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1、中復隧道不良地質專項施工方案1巖溶施工方案1.1巖溶施工對策本隧道存在巖溶的可能性，施工中需采取相應措施確保洞體穩定和施工安全，一般地段按一般隧道組織施工。安全穿越巖溶地段的前提是做好施工前的地質預報工作，摸清巖溶沿隧道軸線的分布位置、大小、巖溶水流向、壓力、流量、補給源等，然后從兩個方面對溶洞進行處理：一是巖溶水處理，二是溶洞的封填處理，對開挖中已暴露的溶洞，按溶洞處在隧道的位置和大小，實測后，編制封堵方案并報業主、設計、監理批復后實施。對已探測到的巖溶水，按設計的治水原則，編制治水方案報業主、設計、監理批復后實施。巖溶段隧道施工對策見表1.1。表1.1巖溶段隧道施工對策表序號項目技術對策12、超前預報TSP系統、地質雷達、紅外探水儀及其它地質儀器預測預報2巖溶預報定性預測；超前預報；洞內超前鉆孔預報；隧底預探預報3巖溶水處理方案注漿堵水；暗溝排水；管道排水；涵洞、泄水洞排水；滲溝、鋪砌排水；4小型溶洞處理方案漿砌封閉、回填壓實；護拱防護、隧道回填；換填片石、加強襯砌；隧道底板梁5規模較大溶洞處理方案支頂加固支承墻加固；支承柱嵌補加固；拱橋支頂加固；挖孔樁支頂加固跨越簡支梁跨越；棧橋跨越；拱頂跨越；邊墻拱跨越；整體浮放、支托跨越6巖溶隧道施工開挖（同軟弱圍巖）微震爆破技術；預加固、短進尺、弱爆破、強支護、勤量測、快襯砌的方針；微臺階、短臺階支護預加固；加強支護及初期支護襯砌防裂、防滲3、防漏預注漿堵水；設置防排水系統，襯砌采用防水混凝土；設置有效的排水系統；混凝土一次澆筑成型；減少施工縫，施工縫設置止水帶。1.2巖溶預測預報1.2.1定性預測方法及步驟采用地貌、地質調查與地質推理相結合的方法，并進行定性預測。其具體方法及步驟見表1.2.1。1.2.2地表復查預測地表復查了解隧道軸線地段的地下水與地表落水洞、斷層、泉水暗河的對應關系。查清降雨與地下水位、暗河出口的水位關系，升降時間、滯后時間、變化幅度，查清地下水的補給、涇流、排泄條件，分點繪制Q-T曲線，摸清地下水規律、來源，宏觀預測洞身各段可能涌水情況、地下水來源和形成溶洞的可能性。1.2.3洞內超前鉆孔預探預報超前鉆孔是4、在長、短期地質預報的基礎上再采用超前探水孔進行驗證。在開挖面布置超前鉆孔，孔底超出開挖輪廓線外1.5m，因巖溶裂隙管導分布很不規律，探水孔不一定遇到巖溶管道，因此在鉆爆破孔時將拱頂和隧道底鉆孔加深進行超前探測，孔深5m以上，如遇溶洞，采取超前支護、注漿堵水等措施通過。表 定性預測方法及步驟步驟預測方法第一步收集區域地形、地質、水文資料以及鐵路地質資料，通過這些資料分析巖溶地貌特征第二步對隧道所處地區的地表巖溶地貌， 區域內出露的溶洞以及隧道施工已揭露的溶洞形態、規模、位置的調查，以及隧道的地質構造和巖性的調查，研究分析隧道所在地區的巖溶地貌規律，尤其是層狀水平溶洞的發育規律，包括水平溶洞的層數5、，層的高程，各層溶洞的規模等第三步預測溶洞形態，將隧道高程與區域內水平溶洞高程對比，確定隧道是否處在地下水動力帶，據此預測隧道可能遇到溶洞的形態，判定水平溶洞或豎直溶洞。第四步預測溶洞規模，根據隧道已揭露的溶洞規模和隧道各段的巖性、出水規律、地質構造以及巖溶地貌發育的情況，推測隧道可能遇到的溶洞的規模第五步預測溶洞出現頻及位置，根據隧道各段的巖性、地質構造以及地表巖溶發育的情況，推測隧道溶洞出現頻率、發育溶洞的位置或段落。