象山隧道1#斜井右線出口方向第二循環(huán)全斷面超前預(yù)注漿方案_百

1、 龍廈鐵路ZD-1標(biāo)象山隧道1#斜井右線出口方向第二循環(huán)全斷面超前預(yù)注漿方案(YDK24+ 114 +144 中鐵隧道集團有限公司龍廈鐵路ZD-1標(biāo)項目經(jīng)理部中鐵隧道集團(洛陽科學(xué)技術(shù)研究所二零零九年三月1 工程概況1.1 工程基本情況象山隧道位于福建省境內(nèi),隧道起于福建省龍巖市新羅區(qū)曹溪鎮(zhèn)三坑村,經(jīng)過適中鎮(zhèn)新祠村、象山村,止于漳州市南靖縣和溪鎮(zhèn)樂土村。隧道采用左、右單洞單線,兩條隧道并行的方案,左線隧道進口里程DK19+690,進口軌面設(shè)計標(biāo)高453.337米;右線隧道進口里程YDK19+690,進口軌面設(shè)計標(biāo)高453.337米;左線隧道出口里程為DK35+588,出口軌面設(shè)計標(biāo)高280.0

2、95米;右線隧道出口里程YDK35+607,出口軌面設(shè)計標(biāo)高280.093米。左線隧道全長15898米,右線隧道全長15917米。隧道最大埋深830米。有5個斜井輔助施工導(dǎo)坑,斜井長度200m900m左右,1#及5#斜井為無軌運輸,2#、3#、4#斜井為大坡度有軌運輸,坡度14°22°,進入正洞后共計24個工作面。1.2 工程地質(zhì)右線注漿里程為YDK24+112142,此處隧道埋深150m左右,原設(shè)計地質(zhì)情況為F7斷層破碎帶及其影響帶,為硅化碎裂巖、糜棱巖,少量斷層泥。產(chǎn)狀20°-40°/NW(局部SE65°-78°。擠壓擦痕明顯,扁

3、豆體發(fā)育,屬壓扭性斷層,斷層寬度2.00-4.00m。隧道開挖斷面內(nèi)主要為三迭系下統(tǒng)溪口組,硅質(zhì)灰?guī)r,灰青色,薄層粉砂巖、細砂巖,底部夾厚層狀灰?guī)r,弱風(fēng)化,節(jié)理裂隙較發(fā)育,局部有溶蝕現(xiàn)象,地下水較發(fā)育,圍巖較破碎,易坍塌掉快和涌水。1.3 水文地質(zhì)隧道區(qū)地表水以公祠自然村為分水嶺(DK27+500,分南東、北西兩側(cè)排泄。北西側(cè)為龍巖龍津河支流水系,南東為閩南漳州九龍江西溪水系。由于地形高差大,沖溝坡度陡,水流較急,排水通暢。旱季流量小,雨季流量增大數(shù)倍數(shù)十倍。地表水受大氣降水補給,向兩側(cè)坡腳排泄,由于隧址區(qū)巖石裂隙較發(fā)育,地表水的下滲是地下水的主要補給源。隧道區(qū)地下水類型有主要為巖溶水:三疊系

4、下統(tǒng)溪口組底部夾有一層石灰?guī)r,溶洞發(fā)育,推測深部巖溶水較豐富,透水性好,可能產(chǎn)生涌水或突水。地下水的補給來源主要為大氣降水,其補給能力的受降水強度、降水持續(xù)時間、地形及地表節(jié)理、裂隙的發(fā)育程度控制。隧址區(qū)為崇山峻嶺,山坡及沖溝坡度陡,地表巖石露頭較好,有利于大氣降水的滲入補給。1.4 氣候條件本工程地處亞熱帶的北界,冬季較短,溫暖濕潤。年平均氣溫在19.9°C,一月平均氣溫11.2°C,七月平均氣溫27.1°C,雨季較長,地下水補給以地表補給為主,而本地年平均降雨量達1688mm,補給量豐富。2 施做止?jié){墻開挖至設(shè)計里程后,清理完掌子面及底部虛碴,立模泵送混凝土澆

