溶洞处理方案

新建太焦高铁山西段站前工程TJZQ-10标段邓家庄隧道进口溶洞处理方案编制：审核：批复：中铁十一局集团太焦铁路TJZQ-10标项目经理部二○一七年七月太焦铁路TJZQ-10标段邓家庄隧道进口溶洞处理方案中铁十一局集团太焦铁路TJZQ-10标项目经理部2目录一、编制依据.............................................3二、编制范围.............................................3三、工程概况.............................................33.1工程概述..........................................33.2主要技术标准.......................................43.3工程地质及水文特征.................................43.4气象特征..........................................63.5溶洞概况..........................................6四、施工准备.............................................94.1材料..............................................94.2机械设备及辅助设备................................94.3人员配备.........................................10五、处理方案...........................................105.1总体方案.........................................105.2溶洞回填.........................................105.3溶洞注浆.........................................115.4注浆效果检查......................................13六、安全保证措施........................................136.1建立安全保证体系..................................136.2各项安全技术措施..................................13太焦铁路TJZQ-10标段邓家庄隧道进口溶洞处理方案中铁十一局集团太焦铁路TJZQ-10标项目经理部3一、编制依据1、新建太原至焦作铁路山西段站前工程施工总价承包招标文件、施工总价承包合同、指导性施工组织设计。2、由中铁第三勘察设计院设计的设计图纸、设计说明等资料。3、本工程所涉及的国家和地方有关政策和法规，特别是环境保护、水土保持，职业健康安全、节能减排等方面的政策和法规。4、现有机械设备、技术实力以及多年来工程建设的成功施工经验。5、当地自然条件及施工调查资料。6、大西公司注浆管理办法。二、编制范围新建太原至焦作铁路TJZQ-10标邓家庄隧道进口，DK317+538-540段溶洞处理。三、工程概况3.1工程概述邓家庄隧道位于山西省泽州县境内，测区沿进口山后村依次穿过宁家坪、大红沟村、水掌村、至尹滩村钻出；隧道进口位于泽州县宁家坪西侧，隧道出口位于泽州县大箕镇尹滩村。隧道进口里程为DK317+395，出口里程为DK321+002，隧道全长3607m，最大埋深约330m。隧道DK319+956.666至出口位于R=4500的左偏曲线上，其余段落位于直线上。