隧道涌水专项施工方案

地道涌水专项施工方案地道涌水专项施工方案地道涌水专项施工方案G309线固原至西吉公路A5合同段地道涌水专项施工方案中国158#编制：__________________审察：__________________赞同：__________________中铁十四局公司固西公路A5合同段项目经理部2014年2月25日一、工程大体1...1.1设计大体1...1.2地形、地貌1...1.3地域内地质大体1...1.4水文地质2...1.5不良地质3...1.6地震3...1.7天气及气象3...二、涌水段施工原则...............................................................3..2.1、地道涌水办理原则....................................3..2.2、积极发挥超前地质预告作用............................3..三、局部堵水注浆方案...............................................................4..四、超前预注浆方案5.................................................................4.1、施工方法...........................................5...4.2、施工工艺流程.......................................6...五、径向注浆支护施工...............................................................7..5.1、工艺流程以下.......................................7...5.2、施工要求和质量检查：................................7..六、注浆施工要求..............................................................8...6.1、围岩注浆原理8...6.2围岩注浆的施工要求...................................8..七、施工安全注意事项.......................................1..2.中铁十四局G309固西公路A5合同段项目部地道防涌水专项施工方案地道施工时发生的涌水不只对作业环境有影响，也会使掌子面不牢固，使喷混凝土和锚杆施工收效降低。特别是在有多量、高压涌水的情况下，常造成重要事故。我项目部依照地道的富水情况，特制定以下涌水施工专项方案。一、工程大体1.1设计大体炸山嘴地道为双线四车道、左右分别式地道，左右线地道长分别为2469m、2922m

本合同段左线桩号为

ZK24+816.31

?

ZK26+004

长1187.69m,

右线桩号为K24+80C

?

