隧道溶洞处理施工方案

1、 中铁xxx 局集团有限公司仰拱、仰拱填充施工专项方案编 制 人：审 核 人：审 批 人：xxxxxxxxxxx 铁路工程三分部二一一年三月目 录一、工程概况 . 1二、施工准备 . 11、人员安排. 1 2、 设备机械配置 . 13、材料 . 1三、进洞测量 . 21、平面控制. 22、高程控制. 2四、工期目标 . 21、1#溶洞处理工期安排 . 22、2#溶洞处理工期安排 . 3五、 溶洞施工方案 . 31、溶洞概况. 3 2、 施工程序 . 33、钢管桩施工流程 . 74、涵洞施工流程 . 75、洞内大管棚超前支护施工流程 . 8六、溶洞处理目的、处理原则 . 91、处理目的. 92、

2、处理原则及重点 . 9七、溶洞处理施工顺序及施工注意事项. 101、施工顺序. 102、施工注意事项 . 10八、应急处理措施 . 11九、质量保证措施 . 131、质量保证体系 . 132、自检制度. 133、各阶段施工自检工作程序. 13十、 安全及环保要求. 14十一、附图 . 151、1#溶洞处理平面图 . 152、2#溶洞处理平面图 . 153、2#溶洞处理代表性断面图. 154、大管棚施工图 . 155、衬砌断面图 . 15溶洞处理施工方案一、工程概况xxxx 隧道在里程：DIy2Kxx+xxDIy2Kxx+xx范围内，隧道施工中揭示溶洞。根据现场核对记录和溶洞补充勘察资料，隧道穿

3、越区有两个较大溶洞范围。溶洞范围分别为DIy2Kxx+xxx+xxx线路左侧溶腔（DIy2Kxx+xxx线路右侧大坑与其相连）；DIy2Kxx+xxx+xxx线路右侧溶洞。二、施工准备1、人员安排开挖工：15人；支护工：15人；机械司机：4人；钢筋工：10人；木工：6人；技术员：1人；技术负责人：1人；测量员：2人；专职质检员：2人；施工负责人：1人；施工员：3人。2、设备机械配置管棚钻机：2台；挖掘机：1台；YT28型凿岩机：10把；侧卸式装载机：1台；潜孔钻机：5台；注浆机：2台；切割机：1台；钢筋弯曲机：1台；电焊机：4台；混凝土输送泵：1台；振捣棒：5把；湿喷机：2台；自卸式翻斗车：4

4、台。3、材料1#溶洞材料：C25喷射混凝土：107m3、C20混凝土：777m3、C25混凝土：96m3、C30混凝土：565m3、C35钢筋混凝土：195m3、6钢筋：1190kg 、22钢筋：17.6T 、14钢筋：4.7T 、8钢筋：1.6T 、中空组合锚杆（L=3m）：362根、边墙砂浆锚杆（L=3m）：329根、防水板：1814m2、无纺布：1814m2、中埋式止水带：261m 、M10浆砌片石：8m3。2#溶洞材料：C25喷射混凝土：131m3、C20混凝土：96.6m3、C25混凝土：36.6m3、C30混凝土：248.4m3、C35钢筋混凝土：2.4m3、6钢筋：131kg 、

5、中空组合锚杆（L=3m）：158根、边墙砂浆锚杆（L=3m）：167根、防水板：467.8m2、无纺布：467.8m2、中埋式止水带：102m 、108钢管（d=6mm）：525m 。三、进洞测量1、平面控制xxx 隧道段有已加密完成的平面控制网（CPII ）。加密网由CPII27-5、CPII27-6、JM-13、JM-14构成。加密控制网精度符合客运专线铁路工程测量的有关规定。进洞放样测量可以在CPII27-5置镜，后视CPII27-6。进洞导线可以CPII27-5、CPII27-6为起始边布设。2、高程控制距xxx 隧道400m 有设计院交桩水准控制点JM-13；距xxx 隧道左侧500

6、米处有已加密完成的水准点JM-14（按二等水准要求加密）。进洞水准加密采用附和水准路线，按二等水准测量要求进行观测。以JM-13作为起始点，JM-14作为附和点。四、工期目标1、1#溶洞处理工期安排涵洞开挖：2011年6月10日2011年6月12日基底砼换填：2011年6月12日涵洞钢筋绑扎：2011年6月13日2011年6月14日底板浇筑：2011年6月15日涵洞内模及顶模安装: 2011年6月17日2011年6月18日涵洞边墙及顶板浇筑：2011年6月19日拆模：2011年6月21日涵洞两侧砼回填：2011年6月21日落水槽及出口浆砌片石：2011年6月22日2011年6月25日涵洞顶砼回

