隧道涌水專項施工方案

地道涌水專項施工方案地道涌水專項施工方案地道涌水專項施工方案G309線固原至西吉公路A5合同段地道涌水專項施工方案中國158#編制：__________________審察：__________________贊同：__________________中鐵十四局公司固西公路A5合同段項目經(jīng)理部2014年2月25日一、工程大體1...1.1設計大體1...1.2地形、地貌1...1.3地域內(nèi)地質(zhì)大體1...1.4水文地質(zhì)2...1.5不良地質(zhì)3...1.6地震3...1.7天氣及氣象3...二、涌水段施工原則...............................................................3..2.1、地道涌水辦理原則....................................3..2.2、積極發(fā)揮超前地質(zhì)預告作用............................3..三、局部堵水注漿方案...............................................................4..四、超前預注漿方案5.................................................................4.1、施工方法...........................................5...4.2、施工工藝流程.......................................6...五、徑向注漿支護施工...............................................................7..5.1、工藝流程以下.......................................7...5.2、施工要求和質(zhì)量檢查：................................7..六、注漿施工要求..............................................................8...6.1、圍巖注漿原理8...6.2圍巖注漿的施工要求...................................8..七、施工安全注意事項.......................................1..2.中鐵十四局G309固西公路A5合同段項目部地道防涌水專項施工方案地道施工時發(fā)生的涌水不只對作業(yè)環(huán)境有影響，也會使掌子面不牢固，使噴混凝土和錨桿施工收效降低。特別是在有多量、高壓涌水的情況下，常造成重要事故。我項目部依照地道的富水情況，特制定以下涌水施工專項方案。一、工程大體1.1設計大體炸山嘴地道為雙線四車道、左右分別式地道，左右線地道長分別為2469m、2922m

本合同段左線樁號為

ZK24+816.31

?

ZK26+004

長1187.69m,

右線樁號為K24+80C

?