K25+972

右线全长

1172。左右线均位于直线段上，左右线洞内设单

坡，

-2.13%

上坡施工，左右线暗洞里程分别为

ZK25+988

、YK25+956

。1.2地形、地貌本项目位于宁夏回族自治区南部山区的黄土高原，地势呈南高北低，由于受河水切割、冲击，形成丘陵起伏，沟壑纵横，梁峁交叉，山多川少，塬、梁、峁、壕交叉的地理特点，属黄土丘陵沟壑区。路线沿线地势起伏较大，海拔在1690—2200m之间。区内地段地貌种类主要有伤害剥蚀中低山地貌、伤害聚集黄土丘陵地貌。1.3地域内地质大体1、地层岩性主要为发育北祁连加里东褶皱带聚积碎屑岩，以河湖相聚积为主，在白垩系局部滨海相聚积，发育灰岩、泥灰岩。地层主要为：1）白垩系下统乃家河组（K1n）:按岩性可分为上、中、下三段，下段为浅蓝灰色钙质泥岩夹页岩及石膏质泥岩；中段为浅蓝与暗紫色泥岩互层；上段为暗紫色泥岩、砂质泥岩，内含丰富的植物化石。下部灰质增加，局部还有方解石脉及铁质，风化面呈片状，块状；节理裂隙较发育，每米发育2?3条，裂隙延伸较短，裂隙间泥砂质充填。下第三系新统寺口子组(E2s):以河流、湖泊相聚积为主，局部为山麓相聚集。岩性为一套棕红色、砖红色含泥质砾岩、砂砾岩、含泥质砂砾岩，夹有含砾泥质砂岩、粉砂岩及砂质泥岩透镜体。局部地段泥质含量增高，成为泥质砾岩。砾石成分以石英岩、绿泥石片岩和花岗岩为主。半棱角状，分选性差。砾径一般在0.2?2cm大的可十几厘米。泥质半胶结或未胶结，较松弛。与下伏白垩系乃家河组呈平行不整合接触。老第三系渐新统清水营组(E3q)：为湖相聚积为主，河流相为次，岩性下部为砖红色块状细砂岩、粉砂岩及粉砂质泥岩，底部宽泛拥有10?20m厚的中细砂岩；上部为紫红色泥岩、砂质泥岩夹蓝灰色泥岩及石膏层，含钙质结核层及砂岩薄层。第四系上更新统风积黄土(Q3eol):多为浅黄、灰黄、褐黄、土黄色黄土、粉砂质黄土，虫孔和大孔发育，见蜗牛碎屑和钙质粉末。本组拥有风成黄土的典型特点，如粉土粒级占绝大部分，具自重湿陷性，湿陷强烈。第四系崭新统冲洪积物(Q4al+pl):散布于地道中间地带，为隧址区小冲沟冲洪积所致，其岩性为粉质粘土、粉土和部分碎石土，其岩性单调，呈可塑-软塑状。2、地域地质结构本标段位于地道出口段，地质结构相对简单，多为第四系覆盖。1.4水文地质(1)地表水当地域内水资源比较困穷，丰水季节，在地表冲沟形成季节性径流。(2)地下水地下水主要受地质结构、地貌、岩性、天气和古地理等条件的控制和影响，依照各含水层的岩性和赋水特点，地下水可分为第四系松弛岩类孔隙水、基岩裂隙水。本标段范围内地表水和地下水水质优秀，对混凝土结构无腐化性，可用于混凝土施工1.5不良地质本标段地道不良地质主若是地道出口浅埋段围岩等级偏弱，新黄土拥有自重湿陷性，岩体属半成岩的极软岩，岩性呈散体状，地道开挖后极易发生坍塌至地表。1.6地震路线所经地域地震动峰值加快度0.20g?0.30g，相当于地震基本烈度VHI度。1.7天气及气象本标段地域属于干旱区大陆性季风天气，其特点是：雨量少，蒸发强烈，春寒干旱，夏短平易，秋凉多雨，冬冷少雪，四时散布不均，无霜期短，全年100?150天，光照资源丰富。日照时间长，年平均日照时数2322.3h，太阳总辐射为122.36千卡/cm2/年。地域年均气温在4?7C之间，历年极端最低气温为-28.1C,极端最高气温34.6C,最热月（7月）平均气温为17.8C。历年平均降水量在400?470mm之间，7?9月份降水量占全年总降水量的60.9%。全年多风，年平均风速2.4m/s，最暴风速20m/s，冬季多西寒风，夏季多东南风。主要灾害有干旱、冰雹、霜冻、暴雨等。最大冻土深度120cm。二、涌水段施工原则2.1、地道涌水办理原则2.1.1地下水发育，施工时可能产生突泥涌水等危及施工安全的岩溶、破裂带发育地段，采用"以堵为主，防突防涌"的治理原则，经过注浆堵水加固围岩，防备突泥突水，保证施工安全。施工中揭示的岩溶管道水、暗河时，在不影响地表环境的前提下，采取"开导引排水为主"治水原则。2.1.2、对地道开挖致使地下水流失，有可能惹起地表环境变化并影响到居民生产生活用水的段落，采用"以堵为主"的防水举措。经过我部的现场检查，在地道出口上方有数处泉眼，该泉眼出水量相当大，终年冒水。2.2、积极发挥超前地质预告作用地道围岩地质复杂，需综合超前地质预告手段探测掌子眼前面岩溶发育情况（规模、性质及地点等）、地下水赋存情况（水量及水压等），并用超前探孔进行考证，据此进行突水突泥危险性鉴别。2.2.1、部署超前水平钻孔探测1）、每次探水段长35m开挖30m保存5m开始下一次探水。2）、探水孔要详尽记录出水滴地点、水量、水压等。3）、探水孔孔径（终孔）为55mm钻孔外偏角为5度。4）、依照超前钻孔探水的结果，分别采用不同样的举措进行下一循环工作，当探水孔有2/3孔满水且总水量大于15m3/h时，采用超前预注浆；当总水量小于15m3/h但个别孔出水量大于3m3/h时，采用局部堵水注浆；当6孔出水量均小于3m3/h且总出水量小于15m3/h时，进入下一循环。对地表出露泉眼进行监测。如因地道的开挖惹起地表泉眼水量有显然下降时，应立刻采用注浆堵水。三、局部堵水注浆方案在地道施工中，当总水量小于15m3/h但个别孔出水量大于3m3/h时，采用局部堵水注浆方案。

施工时依照探水钻孔探明的出水滴地点、

水量和预注浆段

岩层节理、裂隙发育情况，部署注浆孔个数和地点，注浆孔孔径为

108mm

开孔孔径

150mm

。3.1、注浆范围：在出水通道范围内，地道开挖外轮廓线以外

5?