7、填：2011年6月26日2011年6月28日2、2#溶洞处理工期安排溶洞大厅危石清除：2011年7月12日2011年7月18日溶洞顶锚喷支护：2011年7月18日2011年7月21日开挖边线放样：2011年7月21日开挖范围内溶洞支护、锚固：2011年7月19日2011年7月21日护墙基底钢管桩加固：2011年7月22日2011年7月28日导向墙施作：2011年7月25日2011年7月28日施作大管棚：2011年7月29日2011年8月1日隧道开挖、支护：2011年8月2日2011年8月10日隧底钢管桩加固：2011年8月11日2011年8月17日仰拱衬砌及拱墙衬砌具体施工时间根据隧道施工的整

8、体进度安排五、 溶洞施工方案1、溶洞概况1#溶洞（xxx+140 xxx+200）：xxx+155+165线路左侧发现隐伏空腔，后在设计要求下进行揭示施工，发现溶洞。溶洞发育方向不明，钙华堵塞，延伸情况不明，xxx+190线路右侧发现一大坑与溶腔相连。溶洞中可见积水痕迹及少量积水，显示溶洞内有季节性岩溶水。2#溶洞：xxx+105+125线路右侧溶洞，在xxx+124上台阶掌子面拱腰处开始揭示，横向宽约2.5m ，高约4m ，沿E W 向发育并在洞身xxx+100+120段变化成一圆形岩溶大厅，直径约2025m ，高约1015m ，洞底为大量松散崩塌块石堆积，块径一般为35m ，最大达7m ，

9、洞底无水，但有积水痕迹，显示溶洞内有季节性岩溶水。2、施工程序根据每个溶洞的情况，对不同的溶洞采取不同的处理方法。1）1#溶洞处理方法a 、隧道通过溶洞段衬砌采用全包防水衬砌：xxx+145+180，xxx+183+200段采用“级加强A 型衬砌”， xxx+183+200段采用“级下锚复合A 型衬砌”，其余段采用“级复合式衬砌”。b 、为保留岩溶水排泄通道。于隧道左侧开挖轮廓线外侧2m （至涵洞中线）处设置一涵洞，涵洞与隧道左侧开挖轮廓线交点里xxx+170，涵洞轴线与隧道中线夹角为27°交点里程xxx+179.7，涵洞与隧道右侧开挖轮廓线交点里程xxx+188.85涵洞净空断面尺

10、寸为1.5m （宽）*1.8m（高），采用钢筋砼结构，涵洞进口设置落水槽。涵洞底位于粘土层处采用C20砼换填，涵洞两侧空隙采用C20砼回填，涵洞顶回填至溶洞顶或涵洞顶以上2m 范围（当溶洞顶空隙大于2m 时）。 清除溶洞洞顶危石喷锚防护桩加固施做C25施做打管棚隧底施做仰拱衬砌施做拱墙衬砌。 a 、隧道通过溶洞段（xxx+105+125）衬砌采用“级加强B 型衬砌”。 b 、遵循先支护后开挖再衬砌的施工原则进行施工。（1）隧道开挖施工前先对2#溶洞大厅洞顶危石进行清除，并对隧顶范围土体进行锚喷支护。（2）开挖清理护墙范围内填充物，并对护墙基础采用75钢管桩加固，间距1m ×1m ，梅

11、花型布置，钢管桩嵌入基岩内不小于1m ，注0.5:108:1的水泥砂浆，基底加固后承载力不得小于250KPa 。(钢管桩加固见下图 （3）在隧道外侧空腔施作砼护墙，采用C25砼结构。模板：xxx+105xxx+125段隧道外侧空腔施作C25砼护墙，护墙内外侧模板采用竹胶板厚15mm ，其加固体系采用10钢筋拉杆对拉加固模板，拉杆间距间距1m*1m。护墙砼浇筑5-10m 每段。混凝土的浇筑：凝土浇筑应水平分层、左右对称、连续进行。如必须间歇时应在前次混凝土初凝前灌注完上层混凝土。振捣时应快插慢拔，插点均匀排列，不得遗漏。单侧一次连续浇筑高度不超过0.5m ，输送软管的管口至浇筑面垂直距离不得超过

12、2m ，控制在1.5m 以内，以防混凝土离析。超过时采用串筒，振捣器选用合适的功率，杜绝采用大功率振捣器，以防止模板变形跑模；混凝土内部采用插入式振捣器振捣，标准为混凝土表面不再下沉，无气泡，表面开始泛浆液为止。养护：采取覆盖浇水养护，设专人负责，特别加强前期混凝土的养护工作，始终保持混凝土面润湿。拆模：待混凝土强度达到设计强度的80%后开始拆模，拆模时特别注意端墙表面预留槽的轮廓，防止凹槽掉边掉角，对混凝土表面的小缺陷，及时进行处理。（4）与xxx+125里程处，设置砼导向墙，向小里程方向施作108大管棚超前支护，大管棚环向间距50cm ，长度25m 。（5）台阶法暗挖隧道，及时施作初期支护

