帷幕注浆段开挖方案

新建龙岩至厦门铁路

站前重点工程ZD-I标帷幕注浆段开挖施工方案编制:复核:审核:批准:中铁隧道集团有限公司龙厦铁路ZD-1标项目经理部2008年10月20日一、编制依据1、 新建龙厦铁路ZD-1标施工图。2、 象山隧道抗水压地段I类变更设计施工资料。3、 《铁路隧道喷锚构筑法施工技术规范》。4、 《铁路瓦斯隧道技术规范》。5、 《铁路隧道施工质量验收标准》。6、 帷幕注浆钻孔及注浆记录。二、 设计地质情况根据设计图纸说明，DK24+070〜DK24+310表层第四系覆盖，三迭系下统溪口组薄层粉砂岩、硅灰岩夹细砂岩，弱风化，节理裂隙发育，局部有溶蚀现象，地下水较发育。三、 YDK24+328.4里程顶水注浆施工情况1、 超前钻孔情况2008年6月1日在YDK24+328.4里程掌子面施做超前探孔。掌子面右侧拱腰部位孔（1#孔）钻进46m时，钻杆跳动异常，进钻较慢，孔内出水，约有120m3/h的出水量，出水沿钻杆射出约15m远，拔出钻杆后，出水从孔口射出约2.0m远，实测静水压力1.25MPa。刚出水时水质浑浊，为深黄色，经过20分钟左右，水质稍有变浅，为浅黄色，在出水3天后，水质变清。左侧拱腰部位孔（2#孔）钻进50m时，孔内出水约4m3/h，静水压力也为1.25MPa。2、 顶水注浆情况根据2008年6月2日建设指挥部组织参建四方召开的专题会会议纪要《关于象山隧道2#斜井正洞和出口右线进口方向掌子面钻孔突水处理的通知》（龙厦建指[2008]118号）的要求，对1#探孔先采用止浆塞堵水，再进行顶水注浆。2008年7月1日〜7月3日，对1#孔进行了顶水注浆，注浆材料主要为水泥单液浆，封孔时采用水泥一水玻璃双液浆，注浆终压为3.5MPa，注浆量共计105m3。1#孔注浆结束后，2#孔的水量明显减少，以滴水为主。再在掌子面补钻4个探孔，钻孔位置为拱腰部位中间和边墙左侧、中间、右侧，编号分别为3#、4#、5#、6#。钻孔后，各孔内的出水量很小。熊布置图3、开挖情况1#孔进行了顶水注浆结束后，采用短台阶法进行了开挖，实际开挖长度为23.9m,掌子面里程为YDK24+304.5。开挖过程中围岩表面有湿润、滴水，但未出现股状出水。四、YDK24+307帷幕注浆情况1、 超前钻孔情况2008年7月14〜15日在掌子面YDK24+304.5施做探孔，掌子面左侧孔位进钻32m时水量突然增加，水量约30m3/h,水质浑浊呈黄褐色，夹强风化碎石（表面有黄褐色风化膜的碎块状粉砂岩）。右侧孔位进钻43m时水量突然增加，水量约40m3/h，水质浑浊呈黄褐色，也夹强风化碎石，实测静水压力均为1.25MPa。2、 帷幕注浆情况根据2008年7月15日建设指挥部组织参建四方召开的专题会会议纪要《龙厦铁路象山隧道1#、2#、5#斜井正洞和出口施工方案专题会会议纪要(39)》的要求，在DK(YDK)24+098〜+328间实施帷幕注浆地段采用1MPa的抗水压复合式衬砌，采用龙厦施修(隧)09-02、09-04-1、09-04-2、09-06-1、09-06-2、09-07图进行施工；自YDK24+304里程起施做超前帷幕注浆，参照龙厦施隧09-54图施工。2.1、 注浆施工情况根据注浆设计，在YDK24+304〜+307段施做了3m厚了C20混凝土止浆墙，从YDK24+307里程起超前30m施做帷幕注浆。采用川桑豹钻机于2008年7月31日开始钻孔,KBY-50/70液压双液注浆泵注浆，至2008年10月17日已经完成85个孔位注浆。施工过程中钻孔均按设计参数进行，注浆以水泥单液浆为主，水泥一水玻璃双液浆用于孔口管固定和封孔，注浆终压以2.5〜3.5MPa控制。其中3-3、3-4、4-1、4-3、4-7、6-18等孔位钻孔时出水较大，其余孔位出水量均在5m3/h以下，静水压力均为1.25MPa。出水最大孔为3-3号，水量达到190m3/h，其次为3-4号孔，出水量达到150m‘/h。至2008年10月20日，已完成95个孔位的注浆，注浆后对注浆效果进行检查、评定。2.2、 注浆效果检查、验收注浆结束后，应施做检查孔检查、评定注浆效果。