6m

单孔注浆有效扩散半径

R=3.6m

注浆结束最后压力为净水压力的

2?

3

倍。3.2、注浆后，总出水量小于2n3/h且一处出水量小于0.6m3/h，即可结束注浆。3.3、注浆资料主要采用单液浆，困难时采用水泥－水玻璃双液浆，水泥为425号一般硅酸盐水泥，水灰比W/O0.6?1.1，水泥浆与水玻璃体积比1:0.05，凝胶时间依照现场情况确定。局部预注浆堵水动向施工程序图施工探水钻孔后，测量各孔岀水量记录各孔出水地点、水量、水压等注浆后，总出水量小于2m/h且一处出水量小于0.6m/h四、超前预注浆方案对松弛地层和纤弱地层，特别是涌水量大（探水孔有2/3孔满水且总水量大于15m3/h）的断层破裂带和岩性分界面等，可经过超前预注浆对开挖眼前面岩体进行加固，封堵涌水，尔后再采用合适的开挖方法进行开挖。4.1、施工方法超前预注浆采用“深浅孔组合-退后式分段注浆”方式，外层注浆孔长度为20m内层注浆孔长度为30m注浆次序先施作短孔，再施作长孔，最后施作检查孔。按“由外到里，从下往上”原则进行施工，同时联合涌水水源点地点和水流方向，按由“有水孔到无水孔”次序施作；检查孔施工次序待注浆孔注浆结束后视现场情况而定。依照地层特点，每次注浆分段长度为2?4m,钻孔至设计深度此后每退后2?4n进行一次注浆,先期注浆孔采用单孔注浆量控制，后期注浆孔采用注浆终压控制，达到设计注浆终压时，且注浆孔注入率小于洞口设2m

40L/min长①127

时，连续20?30min,即可结束注浆。孔口管。钻孔过程中如碰到突涌水、涌砂、则立刻停止钻

孔进行注浆。在部分涌水量较大的段落应先进行合适的排放，待水流牢固后再进行注浆封堵。注浆孔间距1.0x1.0m,梅花形部署，外插角宜取5?25度，注浆资料为双液浆，水灰比0.6-1.1，水泥浆与水玻璃体积比1:0.05，注浆压力1.5-3.0MPa，浆液配合比和注浆压力能够经过现场试验确定。灌浆浆液的浓度由稀到浓，注浆压力由低到高，逐级变换。4.2、施工工艺流程五、径向注浆支护施工关于开挖后仍呈面状渗水或围岩较破裂时，对开挖周边进行径向注浆加固，达到止水和加固围岩的作用。径向注浆依照注浆设计图纸并联合地层特点进行确定，并在现场施作过程中不断完满。5.1、工艺流程以下径向注浆施工工艺框图5.2、施工要求和质量检查:、径向注浆成孔施工第一在周边按设计表记出钻孔地点，利用台车或风钻成孔，达到设计孔深后，进行清孔、验孔；达成后安装注浆孔口管或小导管。5.2.2、径向注浆方式径向注浆采用一次性注浆方式进行施工。5.2.3、径向注浆结束标准径向注浆结束标准以注浆压力和注浆量相联合进行控制。注浆施工过程中，以注浆压力为第一控制指标。在该段最大设计压力下，当注入率不大于1L/min时，连续灌输5min即可结束；若是长时间注浆压力不上涨（一般指