1.2.4隧底巖溶探查隧底探查是對事先測繪的地質資料布孔的補充，對巖溶較發育和發育地段進行鉆探。通過隧底大量鉆探、物探、巖溶調查等綜合手段取得的資料進行分析，查明隧底巖溶，以6、便采取相應的加固措施。除了上述幾種預探預報方法外，在隧道施工期間還須加強對地表河床、斷裂薄弱地帶、已塌陷坑及洞內施工地質等觀測，定期提出地質預報和決策建議，為制定巖溶整治方案提供依據。1.3巖溶地段地下水處理1.3.1地下水處理原則對巖溶含水層采取“以堵為主，限量排放”的原則。采用“防、排、堵、截結合，因地制宜綜合治理的方式；對穿越巖溶地段，盡量維系巖溶的既有通道，不隨意封堵溶洞。施工中，根據不同的隧道縱坡采取不同的排水方式，確保施工安全。巖溶地段防災、減災主要是針對突泥突水問題，施工中要做到對巖溶地段的地下水提前預測預報。1.3.2維系巖溶既有通道，采用暗溝排水在查明水源流向及其與隧道位置的7、關系后，用暗管、涵洞、小橋等設施渲泄水流或開鑿引水洞將水排出洞外，再用混凝土、漿砌片石或干砌片石予以回填封閉；當巖溶水流的位置在隧道頂部時或高于隧道頂部時，在適當距離處，開鑿引水斜洞（或引水槽）將水位降低到隧底標高以下，再行引排，見圖1.3.2。圖1.3.2 暗溝排水示意圖1.3.3注漿堵水，維系地下水平衡施工原則：在巖溶地區鐵路隧道建設中曾遇到大量巖溶突水涌泥現象，并誘發地表塌陷和水源枯竭，有可能給生產、生活帶來許多危害，對水環境帶來不利影響，采取注漿堵水措施，維系地下水平衡。注漿能切斷地下水從開挖面排放通道，從而起到保護水環境作用，起到安全施工的作用。為保護水環境，維護生態平衡，采取以注漿8、為主的方法，保護地下水資源不被破壞。注漿方式：按治水原則，采用多種注漿方式維護水環境，對富水段，采用全斷面預注漿，對一般地段，每天排水量不超過限量排放標準的，采用開挖后徑向注漿，對超前預注漿段開挖后，流量仍然超過限量排放的，采用局部注漿和補注漿，對突然涌水，采用設止漿墻，先卸壓后注漿法通過等。1.3.4小型溶洞的封填處理對地下水不發育的小溶洞，采用漿砌片石或者干砌片石回填處理，必要時壓漿填充。漿砌封閉，回填壓實：對隧道側墻通過溶洞，經調查及雨季中考驗證明溶洞水對隧道無影響時，施工中采用封閉回填處理。隧道底部采用片石混凝土回填，靠邊墻1m范圍內用漿砌片石回填，其余回填棄渣，空隙吹砂填滿，壓注水泥9、砂漿膠結，見圖1.3.4-1。圖1.3.4-1 封閉回填處理示意圖隧道回填，上部護拱防護：當隧道穿過垂直發育的溶洞，無填充物、干燥、溶洞高大，洞壁有溶蝕裂隙，但已停止發育。處理措施：在隧底以下部分采用塊石、碎石回填密實，距隧底1m厚度用漿砌片石回填，拱頂漿砌片石護拱厚1m，其上回填一定厚度干砌片石，以防溶洞有落石掉塊時，起到緩沖作用，見圖1.3.4-2。換填片石，加強襯砌：在處理規模較小，沿裂隙發育的槽狀溶洞時，溶洞有充填物。處理措施：拱部及邊墻部位上的溶洞在襯砌外緣設1.0m厚漿砌片石，對隧道底部溶洞，向溶洞方向擴挖1.5m，回填漿砌片石，其上再做50cm厚混凝土，混凝土內設P43鋼軌。 圖10、1.3.4-2 護拱防護處理示意圖隧底地板梁處理：對隧道底部為充填或有不宜采用其它措施處理的小型空洞采用底板梁加強襯砌通過。如圖6.1.3.4-3所示，將隧道鋪底或仰拱設計為平板梁，在底板及邊墻下部加設鋼筋，灌注鋼筋混凝土，共同形成鋼筋混凝土梁。