按照设计图纸要求，检查孔应在环数号为2、3的注浆孔中选取3〜5个孔施做，结合在帷幕注浆过程中钻孔出水的情况，本次注浆检查孔计划施做4个，位于环数号为3、4的注浆孔间，具体检查孔开孔位置和参数如下。检查孔成孔后，每米钻孔的出水量应小于0.2L/min〃m。如检查孔中出水量大于允许值，应对检查孔附近钻孔再次进行扫孔注浆，注浆孔数根据现场情况确定，完成后再在附近钻孔检查，直到检查孔中出水量小于允许值。如检查孔中出水量小于允许值，就说明本次注浆达到了预期的效果，质量合格，就可以申请参建四方组织验收，验收合格后就可以对该注浆段的25m(YDK24+307〜+282)进行开挖。

1检查孔参数表孔号开孔坐标（cm）偏角（°）立角（°）孔深（cm）X坐标Y坐标J105000113049J2-200300-1303090J32003001303090J401000-113049五、帷幕注浆段开挖方案5.1、总体施工方案YDK24+307〜+282段开挖前，先施做超前地质预报，并做好应急逃生预案。在地质预报未发现异常后，方可进行开挖。开挖采用短台阶法进行作业，开挖进尺控制在0.8m左右，开挖支护参数按照1MPa抗水压衬砌设计图进行。开挖过程中，需要将超前地质预报纳入施工过程中，每一循环开挖前在掌子面用风钻施做长5米的超前探孔，并及时采用地质素描、物探等手段进行复核检查。为减少爆破对周围注浆加固圈的扰动，开挖过程中严格控制装药量。在每循环爆破结束通风排烟后，工区生产负责人、技术员、安全员及有经验的隧道工去掌子面联合检查，在确认无异常情况的条件下，方能进行掌子面出碴作业。出碴结束后，同样要对掌子面进行联合检查，在确认无异常情况时，方可以进行支护等作业。在每循环开挖时，其专职安全员要进行全过程的监查，并检查应急预案的实施情况，以便在紧急时立即启动。5.2、施工方法、工艺1、超前地质预报本段开挖前先采用采用红外探测或高密度电法短距离预报，对注浆段进行超前探测，同时对已开挖段隧道周边环形5m以内检测是否存在有害空洞，隧道底部是否密实。每一循环开挖前，利用风钻在开挖掌子面施做5米长超前探孔。上、下台阶探孔数量各5个，共计10个，探孔的外插角为45°,详细孔位布置见下图。2、超前小导管预支护开挖前采用巾42mm注浆小导管超前预支护,提前对前方围岩进行加固，确保施工安全。小导管采用外径42mm，壁厚3.5mm热轧无缝钢管加工而成，单根长度为3.5m，前端加工成尖锥状，尾部焊一圈*6加强筋。环向间距40cm，纵向搭接长度不小于100cm，除尾部1m外，管壁四周钻*10的压浆孔，以便浆液向围岩内压注外插角5。〜10°，注浆采用水泥浆，涌水量较大地段采用双液浆。小导管采用风钻钻孔，人工安装管体。小导管要从前一棉拱架的腹部穿过，尾端要和拱架搭接牢固，与拱架形成受力整体。安装时，在小导管靠近尾端处缠绕麻丝等，以便在管体用风钻顶入时可以将管体和钻孔周边堵塞，防止在注浆时出现孔周边漏浆。注浆采用水泥砂浆，水灰比0.5〜1.0,注浆压力0.5〜1.0MPa。涌水量较大的松散破碎带采用双液浆或其他特种材料，一般按单管达到设计注浆量作为结束标准。当注浆压力达到设计终压不少于20分钟，进浆量仍达不到注浆终量时，亦可结束注浆。注浆结束后，将管口封堵，以防浆液倒流管外。3、 开挖及爆破帷幕注浆段开挖采用两台阶法开挖。上台阶开挖高度为4米，台阶长约4米，利用简易拼装式作业台架辅助开挖支护作业，下台阶高度约5米，利用多功能作业台架辅助开挖，上下台阶循环进尺原则上不大于0.8米；上、下台阶开挖要及时跟进，仰拱施工滞后掌子面距离不大于40米。上台阶一次开挖成型，下台阶应左右两侧错开2米左右开挖支护，以防上台阶拱架在下台阶开挖时，由于两侧拱脚同时悬空而出现掉拱，发生安全事故。上、下台阶均进行浅孔松动爆破，周边眼间距控制在50cm以内，爆破参数详见附件《帷幕注浆段开挖爆破设计》。开挖方法见以下《YDK24+307〜+282段开挖示意图》。4、 初期支护(1)喷混凝土喷混凝土标号为C25，喷射厚度为25cm。喷射混凝土由井口拌和

