邓家庄隧道进口溶洞处理方案.docx

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目录一、编制依据2二、编制范围3三、工程概况33.1工程概述33.2主要技术标准33.3工程地质及水文特征43.4 气象特征53.5溶洞概况5四、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+650DK321+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主要技术标准铁路等级：高速铁路；正线数目：双线；设计行车速度：250km/h；线间距：4.6m；最大坡度： 一般20，困难30；最小曲线半径： 一般3500m，困难3000m；牵引种类：电力；列车类型：动车组；到发线有效长度：650m；列车运行控制方式：自动控制；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5070，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+522DK317+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+920DK321+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50PVC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： 机动小翻斗车、手推车、铁锹等生产用小型工具。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15、 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（42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1.52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0.8:11:1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0.10.3MPa，岩土界面附近逐步加大到0.30.5 MPa。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。 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35m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1.52.0倍，且进浆量明显减少时。 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：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。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。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。