XX隧道进口溶洞处理方案.docx
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XX隧道进口溶洞处理方案
新建XX高铁山西段站前工程TJZQ-10标段
XXX隧道进口
溶洞处理方案
编制:
审核:
批复:
中铁十一局集团XX铁路TJZQ-10标项目经理部
二○XX年七月
目录
一、编制依据2
二、编制范围3
三、工程概况3
3.1工程概述3
3.2主要技术标准3
3.3工程地质及水文特征4
3.4气象特征5
3.5溶洞概况5
四、施工准备9
4.1材料9
4.2机械设备及辅助设备9
4.3人员配备10
五、处理方案10
5.1总体方案10
5.2溶洞回填10
5.3溶洞注浆11
5.4注浆效果检查13
六、安全保证措施13
6.1建立安全保证体系13
6.2各项安全技术措施13
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XXX隧道进口,DK317+538-540段溶洞处理。
三、工程概况
3.1工程概述
XXX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、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。
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
1
2
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。
②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
1
2
领工员
1
3
安质员
1
4
模板工
6
5
注浆施工人员
8
6
试验员
2
7
技术员
2
8
杂工
3
9
电工
1
5、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;使设备充分热身。
试运转时压水压力由小逐渐增大到预定注浆压力,并持续15min。
D.浆液配制
进场注浆材料必须符合要求,注浆用水应是可饮用的河水、井水或其他清洁水,水泥采用普通硅酸岩水泥,水泥标号为PO42.5。
水泥应保持新鲜,一般不应超过出厂日期三个月,受潮结块不得使用,水泥的各项指标由实验室现场抽样检验。
a纯水泥浆:
水灰比0.8:
1~1:
1的纯水泥浆用于全填充岩溶及岩溶孔土层部分注浆。
b注浆压力及顺序
注浆压力一般基岩中为不小于0.1~0.3MPa,岩土界面附近逐步加大到0.3~0.5MPa。
注浆孔施工应自隧道两侧向线路中心的顺序进行,先两侧后中间,以保证注浆质量。
注浆施工按照《注浆技术规程》(YBJ44-92)有关规定与设计要求进行。
⑥结束注浆
当注浆达到下列标准之一时,可结束该孔注浆:
A.注浆孔口压力维持在0.2MPa左右或者逐渐上升到0.4MPa,吸浆量不大于40L/min,维持30min。
B.冒浆点已出注浆范围外3~5m时。
C.注浆钻孔基岩完整,或多次注浆,孔口压力超过1.5MPa。
D.单孔注浆量达到平均注浆量的1.5~2.0倍,且进浆量明显减少时。
⑦提管、回填
注浆完成后应立即拔管,若拔管不及时,浆液会把注浆管凝固住而造成拔管困难。
拔出管后留下的孔洞,及时用水泥砂浆封孔。
5.4注浆效果检查
岩溶注浆完毕后,我们通过3种方式进行注浆效果的检查:
①压浆前后遵循《铁路工程物理勘探规程》(TB10013-2004)采用瞬态面波法进行探测。
根据注浆前后瞬态面波VR特征的变化对比,确定注浆效果较好确实起到加固地基的效果。
②根据注浆前后钻孔试验的单位长度吸水量对比,检查注浆效果。
在钻孔注浆后,单位长度吸水量小于注浆前吸水量4%左右。
③钻孔检查。
检查孔数为注浆孔数量5%计,取芯后发现浆液充填密实。
六、安全保证措施
6.1建立安全保证体系
项目设立安全管理机构,建立现场安全监督、检查小组,针对工序特点,进行安全交底,严格执行项目经理部安全保证体系的有关规定,经理部与每个作业人员签订安全生产责任书。
6.2各项安全技术措施
1.施工操作人员进入现场时必须佩戴安全帽,电工、电焊工必须穿绝缘鞋。
电源接线连接必须规范。
2.现场施工配置专职安全员,负责现场的安全管理工作,并建立安全保证体系。
3.对各种施工机具要定期进行检查和维修保养,以保证使用的安全,所有施工机械由专人负责,其他人不得擅自操作。
4.在设备显著位置悬挂操作规程牌,规程牌上标明机械名称、型号种类、操作方法、保养要求、安全注意事项及特殊要求等。
5.超前支护机械工作平台应平整、坚实,防止施工中机械重心偏差及机械倾覆。
6.压力注浆设备应由专人操作和管理,不得随意加压,不得对人、机械设备喷射,使用前严格检查,防止因爆管伤人、损物等事件发生。
7.注浆期间掌子面后部至少埋设两个量测断面,严格按隧道施工规范加强量测,并加强掌子面周围初支和衬砌的观察。
8.注浆管路及连接件必须采用耐高压装置,当压力上升时,要防止管路连接部位爆裂伤人。
9.孔口管、止浆塞要安装固结牢固,施工期间严禁人员站在其冲出方向前方,以防止孔口管、止浆塞冲出伤人。
10.注意机械使用、保养、维修,注意用电安全,经常进行检查杜绝漏电,并派专人操作和维修,非机电修理人员不得随意拆卸设备。
11.钻孔过程中时刻观察前方地层变化,当遇到高压水粉细砂层砂子前应做好防范措施,必要时孔口安装防突装置,以防止高压水及钻杆冲出伤人。
12.台阶上施工时应设防护围栏,防止人员高空坠落。
13.需高空作业时,应搭设稳固安全的脚手架和施工平台,防止机翻人伤事故发生。
14.若遇大的涌水涌砂灾害时,应及时撤出人员和设备。
15.注浆后隧道开挖应按“三快一抢”(快挖、快支、快封闭和抢时间)的原则进行,确保隧道施工安全。
施工中准备好抢险材料,做好抢险准备工作,当开挖施工中当出现流水、流砂时应立即进行封堵作业,以防止施工中大量涌水形成危害,对涌出的泥砂应及时进行清理。
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