拌制，拌制好的混凝土由有轨提升系统送至斜井井底，再由混输车送往工作面附近，采用干湿两用喷浆机将混凝土喷射于开，在有流水部位可直接采用干喷。(2)锚杆(砂浆锚杆、中空注浆锚杆)砂浆锚杆施工：用风钻钻孔，成孔后，利用砂浆泵往孔内注入水泥砂浆，然后再用人工插锚杆杆体，水泥砂浆凝结后安设垫板。中空注浆锚杆：风钻钻孔后，先插入杆体并安设止浆塞和孔口垫板，插入排气管，然后用注浆机注入水泥浆，待水泥浆凝结后扭紧固定孔口垫板的螺栓。(4)钢拱架钢支撑按设计尺寸在洞外下料分节焊接制作，采用I18工字钢制作，制作时严格按技术交底执行，保证每节的弧度与尺寸均符合要求，每节两端均焊连接板，节与节之间通过连接板用高强度螺栓连接牢靠，洞外加工后试拼检查。钢支撑按设计要求安装，本开挖段安装间距为0.8m。安装尺寸允许偏差：横向和高程为土5cm，垂直度±2°。钢架的下端设在稳固的地层上，拱脚开挖超深时，加设钢板或混凝土垫块。两排钢架间用①22钢筋拉杆纵向连接牢固，环向间距1m,以便形成整体受力结构。六、监控量测监控量测计划表序号项目名称方法及工具布置量测间隔时间1〜15d16d〜1月1〜3月大于3月1地质状况观察对围岩结构面产状及不良地质构造进行观察。地质罗盘等每次爆破后、出碴后进行2周边位移各种类型收敛仪或测杆每5m一个断面，每断面2个对测点1次/天1次/2天1次/周1次/月3拱顶下沉水平仪、水准尺、钢尺或测杆每5m一个断面1次/天1次/天1次/周1次/月4地表下沉精密水平仪、水准尺频率：每天1次在每次爆破后工区组织生产负责人、技术员、安全员及有经验的隧道工去掌子面联合检查，在确认无异常情况的条件下，方能进行掌子面出碴作业。出碴结束后，同样要对掌子面进行联合检查，在确认无异常情况时，方可以进行支护等作业。对已开挖的洞段，对水平位移和拱顶下沉进行量测。同时对地表进行下沉量测，量测的频率和仪器见下表。取得监测数据后，要及时进行整理、分析，发现异常要及时反馈，以便及时调整施工参数和采取相应的应急措施。七、防突泥涌水措施安排值班人员在现场值班，随时与应急救援领导小组、调度联系，保持现场信息畅通。开挖循环进尺控制在0.8m左右，严禁擅自增加本循环开挖长度，施工过程中局部出现承压水渗(喷)出，应立即暂停开挖，探明前方地质情况后方能恢复。仰供距开挖面不大于40m，使初期支护尽早封闭成环，确保结构稳定，二次衬砌根据开挖揭示围岩情况及量测资料，必要时应及时施做二次衬砌。在(Y)DK24+088〜24+328段任一掌子面爆破前，均要通知其他作业面并视情况进行必要的安全措施，以免因爆破扰动发生危险。右线进口开挖爆破前，必须通知右线出口、左线出口开挖、衬砌所有作业人员撤离至安全地带，起爆人员也要在安全地方起爆，一旦有异常现象，所有人员立即撤出。在每循环爆破结束通风排烟后，工区生产负责人、技术员、安全员及有经验的隧道工去掌子面联合检查，在确认无异常情况的条件下，方能进行掌子面出碴作业。出碴结束后，同样要对掌子面进行联合检查，在确认无异常情况时，方可以进行支护等作业。(7)在每循环开挖时，其专职安全员要进行全过程的监查，并检查应急预案的实施情况，以便在紧急时立即启动。提前做好斜井井身高压风水管改为排水管路的准备工作，一旦洞内出现涌水，应方便立即将其他管路改为排水管路。确保通信系统畅通。各作业面和井底均要配备电话，一旦出现异常情况，可及时将洞内情况通知洞外，确保信息的畅通，在第一时间争取外来的救援和措施。随时保持应急电源的正常，若施工期间洞内网电出现故障，要立即启动应急电源，另外准备一定数量的应急电筒照明。对报警装置进行检查，并进行试运行，确保在突发突水涌泥时，能第一时间报警，为其他作业面人员撤离争取时间。加强右线进口作业人员安全防护，严格要求所有作业人员在右线进口进行作业时，必须穿着救生衣；同时在右线左侧边墙距地面1.7m处设逃生绳。掌子面响炮时，3m卷筒绞车和2.5m卷筒绞车提升矿车均停在井底，作为应急逃生车辆可以快速将人员疏散到洞外，洞外工地也要停有值班车辆。开挖前召开安全教育大会，对帷幕注浆地段开挖方案进行学习，并对紧急情况下逃生路线及方法进行学习。加强地表量测管理，同时设专人24小时对周边地表进行观察，洞内、地表出现较大异常情况时，必要时应根据上级相关部门的指示，组织施工人员、当地群众疏散、撤离。