5、注止?jié){墻,混凝土為C25,厚度3.0m,嵌入圍巖30cm,止?jié){墻內(nèi)不得有鋼拱架、錨桿、鋼管等;預(yù)埋部分孔口管;需做管棚段要預(yù)埋管棚導(dǎo)向管兼作孔口管;模板外側(cè)設(shè)積水坑,將掌子面的水引至積水坑抽排至洞外,防止水淹至正在澆注的止?jié){墻。止?jié){墻須連續(xù)澆注,澆注完后要養(yǎng)護2天以上。3 水平超前地質(zhì)探孔及結(jié)果根據(jù)地表探孔以及上循環(huán)探孔、鉆孔注漿情況分析:此段是巖溶發(fā)育地段,地下水極其豐富,而洞內(nèi)地質(zhì)深孔鉆探困難,未做止?jié){墻探孔風(fēng)險高,因此待做完止?jié){墻后再做超前探孔,進一步探明此循環(huán)地質(zhì)情況后,對注漿方案作適當(dāng)調(diào)整。4 注漿方案4.1 編制依據(jù)(1新建龍巖至廈門鐵路站前重點工程ZD-標(biāo)施工設(shè)計文件、圖紙、等相

6、關(guān)的文件。(2現(xiàn)場踏勘調(diào)查所獲得的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、當(dāng)?shù)刭Y源及施工環(huán)境等調(diào)查資料以及現(xiàn)場實際情況。(3召開的業(yè)主、設(shè)計、監(jiān)理、施工四方會議的主要會議一致意見。(4鐵路隧道防排水技術(shù)規(guī)范。(5國家及地方關(guān)于安全生產(chǎn)和環(huán)境保護等方面的法律法規(guī)。(6超前地質(zhì)預(yù)報分析結(jié)論。4.2 全斷面超前預(yù)注漿右線YDK24+114+144段,共30m范圍內(nèi),進行全斷面超前預(yù)注漿,預(yù)注漿加固范圍為隧道開挖掌子面內(nèi)及開挖輪廓線外5m。4.2.1 注漿參數(shù)全斷面超前預(yù)注漿的注漿壓力按設(shè)計為注漿處靜水壓力加上12MPa,此處取值為3.54MPa。注漿擴散半徑設(shè)計考慮為2.03.0m,注漿過程中可根據(jù)實際地質(zhì)情況進行調(diào)整

7、。注漿區(qū)域應(yīng)按圍巖止水的有效范圍進行計算,設(shè)計為開挖輪廓線外5m。d.注漿孔布置:詳見附圖(一、(二。經(jīng)計算注漿速度可為10110L/min。全斷面超前預(yù)注漿參數(shù)見表1“全斷面超前預(yù)注漿參數(shù)表”。表1 全斷面超前預(yù)注漿參數(shù)表 注:注漿分段長度總的來說是15m,在硬巖條件下注漿分段長度為35m;在軟巖條件下(或充填堆積物,注漿分段長度為12m。4.2.2 注漿材料涌水主要為溶槽、斷層、破碎地段,主要采用普通水泥單液漿、HSC水泥漿單液漿、普通水泥-水玻璃雙液漿進行注漿堵水施工,輔以超細水泥、TGRM水泥基特種灌漿材料,可加入一定量的外加劑(緩凝劑、膨脹劑、速凝劑等調(diào)整漿液的各項性能指標(biāo)。注漿材料

8、配比如表2所示,具體可根據(jù)現(xiàn)場情況適當(dāng)調(diào)節(jié)。表2 注漿材料配比表 特種材料的使用:由于在1、2#斜井前一段時間注漿施工中,出現(xiàn)多個孔長期大量注普通水泥單液漿的而壓力很難上升的現(xiàn)象,為保證注漿效果和快速注漿施工,本循環(huán)在4圈孔、5圈孔、6圈孔內(nèi)部分使用特種水泥材料(包括超細水泥、HSC、早強水泥等,在單個孔注漿量較大時,例如:單個注漿分段長度內(nèi)的注漿量大于10m3注漿壓力仍然不上升時,使用特種水泥(早強快凝水泥材料,特種注漿材料的注漿量扔大于10m3時,使用雙液漿封孔。前方地層充填物致密,普通水泥注不進去或擴散困難、前進式注漿很慢時,使用超細水泥。4.4.3 鉆孔注漿順序鉆孔注漿順序采用由外向內(nèi)