13、及加强支护。（6）隧底采用75钢管桩加固，间距1m ×1m ，梅花型布置，钢管桩嵌入基岩内不小于1m ，注0.5:10.8:1的水泥砂浆，基底加固后承载力不得小于250KPa 。（7）基底承载力达到要求后施作仰拱衬砌。（8）施作拱墙衬砌。3、钢管桩施工流程（1）预钻孔：在确定要注浆加固的位置上用工程钻机钻孔至预定深度；（2） 制作花管：在75钢管上按间隔约2025cm的距离对开两个直径15mm 的小孔，上下两排孔的位置相互垂直呈梅花型布置；（3）下花管：清除已完成的钻孔中的泥浆、粗颗粒渣土等后下入已制作好的钢花管；（4）封孔：对下好钢管的钻孔在空口用水泥砂浆进行封孔；（5）注浆阀安装

14、：在下好的钢管管口安装注浆阀，并与注浆管进行连接；（6）制浆：按设计规定的水灰比制备水泥砂浆；（7）注浆：启动注浆泵，泵送水泥砂浆，一直注浆到设计所规定的压力并稳定为止；在此过程中可视需要或设计规定进行间歇注浆，直至符合设计要求为止。（8）做好注浆过程中各项记录：注浆时间、注浆压力、水泥用量、水灰比、注浆过程出现的特殊情况等；（9）注浆达到设计要求后，清洗管路，拆除注浆管，进行下一孔的注浆。（10）加固效果检测。4、涵洞施工流程（1）按设计位置进行放样，核实地质情况及涵洞位置，排水通道； （2）涵洞基坑开挖，粘土层挖除； （3）溶洞底粘土层C20砼换填； （4）涵洞钢筋绑扎，底板浇筑； （5）

15、涵洞边墙及顶板浇筑； （6）落水槽、浆砌片石等附属施工； （7）涵洞两侧、洞顶砼回填。 5、洞内大管棚超前支护施工流程（1）砼导向墙施作； （2）管棚钻机就位，钻孔；（3）清孔后，顶入管棚，对管棚进行编号； （4）安装注浆阀； （5）按设计要求制浆；（6）按奇偶数分别对管棚进行注浆。大管棚施工示意图 DIy2K51+125断面图I导向墙内导管布置图6、2#溶洞大厅危石清除、锚喷支护施工流程（1）核查地质情况，确定需清除的危石； （2）搭设简易脚手架，人工配合机械清除危石； （3）在溶洞大厅搭设脚手架，铺设行走及锚喷工作平台； （4）检查工作平台稳定性； （5）接入风管、水管； （6）锚杆钻孔施

16、工； （7）插入、锚固锚杆； （8）喷射混凝土作业。六、溶洞处理目的、处理原则1、处理目的1）确保现掌子面开挖安全位于隧道xxx+105+125线路右侧溶洞，溶洞宽度及高度均较大，溶洞顶存在块石或孤石且溶洞部分在隧道掌子面开挖延伸方向。通过处理，使隧道在开挖工作面能保持围岩的相对稳定，防止工作面坍塌。2）满足永久隧道结构的承载力、变形要求溶洞填充物和灰岩地层承载力有很大的差别，溶洞延伸至隧道底的部分，其填充物为粘土、块石土，其承载力较低，不能保证隧底的稳定。通过对地层处理，提高该处地层的承载力，减小不同地层之间的差异沉降。3）满足隧道防排水要求隧道穿越区两处溶洞范围内均发现有水痕迹或少量的积水

17、，溶洞内有季节性岩溶水。通过处理，使隧道结构满足防水要求，并不影响溶洞原有水流通道。 2、处理原则及重点1）溶洞处理应结合补勘地质资料及施工中超前地质预报资料来进行。 2）防止坍塌、明显地层软硬不均和永久结构后期沉降过大，处理的重点是隧道洞顶及隧底部分。3）主要针对溶洞填充物为粘土、块土石。4）针对不同的溶洞形式（空洞、填充物的力学指标不同）采取不同的措施。七、溶洞处理施工顺序及施工注意事项1、施工顺序1）1#溶洞施工顺序 （1）涵洞位置放样（2）清理溶洞回填虚碴，涵洞基坑开挖； （3）涵洞底粘土层砼换填； （4）涵洞钢筋绑扎； （5）涵洞砼施工 （6）落水槽设置； （7）涵洞两侧空隙砼回填；