八、应急预案1、应急响应①当发生突泥涌水突发事故时，现场值班领导、分队长、安全员、领工员或工班长应立即组织人员迅速撤离危险区域，撤离危险场所(一般撤离至洞外)后，立即清点现场施工人员数量，同时立即将人员伤亡、失踪及现场突泥、涌水情况立即电话通知应急救援小组组长和调度中心、组。2应急救援指挥部应急救援小组组长接到报告后，根据事故情况立即通知调度中心组启动应急救援预案，并立即前往事故现场。3调度中心组接到应急救援小组组长的通知后，立即通知应急救援指挥部人员和各工作组立即到事故现场进行应急救援。④设备物资组接到调度中心、组的通知后，立即组织人员将救援机械、设备、物资在安全的前提下运送到事故现场。5应急抢险组接到调度中心、组的通知后，立即组织救援人员前往事故现场。6医疗救护组接到调度中心组的通知后，立即携带急救医疗器材、药品、用具赶往事故现场。7疏散警戒组接到调度中心、组的通知后，立即赶往事故现场进行人员疏散和现场警戒工作。⑧其他未尽事项以应急预案为准。2、应急救援1应急救援指挥部人员在查看现场事故情况后，立即明确紧急抢险方案，抢险组立即按照紧急抢险方案在确保救援工作人员安全的情况下，以搜救被困人员为目标进行抽水、清淤等实施抢救工作。2当抢救出伤员时，根据伤员人数、受伤程度，由医务人员在现场采取相应的急救措施后，按照“先重后轻”的原则，及时将伤员送到龙岩市人民医院进行抢救、治疗。3当事故情况比较严重时，现场救援能力不足时，应急救援小组组长立即通知项目部应急救援领导小组，由项目部应急救援领导小组办公室统一归口报告龙厦铁路工程建设指挥部、龙岩市人民政府和上级相关部门进行救援，同时做好相关救援配合工作。4现场采取安全警戒线或隔离措施，对事故现场周围的居民和事故现场无关人员进行紧急疏散，与事故救援无关的人员禁止进入事故现场，避免灾害损失的次生、扩大。5后勤保障组负责抢险救援工作人员生活保障、食宿安排等后勤服务，提供必要的办公用品和交通、通讯（信）工具、器材。6调度中心组负责按照应急救援小组组长的指令对外发布事故情况，并且为对外唯一发布信息机构。

⑦其他未尽事项以应急预案为准。3、应急逃生计划将右线作为应急逃生通道（详见图《逃生路线示意图》），为确保右线畅通，开挖前利用砂袋将12#通道封闭较高，11b#横通封闭1m高左右，防止涌水淹没右线，同时也作为左线作业人员逃生主要通道。叩应加OSHEM一1-...[;|<-叩应加OSHEM一1-...[;|<-史窟|--:.[.?"」九、施工计划本段计划于2008年10月20日完成帷幕注浆，在10月21日、22日施做帷幕注浆检查孔，10月23日组织四方对帷幕注浆进行验收，于10月24日开始对YDK24+307〜+282段25m洞身的开挖。开挖按照日进度1.6m/d计算，将在11月9日完成本段的开挖。在开挖到YDK24+282里程后，在其掌子面按要求施做超前探孔和地质预报，根据超前探孔和地质预报的情况来决定后续的施工方案。十、人员、设备配置1、主要人员配置主要施工配备表序号工种人数备注1技术员3人2工班长3人3开挖支护工36人4喷浆工12人5注浆6人合计60人2、主要施工机械配置主要施工机械配置表序号设备名称规格型号单位数量备注1风钻YT28台262湿喷机台33挖掘机日立200-5台14装载机ZLC50-C台15出碴车20T辆66注浆机KBY50/70-11台27衬砌模板台车12m台18混凝土运输罐车8m3辆2十一、质量保证措施1、 开始帷幕注浆段爆破开挖前，组织所有施工人员进行专项学习，熟悉设计图纸、施工规范，增强施工质量意识。2、 建立完善的质量管理体系，设立质量检查小组，现场二十四小时设工程技术人员，对帷幕注浆段开挖施工进行全天候、严格的质量把关并及时指导施工，随时对各个施工环节进行监督检查，质量责任落实到人，且值班技术人员必须严格执行现场交接制度。3、 加强现场施工材料管理，保证施工材料满足设计要求，严禁使用不合格材料。4、 喷射砼前，检查开挖断面尺寸、清除杂物和松动岩体，埋设短节钢筋，以标识喷砼厚度，用高压风、高压水清洗受喷面，喷射作业分段、分片、分块、