DK266、2+411时,掌子面揭露为花岗岩,全风化强风化, 有股状水流出，整体稳定性差。8月29日,在DK262+411掌子面施作超前钻孔,钻至DK262+424.5处时,前方涌水、涌泥压力增大,无法钻进。8月31日,DK262+411 掌子面发生涌泥、涌水,掌子面被挤出,涌出物为断层角砾夹砂土状全风化花岗岩岩体, 判断掌子面前方为断层破碎带及影响带，根据已开挖地段围岩揭示、超前地质钻孔及地表断层露头，判断DK262+35+414为断层影响带， DK262+414+424.5为断层带，断层带物质为断层角砾夹砂土状全风化花岗岩岩体及泥状物。DK262+424.5前方地质情况暂不能确切定义,需随后续施工及超7、前地质钻孔揭露情况进一步确定。2008年9月22日xx铁路xx有限公司工程部研究xx隧道施工有关问题的会议纪要明确正洞超前预注浆后采用双侧璧导坑法施工。五、 施工方案已开挖段径向注浆1. 施工工序流程图 已开挖段仰拱初支封闭掌子面封闭、止浆墙施作超前预注浆双侧壁导坑法开挖径向注浆补强仰拱及填充施工拱墙衬砌图1 F-1富水断层带处理施工工序流程图2. 施工方法 2.1径向注浆加固初支不稳定部位对DK262+365+411段已开挖初支部位进行加固圈5m的全断面径向注浆加固，确保已施工段安全。注浆孔间距1.2m*1.2m，杆体采用5m长25自进式注浆锚杆，浆液采用水泥、水玻璃双液浆。表1 xx隧道全8、断面径向注浆参数表序号参数名称参数值1注浆加固范围开挖工作面及开挖轮廓线外5m2纵向范围DK262+365+4053浆液扩散半径R=2.0m4注浆速度10110L/min5注浆终压水压+（12）MPa6注浆孔数量40个（B=5m）图2 径向注浆眼孔布置示意图2.2已开挖段仰拱初支封闭 DK262+385+400段左右侧错开落底，然后及时开挖仰拱，接仰拱拱架，并喷射混凝土封闭成环。仰拱开挖长度每次不超过3榀，以防拱脚悬空过多造成失稳。2.3掌子面封闭，施作止浆墙2.3.1掌子面封闭网喷混凝土10cm封闭上台阶掌子面，两侧各用一根125钢管将掌子面涌水引排至已衬砌段排水沟。采用6m长超前小导管对掌9、子面及开挖轮廓线注浆加固，上台阶加固后再逐层按10：3的坡度往下刷，每层高度控制在2米左右，并进行网喷混凝土封闭及超前小导管注浆加固后，再施作下一层。图3 掌子面开挖平面示意图施作止浆墙2.3.2.1用沙袋做围堰，拦住涌水，在围堰中下部安设排水管，排除工作范围以外。2.3.2.2止浆墙设于DK262+405，清理止浆墙位置处的边墙，对喷射混凝土表面凿毛，清理干净，底部清除淤泥和杂物，开挖120cm深基础。2.3.2.3在止浆墙位置环向和底部施作锚杆连接，错杆施作两环，采用22砂浆锚杆，长1m，锚入50cm，环、纵向间距均为1m。2.3.2.4安装排气管和排水管（直接接到涌水口），排气管安设位置10、要高于排水管，排水管用两根125钢管，排气管用两根100钢管，并安装闸阀。2.3.2.5立模，灌注止浆墙混凝土。止浆墙上部厚2.5米，底部厚3.5米，呈梯形。止浆墙底部超过开挖面0.5米深。止浆墙必须满足设计要求，以保证注浆效果。注浆过程若止浆墙四周出现漏浆、跑浆现象，可采用小导管注浆封堵缝隙。若止浆墙出现开裂，跑浆等现象影响注浆效果，则必须进行补做。止浆墙采用C20混凝土，分三次灌注完成，每次高3.5米左右。排气管排水管底部围堰排水管沙袋围堰图4 止浆墙施工示意图2.4超前预注浆采取全断面超前预注浆方式，对该段地层进行加固堵水改良。