9、,由下向上間隔跳孔的原則,每次隔孔12個孔。先注單液水泥漿、后注特種水泥或水泥-水玻璃雙液漿;這樣通過實施約束型注漿,達到注漿堵水、加固的目的。4.4.4 注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)在注漿過程中,當(dāng)注到一定時間、一定量時,若壓力達到設(shè)計終壓時結(jié)束注漿?；蜃{過程中,壓力逐漸上升,流量逐漸下降,當(dāng)注漿壓力達到設(shè)計壓力(3.54MPa并穩(wěn)定10min后,即可結(jié)束該孔注漿。當(dāng)注漿量達到一定量時,壓力仍然不上升,可采取雙液注漿等措施結(jié)束該孔注漿。所有注漿孔均達到注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn),無漏水現(xiàn)象,則可結(jié)束注漿。4.4.5 注漿施工工藝流程(1超前預(yù)注漿采用科薩C6鉆機鉆孔,開孔直徑130mm,終孔90mm左右;(2采用130

10、mm開孔鉆至2.8m后,安設(shè)并固結(jié)、錨固孔口管?？卓诠懿捎?08mm,=6mm,L=3m熱扎無縫鋼管,前端焊接法蘭盤。為防止鉆進過程中突發(fā)涌水,鉆進前應(yīng)在孔口管上安設(shè)好后安設(shè)高壓防水球閥;(3超前預(yù)注漿采用前進式分段注漿工藝,分段長度為15m,實際分段步長可根據(jù)地質(zhì)情況進行適當(dāng)調(diào)整;(4注漿順序采取間隔跳孔的方式,按兩序施做,實施約束型注漿模式,達到注漿堵水、加固的目的。全斷面超前預(yù)注漿施工工藝流程如圖2所示。 圖2 全斷面超前預(yù)注漿施工工藝流程圖4.4.6 注漿效果檢查及評定所有注漿孔都結(jié)束以后,應(yīng)進行注漿效果檢查,注漿效果檢查采用探孔檢查法、P-Q-T曲線檢查法和聲波檢查法。1、分析法(a

11、P-Q-t曲線法通過對注漿施工中所記錄的注漿壓力P、注漿速度Q 進行P-t,Q-t 曲線繪制,根據(jù)地質(zhì)特征、注漿機制、設(shè)備性能、注漿參數(shù)等對P-Q-t 曲線進行分析,從而對注漿效果進行評判。注漿施工中P-t 曲線呈上升趨勢,Q-t 曲線呈下降趨勢,注漿結(jié)束時,注漿壓力達到設(shè)計終壓,注漿速度達到設(shè)計速度(常取510 L/min。(b漿液填充率反算通過統(tǒng)計總注漿量,可采用下式反算出漿液填充率,根據(jù)漿液填充率評定注漿效果,即Q=Vn(1+,式中:Q為總注漿量(m3,V為加固體體積(m3,n-為地層孔隙率或裂隙度,-為漿液填充率,-為漿液損失率。當(dāng)?shù)貙雍坎淮髸r,漿液填充率須達到70%以上,地層富含

12、水時,漿液填充率須達到80%以上。2、檢查孔法(a選擇可能出現(xiàn)的薄弱環(huán)節(jié)進行鉆孔檢查,檢查孔數(shù)量按注漿孔總數(shù)的10% (不得少于5個控制。檢查孔無裂隙充填物涌出,不塌孔,涌水量小于0.2L/min·m。(b必要時檢查孔取芯,很難取得完整巖芯,但通過檢查孔的巖芯中漿液固結(jié)體的含量,以及固結(jié)體的強度來判斷漿液的固結(jié)情況和注漿效果。4.5 補充注漿和開挖后徑向注漿對于沒有達到設(shè)計要求的檢查孔,應(yīng)對其區(qū)域進行補充注漿,補充注漿根據(jù)現(xiàn)場實際情況確定。當(dāng)隧道開挖過去以后,對出水量較大的區(qū)域,應(yīng)進行徑向注漿,以滿足防、排水設(shè)計要求。5 機械設(shè)備配備 6 材料計劃 7 勞動力組織 8 進度計劃注漿施

13、工循環(huán)計劃前期準(zhǔn)備(設(shè)備人員進場1天,鉆孔注漿45天,即:一臺C6鉆機平均每天完成鉆孔2.2個合50m(成孔不含掃孔,設(shè)計鉆孔97個、總鉆孔進尺約2266m,總注漿量估計2400m3;三臺注漿機(一臺備用同時工作每天注漿量60m3,設(shè)備故障折合5天,注漿效果檢查2天,若需做管棚預(yù)計7天,合計一循環(huán)60天。9 安全質(zhì)量健康環(huán)保技術(shù)措施9.1 安全技術(shù)措施(1建立建全各種崗位安全責(zé)任制,并設(shè)立專職安全員,嚴(yán)格執(zhí)行現(xiàn)場交接制度;(2加強施工人員的安全意識,進行崗前安全培訓(xùn),進場人員必須配備安全帽、防護鞋、防塵口罩等防護用品； （3）高空作業(yè)平臺架要加工牢固，平臺周圍設(shè)置防護欄； （4）嚴(yán)格遵守鉆探注

