隧道不良地质及特殊岩土专项施工方案

目录一、编制依据.....................................................1二、工程概况.....................................................1（1）地形地貌............................................................................................................................................1（2）地层岩性............................................................................................................................................1（3）地质构造及地震动参数....................................................................................................................2（4）水文地质特征....................................................................................................................................2（5）可能引发坍塌的不良地质................................................................................................................2三、隧道突泥、突水...............................................2（一）发生突水、突泥的原因..................................................................................................................2（二）、预防突水、突泥的施工方案及措施............................................................................................3（三）、强化超前注浆、固结堵水施工....................................................................................................3四、湿陷性黄土..................................................11（一）、施工方法及工艺要点...................................................................................................................11（二）、施工工艺流程图..........................................................................................................................12（三）、劳动力组织及进度指标..............................................................................................................13（四）、主要施工机械..............................................................................................................................13（五）、质量控制要点..............................................................................................................................13（六）、安全及环保措施..........................................................................................................................14五、保证措施....................................................15（一）质量保证措施................................................................................................................................15（二）安全保证措施................................................................................................................................151隧道不良地质及特殊岩土专项施工方案一、编制依据1、瓦塘至汤阴东（含）段站前工程ZNTJ-1标段工程招标文件、施工设计图、施工合同及其它有关资料。