本循环全断面注浆加固里程为DK262+405+435，注浆段11、纵向长度为30m，全断面注浆加固范围为开挖工作面及隧道轮廓线外5m。由于该段曾发生涌泥，故该地层中裂隙比较多，岩层破碎容易造成坍孔,注浆以填充、挤密、劈裂对地层进行加固。第一循环完成后，根据注浆钻孔探明的地质情况及时调整注浆范围。全断面超前预注浆设计图如图5、图6、图7和图8所示，详细参数参照xx汕深隧参08（w）-16-1图办理。图5 全断面超前预注浆孔开孔平面布置图图6 全断面超前预注浆纵剖面图7 全断面超前预注浆C-C终孔断面交圈图图8 全断面超前预注浆A-A(B-B)补孔断面交圈图2.4.1注浆参数全断面超前帷幕注浆参数见表2。表2 全断面超前预注浆参数表序号参数名称参数值备注1加固范12、围纵向30m径向工作面及开挖轮廓线外5m2浆液扩散半径2.0m3注浆终压34MPa4注浆孔直径915注浆速度5110 L/min6终孔间距23m7注浆方式前进式分段长度35m8注浆孔数量128个9孔口管L=3.0m，108mm，壁厚5mm2.4.2注浆材料注浆材料以普通水泥（或HSC超细水泥）水玻璃双液浆为主，水泥单液为辅。浆液配比参数如表3示。表3 浆液配比参数表序号名称浆液配比备 注W:C（水灰比）C:S（体积比）水玻璃3135Be；42.5R以上普通硅酸盐水泥1水泥-水玻璃双液浆（0.81）:11: (0.31)2水泥单液浆（0.61）:12.4.3注浆顺序全断面钻孔注浆施工本着“先外后13、内，先上后下”的原则采取间隔跳孔方式进行，对地层进行充填、挤密、劈裂注浆加固。2.4.4注浆工艺因该段地层涌水涌泥极为严重，为了避免因泥砂的大量流失引起地表沉降，拟采取前进式分段注浆工艺，钻一段、注一段依次往前推进。全断面超前预注浆前进式分段注浆工艺流程图如图9所示。不好不好前进式分段注浆测量放线、标注钻孔位置钻机及平台车就位固定钻孔方向确定钻110钻孔至3m深度安设108孔口管及闸阀，注双液浆配制浆液补孔注浆钻设90钻孔5m第一分段长度注浆第二个分段长度钻孔第二分段长度注浆好继续注浆结束该孔钻孔注浆施工效果检查好结束整体注浆效果检查配制浆液图9前进式分段注浆工艺2.4.5注浆结束标准a.单孔14、注浆结束标准单孔注浆以定量定压相结合。定量标准：注浆量根据类似地层空隙率，每米注浆量控制在0.20.3m3，当注浆量达到设计注浆量的1.52倍，压力仍然不上升，可采取调整浆液配比缩短凝胶时间或进行间歇注浆等工艺压力达到设计终压，结束该孔注浆；定压标准：注浆终压暂定为34Mpa，注浆过程根据浆液扩散情况并结合注浆量大小对注浆压力终值进行验证，确定合适的注浆终压力。单孔注浆压力达到设计终压并维持10min以上可结束该孔。b.全段结束标准设计的所有注浆孔均达到注浆结束标准，无漏注现象。按总注浆孔的510%设计检查孔，检查孔满足设计要求。2.4.6注浆效果检查及评定a检查孔注浆结束后，在注浆薄弱区域钻15、设检查孔，检查孔数量按设计注浆孔数量的510%考虑，检查孔要求不涌泥、涌砂，全断面涌水量小于1m3/d.m，否则应补孔注浆。b.浆液填充率反算通过统计总注浆量，反算浆液对空隙填充率，浆液填充率达到70%以上。2.4.7注浆施工1）在注浆时浆液可能会流向已开挖部分的初支背后，从而引起初支的变形，因此在注浆开始以前应对距离掌子面30米范围内的初期支护的拱部进行径向回填注浆加固，同排小导管之间的间距为1米，相邻两排的间距为1米，且呈梅花形布置，待其加固结束以后在开始全断面注浆。2）孔位标定。