某隧道横洞岩溶涌水专项处理方案

PAGE7XX隧道横洞岩溶涌水专项施工方案1

工程概况XX隧道起于XX省XX县城关镇XX河岸，止于XX县XX乡。隧道全长10808m，起点里程为DK400+988,终点里程DK411+796,双线单洞铁路隧道，该隧道设置1个斜井2个横洞。其中3#横洞长2140m，3#横洞与正洞的交点为DK4XX+000，与左线中线前进方向的夹角30°，斜井的综合坡度为3‰，采用无轨运输“单车道+错车道”断面。XX隧道3#横洞隧道围岩岩性主要为大理岩(AnZl)、滑石化白云质大理岩，（AnZdy）绿泥片岩、黑云片岩，夹条带状石英岩，地质结构复杂；隧址测区内有12条断层穿越隧道，F9断层走向北东，倾向北西，倾角75°左右，从地貌上观察，走向沿水沟分布，透水性较好，分布于3#横洞H2DK0+587～+602，与隧道中线近正交；F9-1断层宽度约15m，F9皆为强富水断层，F9-1为中等富水断层，对隧道施工影响较大。2

涌水过程

20XX年6月26日下午16时，XX隧道3#横洞（掌子面里程H2DK1+145.3）进行开挖钻眼作业时，在掌子面左下部距底板15cm处一炮孔涌水，有一定压力，水头长度达80cm。我部在掌子面打设5m超前长钻孔4个（见图15m超前长钻孔示意图），钻孔探测结果4孔都无水流出。随后，进行了开挖爆破作业，开挖进尺2.7m（掌子面H2DK1+142.6），出碴完毕后发现隧道底板中线位置有涌水点，里程为H2DK1+143,经观察出水量无减小趋势，估算出水量为60m3/h。现场判断掌子面前方为一小型断层带或小溶腔。图15m超前长钻孔示意图图25m超前长钻孔示意图20XX年6月27日进行了两循环开挖爆破作业，两次5m超前长钻孔（见图2），超前钻孔除左侧壁起拱线涌水点位置外，其他无水，开挖进尺5.6m（掌子面里程H2DK1+137），出碴完毕后发现隧道H2DK1+137.5左侧壁出现一宽20～30cm狭长溶隙，溶隙内有溶蚀管道，小股水流从溶隙缝内涌出。20XX年6月29日上午掘进至H2DK1+129时，掌子面右侧见一大裂隙，距底板高1.5m，附近有一出水口，为一小溶洞，口径约0.5～1m，水量较大，流量72m3/h，该溶洞位于一小型断层带上，见构造角砾岩，灰黄色，泥土充填，胶结差，角砾成分大理岩，局部见绿泥片岩透镜体φ10～60cm不等。3