2、铁道部批准的山西中南部铁路通道工程《新建山西中南部铁路通道（瓦塘至汤阴东段）指导性施工组织设计》等文件。3、国家和铁道部现行的客货共线《铁路工程设计规范》、《铁路工程施工技术指南》、《铁路工程施工质量验收标准》、《铁路工程施工安全技术规程》和《铁路工程施工组织指南》等有关验收标准和相关规定。4、山西中南部铁路通道公司筹备组下发的《中南铁筹【2010】号》文件等。5、国家、铁道部和地方政府的有关政策、法规和条例、规定。6、铁路建设文明工地标准及当地政府在环境保护等方面的具体规定和要求。7、现行铁路施工、材料、机具设备等定额。8、公司拥有的科技成果、工法成果、机械机具设备、管理水平、技术装备以及多年积累的类似工程施工经验。9、现场调查资料，集团公司《管理规定》、《管理手册》、《程序文件》的相关资料等。二、工程概况（1）地形地貌冯家墕隧道，程家塔隧道、姚好塔隧道、刘家曲隧道、王家会隧道、曹家坡隧道，属黄土高原丘陵地貌，沟壑纵横，地形起伏较大，冲沟发育。（2）地层岩性隧道的地层主要有表覆第四系上更新统风积层（Q3eol），第四系中更新统洪积层（Q2pl）老黄土，第三系（N2）粉质黏土，下伏三叠系下统和尚沟组砂岩、泥岩。地质构造：隧道区基岩为单斜构造，地层平缓，产状210°～2230°∠0～4°。（3）地质构造及地震动参数隧道通过地段地震动峰值加速度为0.05g。（4）水文地质特征地表水主要为基岩裂隙水及第四系、第三系孔隙水。基岩裂隙水赋存于砂岩中，局部水量较丰富，渗透系数K=30m/d，雨季孔隙水多沿土石界限线股状涌出。（5）可能引发坍塌的不良地质隧道地质复杂、不良地质多，不良地质有土石分界面和湿陷性黄土易引起坍塌。三、隧道突泥、突水（一）发生突水、突泥的原因隧道发生突水突泥，一般都是裂隙水通过围岩裂隙节理面，阻水应力突然失去平衡，导致水压力突然释放。施工中，可能导致突水突泥的原因是多方面的，且大多具有不可预测性。1、地质因素隧道围岩，经过多年地质构造运动，围岩应力处于平衡状态，一经开挖，潜在应力释放，应力重新分布，在原生应力场已遭破坏，新生应力场尚未稳定前提下，围岩承压大、极易失稳导致坍塌；当通过各种堆积体时，由于结构松散，颗粒间无胶结或胶结差，开挖后引起坍塌；在挤压破碎带，岩脉穿插带、节理密集带等碎裂结构地层中，岩块间互相挤压钳制，一经开挖则失稳，常见围岩掉块、坍落；在软弱围岩节理发育的情况下，或泥质充填物过多，均易产生较大的坍塌；在构造运动的作用下，薄层岩体形成的小摺曲、节理发育地段，施工中常常发生坍塌；岩层软硬相间，或有软弱风化夹层的岩体，在裂隙水的作用下，软弱面强度大大降低，因而发生坍塌；裂隙水的软化、浸泡、冲蚀、溶解等作用加剧岩体的失稳和坍塌。2、结构支护原因3由于围岩应力变化具有不确定性，结构支护承载应力很难进行准确计算，设计支护强度、刚度是否能够满足承载应力的要求是很难进行精确的判断的，因此，支护参数的偏小，往往也是导致隧道坍塌的主要原因之一，且其造成的危害性极大。3、施工原因施工中，由于施工组织、施工质量导致的坍塌也是屡见不鲜。施工工法选择不当，工序安排不合理，施工组织不科学等都有可能造成隧道坍塌。爆破作业不当，用药量过多；处理危石措施不当，引起危石坠落，牵动岩层坍塌；开挖过程中围岩暴露时间过长，引起围岩松动、风化、导致坍塌的发生；喷锚不及时，或混凝土质量不符合要求；采用钢支撑时，支撑与围岩不密贴，两者间的空隙填塞不密实，或联结不牢固，不能满足围岩压力所需的强度要求；有时抽换支撑不当，或当支撑已经出现受力过大的现象而未及时加固；初期支护未及时封闭成环等。（二）、预防突水、突泥的施工方案及措施1、加强超前水平探孔做好超前预探预测工作，是预防突水突泥事故的前提条件，通过水平探孔，能够很直观的得出前方待施工段的裂隙水发育情况，同时，通过水平探孔，还可以提前将存在于裂隙中的水压力提前释放，做到防突水突泥于未然。（三）、强化超前注浆、固结堵水施工1、止浆岩盘施工方案（1）在隧道通过高压富水段时，根据掌子面围岩状况和超前探测孔出水情况来确定不同的止浆岩盘施工方案和技术参数。（2）当出水点距掌子面较近(1～5米)，水量和水压较大，或掌子面围岩破碎且溶隙、裂隙发育时，则先施作止浆墙，再用小导管注浆加固止浆墙与掌子面围岩之间空隙形成止浆岩盘。（3）当出水点距掌子面较远(5米)，且掌子面围岩较为破碎，以软弱夹4层为主时，采用套管注浆，将水隔离在距掌子面较远处，形成较厚的止浆岩盘。（4）当出水点距掌子面较远(5米)，且掌子面围岩较为完整时，利用浅孔注浆加固形成止浆岩盘。（5）止浆岩盘的施工大股涌水施工方案：先对掌子面出水点进行引流工作，清底，浇筑砼止浆墙，砼施工过程中预埋孔口管与小导管注浆建造止浆岩盘，最后进行引流管的关水工作。止浆墙的设置：根据掌子面围岩及出水情况确定砼止浆墙长5～7米，分两段施工，第一段为3米长，第二段为2～4米，第一段止浆墙起引水归槽作用，第二段止浆墙起到封闭形成止浆墙作用（见下图1）。具体施工步骤：在出水点采用φ260钢管引水，同时自制“U”形槽放置于引流管下方，使散水归槽，保证掌子面基底干燥。砼止浆墙施工时在涌水点用模板加工成木箱形图状，并预留2根φ108泄水管。在砼浇筑过程中预留第一环注浆孔的孔口管，第一段浇筑完后，浇筑第二段砼前，对孔口管、引流管及泄水管进行接长处理。同时在浇筑第二段砼中预埋二、三环注浆孔的孔口管，和拱部预埋φ32小导管，小导管环向间距40cm。（6）止浆岩盘注浆加固①注浆孔的布置：分三种方式，第一，按圆形布置注浆孔，根据地质和涌水情况确定注浆加固孔，预留注浆加固孔的2倍的孔位用于帷幕注浆和检查孔；第二，小导管布置在拱部；第三，φ108泄水管，布置在引流管下方。②注浆加固：注浆前进行关水试验,观察止浆墙背后渗水情况。由于散水未能全部归流，可能在止浆墙与周边岩壁之间、以及止浆墙集水槽底部的砼面均有少量水渗出。打开引水管，进行注浆加固。先利用注浆机注拱部及周边小