按设计在掌子面上将开孔位置用红油漆标出。采用罗盘确定注浆外插角，调整钻机满足设计钻孔方向要求。3）钻孔作业。钻16、机采用低压力、慢钻速，采用110mm的钻头开孔，钻深3m，穿透止浆墙后退出钻杆，安装孔口管。4）安装孔口管。用地质钻机根据定位好的位置和角度开孔，开孔直径110mm，钻进3m深，退出钻杆，采用钻机顶进的方式安装108mm孔口管（在孔口管距法兰盘端部50cm处缠绕麻丝，成纺锤形状，缠绕长度不少于50cm），安装牢固后，进行注双液浆，直到管口和孔口管周边全部封堵，停止注浆，拆卸注浆堵头，安装相配套的闸阀（见图10示）。连接件和钻杆连接螺栓锚固浆液（被挤压）110钻孔108孔口管水泥砂浆 图10 孔口管加工及安装图5）进行钻孔作业，采用90mm的钻头钻进，第一次钻孔深5米，退出钻杆，采用注单液浆的方17、式进行注浆，如出现较大的涌水、漏浆，则注双液浆，并根据现场情况调节。当达到设计注浆量和注浆压力后，则结束此段注浆。6）注浆结束后，则继续进行钻孔，用钻机在同一个孔内继续钻进，第二次钻孔深10m，退出钻杆，并注浆，同上。7）依次循环，当钻孔达到设计孔深时，则退钻进行注浆，达到注浆结束标准后，则结束本孔的注浆。8）当在钻进的过程中出现大水时，则应立即退出钻杆，及时关闭闸阀，防止突水，安装注浆管路，打开闸阀进行注浆，注浆材料以单液浆为主，根据现场实际情况需要注双液浆的则注双液浆。2.4.8注浆施工场地布置全断面注浆施工时主要采用机械化程度较高的大型钻机，以提高注浆效率。为保证钻机的正常工作，要求场地18、必需平整密实，并根据钻机的具体高度、作业范围和注浆孔的设计参数垫设场地。注浆泵和制浆设备安放在对应注浆断面后方适当位置。2.5双侧壁导坑法施工2.5.1双侧壁导坑法施工工艺流程图 图11 施工工艺流程图双侧壁导坑法施工工艺步骤 图12 双侧壁导坑法施工工序横断面图图13 双侧壁导坑法施工工序纵断面图 超前预注浆结束后按双侧壁导坑法开挖。因开挖断面大（154m2），左、右侧壁开挖均采取分部开挖支护的形式。2.5.2.1、（1）利用上一循环架立的钢架施作隧道超前支护。（2）弱爆破开挖部。（3）喷8cm厚混凝土封闭掌子面。（4）施作部导坑周边的初期支护和临时支护，即初喷4cm厚混凝土和钻设系统锚杆后19、，架设I20钢架，并设锁脚钢管。（5）复喷混凝土至设计厚度。2.5.2.2、（1）在至后于部一段距离后，弱爆破开挖部。（2）喷8cm厚混凝土封闭掌子面。（3）导坑周边部分初喷4cm厚混凝土和钻设系统锚杆后。（4）架设I20钢架。（5）复喷混凝土至设计厚度。2.5.2.3、（1）利用上一循环架立的钢架施作隧道超前支护。（2）弱爆破开挖部并施作导坑周边的初期支护和临时支护，步骤及工序同。2.5.2.4、弱爆破开挖部并施作导坑周边的初期支护和临时支护，步骤及工序同。2.5.2.5、（1）利用上一循环架立的钢架施作小导管超前支护。（2）弱爆破开挖部。（3）喷8cm厚混凝土封闭掌子面。（4）导坑周边初喷20、4cm厚混凝土钻设系统锚杆后，架设拱部I20钢架。（5）复喷混凝土至设计厚度。2.5.2.6、（1）利用上一循环架立的钢架施作小导管超前支护。（2）弱爆破开挖部并施作导坑周边的初期支护和临时支护，步骤及工序同。2.5.2.7、（1）弱爆破开挖部。（2）喷8cm厚混凝土封闭掌子面。（3）安设I20横撑。2.5.2.8、（1）弱爆破开挖部。（2）喷8cm厚混凝土封闭掌子面。（3）导坑底部初喷4cm厚混凝土，安设I20钢架使钢架封闭成环，复喷混凝土之设计厚度。