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1、谭家寨隧道瓦斯地段施工方案1. 编制依据1.1沪蓉国道主干线支线重庆忠县至垫江高速公路A2标两阶段施工图设计、合同文件与有关法律法规、管理办法等。 1.2交通部颁发的有关设计、施工规范以及验收标准。 1.3施工调查资料。 1.4我单位类似工程的施工经验。2. 工程概况2.1工程简介 沪蓉国道主干线支线重庆忠县至垫江高速公路起自重庆忠县，止于川渝交界的明月山。A2合同段位于重庆市忠县望水乡境内，设计为分离式双洞四车道隧道，A2合同段承担谭家寨隧道进口段施工，左洞起止里程为ZK82+314.822ZK84+808.107；右洞起止里程为 K82+310K84+800。其中左洞断层带起止里程为ZK8
2、3+044ZK83+479，长435m；右洞断层带起止里程为K83+043ZK83+433，长433m。 2.2沿线自然特征 2.2.1地形、地貌 本工程位于四川盆地川东平行岭谷区，横穿猫耳山山脉，其地形地貌主要受地质构造、岩性控制，背斜轴部形成山岭负地形，背斜北西翼竖硬岩层形成一定范围内最高峰，构造线与山脊一致，呈北东向展布。地形起伏大，切割深度大，“V”形溪沟发育。相对高差300590m之间。地表径流一般流程较短，雨、洪期才有暂时性水流。 2.2.2地质隧址区域上，测区位于新华夏系第三隆起带的川鄂湘黔隆褶皱为主，断层、节理次之，构造线方向为200500。吊钟坝断层（F1F2）影响带，位于斜
3、背轴部巴东组地层中，由F1和 F2两条逆断层组成，F1为主断层，断层破碎带宽度4-5m，斜向北西，倾角70-75度，断裂带两侧岩层产状明显不协调，断层上盘具显著的挤压拖曳现象。地表表现为断层经过地带形成较深冲沟。断层长约23km，走向与背斜轴部走向大致平行，在F1和F2之间尚有多条次级小断层发育，整个断裂带影响范围约500m。断裂带影响范围内岩层极破碎，呈断层泥、角砾岩，碎裂岩状产出。断层走向与隧道轴线近于垂直。 2.2.3气象水文 工程范围隶属四川盆地亚热带湿润季风气候区，最冷月为12月，最热月为78月。历年平均降雨量1275mm，年最大降雨量1559.5mm，月最大降雨量531.5mm，雨
4、季（58月）降雨约为全年降雨量的40%。历年平均气温18.1，极端最高气温42.1，极端最低气温4.4。测区属于旱山区、久晴不雨、人兽饮水困难。区内沟水、河水、大部分地段地下水对混凝土无腐蚀性，仅谭家寨隧道通过巴东地层和黑色页岩分布区局部出露石膏段，其地下水SO4-2含量偏高，对混凝土有中等侵蚀性。地下水为溶蚀裂隙突发水、断层裂隙水、层间破碎带潜流水，顶板和断层破碎带岩溶发育，成股状岩溶水易造成突水事故。平水期涌水量2400m3/d，丰水期涌水量2400m3/d 。 2.2.4本段不良地质分布 断层：K83+887K83+469段为吊钟坝断层（F1F2）影响带，岩层极破碎，呈断层泥、角砾岩，碎
5、裂岩状产出。断层走向与隧道轴线近于垂直。 岩溶：K82+836K84+602路段为互状不纯碳酸岩岩组，地表岩溶微弱，隧址溶蚀裂隙发育，富水性相对较强。 有毒气体：K83+200K83+300、K83+700K83+800、K84+150+350、ZK83+200ZK83+315、ZK83+700ZK83+815、ZK84+145ZK84+360路段地层为新田沟组黑色页岩、自流井组东岳庙段黑色页岩和须家河组所夹的黑色页岩，需防瓦斯、硫化氢等有害气体的影响。 侵蚀性地下水：K83+150K83+260段为含膏岩的巴东组地层分布区和黑色页岩分布区，地下水SO42-含量高，对砼有中等侵蚀性。 2.3工
