铜西隧道岩溶地段专项施工方案

酉沿高速重庆酉阳至贵州沿河（重庆段）高速公路酉沿三分部岩溶地段隧道施工方案编制：复核：审核：中交一公局第一工程有限公司酉沿三分部项目经理部二○一四年七月目录1.编制依据............................................................................................................32.工程概况............................................................................................................33.施工对策及措施................................................................................................43.1组织机构......................................................................................................43.2、施工组织措施...........................................................................................43.2.1岩溶水处理............................................................................................53.2.2岩溶洞穴处理........................................................................................53.2.3洞穴充填物的处理................................................................................64.溶洞及暗河地段隧道施工注意事项..............................................................105.岩溶监测保证措施..........................................................................................126.安全保证措施..................................................................................................12隧道岩溶地段专项施工方案1.编制依据1.1《两阶段施工图设计》第四册。1.2国家及交通部颁发现行的有关设计、施工规范及验收标准。1.3工地现场踏勘所获取的资料。1.4我公司各项资源、质量、安全保证体系管理文件。1.5我公司对本标段的投标文件及合同文件。2.工程概况本合同段共设置隧道一座，即铜西隧道（后半段）。铜西隧道地处酉阳县铜鼓乡，是重庆酉阳至贵州沿河（重庆段）高速公路的重要工程之一，设计为上下行分离的四车道隧道。该隧道左右洞间距24～42m，其中左线全长2080m，右线全长2163m，属于长隧道，具体布置情况如表1：表1隧道设置一览表（第三合同段）编号隧道名称第三合同段起讫桩号隧道长度建筑限界（宽×高）结构形式1铜西隧道左线ZK12+935～ZK13+9751040m10.25m×5.0m分离式隧道右线K12+916.5～K13+9981081.5m隧址区地貌类型为溶蚀峰丛洼地中山地貌，总体为铜西向斜东翼隆起而成的呈南北向展布的长条状山脉，山脉南北向展布延伸近30km，在铜鼓与铜西一线，受江东峡（铜西河）切割，山脉被分割为南北两段，拟建隧道横穿南段山脉。