14、漿安全操作規(guī)程，杜絕野蠻施工； （5） 各連接部件必須采用符合要求的高壓配件， 安裝高壓管路和泵頭各部件時， 各絲扣的連接必須牢固擰緊，注漿前必須對各連接部位進行檢查，確保連接完好，防 止高壓下脫開傷人； （6）注漿時，禁止現(xiàn)場人員在注漿孔附近停留，防止閥門破裂傷人； （7）注漿開始時，先開進漿閥，再關(guān)閉泄?jié){閥；注漿結(jié)束時，先打開泄?jié){閥， 再關(guān)閉進漿閥。應(yīng)避免兩個閥門同時關(guān)閉，防止因此造成壓力突然升高產(chǎn)生危險，同 樣，拆卸注漿管必須待降壓后才能進行； （8）注漿時不能隨意停水停電，必要時須提前通知。 （9）注漿施工期間，必須配備專職機電修理工，從而保證及時排除機械電器故 障，確保施工正常進行。

15、 （10）施工期間，應(yīng)依據(jù)上述設(shè)計方案，制定相應(yīng)的預(yù)防突水突泥及塌方現(xiàn)象 的應(yīng)急施工安全措施，防患于未然。加強施工期間的監(jiān)測量測并及時反饋現(xiàn)場信息。 （11）及時抽排洞內(nèi)地下積水，以免浸泡軟化地基。交叉口段支護結(jié)構(gòu)未施工 完成，不得進行全斷面超前預(yù)注漿作業(yè)。 9.2 質(zhì)量技術(shù)措施 建立完善的質(zhì)量管理體系，設(shè)立質(zhì)量檢查小組，現(xiàn)場設(shè)質(zhì)量檢查員， （1）建立完善的質(zhì)量管理體系，設(shè)立質(zhì)量檢查小組，現(xiàn)場設(shè)質(zhì)量檢查員，隨 時對各個施工環(huán)節(jié)進行監(jiān)督檢查，質(zhì)量責(zé)任到人； 時對各個施工環(huán)節(jié)進行監(jiān)督檢查，質(zhì)量責(zé)任到人； 注漿前先進行注漿現(xiàn)場試驗，或增設(shè)試驗段， （2）注漿前先進行注漿現(xiàn)場試驗，或增設(shè)試驗段，通過現(xiàn)

16、場試驗在實際施工 中根據(jù)具體情況及時調(diào)整注漿參數(shù)，以獲得較好的注漿加固效果； 中根據(jù)具體情況及時調(diào)整注漿參數(shù)，以獲得較好的注漿加固效果； 配制漿液嚴(yán)格按照制漿要求按順序投料 不得隨意增減數(shù)量； 按照制漿要求按順序投料， （3）配制漿液嚴(yán)格按照制漿要求按順序投料，不得隨意增減數(shù)量；水泥在倒 入攪拌桶前撿去其中的水泥紙及包裝線等雜物，要在倒入口安裝過濾篩； 入攪拌桶前撿去其中的水泥紙及包裝線等雜物，要在倒入口安裝過濾篩； 水泥漿攪拌好放入儲漿桶后，在吸漿過程中要不停地攪動，注意觀察， （4）水泥漿攪拌好放入儲漿桶后，在吸漿過程中要不停地攪動，注意觀察， 防止?jié){液離析，影響配比參數(shù)； 防止?jié){液離析，

17、影響配比參數(shù)； 注漿泵水泥漿吸漿頭安設(shè)吸漿籠頭，水玻璃吸漿頭用紗網(wǎng)包裹， （5）注漿泵水泥漿吸漿頭安設(shè)吸漿籠頭，水玻璃吸漿頭用紗網(wǎng)包裹，防止大 顆粒吸入卡在注漿泵的圓球與膠圈間造成吸漿能力減弱， 顆粒吸入卡在注漿泵的圓球與膠圈間造成吸漿能力減弱，并間隔一定時間提起吸漿 10 頭晃動，防止?jié){液堵塞吸漿頭； 頭晃動，防止?jié){液堵塞吸漿頭； 注漿管路連接完畢后，關(guān)閉進漿閥， （6）注漿管路連接完畢后，關(guān)閉進漿閥，打開泄壓閥先壓水檢查注漿管路的 密閉性，各種連接應(yīng)連接牢固，防止高壓下脫開傷人； 密閉性，各種連接應(yīng)連接牢固，防止高壓下脫開傷人； 注漿開始時 先打開進漿閥，再關(guān)閉泄?jié){閥；注漿結(jié)束時， 開始時

