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ZK18+990-ZK19+070

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ZK19+150-ZK19+210

工程概况

国家高速公路网昆明绕城高速东南段建设项目第A2工区起讫里程桩号为K13+140～K19+740，线路长6.6km。

本标段主要施工任务主要工程为杨林隧道。

杨林隧道为双向分离式隧道，本隧道采用三心圆曲墙式断面，主洞采用拱部半径8.6m、侧墙半径为5.3m的三心圆衬砌断面。

内轮廓净空宽度15.266m，隧道轮廓标准断面净空面积97.92m2，净空周长40.08m，内轮廓扁平率0.639，高跨比0.508，矢跨比0.121。

根据勘测资料，隧道区有2条断层破碎带，与线路呈大角度相交。

隧道为富水隧道，可溶性地层预测单位长度隧道通过含水层稳定涌水量88.31m3/d，单位长度最大涌水量32228.79m3/d。

地震动峰值加速度大于等于0.4g，地震烈度为IX度。

超前帷幕钻孔及注浆施工工艺

3.1注浆工艺及要求

注浆前，在类似地质条件下的岩层中进行注浆试验，初步掌握浆液填充率、注浆量、浆液配合比、胶凝时间、浆液扩散半径、注浆终压等指标。

空口位置应准确定位，与设计位置的允许偏差为+5cm，偏角应符合设计要求，没钻进一段，检查一段，即使纠偏，孔底位置偏差应小于30cm。

注浆孔开孔直径不小于108mm，终孔直径不小于90mm。

钻孔和注浆顺序应由外向内，同一圈孔间隔施工

帷幕注浆孔采用前进式和后退式注浆均可，正面封堵孔则采用后退式注浆。

空口设1mΦ108注浆管，埋设牢固，并有良好的止浆设施。

一个孔段的注浆作业一般应连续进行到结束，不宜中断，尽量避免因机械故障、停电、器材等问题造成的被迫中断，对于因实行间歇注浆、制止串浆冒浆等而有意中断，应先将钻孔清理至原深度以后再行复注。

3.2全断面超前（帷幕）预注浆施工工艺

超前帷幕预注浆施工工艺流程图

3.3超前钻孔参数设计

3.4止浆墙施工

（1）止浆墙的设置要求:

当超前地质预报预测出工作面前方水压较大或围岩破碎，需要进行全断面帷幕注浆时，为防止承压水和受压浆液从工作面漏出，并保证能用最大的注浆压力把浆液注入含水层的裂隙中，使之沿裂隙有效地扩散，在工作面挂设Φ6钢筋网20*20cm,0.2m厚C20喷射混凝土止浆墙。

（2）止浆墙施工基面清理:

在准备施工止浆墙的预定位置清理围岩，把隧道周边破碎岩石、浮碴清理干净，尤其是底板，要清理到硬底。

用风镐向周边围岩开挖沟槽，深度1.0～1.2m。

当围岩破碎，虚碴很深或节理裂隙发育、导水性强时，可用风钻向岩体深处打注浆孔，埋设的注浆管，用早强水泥加固周边岩体。

然后再开挖沟槽，使之符合止水墙的要求。

（3）止浆墙施工:

在清理好的岩面后挂设Φ6钢筋网20*20cm，然后采用20cm厚的C20喷射混凝土封闭。

（4）止浆墙外侧隧道围岩的加固:

止浆墙施工完毕，待混凝土强度达到设计值75%以后时才能注浆，为保证注浆加固和堵水的成功，在等强期间，还要对止浆墙体附近一定范围内的隧道围岩进行加固，加固范围视围岩体裂隙发育情况而定，一般两侧各15～20m。

在此范围内，每2～3m划分一个断面，每断面在隧道周边布置7～12个注浆孔，用风钻打眼造孔，直径为Φ42mm的注浆管，用双液浆或者早强水泥加固围岩。

3.5钻孔注浆施工

施工准备:

钻孔前按照设计及钻机所在位置，计算出各钻孔在工作面上的坐标，放样出注浆孔的准确位置，开孔前保持钻机前端中点与掌子面钻孔位于同一轴线上，固定钻机，保证钻杆中心线与设计注浆孔中心线相吻合，钻机安装应平整稳固，在钻孔过程中也应检查校正钻杆方向。

（2）开孔:

钻机采用低压力、慢钻速，采用Φ110钻头开孔，钻深3m，退出钻杆。

（3）孔口管安装:

钻孔3m后安装孔口管，孔口管是一端焊有法兰盘的钢管，长度为3m。

孔口管的作用：

安装压力器；

测量钻孔出水压力及涌水量；

安装注浆栓塞；

出现孔口涌水时及时关闭。

①孔口管的安装范围：

全部注浆钻孔孔口。

②孔口管的安装方法：

安设孔口管前，先在钢管上缠绕麻丝，用钻机强力推入孔中并用膨胀螺栓加固，以免测量水压或注浆时钢管冲出孔外，影响注浆和危及人身安全。

③所有钻孔均应采用湿钻法钻孔：

钻进过程中如遇特殊情况，则应分析原因后会同有关单位共同制定处理方案，若钻进中钻孔遭堵塞，则应重钻。

若涌水量及涌水压力较大时，在出水孔附近2～4m范围内钻1～2个分流孔，以减少涌水压力，方便注浆或直接注浆后再钻进。

钻孔过程检查和钻孔保护：

所有钻孔都必须检查设计孔深并在钻孔过程中详细记录孔位、孔深、水压、出水量等，经监理工程师检查后开始进一步钻孔或进行注浆。

对所有钻孔，均应妥加保护，直到验收合格开始注浆为止。

⑤钻孔冲洗和压水试验：

一般情况下，超前注浆孔不需要清洗，对涌泥的超前注浆孔也不宜清洗，应根据现场情况会同监理后再采取相应措施。

冲洗一般采取风水联合冲洗或用导管通入大流量水流，从孔底向孔外冲洗的方法进行冲洗；

裂隙冲洗方法根据不同地质条件，通过现场试验确定。

压水试验应在裂隙冲洗后进行，采用“简易压水”、“单点法”、“五点法”进行压水试验。

简易压水试验应在裂隙冲洗后进行，压力为80％的注浆压力，该值若超过1Mpa时，采用1Mpa；

压水20min，每隔5min测读一次压水流量，取最后的流量值作为计算流量，其成果以透水率表示。

单点法、五点法试验和基岩固结注浆检查孔的试验按规范（DL/T5148-2001）相应要求执行，其中检查孔的数量应不少于注浆总孔数的5％。

（4）制浆:

施工前应对不同水灰比、不同掺和料和不同外加剂的浆液进行下列项目的试验：

浆液配制程序及拌制时间；

浆液密度或比重测定；

浆液流动性或流变参数；

浆液的沉淀稳定性；

浆液的凝结时间，包括初凝和终凝时间；

浆液结石的容重、强度、弹性模量和渗透性。

一般情况下，制浆参数如下：

水泥-水玻璃双液浆：

水泥浆与水玻璃浆液体积比1:

0.5，凝胶时间1～3分钟。

并加入缓凝剂及速凝剂来调整凝胶时间，可调范围为十几秒到几十分钟。

双液浆的配制：

水泥浆的配制同上，水玻璃浆的配制在搅拌桶内加一定量的清水，再放入一定量的浓水玻璃，搅拌均匀即可。

两种浆液通过注浆机在混合器处混合后进入地层。

为保证浆液质量，制浆材料准确计量，水泥、缓凝剂、速凝剂等固相材料采用重量称量法，水、水玻璃采用体积称量法。

其中水、水泥、水玻璃称量误差不应大于2%，外加剂称量误差不应大于1%。

严格按顺序加料，有外加剂的浆液中，外加剂未完全溶解，不得加入水泥。

搅拌时不得将绳头、纸片等杂物带入搅拌机内，搅拌后的浆液必须经筛网过滤后方可进入注浆机。

掺有缓凝剂的水泥浆必须在30分钟内用完。

各类浆液必须搅拌均匀，测定浆液密度和黏滞度等参数，并做好记录。

纯水泥浆液的搅拌时间，30s～3min，浆液通过二级搅拌桶时过筛，从开始制备至用完的时间小于4小时。

拌制超细水泥浆液时，应加入减水剂和采用高速搅拌机，高速搅拌机搅拌转速应大于1200r/min，搅拌时间应通过试验现场确定。

细水泥浆液的搅拌，从制备至用完的时间宜小于2h。

确保浆液的良好性能。

钻孔注浆:

矿研多功能快速钻机RPD-180CBR采用最新氮气充压式高压防突止水止浆装置，重20kg，耐压10Mpa（100bar），封闭后，不影响钻杆动作，便于注浆施工。

钻头后部配有单向阀，防止高压水或浆液从钻杆内部返回。

孔口止水装置封闭后防止高压水或浆液从孔壁返回掌子面。

防突止水止浆装置

矿研多功能快速钻机RPD-180CBR既可以利用钻杆钻到预定位置之后，撤出钻杆，在孔口将浆液注入。

但此方法适合能够成孔或塌孔不太严重的地质情况，注浆孔不宜过深；

又可以利用钻杆钻到需要改良的位置之后，直接通过钻杆把浆液注入孔底，实现边钻边注的钻注一体化注浆工艺，完成地质改良。

此工法适用于难于成孔的破碎带或软弱地层，以及高压涌水丰富的地带。

前进式分段注浆，注浆前在止浆岩盘内埋设Φ127无缝钢管作为空口管，孔口管长3米。

空口外漏0.2～0.3m，后续注浆段采用Φ90mm钻头成孔。

钻进后不退钻杆，直接利用钻杆注浆。

注浆后立即钻进，直至预定位置，避免前进式孔口注浆扫孔的弊端。

注浆方式示意图见“前进式注浆方式示意图”。

前进式注浆方式示意图

后退式分段注浆：

利用钻杆钻到设计深度之后，直接通过钻杆把浆液注入孔底，实现边钻边注的钻注一体化注浆工艺，完成地质改良。

此工法适用于难于成孔的破碎带或软弱地层，以及高压涌水丰富的地带使用双浆液或单浆液，钻至预定深度后不退钻杆，直接通过钻杆注入孔底，边注边退，避免孔口注浆浆液难以到达孔底的弊端。

注浆方式示意图见“后退式注浆方式示意图”。

后退式注浆方式示意图

注浆顺序:

从外圈向里圈注浆。

每环注浆孔先施工奇数编号注浆孔，然后施工偶数编号注浆孔同时作为检查孔，如果不能达到标准，则另设检查孔。

注浆结束标准:

注浆结束标准以定压和定量为主，注浆压力达到设计终压，并且注浆速度小于5L/min超过20min时，即可结束本孔注浆。

当注浆过程中长时间压力不上升，并且达到设计注浆量时，应缩短浆液的凝胶时间，并采取间歇注浆措施，控制注浆量。

当设计孔全部达到结束标准并注浆效果检查合格时，即可结束本循环注浆。

注浆材料以及注浆压力：

注浆材料采用水泥浆（必要时采用水泥-水玻璃双浆液）浆液水灰比根据实际地质情况以及注浆的不同时段实验确定，初拟如下：

水泥浆的水灰比为0.5：

1~1：

1；

双浆液配比参数为：

C:

S=1:

（0.6~1.0）（体积比），水泥浆水灰比0.8：

1，水玻模数2.6~2.8，水玻璃浓度为35B。

注浆压力：

设计注浆压力（终压值）为注浆处静水压力的2~3倍；

如果没有静水压力，则预估注浆压力值为初压0.5~1MPa,终压3~5MPa。

3.6注浆效果检查

注浆效果检查采用钻孔检查法，根据注浆状况，确定检查孔位置。

一个注浆段的注浆孔全部注完后，钻2～3个孔对注浆效果进行检验，并取岩芯观察浆液充填情况，同时检查孔内涌水量不应大于0.2L/minm，且某一处的漏水量不应大于10L/min；

或者进行水压实验：

在1MPa压力下检查孔进水量应小于2L/minm。

否则应加密钻孔注浆。

再次压注直到达到设计要求为止。

3.7人员、设备配套和预注浆进度安排

杨林隧道是大断面的公路隧道。

该隧道注浆堵水规模大，施工组织成立专业化注浆作业班组，钻孔注浆的机械配置数量充足，机械性能优、功效高。

（1）、注浆施工人员安排

成立钻孔注浆作业队，具体人员配备及职责分工见下表

分工

人员

人数（个）

职责

副经理

负责注浆施工协调工作

隧道注浆工作

钻孔班长

负责钻孔施工实施

注浆班组组长

负责注浆施工实施

技术负责人

负责注浆施工方案制定

技术人员

负责注浆施工技术指导

试验工程师

负责注浆施工浆液配置

质检工程师

负责注浆施工质量控制

司钻工

12

负责注浆施工钻孔作业

技工

15

负责注浆施工作业

合计

40

（2）钻孔注浆设备配置

机械名称

规格或型号

单位

数量

备注

多功能钻机

RPD-180CBR

台

空压机

24m3

风钻

YT-24

8

注浆泵

2台备用

搅拌机

挖掘机

CAT320

7

装载机

ZL50

小型农用车

5T

辆

（3）、注浆进度安排

注浆进度计划：

全断面帷幕注浆（注浆段长30m，开挖22m）60天/循环，顶水注浆5天/循环。

全断面帷幕注浆进度计划安排见下表:

工序名称

工期（d）

备注

施工准备、止浆墙施工

各工序平行作业。

测量放线、标定孔位

钻机、注浆台车就位

钻孔注浆施工

20

注浆效果检查

30

3.8主要技术措施及注意事项

（1）钻孔过程中，如遇到钻出水量明显增加时，则停止钻进，尽量减少钻注施工过程中水量排出，安设注浆管注浆。

（2）注浆前先进行注浆现场试验，注浆参数通过现场试验在实际施工中根据具体情况及时调整，以获得较好的注浆加固效果。

（3）配制浆液严格按照制浆要求按顺序投料，不得随意增减数量；

水泥在倒入搅拌桶前捡去其中的水泥纸及包装线，要在倒入口安装一用滤网加工的过滤筛。

（4）水泥浆搅拌好放入储浆桶后，在吸浆过程中不停搅动，防止浆液离析，影响配比参数。

（5）注浆泵吸浆头用纱网包裹，并间隔一定时间提起吸浆头晃动，防止浆液堵塞吸浆头。

（6）注浆管路连接完毕后，先压水检查注浆管路的密闭性，各种连接连接牢固，防止高压下脱开伤人。

（7）注浆开始时，先打开进浆阀，再关闭泄浆阀，注浆结束时，先打开泄浆阀，再关闭进浆阀，待泄压后拆卸注浆管路。

（8）注浆过程中遇到突然停电时，要立即用高压水冲洗净管内的浆液，与洞外联系后如停电时间较长时，注浆管全部拆下冲洗，注浆泵也要拆洗，将搅拌机中浆液放入储浆桶后清洗搅拌机。

（9）注浆过程中，若地层吸浆量很大，注浆压力长时间不上升，可通过调整浆液配比，缩短浆液凝胶时间，以达到控域注浆目的。

（10）注浆过程中，如注浆压力突然上升，立即停止注浆工作，打开泄浆阀泄压，查明原因后再决定该孔是否继续注浆，如系管路堵塞，清除故障后继续注浆，如管路未堵塞，接管注浆时仍旧出现压力突然上升，可结束该孔注浆。

（11）注浆过程中，如发生串浆现象，可关闭该串浆孔继续注浆，但若发生频繁时，应加大钻孔与在注浆孔的间隔或同钻同注，减少串浆现象。

（12）注浆过程中，如跑、漏浆现象严重时，可通过间歇注浆或通过调整浆液配比缩短凝胶时间的方法进行封堵，但若无效时，可暂停该孔注浆。

（13）注浆过程中，要保持注浆管路畅通，防止因管路堵塞而影响注浆结束标准的判断。

（14）严格按照设计注浆段长进行分段注浆，不得任意延长分段长度，必要时可进行重复注浆，以确保注浆质量。

严格进行注浆效果检查评定，符合要求时才能结束注浆作业。

当未达到注浆结束标准时，进行补孔注浆。

（15）施工中应做好排水准备工作，以防止施工中大量涌水形成危害；

准备好抢险材料，做好抢险准备工作。

工程质量保证措施

施工项目的质量控制是从工序质量到分项工程质量、分部工程质量、单位工程质量的系统控制过程，也是一个由对投入原材料的质量控制开始，直到完成工程质量检验为止的全过程的系统过程。

影响施工项目质量的因素主要有五大方面：

人、材料、机械、方法和环境，事前对五个方面的因素严加控制，是保证施工项目质量的关键。

（1）事前质量控制重点是做好施工准备工作，且施工准备工作要贯穿于施工全过程中。

主要工作内容包括图纸会审、施工组织设计和施工方案的控制、做好接桩复测工作、建立中心试验室、根据工程特点，制定工程质量预防措施，消除施工过程中潜在的不合格因素，消除质量通病。

（2）过程质量控制策略是：

全面控制施工过程，重点控制工序质量。

具体措施有：

－－工序交接有检查；

－－技术措施有交底；

－－隐蔽工程有验收；

－－设计变更有手续；

－－质量预控有对策；

－－图纸会审有记录；

－－计量器具校正有复校；

－－质量事故处理有复查；

－－施工项目有方案；

－－配制材料有试验；

行使质控否决（如发现质量异常、隐蔽工程未经验收、质量问题未处理、擅自变更设计图纸、擅自代换或使用不合格材料、未经资质审查的操作人员无证上岗等，均应予以否决）；

质量文件有档案（凡与质量有关的技术文件，如水准点、坐标位置，测量放样记录，沉降、变形观测记录，图纸会审记录，材料合格证明、试验报告,技术交底记录，各种施工原始记录、隐蔽工程记录，设计变更记录，竣工图表等都要编目建档）。