隧道内进口至DK317+650范围内纵坡为27.639‰下坡，DK317+650～DK321+000范围内坡为17‰下坡，DK321+000至太焦铁路TJZQ-10标段邓家庄隧道进口溶洞处理方案中铁十一局集团太焦铁路TJZQ-10标项目经理部4出口范围内坡为14‰下坡。隧道V级长777m，采用三台阶临时仰拱法开挖；IV级围岩长995m，采用三台阶法开挖；III级围岩长660m，采用台阶法开挖；II级围岩长1115m，采用全断面法开挖。3.2主要技术标准⑴铁路等级：高速铁路；⑵正线数目：双线；⑶设计行车速度：250km/h；⑷线间距：4.6m；⑸最大坡度：一般20‰，困难30‰；⑹最小曲线半径：一般3500m，困难3000m；⑺牵引种类：电力；⑻列车类型：动车组；⑼到发线有效长度：650m；⑽列车运行控制方式：自动控制；⑾调度指挥方式：综合调度集中。3.3工程地质及水文特征1.地形地貌隧道区位于晋城市泽州县大箕镇，地貌形态总体属于中低山区，地形起伏较大，地表植被极其发育。进口处地面标高约为535m，出口处海拔约为467m。中间地段主要以中山为主，最高点位于水掌村山岭，海拔845m，最低点位于尹滩村隧道出口处，海拔约为467m，相对高差为378m。沿线地表大多基岩出露，该区山岭绵延，地面起伏较大，沟谷深切，“V”型谷发育，两侧陡峭，谷坡50°～70°，沟谷内及山坡处植被繁茂。山脊呈锯齿状。地表岩溶发育，有溶隙、太焦铁路TJZQ-10标段邓家庄隧道进口溶洞处理方案中铁十一局集团太焦铁路TJZQ-10标项目经理部5溶沟及大型溶洞。斜坡表层普遍分布残坡积土层，工程地质性能差。隧道区上覆新生界第四系上更新统坡崩积层碎石土、块石土，第四系上新统坡洪积层粗角砾土、碎石土、新黄土，中更新统洪积层老黄土、细角砾土；下伏奥陶系中统下马家沟组（O2x）、奥陶系下统三山子组（O1s）岩层。2.水文地质1)地表水隧道测区内河流较发育，隧道进口为白水河，出口为尹滩村河。2)地下水地下水主要为基岩裂隙水与第四系孔隙潜水。第四系孔隙潜水主要赋存于沟谷或山坡第四系松散堆积物中，主要补给来源为大气降水，孔隙潜水水量受季节影响较大，潜水位雨季短暂存在，旱季消失。孔隙潜水渗流途径以垂直下渗为主，大气蒸发为重要排泄途径。基岩裂隙水主要分布奥陶系石灰岩层中，受岩石风华程度，溶蚀以及节理裂隙的影响，地下水分布不一，局部水量较丰富，雨季孔隙潜水多沿土石界面或节理裂隙发育段涌出。该区地下水主要接受大气降水积河水补给，地下水水位、水量随季节性变化明显，雨季水量较大，旱季水量相对较小。3.地震参数隧区地震动峰值加速度为0.05g，（地震基本烈度为VI度）。4.不良地质及特殊性岩土崩塌落石：隧道DK317+522～DK317+583里程段落山坡高陡，岩石节理裂隙发育，有危石崩落，边坡及沟谷处岩堆发育，厚度约为2m，长度约为100m，堆积岩石颜色鲜艳，内部结构松散，孔隙度较大，岩块间几乎无粘结力，易失稳；出口DK320+920～DK321+002里太焦铁路TJZQ-10标段邓家庄隧道进口溶洞处理方案中铁十一局集团太焦铁路TJZQ-10标项目经理部6程段落岩质边坡较为陡峭，节理裂隙发育，坡脚处块石土发育，厚度约为5-30m，宽度约为150m。岩溶：奥陶系中统下马家沟组（O2x）泥灰岩，角砾状泥灰岩中溶蚀严重。角砾状泥灰岩与泥灰岩界面、白云质灰岩与泥灰岩界面发育溶洞、溶隙。3.4气象特征本标段气候属于暖温带半湿润大陆性季风气候，四季分明，昼夜温差大，冬季寒冷干燥，夏季炎热多雨，降水量多集中在七、八月份，季风气候明显，按对铁路工程影响的气候分区焦作－晋城为温暖地区，高平－晋中为寒冷地区。3.5溶洞概况溶洞位于隧道DK317+538-DK317+540段右侧，溶洞宽度约为2.2米，深度约为8米，因溶洞下部被隧道洞碴覆盖，溶洞下部具体尺寸未知。经现场勘查，下部溶洞未有扩大的趋势。溶洞内裂隙贯穿于整个隧道断面，裂缝宽度为5-10cm，裂缝的深度暂时无法确定。经过现场勘查拱部溶洞比设计拱顶高4米。