18、 （8）涵洞洞顶砼回填。 2）2#溶洞施工顺序（1）清除溶洞顶危石，并采用锚喷支护；（2）放样开挖边线，对可能影响的溶洞坍塌物进行支顶、锚固； （3）护墙基底为粘土的部位采用钢管桩加固； （4）施作C25砼护墙； （5）施作大管棚；（6）台阶法开挖隧道，并施作初期支护及加强支护； （7）隧底钢管桩加固； （8）施作仰拱衬砌； （9）施作拱墙衬砌。 2、施工注意事项1）严格按照设计图纸的要求进行施工，确保钢管加固桩、大管棚钻孔深度满足设计要求，钻孔施工过程中做好编录；2）严格控制各浆液配比，做好施工记录及各种签证记录； 3）严格控制各注浆压力；4）严格控制1#溶洞涵洞底、顶高程；5）施工过程中对

19、异常情况及时向上级汇报，及时进行处理； 6）施工过程中加强安全管理，尤其用电安全和防落物。 7）加强施工过程中量测、地质预报工作；8）逐段核实地质情况，开展施工期间岩溶、塌方、突泥突水危险性评估。八、应急处理措施对岩溶处理施工过程中可能出现的塌方、突泥突水等情况制定可靠的处理措施。1）、组织机构由项目领导、物资部共同组成坍塌、突泥突水预防领导小组， 组 长：钱昌文 副组长：李祥顺组 员：物资部及现场主要管理人员职责划分：组长负责全面处置工作，副组长协助组长工作。钱昌文负责现场指挥、保护、处置，配合相关部门进行现场勘察，维护现场及其周边的治安秩序；办公室、项目领导等相关部门负责后勤保障，协助处理

20、、调查、分析事故原因。组长和副组长在处置事故中有权调动项目的一切人力、物力，任何部门、项目班组和个人必须无条件服从。组长部下设联络组、事故组、抢险救护组、治安组和后勤保障组，各组长分关组织完成总指挥下达的应急措施和各项任务。2）、预防塌方、突泥突水措施、加强洞内围岩观测，重点加强洞内水平收敛、拱顶下沉量测，溶洞顶可能失稳地方的观察；对监测变化较大、溶洞顶岩石出现明显裂隙时要即使告诉现场施工负责人，采取加强支护等措施。加强施工过程中溶洞内滴水情况、坑道渗水情况的观察；对监测变化较大、溶洞洞内滴水、坑道渗水急剧加快或变浑时要即使告诉现场施工负责人，采取加强支护等措施。、对于隧道穿越溶洞地段，要采用

21、超前支护的方法加强处理，特别差的地方要采取小导管注浆的方法控制隧道塌方。、溶洞处理施工中，要严格按照设计图纸要求进行施工，坚决不允许有偷工减料的现象。3）、应急预案、事故发生后，现场主要管理人员必须立即报告应急领导小组，同时，领导小组主要人员必须以最快速度到达现场，迅速启动应急预案，把各种损失降低到最小限度。、接到事故发生通知后，办公室应迅速调动一切可用车辆到达现场，听候指挥组长调派，同时拨打“120”请求医疗救援小组尽快赶赴现场。、物资保障部在接通知后，在最短时间内将应急救援装备、物资、药品等送到事故现场。、事故发生后，机电工程师应迅速到位，准备好电源、夜间照明等一切事宜。、应急小组赶赴现场

22、后，尽快调查事故大小，根据情节轻重结合自身救援小组能力大小是否决定请求当地政府、集团公司协调应急救援力量。、调集专家组成员前赴现场，调查事故原因，确定事故处理方案，尽可减少事故损失。、现场技术人员应提供隧道平面布置图，洞内作业人数及作业部位。九、质量保证措施 1、质量保证体系 施工中强化以第一管理者为首的质量自检、自控体系，完善内部检查 制度，配齐质量管理人员，实行工程部管理、安全质量监察部监控的监管 分离体制，立足自检、自控，责任落实到人，对工程重要结构和隐蔽工程 建立预检和复检制度。 自检体系由项目部组成，为自检内控核心；项目部安全质量监察部为 实施单位，检测试验中心配合；施工队设专职质检

23、员，按照“跟踪检查”、 “自检”、“复检”、“抽检”的检测方法实施检测工作，严格质量一票 否决制。 2、自检制度 施工过程中自觉进行自检、互检、交接检，并定期不定期地组织质量 检查，严格奖罚制度，确保实现质量目标。 凡属隐蔽工程项目，首先由班组、施工队、项目部逐级进行检查，检 验合格后会同监理工程师一起复检，检查结果填入验收表格。 测量资料经换手复核，交项目分部测量工程师审核后报监理工程师批 准，现场测量基线、水准点及有关标志须定期复测检验，确保测量精度符 合规范要求。 任何一分项工程完工后，都进行质量检测，验收检测在项目部内部分 两级进行，先由施工队和安全质量监察部进行全面检测，并认真作好记录， 确认质量合格后交项目分部审查，并由项目分部进行“复检”或“抽检” ， 确认合格后报监理工程师“复检”或“审批” 。 3、各阶段施工自检工作程序 工程开工前原材料的