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1吉图珲客专JHSK-I标拉法山隧道突泥涌水专项施工方案编制：复核：审核：中铁隧道集团有限公司吉图珲客专JHSK-Ⅰ标项目经理部2011年4月2第一章编制原则及范围一、编制依据⑴《铁路隧道工程施工安全技术规程》（TB10304-2009）;⑵《新建吉林至珲春铁路重点控制工程指导性施工组织设计》;⑶《新建吉林至珲春铁路重点控制工程施工总价承包招标文件答遗书》（编号：JS2010-165-1）;⑷新建铁路吉林至珲春线JHSK-Ⅰ标段施工图纸（中铁工程设计咨询集团有限公司，2010年12月）;⑸拉法山隧道设计施工图及隧道初步风险评估;⑹气象、交通运输情况、当地建筑材料分布、临时辅助设施的修建条件，以及水、电、通信等情况;⑺本单位施工力量及机具现状和更新情况。二、编制原则(1)满足指导性和综合性施工组织设计。(2)在详细调查研究的基础上，进行技术经济方案的比选，根据最优的方案进行设计。(3)完善施工工艺，以科学、经济、合理、引进、创新、发展的原则积极采用新技术、新工艺、新材料、新设备。3(4)以节约资源和可持续发展的原则因地制宜，就地取材。(5)根据工程特点和工期要求，安排好施工顺序及工序的衔接。(6)围绕质量、安全、工期、投资、环保、创新的“六位一体”目标要求，精心组织，攻坚克难，全面推行标准化管理，安全、优质高效完成建设任务。(7)重视隧道的工程地质、水文地质调查、超前地质预报及监控量测工作，建立以地质工作内容为先导、以量测为依据的信息化施工管理体系。(8)符合环境保护、安全生产、及职业健康有关法律、法规的要求，在施工期间及竣工通车后保证不发生水土流失保证不破坏当地环境。第二章工程概况一、工程简况⑴地理位置拉法山隧道位于蛟河市庆铃镇北约4～5公里处，进口位于新开河屯，出口位于生菜沟北，为单洞双线型，进出口临近村庄，交通便利。拉法山隧道设计为单洞双线隧道，线间距为4.6m，起讫里程为DK35+965～DK46+000，总长10035m，隧道最大埋深476m。（2）工程平（纵）断面示意图。4本隧道按250km/h客运专线双线隧道设计，隧道建筑限界采用《高速铁路设计规范》（试行）（TB10621-2009）中规定的建筑接近限界。内轨顶面以上净空面积为92m2。曲线地段不考虑加宽，全线间距4.6m，隧道内轨道结构形式采用有咋轨道，轨道结构高度为766mm。如图2-1所示。图2-1隧道建筑限界图二、工程地质及水文地质情况⑴工程地质A、地形地貌拉法山隧道穿越中低山区，相对高差约580m，山顶一般呈尖棱状。地面高程为370～950m，山坡自然坡度较陡，变化较大，部分上陡下缓，进口纵向坡度约20°，出口纵向坡度约30°，隧址区多松林，植被覆盖率约90%。建筑限界图内轨顶面救援通道救援通道1234567123456R641R641160220460220160122015023022030227107°53'55107°53'5522030244客运专线铁路建筑接近限界隧道内轮廓725868救援通道限界5B、地质构造隧道穿越的地层主要为燕山早期侵入岩，岩性为中~粗粒花岗岩，以岩基侵入为主。二迭系下统范家屯组及上统暖木条子组地层，岩性主要为变质砂岩及板岩。不同时期花岗岩侵入呈侵入接触关系，侵入接触面产状；走向一般为北东向，倾向东南，倾角30°～40°花岗岩地层与二迭系地层呈侵入接触关系，接触产状变化较大。1.1第四系全新统冲坡残积层（Q4el+dl)①粉质粘土：褐黄色，硬塑，充填少量砾砂，约占10%，该层揭示层厚4.00~8.00m。1粗角砾土：黄褐色，潮湿，主要成份以砂岩为主，呈尖棱状，粒径20~60mm，充填少量沙砾，黏性土约占35%，其中0～0.3为种植土，含少量植物根系。②2卵石土：黄褐色，稍密，潮湿~饱和，主要颗粒成份以花岗岩为主，粒径一般20～70mm，最大110mm，呈浑圆状，磨圆度一般。