2.5.2.9、灌注部仰拱及隧底填充（仰拱及隧底填充应分次施作）。2.5.2.10、（1）根据监控量测结果分析，拆除I20临时钢架及临时横撑。21、（2）利用衬砌模板台车尽早一次性灌注部衬砌（拱墙衬砌同时施作）。2.5.2.11、左、右侧壁相错15m，拱部开挖支护滞后侧壁5m，仰拱开挖距掌子面不大于40m。安全保证措施、注浆后开挖应坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则；、尽量采用人工开挖，减少对围岩的扰动；、工序变化处之钢架（或临时钢架）设锁脚钢管，以确保钢架基础稳定。、钢架之间纵向连接钢筋及时施作并连接牢固；、施工过程中每次拆除临时支护时应加强量测，一次拆除长度不超过10m，以确保施工安全；、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，分析洞身结构的稳定，为支护参数的调整提供依据；、从DK262+4022、5开始，视渗水情况施工加固圈5m的全断面径向注浆补强。四、资源配置1、设备及材料配置表4 超前预注浆主要机械设备配套及材料表类别器具名称型号、规格数量单位备 注钻孔注浆设备钻机钻注一体化钻机2台注浆机KBY-50/704拌浆桶自制6个止浆塞锥形橡胶止浆塞100个主要材料水泥HSC超细水泥50t42.5R普通硅酸盐水泥800t水玻璃3135Be700m3麻丝100公斤锚固剂300公斤表5 双侧壁导坑法主要机械设备配置表序号名称型号单位数量备注1挖掘机小松PC200台12挖掘机小松PC220台13装载机小松A380台24自卸汽车北奔台55砼喷射机成都岩丰台46全自动拌合站台12、人员配置（按三班制23、）表6 超前预注浆人员配置表序号工种每班人数职责1技术人员1对注浆施工负责，协助监测工作2工班长1协助注浆工程师，负责劳动安排及注浆3制浆3负责制浆及浆液配制4机修工1负责排除机械故障和管路的清洗5司机2负责钻机的操作6司泵1负责注浆泵的操作7辅工3协助司机做好钻孔工作，并负责注浆工作8合计14表7 双侧壁导坑法人员配置表序号工种每班人数职责1技术人员1负责现场技术指导，协助监测工作2工班长1负责劳动安排及组织3开挖立拱10负责导坑开挖、架立拱架4喷浆15负责导坑喷浆5司机6负责出碴6杂工4负责文明施工及勤杂7合计37五、 质量保证措施1、注浆前先进行注浆现场试验，或增设试验段，通过现场试验在24、实际施工中根据具体情况及时调整注浆参数，以获得较好的注浆加固效果；2、配制浆液严格按照制浆要求按顺序投料，不得随意增减数量；为避免水泥浆中有杂物而引起堵管，在储浆桶上安设滤筛对拌制的浆液进行过滤。3、水泥浆搅拌好放入储浆桶后，在吸浆过程中要不停地搅动，防止浆液沉淀，影响注浆效果。4、注浆过程中遇到突然停电时，要立即拆卸下注浆胶管，用高压水冲洗干净管内的浆液；5、注浆过程中，若地层吸浆量很大时，注浆压力长时间不上升，可通过调整浆液配比，缩短浆液凝胶时间，以达到控制注浆范围的目的；6、注浆过程中，如注浆压力突然上升，立即停止注浆泵工作，打开泄浆阀泄压，找明原因后再决定该孔是否继续注浆，如是管路堵塞25、，则清除故障后继续注浆，如管路未堵塞，接管注浆时仍旧出现压力突然上升，可结束该孔注浆；7、注浆过程中，如发生其它孔串浆，可关闭该串浆孔继续注浆，但若发生频繁时，应加大钻孔与在注浆孔的间隔或钻一孔注一孔，减少串浆现象；8、注浆过程中，如跑、漏浆现象严重时，可通过间歇注浆技术或通过调整浆液配比缩短凝胶时间的方法进行封堵，但若无效时，可暂停该孔注浆，分析原因，采取其它措施；9、注浆过程中，要保持注浆管路畅通，防止因管路堵塞而影响注浆结束标准的判断，注浆连接件、注浆变头应经常清洗干净，注浆结束后，一定要清洗管路，清洗完以后，把注浆管从注浆法兰盘上拆掉，并及时把注浆法兰盘从孔口管上拆掉，以便下一次扫孔；26、10、采用后退式分段注浆时，钻杆要保持匀速转动，并按设计分段注浆长度和注浆量进行退钻。