K25+972

右線全長

1172。左右線均位于直線段上，左右線洞內(nèi)設單

坡，

-2.13%

上坡施工，左右線暗洞里程分別為

ZK25+988

、YK25+956

。1.2地形、地貌本項目位于寧夏回族自治區(qū)南部山區(qū)的黃土高原，地勢呈南高北低，由于受河水切割、沖擊，形成丘陵起伏，溝壑縱橫，梁峁交叉，山多川少，塬、梁、峁、壕交叉的地理特點，屬黃土丘陵溝壑區(qū)。路線沿線地勢起伏較大，海拔在1690—2200m之間。區(qū)內(nèi)地段地貌種類主要有傷害剝蝕中低山地貌、傷害聚集黃土丘陵地貌。1.3地域內(nèi)地質(zhì)大體1、地層巖性主要為發(fā)育北祁連加里東褶皺帶聚積碎屑巖，以河湖相聚積為主，在白堊系局部濱海相聚積，發(fā)育灰?guī)r、泥灰?guī)r。地層主要為：1）白堊系下統(tǒng)乃家河組（K1n）:按巖性可分為上、中、下三段，下段為淺藍灰色鈣質(zhì)泥巖夾頁巖及石膏質(zhì)泥巖；中段為淺藍與暗紫色泥巖互層；上段為暗紫色泥巖、砂質(zhì)泥巖，內(nèi)含豐富的植物化石。下部灰質(zhì)增加，局部還有方解石脈及鐵質(zhì)，風化面呈片狀，塊狀；節(jié)理裂隙較發(fā)育，每米發(fā)育2?3條，裂隙延伸較短，裂隙間泥砂質(zhì)充填。下第三系新統(tǒng)寺口子組(E2s):以河流、湖泊相聚積為主，局部為山麓相聚集。巖性為一套棕紅色、磚紅色含泥質(zhì)礫巖、砂礫巖、含泥質(zhì)砂礫巖，夾有含礫泥質(zhì)砂巖、粉砂巖及砂質(zhì)泥巖透鏡體。局部地段泥質(zhì)含量增高，成為泥質(zhì)礫巖。礫石成分以石英巖、綠泥石片巖和花崗巖為主。半棱角狀，分選性差。礫徑一般在0.2?2cm大的可十幾厘米。泥質(zhì)半膠結(jié)或未膠結(jié)，較松弛。與下伏白堊系乃家河組呈平行不整合接觸。老第三系漸新統(tǒng)清水營組(E3q)：為湖相聚積為主，河流相為次，巖性下部為磚紅色塊狀細砂巖、粉砂巖及粉砂質(zhì)泥巖，底部寬泛擁有10?20m厚的中細砂巖；上部為紫紅色泥巖、砂質(zhì)泥巖夾藍灰色泥巖及石膏層，含鈣質(zhì)結(jié)核層及砂巖薄層。第四系上更新統(tǒng)風積黃土(Q3eol):多為淺黃、灰黃、褐黃、土黃色黃土、粉砂質(zhì)黃土，蟲孔和大孔發(fā)育，見蝸牛碎屑和鈣質(zhì)粉末。本組擁有風成黃土的典型特點，如粉土粒級占絕大部分，具自重濕陷性，濕陷強烈。第四系嶄新統(tǒng)沖洪積物(Q4al+pl):散布于地道中間地帶，為隧址區(qū)小沖溝沖洪積所致，其巖性為粉質(zhì)粘土、粉土和部分碎石土，其巖性單調(diào)，呈可塑-軟塑狀。2、地域地質(zhì)結(jié)構(gòu)本標段位于地道出口段，地質(zhì)結(jié)構(gòu)相對簡單，多為第四系覆蓋。1.4水文地質(zhì)(1)地表水當?shù)赜騼?nèi)水資源比較困窮，豐水季節(jié)，在地表沖溝形成季節(jié)性徑流。(2)地下水地下水主要受地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地貌、巖性、天氣和古地理等條件的控制和影響，依照各含水層的巖性和賦水特點，地下水可分為第四系松弛巖類孔隙水、基巖裂隙水。本標段范圍內(nèi)地表水和地下水水質(zhì)優(yōu)秀，對混凝土結(jié)構(gòu)無腐化性，可用于混凝土施工1.5不良地質(zhì)本標段地道不良地質(zhì)主若是地道出口淺埋段圍巖等級偏弱，新黃土擁有自重濕陷性，巖體屬半成巖的極軟巖，巖性呈散體狀，地道開挖后極易發(fā)生坍塌至地表。1.6地震路線所經(jīng)地域地震動峰值加快度0.20g?0.30g，相當于地震基本烈度VHI度。1.7天氣及氣象本標段地域?qū)儆诟珊祬^(qū)大陸性季風天氣，其特點是：雨量少，蒸發(fā)強烈，春寒干旱，夏短平易，秋涼多雨，冬冷少雪，四時散布不均，無霜期短，全年100?150天，光照資源豐富。日照時間長，年平均日照時數(shù)2322.3h，太陽總輻射為122.36千卡/cm2/年。地域年均氣溫在4?7C之間，歷年極端最低氣溫為-28.1C,極端最高氣溫34.6C,最熱月（7月）平均氣溫為17.8C。歷年平均降水量在400?470mm之間，7?9月份降水量占全年總降水量的60.9%。全年多風，年平均風速2.4m/s，最暴風速20m/s，冬季多西寒風，夏季多東南風。主要災害有干旱、冰雹、霜凍、暴雨等。最大凍土深度120cm。二、涌水段施工原則2.1、地道涌水辦理原則2.1.1地下水發(fā)育，施工時可能產(chǎn)生突泥涌水等危及施工安全的巖溶、破裂帶發(fā)育地段，采用"以堵為主，防突防涌"的治理原則，經(jīng)過注漿堵水加固圍巖，防備突泥突水，保證施工安全。施工中揭示的巖溶管道水、暗河時，在不影響地表環(huán)境的前提下，采取"開導引排水為主"治水原則。2.1.2、對地道開挖致使地下水流失，有可能惹起地表環(huán)境變化并影響到居民生產(chǎn)生活用水的段落，采用"以堵為主"的防水舉措。經(jīng)過我部的現(xiàn)場檢查，在地道出口上方有數(shù)處泉眼，該泉眼出水量相當大，終年冒水。2.2、積極發(fā)揮超前地質(zhì)預告作用地道圍巖地質(zhì)復雜，需綜合超前地質(zhì)預告手段探測掌子眼前面巖溶發(fā)育情況（規(guī)模、性質(zhì)及地點等）、地下水賦存情況（水量及水壓等），并用超前探孔進行考證，據(jù)此進行突水突泥危險性鑒別。2.2.1、部署超前水平鉆孔探測1）、每次探水段長35m開挖30m保存5m開始下一次探水。2）、探水孔要詳盡記錄出水滴地點、水量、水壓等。3）、探水孔孔徑（終孔）為55mm鉆孔外偏角為5度。4）、依照超前鉆孔探水的結(jié)果，分別采用不同樣的舉措進行下一循環(huán)工作，當探水孔有2/3孔滿水且總水量大于15m3/h時，采用超前預注漿；當總水量小于15m3/h但個別孔出水量大于3m3/h時，采用局部堵水注漿；當6孔出水量均小于3m3/h且總出水量小于15m3/h時，進入下一循環(huán)。對地表出露泉眼進行監(jiān)測。如因地道的開挖惹起地表泉眼水量有顯然下降時，應立刻采用注漿堵水。三、局部堵水注漿方案在地道施工中，當總水量小于15m3/h但個別孔出水量大于3m3/h時，采用局部堵水注漿方案。