山脉由二条山脊和三条槽谷构成，在路线上形成了纵向上的“一山二脊三槽”地貌形态，总体呈“人”字型地形。山脊以西地面高程逐渐降低，标高780～940m，主要为嘉陵江组的碳酸盐岩地层构成。山脊高低起伏，欲连似断，组成一座座浑圆状或椭圆状山顶，山体斜坡坡角多为25～35°。隧道出口位于山脊西侧斜坡上，坡面较平直。左线坡向264°，与隧道轴线呈5°斜交，坡度角23°；右线位于一浅沟中，坡向224～283°，与隧道轴线呈14～45°斜交，坡角26°。植被不发育。隧道区不良地质现象为岩溶。3.施工对策及措施3.1组织机构为加强对岩溶的监测，项目部成立了以总工程师为组长，工程部长副组长，各技术人员、现场领工员为成员的岩溶监测小组。施工中坚持轮班制，进行24h全过程监控指导，确保各种措施的落实。各组密切配合、协作，及时反馈和分析，为信息化设计和施工提供有力支撑和保障。图1岩溶监控施工管理机构图3.2、施工组织措施通过分析，本隧址区碳酸盐岩地层段岩溶现象发育，岩溶对隧道工程的施工班组领工员技术人员项目部测量组总工程师工程技术部部长影响主要是：水害、洞害、洞穴充填物等。根据岩溶对隧道的影响情况及施工条件，采取跨越、加固洞穴、引排截流岩溶水、清除或加固充填物或注浆对软弱土地基进行加固、回填夯实、封闭地表塌陷、疏排地表水等方法综合治理。岩溶及暗河地段施工工艺流程如右图：3.2.1岩溶水处理对岩溶水处理坚持“宜疏不宜堵”的原则，并采取截、堵、排、防综合治理措施。为防止岩溶水突然袭击，施工中可采取超前钻孔探测和排放岩溶水，预备足够的抽水设备，以保施工安全。采用综合超前地质预测与预报手段确定注浆地段，通过注浆封闭加固，提高岩体完整性使其成为具有一定承载能力的结构体，形成围岩注浆固结圈，以限制排水量，实现控制排放，并与喷锚支护一起共同保证施工期洞室稳定及安全。注浆方式采用超前预注浆、后注浆、局部注浆、补注浆四种形式。在注浆实施过程中，根据地质超前预报及揭示的地质信息。注浆工艺、注浆效果及浆液的可能性、结合强度及注浆前、后承压、水量变化特征等注浆施工资料和相关科研阶段成果适时对注浆方式、注浆范围、注浆标准、注浆材料等予以调整。查明水源流向及其与隧道位置的关系后，采用暗管、涵洞、小桥等设施，宣泄水流或开凿泄水洞引排。3.2.2岩溶洞穴处理根据岩溶洞穴的规模及洞穴与隧道的相对关系，可采用跨越、封闭堵塞、加固、及绕避的办法来治理。（1）填堵对已经停止发育、跨径较小、无水的溶洞或暗河，可根据其与隧道相交的位置关系及其填充情况，采用混凝土、浆砌片石或干砌片石予以回填封闭，根据地质情况决定是否需要加深边墙基础。拱部以上空洞采用喷锚支护加固，或加设护拱及拱顶回填的办法处理。（2）跨越当溶洞或暗河较大较深时，采用梁、拱跨越。但梁端或拱座必须置于稳固可靠的基岩上，必要时用圬工加固。隧道在不同的部位遇到溶洞或暗河的跨越措施：当隧道一侧遇到狭长而较深的溶洞或暗河时，则加深该侧的边墙基础通过。当隧道底部遇到较大溶洞或暗河并有水流通过时，在隧道底部一下砌筑浆砌片石基础，支撑隧道结构，并在基础内埋设涵管引排溶洞或暗河水。当隧道边墙遇到较大、较深的溶洞或暗河时，在边墙或隧底以下砌筑拱跨越。当隧道中部或底部遇到深狭的溶洞或暗河时，加强两边墙基础，并根据情况设置桥台架梁通过。（3）绕行施工中遇到一时难以解决的溶洞或暗河时，采用迂回导坑绕行溶洞或暗河区，继续隧道施工，再行处理溶洞或暗河。3.2.3洞穴充填物的处理(1)小型溶洞干砌片石浆砌片石2m厚M7.5C15片石砼回填小型溶洞处理方案示意图间距约120×120cm，深入基岩＞1.0mΦ22药卷锚杆，L=250cmC15砼回填φ10cm软式透水管5m时干砌片石厚度仍为5mA2.0%衬砌中心线5m2m＜2.0m＞1.0m上图处理方案主要针对隧道开挖面外发育深度小于2米的溶洞及在边墙处发育的溶洞，原则上采用回填方式处理，图中溶洞为示意。