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1、中铁24局集团阳左高速公路ZB1合同段 立壁隧道施工指南立壁隧道施工指南第一章 地质预报技术研究 为了保证施工期间不会引发突泥、突水、及水环境破坏，必须掌握岩溶的形态、分布、规模等地质和水文地质环境。施工期如果不采取合适的超前地质预报，施工地质灾害的发生不仅影响施工，而且会造成地下水破坏，产生纠纷，为止必须进行高质量的隧道施工地质灾害超前预报。需要进一步解决的问题：、 提高预报的精度，特别是判释技术水平、 综合各方法之所长，进行综合预报、 使各种方法的探测技术规范化和标准化地质预报常用方法：地质法、超前平导法、超前水平钻孔法、超前钻孔声波测井及跨孔声波透射法、声波反射法综合运用超前地质预报的目
2、的：探测隧道掌子面前方地质体的规模、位置及其性质，为设计施工提供决策性依据。综合地质预报内容：第二章 长、短期超前地质预报技术长期超前预报是采用TSP-203(隧道地震波探测),结合隧道地面地质体投射法和断层参数预测法两种长期超前预报技术。长期超前地质预报是在隧道所在地区不良地质分析和宏观预报基础上进行的，它的主要任务是较准确地预报掌子面前方100m或更远距离范围内的主要不良地质体的性质、位置和规模，粗略地预报围岩的级别和地下水的情况，经过研究一般预报距离可达掌子面前方100200m，长期超前地质预报，在隧道开挖和掘进过程中连续进行，贯穿隧道的全程。短期超前预报一般是为掌子面前方1520m，最
3、多m范围内更为准确的预报，主要采用HY-303红外线探测仪及掌子面编录法。短期超前地质预报主要对象是掌子面前方可能出现的岩层，已经临近的不良地质体的性质，地下水体的可能性质，掌子面及其附近实见的不良地质体向掌子面延伸的情况和围岩的级别。短期超前地质预报是在长期超前地质预报的基础上进一步开展的预报工作，选择隧道开挖和掘进的地质复杂区段中断续进行。超前探孔超前钻孔是在长、短期地质预报的基础上再采用超前探水孔进行验证。孔底超出开挖轮廓线外1.5m,因岩溶裂隙管导分布很不规律，探水孔不一定遇到岩溶管道，因此在钻爆破孔时将拱顶和隧道底钻孔加深进行超前探测，孔深m以上。第三章 水的危害在岩溶发育区，隧道施
4、工过程中突发涌水的出现，不仅会影响隧道施工进度，造成施工人员人身安全，而且容易造成隧道穿越区域地下水生态的破坏，从而引发法律纠分及诉讼，产生一系列社会政治问题，同时岩溶水特别是当CO3等可溶性物质含量增高时，水的流通将改变隧道结构的工作状态，影响隧道的使用寿命。岩溶堆集物因地下水和流动而坍塌下沉，改变洞穴周边应力分布形态，影响隧道的稳定。而且隧道中由于地下水的流失，使隧道顶部地面岩溶塌陷，导致环境地地质的破坏。2.1、堵水防漏方案的确定隧道岩溶水连通性好、水量大。岩溶破碎带多，若在施工中出现突水，不仅会对隧道施工造成极大的影响，而且会造成山顶泉水和地表水、水库等水资源的漏失，引发经济纠纷和社会
5、问题。2.2、堵水防漏原则1、为施工创造良好的无水施工条件，提高掘进速度；2、维护既有水环境不破坏3、便于施工，可操作性强2.3、注浆堵水方案方案一：周边浅层超前预注浆：优点：长段短做，施工简便。经济快速，缺点：形成止水帷幕小，不能有效土封堵隧道工作面前方地下水。方案二：冻结法是通过向沿隧道纵向布置的冻结管中循环注入低温盐水，使冻结孔周围地层冻结，形成高强度封闭性好的冻结体，在冻结体内进行施工，该方法成本高，速度幔，解冻后高压水对隧道衬砌受力不利。方案三：全封闭深孔帷幕注浆，该方法适用于多种复杂的地质条件，可行成较厚的全封闭止水帷幕，但施工进度较幔，技术难度大，工艺要求严，需要较高的组织管理水
6、平。通过注浆效果、注浆工期、施工成本、结合隧道特殊地质情况和严格的环保要求，决定采用全封闭深孔帷幕注浆堵水，实施的关键是做好设备配套，选好注浆参数，制定合理的工艺，加强施工组织，以确保堵截水效果，加快进度，降低成本。为解决隧道围岩富水段施工，成立富水段环保注浆堵截水施工技术攻关小组，以科技为先导，坚持“堵水防漏”原则和“先探测、预注浆、后开挖、补注浆、再衬砌的施工原则，研究合理的施工技术方案，优化设备配置，对岩溶富水隧道环保注浆堵水施工技术这一系统工程的关键技术逐一细化分解，通过技术攻关和工程实践的不但优化，重点解决了以下重大关键技术。 隧道集岩溶、瓦斯、软岩、岩爆和高压富水等不良地质于一体，
7、特别是岩溶的发育情况，施工期如果不采取可靠的超前地质预报技术，不仅会引发突泥、突水影响施工，而且会引起地下水的破坏，为此必须解决隧道施工地质超前预报问题。在岩溶富水地段采用的综合超前地质预报技术，包括隧道洞体不良地质的宏观预报、隧道洞体不良地质体超前预报、超前钻探、和隧道洞体施工地质灾害警报等四个方面。、 隧道洞体的宏观预报；不良地质宏观预报是隧道施工地质灾害超前预报工作的前提，在隧道区域地质条件分析的基础上进行隧道不良地质宏观预测预报，可以了解隧道施工可能遇到的不良地质类型、规模、大约产生部位和方向，以及了解这些不良地质诱发施工地质灾害的可能性和发生的施工地质灾害类型、强度以及对隧道施工的影