1.2燕山早期（Ύ5）③1花岗岩：灰白色，主要成份为石英和长石，全风化，结构构造均已破坏，岩心呈砂砾状。该层揭示层厚10.0~15.0m。③2花岗岩：灰白色，主要成份为石英和长石，强风化，中粗粒结构，块状构造，节理裂隙发育，岩芯呈块状和短柱状。6③32花岗岩：灰白色，主要成份为石英和长石，弱风化，粗粒结构，块状构造，节理裂隙发育，岩芯呈短柱状。1.3二迭系下统范家屯组（P1f）④1变质砂岩：全风化，结构构造均已破坏，岩心呈砂土状。该层揭示层厚10.0~15.0m。④2变质砂岩：强风化，变余结构，节理裂隙发育，岩芯呈块状和短柱状。④3变质砂岩：弱风化，变余结构，节理裂隙发育，岩芯呈短柱状。1.4二迭系上统暖木条子组（P2n）⑤1板岩：棕褐色，全风化，原岩结构构造均已破坏，岩芯呈土状，手掰易碎。⑤2板岩：青灰色，强风化，节理裂隙发育，岩芯呈块状和短柱状，锤击易碎，声闷。⑤3板岩：青灰色，弱风化，节理裂隙发育，岩芯呈短柱状，锤击声脆。2、不良地质现象隧道进口地层主要为第四系全新统坡残积粗角砾土，下伏基岩为二迭系上统暖木条子组板岩全～弱风化层，出口地层主要为第四系全7新统坡残积粉质黏土，下伏二迭系下统范家屯组变质砂岩全～弱风化，易出现溜塌。DK41+300～DK41+700，DK42+600～DK42+800为物探异常带，较为富水；DK43+700～DK44+000为岩体接触区，为富水带；DK45+700～DK45+900为裂隙破碎带，为富水区。本隧址区未发现特殊岩土。围岩类别：拉法山隧道围岩级别及各分段划分表序号名称单位II级围岩Ⅲ级围岩Ⅳ级围岩Ⅴ级围岩合计备注1长度m44183510122479710035ZNTJ-6标2所占比例℅44.635.412.47.6100⑵水文地质A.地表水隧道位于中低山区，冲沟发育，多呈V字型，水量随季节变化明显，春季时沿线冲沟均有可见地表水流，流量较大。B.地下水隧址区地下水主要为孔隙潜水、基岩裂隙水两类。孔隙潜水：主要赋存于第四系覆盖层中，受大气降水及地表水的渗入补给，地下水位随季节变化。8基岩裂隙水：强风化花岗岩、变质砂岩裂隙较发育，贮存有基岩裂隙水，水量较大。隧道大部分花岗地段在枯水季节涌水量较小，处于干燥或渗滴水状态，二迭系变质砂岩大部分地段在枯水季节为偶有渗水地段，在丰水季节，地下水位升高，地表水量丰富，隧道涌水量可能增加，可能存在股状裂隙水。D、隧道围岩涌水量计算隧道涌水量采用大气降水入渗法进行分析预测，拉法山隧道正常涌水量为25876m3/d，隧道最大涌水量为9401m3/d。第三章总体施工方案一、处理原则⑴根据大量隧道岩溶处理的工程实践，岩溶处理遵循“以疏为主、堵排结合”的原则进行处理。对于隧道穿过可溶岩与非可溶岩接触带、断层破碎带等地段，预计地下水较大，根据实际情况采用“以堵为主，限量排放”的原则，达到堵水有效、防水可靠、经济合理的目的。⑵探明情况，确定处理方法采取综合地质超前预测手段，探明岩溶形态、规模、充填物情况、含水情况和地下水活动情况等地质情况，然后确定处理方法。9二、处理方法岩溶处理主要方法有：注浆加固、封堵、充填封闭、输导、跨越等。⑴、注浆加固、封堵：包括超前帷幕注浆、后注浆、局部注浆、补注浆等四种方式。A、超前帷幕注浆封堵：超前帷幕注浆适用于溶洞规模较大，内部充填了大量的泥沙，且含有丰富的地下水，一旦揭穿可能发生大规模突水突泥的情况。注浆加固的范围为隧道开挖轮廓线以外1～2倍洞径，每循环注浆段长30m，孔径90～180mm，注浆压力为水压力的2～3倍，浆液扩散半径为2m。根据注浆压力，第一循环混凝土止浆墙为1～3m厚。注浆方式可根据水压大小、成孔难易程度，采取袖阀管后退式或孔口管分段前进式注浆。注浆材料可根据溶洞内容物的选用纯水泥浆、TGRM浆、HSC浆等。注浆后检验注浆效果，当达到开挖效果时，每循环开挖25m，留5m作为止浆墙。如开挖后存在薄弱部位，采用长管或短管进行局部补充注浆（补注浆）。10超前帷幕注浆封堵具体做法：见超前帷幕注浆封堵溶洞示意图所示。