施工方法及溶洞处理方案当前3#横洞涌水处理原则：以排为主，适量封堵。3.1涌水、突泥的预防及处理措施一般隧道在地下水发育的断层破碎带或可能出现涌水、突泥地段，隧道开挖可能引起涌水、突泥、采取“以堵为主，限量排放”的原则，通过超前预注浆控制地下水流量，保证施工安全。施工采用小导管注浆对隧道四周及掌子面围岩进行固结堵水，注浆加固范围严格按设计要求。并加强初期支护防拱部及掌子面失稳坍塌。对注浆盲区、注浆后的岩面渗漏水应采用小导管法补注浆（见表1）。表1岩溶隧道技术对策表序号项目技术对策1岩溶预报定性预测；洞内内超前钻孔孔预报；隧隧底预探预预报2岩溶地下水处理理方案暗沟排水方案；；涵洞、泄泄水洞排水水方案；渗渗沟、铺砌砌排水方案案及注浆堵堵水方案3小型溶洞处理方方案浆砌封闭、回填填压实；护护拱防护；；换填片石石、加强衬衬砌；隧道道底板梁4规模较大溶洞处处理方案支顶加固支承墙加固；支支承柱加固固；拱桥支支顶加固；；挖孔桩支支顶加固跨越简支梁跨越；栈栈桥跨越；；拱桥跨越越；边墙拱拱跨越；整整体浮放、支支托跨越5岩溶隧道施工开挖（同软弱围围岩相似）微震爆破技术；；预加固、短短进尺、弱弱爆破、强强支护、勤勤测量、快快衬砌的方方针对于3#横洞目前水量不大，含泥量低的地段，可采用以排为主，或先排后堵的施工方法：主要采用6m超前地质钻孔进行排水降压，在涌水量减小后，采用施工期间的疏导方法。3.2涌水段支护方案H2DK1+143～H2DK1+123段围岩支护按照“向莆施图（隧）84-28”图办理。拱部网喷C20砼，张挂φ6钢筋网，网格间距25cm×25cm，边墙素喷C20砼，喷射砼厚度10cm；拱部打设L=2.0m锚杆，间距1.2m(环)×1.2m(纵)，进行加强支护。同时加强超前地质预报工作，即每循环都必须打设6m超前长钻孔4个（如下图），钻孔外插角15～20°，以便及时预报前方围岩状况，针对涌水采取动态管理和控制，安排专人值班，注意观察涌水流量和水的颜色（浑浊程度），确保施工安全。超前长钻孔布置图在H3DK1+143底板涌水处施作底板时预留20cm宽的水沟，涌水点暂不封堵，涌水可从预留水沟直接排出洞外；在H3DK1+137.5左侧墙溶隙中埋设橡胶管将流水引出，然后采用块石封堵并网喷C20砼将其封住，溶隙内岩溶水通过橡胶管直接排出；在H3DK1+129右侧溶洞中埋设0.8m长80mm钢管两根（其中钢管在外端焊接两根水龙头），用石块填堵裂隙，并网喷C20砼，将其封住，溶洞内岩溶水通过钢管排出。3.3积极开展超前地质预报工作由于隧道地质复杂，施工可能存在着涌水、突泥、断层带产生流变等灾害。对地质进行超前探测，作出准确的预报是3#横洞施工的重点及关键。隧道施工过程的地质超前预报预测，主要是根据地表和已经开挖的隧道的地质调查和各种探测方法取得的资料，以及地质推断法预测开挖工作面前方一定长度范围内围岩的工程地质条件。如：地面地质调查法、洞身地质素描法、钻速测试法、综合物法、平导先行法、钻探孔法、涌水量观测、有害气体预测、岩体结构面量测和围岩变形观测。物探测试主要有TSP法、地质雷达法。预测时根据地质条件的不同，采用一种或几种方法组合综合预报，以工程地质法（包括图析法及地质素描法）进行超前宏观预报为前提，结合TSP203超前地质预报系统、地质雷达等综合手段，分长期预报、中期预报、短期预报三个阶段对隧道岩体特征、断层、涌水等不良工程地质进行超前预测预报。对物探异常区采用钻孔进行验证，以便指导施工。地质素描：XX隧道3#横洞采用全断面地质素描，填写施工地质围岩级别判定卡，建立地质素描管理台帐。地质素描过程中发现地质出现异常情况，可能影响施工安全时，立即采用相应的施工技术措施。地质雷达法：采用地质雷达进行地质超前预报，该方法可以探查断层及破碎带、大节理、岩脉、陡倾角岩体分界线，以及岩溶、洞穴等。3#横洞于20XX年6月27日和7月3日对H2DK1+145～125段岩溶发育情况应用地质雷达进行短期超前地质预报。及时的对掌子面前方地质情况做出判断——小型含水断层破碎带发育，对施工影响较小。基于此判断，我部及时的进行了施工调整，采用必要的超前长钻孔施工技术措施，迅速组织人员进行掘进施工。TSP203探测法：TSP203是最新一代智能型预报仪，传感器能采集不同方向的地震信号，能根据地震反射波判断发射截面的三维几何形态，经电脑分析，自动得出图像和结果。鉴于此种方法探测距离远，能更好的指导施工，我部在3#横洞拟采用此种方法进行超前地质预报4隧道工程涌水突泥应急预案4.1应急物资与装备保障项目部根据隧道突水涌水情况储备高压力注浆设备、大马力抽水机、排污泵、电缆、φ200焊接钢管、φ42超前注浆小导管、水泥、钢木支撑、方木、编织袋器具等，配备应急救援器材、设备。保障部负责物资装备的检验、保养、维修工作，监督应急物资的储备情况、掌握应急物资的生产加工能力储备情况，保证各种应急资源处于良好的备战状态。4.2应急预案当事故的评估达到应急预案启动条件时，即3#横洞出现大量涌水、突泥时，立即向应急预案组长项目经理上报，组长给现场应急救援队发出启动预案的指令，施工现场应急救援队应立即指挥各应急救援组根据当时的情况立即采取相应的应急处置措施或进行现场抢救，同时要以最