太焦铁路TJZQ-10标段邓家庄隧道进口溶洞处理方案中铁十一局集团太焦铁路TJZQ-10标项目经理部7太焦铁路TJZQ-10标段邓家庄隧道进口溶洞处理方案中铁十一局集团太焦铁路TJZQ-10标项目经理部8太焦铁路TJZQ-10标段邓家庄隧道进口溶洞处理方案中铁十一局集团太焦铁路TJZQ-10标项目经理部9四、施工准备4.1材料(1)注浆用水采用深井水(已送检合格)。(2)注浆用的水泥采用普通硅酸盐水泥，水泥强度等级为42.5级，水泥保持新鲜，不超过出厂日期3个月，受潮结块者不得使用。水泥的各项指标符合国家标准，并附有水泥出厂报告。（3）原材料必须符合设计要求,进场材料必须具有合格证,并按有关规定送检合格后方可使用，袖阀管采用φ50PVC塑料管，袖阀管全长设置，袖阀管与钻孔间空隙采用套壳料封堵。袖阀管注浆采用分段分浆液多次注浆。水泥采用强度等级为42.5普通硅酸盐水泥，受潮结块不得使用。水泥等材料的各项技术指标应符合现行国家标准，并应附有出厂合格证和试验报告。4.2机械设备及辅助设备(1)注浆设备主要包括钻机、注浆泵、搅拌机、混合器、止浆塞、筛网、注浆管、孔口盖及配套仪表等。主要机械设备配置表序号名称型号单位数量用途1混凝土输送泵XY-2PC台12拌浆机SM-200台2制备浆液3搅拌式贮浆桶SS-400只4过滤杂质，储备浆液4液压注浆泵BW150台2压注浆液5流量压力自动记录仪SPQ-850台2显示流量压力和总注浆量6电磁流量计台2显示注浆量(2)辅助设备与机具：①机动小翻斗车、手推车、铁锹等生产用小型工具。太焦铁路TJZQ-10标段邓家庄隧道进口溶洞处理方案中铁十一局集团太焦铁路TJZQ-10标项目经理部10②水准仪、全站仪、倾斜尺、水平尺、测绳等检测工具。（3）模板、钢管、I16工字钢等材料。4.3人员配备劳动力配置应结合工期要求，工点具体特点进行合理的配置。结合正常施工需要，主要劳动力配置如下：劳动力配备序号职务及工种人数备注1队长12领工员13安质员14模板工65注浆施工人员86试验员27技术员28杂工39电工1五、处理方案5.1总体方案溶洞内采用C35混凝土进行回填，回填时在溶洞上方及下部预留注浆管，注浆管插入溶洞缝隙内，混凝土回填完毕后掌子面继续按照设计要求进行开挖支护，拱架安装完毕后在拱顶预留注浆管。等待此溶洞段落中下台阶开挖支护完毕后对此段落进行注浆作业。5.2溶洞回填溶洞回填采用C35混凝土进行回填。施工前首先清除拱顶上方危石，防止施工过程中掉块，确保施工过程安全。采用木模板对溶洞口进行封堵，利用钢管及工字钢对模板进行加固。模板安装前先将预留注浆管（Φ42无缝钢管）插入溶洞下方，然后太焦铁路TJZQ-10标段邓家庄隧道进口溶洞处理方案中铁十一局集团太焦铁路TJZQ-10标项目经理部11进行模板的安装及加固。在溶洞口上方预留混凝土回填管与注浆管，注浆管需插入溶洞裂隙内防止混凝土将注浆管口堵死。模板安装时每隔1米预留观察孔洞，用于观察回填混凝土时溶洞内情况。混凝土回填至观察孔时应暂停泵送，等将观察孔封堵后再继续进行泵送回填的施工。溶洞回填时首先进行场地的平整，将输送泵托运至指定位置，将泵送管道连接严密。最后一节采用软管与预留注浆管进行连接，防止输送泵产生的荷载压力碰撞模板。在砼浇筑过程中，观察模板情况，当发现有变形、移位时，应及时采取加固措施。5.3溶洞注浆A.试泵开泵前先将搅拌桶中加满清水，三通转芯阀调到回浆位置，待泵吸水正常时，将三通回浆口慢慢调小，泵压徐徐上升，当泵压达到预定注浆压力时，持续二、三分钟不出故障，即可结束。B.安装注浆管和止浆塞注浆套管外露的长度不小于0.3m，以便连接孔口阀门和管路，嵌入基岩大于0.5m，用M15水泥砂浆(或用水泥与水玻璃混合浆)固结,并将孔口套管四周捣实封闭,防止浆液从套管周围冒出,影响注浆效果。注浆管安放好后，在注浆管管口加上孔口盖，以防止杂物进入。C.压水试验用1.5～2倍于注浆终压对系统进行压水试验检查；检查管路系统能否耐压，有无漏水；检查管路连接是否正确；检查设备机况是否正常；使