30

分钟），将注浆资料调整为双液浆，再注

30

分钟后仍不上涨，可按定

量标准进行注浆控制并报请监理工程师共同确定结束标准。注浆结束标准一般以达到设计注浆终压及设计注浆量要求进行控制，且检查合格经监理确认后方可结束。、径向注浆收效检查评定径向注浆全部注浆孔的注浆P-Q-t曲线符合设计妄图；径向注浆结束后达到设计规定的赞同流水量或围岩填充密实标准要求；检查孔查验注浆收效并对检查孔进行补注浆。超前支护作为一种软岩开挖协助手段，对地道施工成功有决定作用，各样方法应依照地质情况、设计文件灵便采用，同时能够考虑几种方法配合使用，收效更好。六、注浆施工要求6.1、围岩注浆原理作用在地道衬砌上的水压值与围岩的浸透系数有直接关系，能够采用压注固化填充浆液的方法来降低围岩缝隙率，使围岩的浸透系数减小至必然数值以下，围岩变成基本不透水的岩墙，使注浆范围内岩体外周承受水压力作用。在地质判断中，当浸透系数小于10^-10^cm/s时，就能够认为围岩是不透水的。据此，若是地道经过必然范围内的注浆，把围岩的浸透系数降低到10』cm/s，就能够不考虑水压力对衬砌的作用。地道周边围岩浸透性的降低，不只使得衬砌结构不再承受水压力，减少了衬砌变形、开裂的可能，同时渗人围岩和衬砌之间的水量和需地道排出的水量也很小。6.2围岩注浆的施工要求6.2.1地道工程施工应依照地质情况、掘进和支护的方式、支护预期的变形量、相邻地道的相互影响及其余修筑物的位移、沉降、水资源保护的要求进行注案的选择。

浆防水方6.2.2超前预注浆施工应符合以下要求：1预注浆应依照岩层裂隙状态、地下水情况、加固范围、设施性能、浆液扩散半径和对注浆收效的要求等综合分析确定注浆孔数、布孔方式及钻孔角度。2预注浆段的长度应视详尽情况合理确定，宜为20?50m掘进时必定保存止水岩盘的厚度，一般为3?8m3岩石地层预注浆设计压力应依照围岩水文地质条件合理确定，宜比静水压力大0.5?1.5MPa；当静水压力较大时，宜为静水压力的2?3倍；注浆泵的压力应达到设计压力的1.3?1.5倍。注浆方法应依照水文地质情况、机械设施等综合因素选择。5钻孔孔位最大赞同偏差为50mm钻孔偏斜率最大赞同偏差为0.5%，同时应知足设计要求。6钻注浆次序为：先钻注部署在地道顶板上的注浆孔，后钻注地道两侧孔，最后钻注底板孔；或先内圈孔后外圈孔；或先无水孔后有水孔。7预注浆后的渗水量应小于设计赞同值，浆液固结体达到设计强度后方可开挖。6.2.3局部堵水注浆布孔应符合以下规定：在纤弱地层或水量较大处布孔。大面积渗漏，布孔宜密，钻孔宜浅。裂隙渗漏，布孔宜疏，钻孔宜深。大股涌水，布孔应在水流上游，且从涌水滴四周由远到近布设。6.2.4初期支护施工后有渗漏水的地段，应在初期支护上凿孔进行回填注浆。6.2.5围岩注浆提初期支护后回填注浆施工次序应符合以下要求：沿地道轴线由低到高、由下往上、由少水处到多水处钻注。在多水地段，应先两端向中间钻注。6.2.6二次衬砌施工后应利用预留的注浆管（孔）对拱顶部位进行回填注浆。回填注浆应在衬砌混凝土强度达到设计强度的70%后进行。6.2.7二次衬砌后有渗漏水时应采用衬砌内注浆，注浆孔应依照衬砌渗漏水情况布置，孔深为衬砌厚度的1/3?2/3之间。衬砌内注浆可采用电冲击锤成孔，专用注浆泵注浆，浆液采用化学浆液或超细水泥浆液。6.2.8回填注浆及衬砌内注浆压力应小于0.5MPa。6.2.9浆液注入量可依照扩散半径及岩层裂隙率计算确定，计算可参照以下公式：Q=nR2HnB式中：Q------浆液注入量（m3;R――浆液扩散半径（m）；H――注浆段长度（m；n――岩层裂隙率，一般取1%?5%；B——浆液在裂隙内的有效充填系数，视岩层性质而定，约0.3?0.9。6.2.10预注浆的注浆资料可参照以下原则综合比较，合理确定注浆资料：静水注浆资料符合以下要求：；浆液拥有优秀流动性、可灌性。2；浆液长远性强。3；固化时体积缩短小，与岩石、混凝土、砂土等有必然的粘结力。4；浆液结石率高，固结后有较高的强度等级和抗渗性。5；牢固性好，注浆时资料不产生离析和积淀。6；原资料根源丰富、便于运输与积蓄，在常温、常压下较长时间寄存不改变其基本性质，寄存不受温度、湿度变化的影响，同市价钱合适。7；浆液无毒、无臭，不污染环境，对人体无害。8；浆液对注浆设施、管路、混凝土结构物及橡胶制品等无腐化性，并简单冲刷。9；浆液配制方便，工艺及设施简单、操作简单简单。动水注浆资料在知足静水注浆资料的要求下，还需考虑以下条件：1；优秀的填充性，注入后浆液几乎不会发生流失到限制范围以外的现象。2；注入时，抗分别性好。3；拥有优秀的止水性能。4；为防备浆液的大量流失及知足迅速充填的要求，浆液的凝胶时间可依照需要调治（视现场涌水流量及流速大小而确定；。5）结石体防冲刷性能好。3当前已有的注浆资料不可以能同时知足上列全部要求，施工中应依照详尽情况采用能知足上列几项的浆液即可。注浆前应做压水或吸水试验，选择浆液种类和浓度。单孔注浆结束的条件，应符合以下规定：1预注浆各孔段均达到设计终压并牢固10min，且注浆量不小于设计注浆量的80％、进浆速度为开始进浆速度的1/4。初期支护后衬砌前围岩注浆达到设计终压。其余各样注浆应知足设计要求。6.2.13预注浆及围岩注浆后，必定在分析资料的基础进步行注浆收效检查，可采用钻孔取芯法对注浆收效进行检查；或进行压（抽）水试验