帷幕注浆封堵溶洞示意B、径向注浆（后注浆）：隧道开挖后，隧道周边存在大面积湿渍或渗漏水现象时，采取径向注浆进行封堵。注浆加固范围一般为隧道开挖轮廓线外0.5～1.0倍洞径。采用风钻或小型液压钻机在出水部位及其附近钻孔，钻孔直径为40mm左右，钻孔深度应为3.0～5.0m，梅花形布置。在集中出水点处，间距控制在0.5～1.0m，在一般渗水处间距控制在1.0～1.5m。注浆采用φ42mm钢管，根据钻孔出水部位，在钢管前端2.0m～3.0m范围内钻花孔。注浆材料选用超细水泥浆、普通水泥浆、TGRC水泥基灌浆料或其他特种注浆材料。如水量较大，水泥浆在地层中凝内轨顶面5～8m≤5m5ｍ～6ｍ止浆盘30m30m4m11固困难，在浆液中加入外加剂，缩短其凝胶时间，或者使用少量水泥-水玻璃浆液及化学浆液。注浆材料配合比应根据现场注浆试验确定。径向注浆（后注浆）示意见下图。径向注浆示意图C、局部注浆：局部注浆适用于岩层的溶隙、软弱夹层的局部有股状涌水现象，出水比较清澈，受大气降雨影响不大，其处理采用直接封堵法和间接封堵法。a、直接封堵法：对于涌水压力P≤0.5MPa的股状出水点，如来水方向可以确定，可采用直接封堵法进行处理。沿着出水部位和出水方向直接钻孔，孔间距应控制在0.5～1.0m，钻孔深度应为开挖轮廓注浆加固横断面B-隧道开挖宽度B3m3m注浆加固纵断面3m3m12线外(0.5～1.0)D（D为开挖孔径）。注浆材料应选用普通水泥浆、TGRM浆，如局部出现漏浆可采用水泥-水玻璃浆液进行封堵。注浆前应做压水试验,以确定注浆压力,注浆压力大于2倍～3倍涌水压力。b、间接封堵法：对于涌水压力0.5MpaP≤1.0MPa的股状出水点，或来水方向不能明确判断的出水部位，可采用间接封堵法进行处理。在围岩表面距离出水部位，向出水方向钻斜孔，孔间距控制在0.5～1.0m，钻孔深度与直接注浆法类似，大部分孔应穿过出水岩层，将水引出。其注浆材料、注浆工艺、注浆结束标准和间接注浆法类似。该法的特点是，钻孔受水的影响较小，且钻孔容易探到出水部位，同时对围岩加固效果好。⑵、充填封闭：如隧道拱部、边墙或底部存在小型干溶洞或空腔，内部无填充物和水，可以采用砂石料、浆砌片石、干砌片石、水泥砂浆、混凝土等进行全部填充，必要时进行压浆加固。如空腔内有少量流动水，则应预留过水通道，使地下水流管道畅通。⑶、溶管水的处理：为了不改变地下水的流动规律，溶管水的处理首先选择连通方案。通过多种地质手段，探明隧道周围溶管的发育方向，对于流动路径比较明确的溶管水，如确系隧道将溶管截断，可以通过在拱顶、边墙或底部适当部位增加辅助通道将溶管连通，开设过水通道，不改变13地下水总的流动趋势。辅助管道按照实际情况设置一定的坡度，以防止溶管内泥砂淤积堵塞。（疏导方案示意图见下页。）A、基底处理：如隧道底部为松散或软塑状的粘土或砂粘土沉积物，为了防止溶管发育方向溶管发育方向新建排水暗管边墙溶管处理线支护初期隧道中拱部溶管处理线支护初期新建排水暗管混凝土隧道中溶管发育方向溶管发育方向溶管疏导示意图列车运行过程中结构产生固结沉降，应加强对基底的处理，隧道底部的处理采用注浆加固、换填、桩基等方法。B、基底换填：如果基底溶洞充填物的厚度小于2.0m(2.0m以下为基岩或微风化地层)，可以考虑采用换填方法，换填材料选用浆砌片石、混凝土等。C、基底注浆加固：如基底溶洞充填物的厚度为隧道仰拱以下2.0～10.0m，考虑用注浆加固法，如下基底溶洞注浆加固示意图所示。钻孔应深入基岩3.0m左右，孔间距为1.0～2.0m，注浆管选用无缝钢管，直径为76～108mm，注浆材料选用普通水泥或超细水泥浆，注14浆压力不应大于1.0Mpa，注浆管上端应和仰拱相连，以提高支护结构的强度和刚度。（溶洞加固示意图见下页。）⑷、暗河的处理：根据地质资料，本隧道区域岩溶发育，隧道施工中遭遇较大暗河可能性较大，施工时将采取以下措施及方法：注浆钢管溶洞填充物初期支护衬砌二次中线隧道基底溶洞注浆加固示意如隧道底部暗河宽度和深度都较小，可在隧