（3）事后质量控制具体工作内容有：

准备竣工验收资料，组织自检和初步验收；

按规定的质量评定标准和办法，对完成的分项、分部工程和单位工程进行质量评定；

组织竣工验收。

安全保证措施

5.1安全控制点

帷幕注浆施工安全管理的控制点见下表

项目

控制内容

高空作业

安全网、塔架、脚手架的搭设的施工安全、高边坡的防护

隧道施工

防止坍方、防突水涌水

施工用电

隧道掌子面低压用电、是否有乱拉乱接电线、电工持证上岗

施工机械

驾驶员持证上岗、机械设备不能带病作业、洞内运输的安全

交通安全

司机酒后不能开车、不违章行车，杜绝无证驾驶、违章开车

5.2安全生产技术保证措施

工程开工前编制有安全技术专项施工方案，必须严格编、审、批手续程序。

每一工序开工前，在技术交底的同时，必须进行安全交底，所有制定的施工方案必须有安全注意事项、安全保证措施和安全应急预案。

特殊作业人员包括机械司机、电工、电焊工、爆破工等必须进行专业培训，经考试合格后，持证上岗。

5.3施工现场的安全措施

杨林隧道洞口设门禁系统，制定严格隧道进出洞管理登记制度。

掌子面设应急救生包：

内存放10人左右一天应急食物及饮用水；

箱内备包扎纱布、消毒药水、常见外伤药等。

应急食品定期更换，并在洞内配备救生爬梯、手电筒，安装应急灯。

5.4用电安全保证措施

在施工区、生活区和道路旁设置照明系统，且确保照明亮度。

在非作业地段和成洞区照明电压采用220V，在作业段照明采用36V电压。

临时设施及变压器等外用电设施，严格遵守《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ48-88）的有关规定采取防护措施。

在工作区内高压电力线路的架设顺直，电杆牢固稳定，保证绝缘良好。

施工中加强机具、电器设备的检查与维修，各种施工机械和电器设备均设置漏电保护器确保用电安全。

5.5隧道施工安全

存在突水、突泥可能的地段，我工区遵照国家安全生产法和行业有关安全生产规定，建立专门的安全生产机构，针对本隧工程特点制定防止涌水、突泥施工灾害的措施和应急预案，并报相关单位审批。

施工前，应针对本隧道工程特点对参建人员进行各项安全生产作业培训，开展涌水、突泥应急处理和事故抢险演练，参建人员必须经考核合格方可上岗。

①施工中加强超前地质预报和施工地质工作，逐段核实地质信息，开展施工期涌水突泥风险评估，若与设计不符，应及时提出，以便处理，必要时应及时采取应急措施。

②施工中加强洞内地下水的引排，避免因洞内积水恶化工程环境。

隧道开挖过程中应加强排水措施，排水沟槽、管路要注意防漏防渗，避免引起围岩软化。

隧道反坡排水地段，配备抽排水设备和电源，以避免发生涌水时施工受阻，威胁施工安全。

③施工中加强对突水、突泥现象征兆的监测，当预测有突水、突泥征兆时，应及时组织相关工区人员及机械设备撤离。

④富水隧道掌子面后方，每30m设置一处救生爬梯，隧道左右交错布置。

环境保护、水土保持保证措施

6.1管理措施

设立环保机构，切实贯彻环保法规，强化环保、水保管理，健全管理机制，定期进行环保、水土保持检查及时处理违章事宜，并与当地的环保部门、水政主管部门建立工作联系，接受社会及有关部门的监督。

建立健全环境保护奖惩制度。

加强环保、水保教育，宣传有关环保、水保政策，强化职工的意识。

封闭施工区域，并在区界挂以醒目整洁的环保、水保语言和企业精神等标牌。

6.2环境保护、水土保持的保证措施

施工前做好周围，村落生产生活用水的备用水源方案，尽量降低工程地居民生产生活用水的影响。

施工中，当地表水监测点出现非季节性和非正常水位降低等动态变化、或水质出现明显变化，应立即上报有关部门，查明原因，适当增加监测和上报频率，延长监测时限，特别应注意重点水源的监测。