6、程难点 左洞断层带长435m，占本段隧道全长的17.45%；右洞断层带长433m，占本段隧道全长的17.39%；有毒气体地段局部岩层引发坍腔及涌突发水； 缺乏水源，需远距离补充施工用水。 2.4工程数量见下表：项 目单位左 洞右 洞合 计开挖m3426774041883095喷射砼m3159015053095锚杆kg8345279036162488钢筋kg273402589453234型钢kg274322259807534129衬砌m3352433386862超前小导管kg57046056783611382963. 施工方案瓦斯地段施工原则：以超前预报为指导，不(弱)爆破，短进尺，强支护，早衬
7、砌。采用TSP超前预报技术，结合超前地质钻孔探测，探明前方不良地质的准确位置和范围，以制定正确的施工方案和应对措施；洞内采用简易台架人工风镐开挖，并辅以钻眼爆破，装载机装碴，自卸汽车运输出碴。开挖进尺控制在0.8m1.6m，局部软弱地段控制在0.5m0.8m； 开挖前采用42mm注浆小导管超前预加固，开挖后采用型钢加锚喷网联合支护；按新奥法原理组织施工，采用台阶法施工，湿喷工艺喷射砼。局部软弱地段采用三台阶法施工；二次衬砌和仰拱紧跟开挖进行；针对可能出现的涌突发水情况，主要采取疏导的办法进行处理。4. 主要施工方法断层带围岩为紫红色泥岩夹深色泥灰岩，泥岩为主，其岩石都为软质岩，褶皱断裂节理极发
8、育、裂隙杂乱、极度破碎，岩石呈角砾碎石状松散结构。围岩的自稳能力极差，加上掌子面的涌水较大，围岩开挖后应力释放速度迅速，极容易出现坍方。结合施工生产要素及施工生产能力，按照“管超前、严注浆、短开挖、不(弱)爆破、强支护、快封闭、勤测量、速反馈”的施工原则，在拱部超前小导管注浆预固结围岩的保护下，采用上下台阶法和三台阶法进行施工。4.1超前小导管施工4.1.1工艺原理在破碎松散岩体中超前钻孔，打入小导管并压注具有胶凝性质的浆液，浆液在注浆压力的作用下呈脉状快速渗入破碎松散岩体中，并将其中的空气、水分排出，使松散破碎体胶结、胶化，形成具有一定强度和抗渗阻水能力的以浆胶为骨架的固结体，从而提高围岩的
9、整体性、抗渗性和稳定性；使超前小导管与固结体形成一个具有一定强度的壳体，在壳体的保护下进行开挖支护施工。4.1.2小导管及注浆设计超前支护为42mm的小导管注浆，单根长5m，环距为0.4m，排间距为2.4m，外插角57，即每施作一排小导管，开挖支护2.4m；压注1：1水泥浆液，采用525#普通硅酸盐水泥，浆液中掺水泥用量35%的40Be水玻璃，以缩短浆液的胶化固结时间，控制浆液的扩散范围。4.1.3施工要点小导管加工5m/根的42mm小钢管一端加工成尖锥形，距另一端100cm的位置开始至尖锥端之间按梅花型间距为20cm布设6mm的孔眼4排，以利于小导管推进和浆液渗入破碎岩体。小导管安设如岩体松
10、软，采用YT-28型风动凿岩机直接推送，如遇夹有坚硬岩石处，先用YT-28型风动凿岩机钻眼成孔后再推进就位。在施作小导管前应注意：第一，喷35cm厚混凝土封闭掌子面作为止浆墙，为注浆作好准备工作；第二，准确测量隧道中心线和高程，并按设计标出小导管的位置，误差15mm；第三，用线绳定出隧道中心面，随时用钢尺检查钻孔或推进小导管的方向，以控制外插角达到设计的标准；第四，施工顺序为从两侧拱腰向拱顶进行，为提前注浆留好作业空间。超前小导管端部焊于型钢支撑上。超前小导管注浆断面布置图见附图1。注浆选用UB6型注浆泵注浆，采用浆液搅拌桶制浆。为防止浆液从其他孔眼溢出，注浆前对所有孔眼安装止浆塞，注浆顺序从