施工時依照探水鉆孔探明的出水滴地點、

水量和預注漿段

巖層節(jié)理、裂隙發(fā)育情況，部署注漿孔個數(shù)和地點，注漿孔孔徑為

108mm

開孔孔徑

150mm

。3.1、注漿范圍：在出水通道范圍內(nèi)，地道開挖外輪廓線以外

5?

6m

單孔注漿有效擴散半徑

R=3.6m

注漿結(jié)束最后壓力為凈水壓力的

2?

3

倍。3.2、注漿后，總出水量小于2n3/h且一處出水量小于0.6m3/h，即可結(jié)束注漿。3.3、注漿資料主要采用單液漿，困難時采用水泥－水玻璃雙液漿，水泥為425號一般硅酸鹽水泥，水灰比W/O0.6?1.1，水泥漿與水玻璃體積比1:0.05，凝膠時間依照現(xiàn)場情況確定。局部預注漿堵水動向施工程序圖施工探水鉆孔后，測量各孔岀水量記錄各孔出水地點、水量、水壓等注漿后，總出水量小于2m/h且一處出水量小于0.6m/h四、超前預注漿方案對松弛地層和纖弱地層，特別是涌水量大（探水孔有2/3孔滿水且總水量大于15m3/h）的斷層破裂帶和巖性分界面等，可經(jīng)過超前預注漿對開挖眼前面巖體進行加固，封堵涌水，爾后再采用合適的開挖方法進行開挖。4.1、施工方法超前預注漿采用“深淺孔組合-退后式分段注漿”方式，外層注漿孔長度為20m內(nèi)層注漿孔長度為30m注漿次序先施作短孔，再施作長孔，最后施作檢查孔。按“由外到里，從下往上”原則進行施工，同時聯(lián)合涌水水源點地點和水流方向，按由“有水孔到無水孔”次序施作；檢查孔施工次序待注漿孔注漿結(jié)束后視現(xiàn)場情況而定。依照地層特點，每次注漿分段長度為2?4m,鉆孔至設計深度此后每退后2?4n進行一次注漿,先期注漿孔采用單孔注漿量控制，后期注漿孔采用注漿終壓控制，達到設計注漿終壓時，且注漿孔注入率小于洞口設2m

40L/min長①127

時，連續(xù)20?30min,即可結(jié)束注漿。孔口管。鉆孔過程中如碰到突涌水、涌砂、則立刻停止鉆

孔進行注漿。在部分涌水量較大的段落應先進行合適的排放，待水流牢固后再進行注漿封堵。注漿孔間距1.0x1.0m,梅花形部署，外插角宜取5?25度，注漿資料為雙液漿，水灰比0.6-1.1，水泥漿與水玻璃體積比1:0.05，注漿壓力1.5-3.0MPa，漿液配合比和注漿壓力能夠經(jīng)過現(xiàn)場試驗確定。灌漿漿液的濃度由稀到濃，注漿壓力由低到高，逐級變換。4.2、施工工藝流程五、徑向注漿支護施工關于開挖后仍呈面狀滲水或圍巖較破裂時，對開挖周邊進行徑向注漿加固，達到止水和加固圍巖的作用。徑向注漿依照注漿設計圖紙并聯(lián)合地層特點進行確定，并在現(xiàn)場施作過程中不斷完滿。5.1、工藝流程以下徑向注漿施工工藝框圖5.2、施工要求和質(zhì)量檢查:、徑向注漿成孔施工第一在周邊按設計表記出鉆孔地點，利用臺車或風鉆成孔，達到設計孔深后，進行清孔、驗孔；達成后安裝注漿孔口管或小導管。5.2.2、徑向注漿方式徑向注漿采用一次性注漿方式進行施工。5.2.3、徑向注漿結(jié)束標準徑向注漿結(jié)束標準以注漿壓力和注漿量相聯(lián)合進行控制。注漿施工過程中，以注漿壓力為第一控制指標。在該段最大設計壓力下，當注入率不大于1L/min時，連續(xù)灌輸5min即可結(jié)束；若是長時間注漿壓力不上漲（一般指