11、严格按照设计的段长进行分段注浆，不得任意延长分段长度，必要时可进行重复注浆，以确保注浆质量；12、钻孔注浆时，值班工程师应对每个注浆孔所揭示的地质情况进行详细记录，并根据地质情况调整注浆参数和注浆工艺，严格控制结束标准，保证注浆质量和效果。13、在注浆过程中，应安排专门的人员到地表查看情况以防止浆液冒到地表。14、喷锚支护做到喷料随拌随用，时间不超过规定。喷射前清理岩面。厚度较大时分层喷射。严格掌握水压、风压和喷射距离，作到厚度符合设计和安全要求，表面平顺。15、严格按照设计、技术交底所规定的参数进行支27、护，钢架施工时作到加工正确，间距、倾斜度和垂直度符合要求，钢架的底脚落在原状地层；接头板密贴，上齐连接螺栓。对锚杆的方向、数量和深度进行严格控制。六、安全生产保证措施1、施工时项目部应安设有一定排水能力的排水系统，施工中应做好排水准备工作，以防止施工中大量涌水形成危害；准备好抢险材料，做好抢险准备工作；2、钻孔、注浆人员熟练掌握有关作业规程；禁止在不停机械的情况下进行任何修理；注浆泵及管路内压力未降至零时，不拆除管路或松开管路接头，以免浆液喷出伤人；钻机和注浆泵由专人负责操作，未经同意其他人不得操作；注浆人员在拆管路、操作注浆泵时戴防护眼镜，以防浆液溅入眼睛；3、注意用电安全，高空作业应有防坠28、落措施，采用合格电线，并安装漏电保护装置，防止漏电，布线、接头时要做到安全无障； 4、在扫孔过程中，人员撤离到安全地带，防止由孔口吹出土石块伤人；5、每一孔注浆完成后，先泄压，再拆管，防止注浆管内高压伤人；6、钻孔、注浆上下同时作业时，搭设支架必须牢固，同时支架上必须面铺木板，以满足支架上人员和机械设备的安全正常使用；7、钻机、注浆泵应定期保养，修护，加油；8、注浆期间洞内要加强监测，随时掌控围岩变形情况，如发现围岩变形异常，立即采取措施。9、掌子面应有安全警报系统和通信系统，并配备足够内力的排水系统和应急材料，防止涌水、突泥，一旦其它掌子面出现险情，立即报警，组织现场人员撤离；10、掌子面应29、配备灭火设备，预防火灾。11、严格按设计要求对拱顶下沉、水平收敛等方面进行监控量测，根据量测结果及时采取相应的措施，保证施工安全。12、建立健全应急救援体系，制定完善的应急措施，在隧道内发生掉块坍塌时启动应急救援体系，确保把灾害损失降至最低程度。七、环境保护措施1、及时对掌子面渗水做好“引、排、堵”处理措施，减少由于渗水处理不当造成更大的渗流破坏，从而形成大范围的“潜蚀”或“流沙”现象。2、控制施工注浆使用的浆液泄漏，并对进入隧道排水系统中的注浆废液做净化达标处理，避免浆液污染洞外居民的生活、生产用水。3、在水泥搅拌过程中，水泥添加作业规范，搅拌设施保持密闭，防止添加、搅拌过程中大量水泥扬尘外逸。4、施工机械防止漏油，不将机械运转过程中产生的油污水未经处理就直接排放，或维修施工机械时油污水直接排放。5、施工中产生的污水处理达标后，向指定的地方排放。6、隧道弃碴按指定位置和设计堆放要求，分层堆放，逐层压实、防护。