11、两侧拱脚向拱顶。由于岩体孔隙不均匀，考虑风镐环形开挖的方便，同时要达到固结破碎松散岩体的目的，保证开挖轮廓线外环状岩体的稳定，形成有一定强度及密实度的壳体，特别是确保两侧拱脚的注浆密实度和承载力，采取注浆终压(0.81.2MPa)和注浆量双控注浆质量，拱脚的注浆终压高于拱腰至拱顶。通过现场试验确定拱脚终压为1.2MPa，拱腰范围为1.0MPa，拱顶为0.8MPa。注浆时相邻孔眼需间隔开，不能连续注浆，以确保固结效果，又达到控制注浆量的目的。4.2开挖4.2.1 断层带为控制超欠挖及减少对围岩的扰动，拱部弧形及边墙周边尽量采用人工风镐分台阶开挖，采用超前小导管预注浆超前支护，并以16b工字钢拱架
12、作为初期支护加强措施，间距80cm。初期支护参数：HBC22N组合式锚杆，间距0.80.8m ,L=3.5m；挂网喷射C20砼厚20cm；钢筋网采用6.5钢筋，间距15cm15cm。断层带普通段采用上下台阶法开挖，软弱段采用三台阶法开挖。如下图。谭家寨隧道断层破碎带砼结构施工尺寸图见附图2，隧道断层施工工序图见附图3。上半断面开挖 下半断面右边槽开挖 上半断面初期支护 下半断面右边槽初期支护 下半断面左边槽开挖 中槽核心土开挖 下半断面左边槽初期支护 断层普通段采用上下台阶开挖，台阶长度35m，在小导管预注浆的超前支护下，采用弱爆破开挖上半断面，初喷混凝土5cm；打锚杆、架设型钢拱架；挂网复喷
13、混凝土至设计厚度；每循环进尺0.81.6m。当上半断面开挖35m后，弱爆破开挖下半断面；初喷混凝土5cm；打锚杆，架设下半断面型钢拱架，复喷混凝土至设计厚度；每循环进尺0.81.6m。施工顺序（如上图）：超前支护上半断面开挖上半断面支护(35m后)下半断面左边槽开挖下半断面左边槽初期支护上半断面左边槽开挖上半断面左边槽初期支护中槽核心土开挖。当整个断面开挖及支护进尺在20m以上时，人工配合机械开挖仰拱，铺设防水层、灌注仰拱及填充砼。根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后，铺设防水层，衬砌台车就位、校正后，一次性灌注边墙、拱部混凝土。上断面开挖 中断面右边槽初期支护上断面初期支护 下断面左边槽开
14、挖中断面左边槽开挖 下断面左边槽初期支护中断面左边槽初期支护 下断面右边槽开挖中断面右边槽开挖 下断面右边槽初期支护及中槽核心土开挖断层软弱段采用三台阶开挖，台阶长度35m，在小导管预注浆的超前支护下，采用人工风镐开挖上断面，初喷混凝土5cm；打锚杆、架设型钢拱架；挂网复喷混凝土至设计厚度；每循环进尺0.81.6m。当上断面开挖35m后，人工风镐辅助弱爆破开挖中断面；初喷混凝土5cm；打锚杆，架设中断面型钢拱架，复喷混凝土至设计厚度；每循环进尺0.81.6m。当中断面开挖35m后，弱爆破开挖下断面；初喷混凝土5cm；打锚杆，架设中断面型钢拱架，复喷混凝土至设计厚度；每循环进尺0.81.6m。施工顺序（如上图）：超前支护上断面开挖上断面支护(35m后)中断面左边槽开挖中断面左边槽支护(35m后) 下断面右边槽开挖下断面右边槽支护(35m