30

分鐘），將注漿資料調(diào)整為雙液漿，再注

30

分鐘后仍不上漲，可按定

量標準進行注漿控制并報請監(jiān)理工程師共同確定結(jié)束標準。注漿結(jié)束標準一般以達到設計注漿終壓及設計注漿量要求進行控制，且檢查合格經(jīng)監(jiān)理確認后方可結(jié)束。、徑向注漿收效檢查評定徑向注漿全部注漿孔的注漿P-Q-t曲線符合設計妄圖；徑向注漿結(jié)束后達到設計規(guī)定的贊同流水量或圍巖填充密實標準要求；檢查孔查驗注漿收效并對檢查孔進行補注漿。超前支護作為一種軟巖開挖協(xié)助手段，對地道施工成功有決定作用，各樣方法應依照地質(zhì)情況、設計文件靈便采用，同時能夠考慮幾種方法配合使用，收效更好。六、注漿施工要求6.1、圍巖注漿原理作用在地道襯砌上的水壓值與圍巖的浸透系數(shù)有直接關系，能夠采用壓注固化填充漿液的方法來降低圍巖縫隙率，使圍巖的浸透系數(shù)減小至必然數(shù)值以下，圍巖變成基本不透水的巖墻，使注漿范圍內(nèi)巖體外周承受水壓力作用。在地質(zhì)判斷中，當浸透系數(shù)小于10^-10^cm/s時，就能夠認為圍巖是不透水的。據(jù)此，若是地道經(jīng)過必然范圍內(nèi)的注漿，把圍巖的浸透系數(shù)降低到10』cm/s，就能夠不考慮水壓力對襯砌的作用。地道周邊圍巖浸透性的降低，不只使得襯砌結(jié)構(gòu)不再承受水壓力，減少了襯砌變形、開裂的可能，同時滲人圍巖和襯砌之間的水量和需地道排出的水量也很小。6.2圍巖注漿的施工要求6.2.1地道工程施工應依照地質(zhì)情況、掘進和支護的方式、支護預期的變形量、相鄰地道的相互影響及其余修筑物的位移、沉降、水資源保護的要求進行注案的選擇。