,

当检查孔的吸水量大于

1.0I

/（min

?

m

时，必定进行补充注浆；或采用连续测流量的方法，

当所测流量小于设计涌水量时，

则注浆收效知足要求。

注浆结束后注浆钻孔及检

查孔应封填密实。6.2.14注浆应防备对环境的污染，在注浆施工时期及工程结束后，应付水源取样检查。当有污染时，应实时采用相应举措。6.2.15水泥类浆液宜采用强度等级不低于32.5的水泥，其余浆液资料应符合规定。注浆前应付浆液的配合比，工艺流程经现场试验合格后再施工。水泥浆液性能的调整方式：调整水泥浆液的凝胶时间：浆液中可掺入氯化钙、水玻璃等速凝剂。为提高浆液牢固性和可灌性，可掺分别剂或悬浮剂（膨润土、甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚乙烯醇、聚丙烯酸及基盐类等）。3为控制水泥浆液扩散范围，提高注浆堵水收效，可在水泥浆液中掺加快凝剂或早强剂。4为降低浆液在含水层中的稀释率，改良浆液的强度，可在水泥浆中掺入必然的增强型防水剂，使浆液水化物质呈胶状且在输浆管内承压后不脱水，以加大单液水泥浆的粘度与胶凝时间的可调范围。使用水泥-水玻璃浆液时应掺入增加长远性的外加剂，以提高浆液的后期强度6.2.18在涌水量大、压力高的地段钻孔时，应先设置带闸阀的孔口管，当出现大量涌水时，拔出钻具，封闭孔口管上的闸板阀，待做好准备后，进行注浆；当掌子面岩层破碎，应先设置止浆墙和孔口管。孔口管埋入岩石