溶洞在拱腰以上发育：清除溶洞充填物后，采用泵送C15砼回填，为避免回填砼对二次衬砌局部产生过大压力，根据溶洞大小，要求在其四周施作约120×120cm间距的锚杆，锚杆嵌入基岩深度不小于1m。溶洞在边墙处发育：用干砌片石回填，并采用M7.5浆砌片石进行封堵，厚度不小于2.0m，并且每隔2米设置一处φ10cm软式透水管与中心排水沟相连。溶洞在基础及路面下发育：采用C15片石混凝土回填，如有充填物，必须清除。当施工中遇上岩溶水时，以采取截、堵、排、防综合措施为宜。岩溶水水量不大时，优先予以疏导。当岩溶水量较大，应根据实际情况分别采用全断面预注浆、部分断面预注浆、开挖后周边系统锚杆帷幕注浆及开挖后局部注浆堵水。同时，应对由于施工可能引起水资源漏失程度做出评价，必要时对当地生产和生活用水采取适当的保护措施。(2)拱腰以上大型溶洞设计高程有充填物26cm厚C20喷射砼18工字钢,间距50cmφ8钢筋网,20×20cm防水层二次衬砌(同相应路段衬砌)2.0%间距约120×120cmφ10cm软式透水管间距2米一处Φ22药卷锚杆，L=2.5m超前小导管或管棚拱腰以上大溶洞示意图衬砌中心线上图处理方案主要针对隧道拱腰以上、开挖面以外发育深度大于2米、宽度小于隧道开挖面的溶洞。主要有以下两种情况：Ⅰ、溶洞内无填充物或可清除：采用泵送C25砼浇注，最薄厚度不得小于50cm，要求两侧嵌入基岩内至少50cm。并施作约间距120×120cm的锚杆，锚杆嵌入基岩深度不小于1.5m。以上施工完成后再施作喷射砼和钢筋网等初期支护，施工时注意预埋φ10cm软式透水管，并用Ω型排水管引出。Ⅱ、溶洞内有填充物：根据填充物的填充状况及物理力学性质确定超前支护手段。采用超前小导管时，先水平施作Φ42×4.0mm超前小导管，间距30cm。开挖采用预裂爆破，施作18工字钢，间距50cm，注意钢架基础处适当扩挖，保证基础牢固。二次衬砌可根据溶洞发育情况，考虑采用钢筋砼衬砌。施工时注意预埋Φ10cm软式透水管,并以Ω型排水管引出。(3)基础及路面下大型溶洞设计高程2.0%C25钢筋砼基础梁C25砼565680＞50大于800设计高程2.0%基础及路面下大型溶洞示意图（一）Φ116mmHDPE引水管2m一个M7.5浆砌片石溶洞水泄水孔C25钢筋砼梁C25砼衬砌中心线404050~100大于400大于800上图处理方案主要针对基础及路面下大型溶洞，采用跨越处理方案。主要有以下两种情况：Ⅰ、溶洞在某一方向宽度较窄：采用C25钢筋砼梁跨越，厚度50～100cm，施工时注意预留泄水孔。下方溶洞范围砌筑M7.5浆砌片石，施工时注意预埋Φ116mmHDPE双壁引水管。Ⅱ、溶洞发育相对较宽：采用扩大基础或者桩基，并设钢筋砼梁跨越。4.溶洞及暗河地段隧道施工注意事项4.1加强地质探测与预报施工过程中必须进行综合详细的地质超前预报工作，调查清楚岩溶或暗河的大小及其他发育情况，根据其类型确定正确的处理方案。4.2保证施工期间的安全充分体现以人为本的理念，确保施工安全，在施工过程中，喷锚支护及开挖面应在无水压或低水压的状态下施工。在进入设计高水压地段之前，进一步加强工作面前方地质超前预测预报，施工中根据富水情况及水压大小，采用超前帷幕注浆或限量管道排放等手段降低工作面水压，并在开挖时严格遵循“短进尺、弱（不）爆破、早封闭、强支护、勤量测、紧衬砌”的原则。4.3当施工达到溶洞边缘，各工序应紧密衔接。应将滞后工序赶前，迅速将支护、衬砌做到适当地段。同时设法探明溶洞的形状、范围、大小、充填物及地下水等情况，据以制定施工处理方案及安全措施。4、当在下坡地段遇到溶洞时，应准备足够数量的排水设备。5、施工中注意检查溶洞顶板，及时处理危石。当溶洞较大、较高时，应设置施工防护架或钢筋防护网。6、在溶洞充填物中掘进，如充填物松软，可用超前支护法施工；如充填物为极松散的砾、块石堆积或有水，可于开挖前采取预注浆加固。7、保证隧道支护安全和运营期间的使用安全施工