漿防水方6.2.2超前預注漿施工應符合以下要求：1預注漿應依照巖層裂隙狀態(tài)、地下水情況、加固范圍、設施性能、漿液擴散半徑和對注漿收效的要求等綜合分析確定注漿孔數(shù)、布孔方式及鉆孔角度。2預注漿段的長度應視詳盡情況合理確定，宜為20?50m掘進時必定保存止水巖盤的厚度，一般為3?8m3巖石地層預注漿設計壓力應依照圍巖水文地質(zhì)條件合理確定，宜比靜水壓力大0.5?1.5MPa；當靜水壓力較大時，宜為靜水壓力的2?3倍；注漿泵的壓力應達到設計壓力的1.3?1.5倍。注漿方法應依照水文地質(zhì)情況、機械設施等綜合因素選擇。5鉆孔孔位最大贊同偏差為50mm鉆孔偏斜率最大贊同偏差為0.5%，同時應知足設計要求。6鉆注漿次序為：先鉆注部署在地道頂板上的注漿孔，后鉆注地道兩側(cè)孔，最后鉆注底板孔；或先內(nèi)圈孔后外圈孔；或先無水孔后有水孔。7預注漿后的滲水量應小于設計贊同值，漿液固結(jié)體達到設計強度后方可開挖。6.2.3局部堵水注漿布孔應符合以下規(guī)定：在纖弱地層或水量較大處布孔。大面積滲漏，布孔宜密，鉆孔宜淺。裂隙滲漏，布孔宜疏，鉆孔宜深。大股涌水，布孔應在水流上游，且從涌水滴四周由遠到近布設。6.2.4初期支護施工后有滲漏水的地段，應在初期支護上鑿孔進行回填注漿。6.2.5圍巖注漿提初期支護后回填注漿施工次序應符合以下要求：沿地道軸線由低到高、由下往上、由少水處到多水處鉆注。在多水地段，應先兩端向中間鉆注。6.2.6二次襯砌施工后應利用預留的注漿管（孔）對拱頂部位進行回填注漿?；靥钭{應在襯砌混凝土強度達到設計強度的70%后進行。6.2.7二次襯砌后有滲漏水時應采用襯砌內(nèi)注漿，注漿孔應依照襯砌滲漏水情況布置，孔深為襯砌厚度的1/3?2/3之間。襯砌內(nèi)注漿可采用電沖擊錘成孔，專用注漿泵注漿，漿液采用化學漿液或超細水泥漿液。6.2.8回填注漿及襯砌內(nèi)注漿壓力應小于0.5MPa。6.2.9漿液注入量可依照擴散半徑及巖層裂隙率計算確定，計算可參照以下公式：Q=nR2HnB式中：Q------漿液注入量（m3;R――漿液擴散半徑（m）；H――注漿段長度（m；n――巖層裂隙率，一般取1%?5%；B——漿液在裂隙內(nèi)的有效充填系數(shù)，視巖層性質(zhì)而定，約0.3?0.9。6.2.10預注漿的注漿資料可參照以下原則綜合比較，合理確定注漿資料：靜水注漿資料符合以下要求：；漿液擁有優(yōu)秀流動性、可灌性。2；漿液長遠性強。3；固化時體積縮短小，與巖石、混凝土、砂土等有必然的粘結(jié)力。4；漿液結(jié)石率高，固結(jié)后有較高的強度等級和抗?jié)B性。5；牢固性好，注漿時資料不產(chǎn)生離析和積淀。6；原資料根源豐富、便于運輸與積蓄，在常溫、常壓下較長時間寄存不改變其基本性質(zhì)，寄存不受溫度、濕度變化的影響，同市價錢合適。7；漿液無毒、無臭，不污染環(huán)境，對人體無害。8；漿液對注漿設施、管路、混凝土結(jié)構(gòu)物及橡膠制品等無腐化性，并簡單沖刷。9；漿液配制方便，工藝及設施簡單、操作簡單簡單。動水注漿資料在知足靜水注漿資料的要求下，還需考慮以下條件：1；優(yōu)秀的填充性，注入后漿液幾乎不會發(fā)生流失到限制范圍以外的現(xiàn)象。2；注入時，抗分別性好。3；擁有優(yōu)秀的止水性能。4；為防備漿液的大量流失及知足迅速充填的要求，漿液的凝膠時間可依照需要調(diào)治（視現(xiàn)場涌水流量及流速大小而確定；。5）結(jié)石體防沖刷性能好。3當前已有的注漿資料不可以能同時知足上列全部要求，施工中應依照詳盡情況采用能知足上列幾項的漿液即可。注漿前應做壓水或吸水試驗，選擇漿液種類和濃度。單孔注漿結(jié)束的條件，應符合以下規(guī)定：1預注漿各孔段均達到設計終壓并牢固10min，且注漿量不小于設計注漿量的80％、進漿速度為開始進漿速度的1/4。初期支護后襯砌前圍巖注漿達到設計終壓。其余各樣注漿應知足設計要求。6.2.13預注漿及圍巖注漿后，必定在分析資料的基礎進步行注漿收效檢查，可采用鉆孔取芯法對注漿收效進行檢查；或進行壓（抽）水試驗

,

當檢查孔的吸水量大于

1.0I

/（min

?

m

時，必定進行補充注漿；或采用連續(xù)測流量的方法，

當所測流量小于設計涌水量時，

則注漿收效知足要求。

注漿結(jié)束后注漿鉆孔及檢

查孔應封填密實。6.2.14注漿應防備對環(huán)境的污染，在注漿施工時期及工程結(jié)束后，應付水源取樣檢查。當有污染時，應實時采用相應舉措。6.2.15水泥類漿液宜采用強度等級不低于32.5的水泥，其余漿液資料應符合規(guī)定。注漿前應付漿液的配合比，工藝流程經(jīng)現(xiàn)場試驗合格后再施工。水泥漿液性能的調(diào)整方式：調(diào)整水泥漿液的凝膠時間：漿液中可摻入氯化鈣、水玻璃等速凝劑。為提高漿液牢固性和可灌性，可摻分別劑或懸浮劑（膨潤土、甲基纖維素、羥乙基纖維素、聚乙烯醇、聚丙烯酸及基鹽類等）。3為控制水泥漿液擴散范圍，提高注漿堵水收效，可在水泥漿液中摻加快凝劑或早強劑。4為降低漿液在含水層中的稀釋率，改良漿液的強度，可在水泥漿中摻入必然的增強型防水劑，使?jié){液水化物質(zhì)呈膠狀且在輸漿管內(nèi)承壓后不脫水，以加大單液水泥漿的粘度與膠凝時間的可調(diào)范圍。使用水泥-水玻璃漿液時應摻入增加長遠性的外加劑，以提高漿液的后期強度6.2.18在涌水量大、壓力高的地段鉆孔時，應先設置帶閘閥的孔口管，當出現(xiàn)大量涌水時，拔出鉆具，封閉孔口管上的閘板閥，待做好準備后，進行注漿；當掌子面巖層破碎，應先設置止?jié){墻和孔口管?？卓诠苈袢霂r石