18、， （7）注漿開始時，先打開進漿閥，再關(guān)閉泄?jié){閥；注漿結(jié)束時，先關(guān)閉進漿 閥，再打開泄?jié){閥，待泄壓后清洗管路并拆卸注漿管路； 再打開泄?jié){閥，待泄壓后清洗管路并拆卸注漿管路； 注漿過程中遇到突然停電時，要立即拆卸下注漿膠管， （8）注漿過程中遇到突然停電時，要立即拆卸下注漿膠管，用高壓水沖洗干 凈管內(nèi)的漿液，與洞外聯(lián)系后如停電時間較長時，注漿管全部拆下沖洗，注漿泵也 凈管內(nèi)的漿液， 與洞外聯(lián)系后如停電時間較長時， 注漿管全部拆下沖洗， 要拆洗，將攪拌機中漿液放入儲漿桶后清洗攪拌機； 要拆洗，將攪拌機中漿液放入儲漿桶后清洗攪拌機； 注漿過程中，若地層吸漿量很大時，注漿壓力長時間不上升， （9）注漿

19、過程中，若地層吸漿量很大時，注漿壓力長時間不上升，可通過調(diào) 整漿液配比，縮短漿液凝膠時間，以達到控制注漿范圍的目的； 整漿液配比，縮短漿液凝膠時間，以達到控制注漿范圍的目的； （10）注漿過程中，如注漿壓力突然上升，立即停止注漿泵工作，打開泄?jié){閥 10）注漿過程中，如注漿壓力突然上升，立即停止注漿泵工作， 泄壓，找明原因后再決定該孔是否繼續(xù)注漿 決定該孔是否繼續(xù)注漿， 是管路堵塞， 泄壓，找明原因后再決定該孔是否繼續(xù)注漿，若是管路堵塞，則清除故障后繼續(xù)注 漿，若管路未堵塞，接管注漿時仍舊出現(xiàn)壓力突然上升，可結(jié)束該孔注漿； 管路未堵塞，接管注漿時仍舊出現(xiàn)壓力突然上升，可結(jié)束該孔注漿； （11）注

20、漿過程中，如發(fā)生其它孔串漿，可關(guān)閉該串漿孔繼續(xù)注漿，但若發(fā)生 11）注漿過程中，如發(fā)生其它孔串漿，可關(guān)閉該串漿孔繼續(xù)注漿， 頻繁時，應(yīng)加大鉆孔與在注漿孔的間隔或鉆一孔注一孔，減少串漿現(xiàn)象； 頻繁時，應(yīng)加大鉆孔與在注漿孔的間隔或鉆一孔注一孔，減少串漿現(xiàn)象； （12）注漿過程中，如跑、漏漿現(xiàn)象嚴(yán)重時，可通過間歇注漿技術(shù)或通過調(diào)整 12）注漿過程中，如跑、漏漿現(xiàn)象嚴(yán)重時， 漿液配比縮短凝膠時間的方法進行封堵，但若無效時，可暫停該孔注漿，分析原因， 漿液配比縮短凝膠時間的方法進行封堵，但若無效時，可暫停該孔注漿，分析原因， 采取其它措施； 采取其它措施； （13）注漿過程中，要保持注漿管路暢通，防止因管路堵塞而影響注漿結(jié)束標(biāo) 13）注漿過程中，要保持注漿管路暢通， 準(zhǔn)的判斷，注漿連接件、 準(zhǔn)的判斷，注漿連接件、注漿三通應(yīng)經(jīng)常清洗干凈，注漿結(jié)束后，一定要清洗管路， 三通應(yīng)經(jīng)常清洗干凈，注漿結(jié)束后，一定要清洗管路， 應(yīng)經(jīng)常清洗干凈 清洗完以后，把注漿管從注漿法蘭盤上拆掉，并及時把注漿法蘭盤從孔口管上拆掉， 清洗完以后，把注漿管從注漿法蘭盤上拆掉，并及時把注漿法蘭盤從孔口管上拆掉， 以便下一次掃孔； 以便下一次掃