圖1.3.4-3 底板梁處理示意圖1.3.5規模較大溶洞的綜合處理措施規模較大溶洞處理方法一般有嵌補、支承墻、柱、拱以及用橋跨越等方法。支承墻加固：清除填充物，用漿砌片石墻支頂加固溶洞頂板；水流通過處設置涵洞；隧道邊墻處留檢查孔道，設置鐵鏈或柵欄防護設施，以保證安全，見圖1.3.5。圖1.3.5 支承墻加固示意圖以上是溶洞及巖溶水的一般處理方法，如遇類11、似溶洞情況，可將上述方案作為建議方案向設計和監理呈報，遇到溶洞串或特大型溶洞、復雜溶洞，按溶洞位置、規模、洞內填充和巖溶水情況，繪制溶洞規模圖向設計和監理報告，我們將按設計批復處理意見進行溶洞處理。2通過軟巖大變形地段施工方案防止軟巖變形的技術措施有五項，主要措施是超前預支護，用短進尺、多循環、弱爆破開挖，盡量減少對圍巖的擾動，為了防止巖面對開挖面的擠入，一是預留沉落量，二是仰拱緊跟，三是按設計做好聯合支護，四是加鎖腳錨桿，防止隧底上隆，五是改變開挖方法，采用CD法開挖，約束變形。本隧道特別要注意軟巖大變形,本隧道有500m軟巖大變形圍巖,在施工期間加強地質預報,及時施作超前洞身大管棚或小導管12、，采取徑向注漿或帷幕注漿，以增加支護的整體剛度，同時防止水流浸泡基底，以控制拱部、邊墻變形和底鼓現象。依據圍巖情況采取錨桿、鋼拱架、掛網等聯合支護手段加強支護，非圍幕注漿地段軟巖開挖支護方法詳見圖6.2軟巖段穩定開挖工作面措施施。2.1帷幕注漿帷幕注漿就是沿開挖輪廓線（含底部）按軸向輻射狀布孔，按一定的間距鉆孔，然后通過注漿泵把漿液沿注漿孔壓入地層裂隙之中，用漿液顆粒充填出水裂隙，防止細小顆粒流失導致滲水路徑形成，改善地層原有的透水特性，周圍破碎巖塊固結成具有一定強度的結石體，在隧道周邊及開挖面形成一個堵水帷幕，降低地層透水系數，切斷地下水流通路，并和周圍的巖體固結成一體，從而達到加固圍巖，保13、證隧道洞室穩定，確保施工及運營安全，實現有控制排放，減少水資源流失的目的。排水量控制標準按注漿后每延米洞壁滲漏量控制，一般不大于3m3/dm。根據工程地質條件、巖體完整性、巖溶發育情況、涌突水位置、水量、水壓及巖體的綜合滲透系數等選用以下注漿方法中的一種或幾種的組合方法: (1)充填注漿與基巖裂隙注漿；(2)滲透注漿；(3)擠密注漿；(4)劈裂注漿。根據超前地質預測預報探明的地質條件、巖溶發育程度、易發生突水突泥的位置、規模及巖體的綜合滲透系數等決定帷幕注漿循環長度及固結范圍，一般超前帷幕預注漿每一循環長度為20-30m，固結范圍為開挖輪廓線外2-8m。帷幕注漿施工步驟：綜合地質探測后確定注漿14、開孔安孔口管鉆孔注漿鉆檢查孔測水量補加鉆孔注漿結束。注漿鉆孔的布置，需根據注漿范圍、注漿段長、單個注漿鉆孔的作用范圍、巖溶（巖層裂隙）發育情況、含水層分布情況、隧道洞身斷面大小和鉆孔作業要求而定。鉆孔布置圖及加固圈示意如圖2.1所示。圖2.1 帷幕注漿鉆孔布設示意圖2.2徑向注漿為防止地表水滲透和地下水涌入，除拱部采用小導管注漿堵水外，其余部分采用徑向注漿堵水。當隧道存在著高水壓，但圍巖有自穩能力，涌水量有可能大于控制值時，為了減小巖體空隙率及滲透系數，控制圍巖涌水量，在一定范圍內加固圍巖，在裂隙水較發育地段，采取開挖后徑向注漿或補注漿等形式，將大面積淋水或局部股流封堵，減少水土注失。徑向注漿施工，嚴格按設計要求準確布孔，采用MK5型地質鉆機鉆孔，注漿前先做壓水試驗，注漿壓力要高于測試水壓力2MP以上，注漿后按設計要求進行注漿效果檢查，達不到要求的局部地方按設計要求進行補充注漿。圖2 軟巖段穩定開挖工作面措施