8、响。隧道不良地质宏观预报是进行隧道不良地质超前预报与施工地质灾害超前预报工作的工作基础。、 隧道洞体不良地质超前预报是隧道超前地质预报的第二道程序,根据本工程复杂的地质情况特别是岩溶发育情况,综合运用长期、短期超前地质预报技术.（1）长期预报：是采用TSP-203（隧道地震波勘探）结合隧道地面地质体投射法和断层参数预测法两种长期超前地质预报技术，长期超前地质预报是在隧道所在地区不良地质分析和宏观预报基础上进行的，它的主要任务是较准确地预报掌子面前方100m或更远范围内的的主要不良地质体性质位置和规模，粗略地预报围岩的级别和地下水情况，一般预报距离可达掌子面前方150200m，长期超前地质预报，
9、要在隧道开挖或掘进过程中连续进行。，贯穿隧道的全程。（2）短期超前预报：一般为掌子面前方1520m，最多30m范围内更准确的超前地质预报。主要采用HY-303红外线探测仪及掌子面编录预测法。短期超前地质预报对象主要是掌子面前方可能出现的岩层，已经临近的不良地质体的性质、地下水体的可能性质、掌子面及其附近实见的不良地质体向掌子面前方延伸的情况和围岩的级别。短期超前预报是在长期超前预报的基础上进一步开展的预报工作，是隧道开挖和掘进过程中连续进行。3、超前钻探：超前钻孔是在长短期地质预报的基础上再采用超前探水孔进行验证。全隧在岩溶地段施作5个超前探水孔，拱顶一个，两拱角各一个，另两个由现场根据实际需
10、要确定。孔底超出开挖轮廓线外1.5m,因岩溶裂隙管导分布不规律,探水孔有时不一定穿过岩溶管导,因此在钻孔爆破时将拱顶和隧底的钻孔加深至5m以上。进行超前钻探。4、灾害临近预报隧道施工地质灾害临近监测、判断、和警报，是隧道施工地质灾害超前预报的核心任务，主要内容有五个方面，一是断层破碎带塌方与判断；二是岩溶陷落柱塌方与判断；三是突泥、突水的预测与判断；四是瓦斯预测与判断；五是岩爆预测与判断。预测、预报精度要求：对预测、预报不良地质准确度达到基本正确正确。第四章 配套的注浆设备以轨行式台架为龙头，以注浆管路为脉络，以轨道平车为载体，将钻孔系统、注浆系统、浆液配制系统、运输系统等设备有机地组合在一起
11、，组成轨行式钻孔注浆列车。4.1、注浆液选择 选择原则是根据岩溶水赋存情况和涌水量大小确定，当遇到断层破碎带或涌水量大时，选用单液或双液浆，当遇到小裂隙型且水量较小时，则选用TGRM水泥基特种灌浆材料，以上三种注浆材料各有所长，在注浆堵水过程中配合使用。 4.1.1、单液水泥浆类浆液 单液水泥浆是以水泥为主，添加一定量的速凝剂，用水调制的浆液，它具有以下特点：、 凝结时间可根据需要调节，其变化范围为几分钟至几小时；、 浆液结石率可达100%，抗压强度可达510MPa，对于基岩裂隙中堵水和加固是完全能满足要求，且后期强度不易下降。、 抗渗性能好、 工艺设备简单，操作方便，较之双液有更大的优越性。
12、、 难以注入0.2mm以下的裂隙；、 浆液无毒性，对地下水和环境无污染，较之使用化学药剂为添加剂的浆液更安全。、 来源丰富，价格便宜、 凝胶时间相对较长。凝胶时间表气温：23 水温20W：C8064水泥速凝剂掺量（g）022.12.32.52.731.2:12h4931191194301:11h50min422515743400.8:11h28min38154351 4.1.2、水泥-水玻璃类浆液 是以水泥和水玻璃为主，两者按一定的比例采用双液方式注入，必要时加入缓凝剂（磷酸氢二钠）所形成的注浆材料，是一种用途极其广泛，使用良好的注浆材料，它具有以下特点：、 来源丰富，价格便宜、 结石体抗压强
13、度高，可达520MPa;但后期强度由于水玻璃作用而降低。、 浆液结石率100%，结石体渗透系数10-3cm/s,抗渗性能好；、 对地下水和环境无污染；、 难以注入0.2mm以下岩溶裂隙。、 采用双液注浆方式，施工工艺较单液复杂。气温：23 水温20W：CC:s(水玻璃35Be,)C:S(水玻璃35Be,)+2%磷酸氢二钠1：10.8:11:10.8:11.2:11231066266131:1120556266010.8:1115496155404.1.3、TGRM水泥基特种灌浆材料是以特制的高性能水泥,配以适当种类和数量的外加剂,共同混合均制成具有早强、高性能的水硬性胶凝材料，它具有以下特点：
14、1、比表面积大，可注入0.2mm以下岩溶裂隙中，弥补了普通水泥浆液在岩溶小裂隙中不易扩散的不足；2、浆液结石率可达100%，抗压强度可达50MPa以上。3、需用专用的注浆工艺设备，操作技术要求高4、浆液无毒性，对地下水和环境无污染，较之使用化学药剂为添加剂的浆液更为安全。主要性能如下表TGRM水泥基性能表项目指标值比表面积（m2/kg）700水下不分散性PH11凝胶时间（分钟）9流动度（mm）240初凝（分钟）12终凝（分钟）45抗压强度（MPa）50TGRM水泥基参数气温：24，水温：20W：C凝胶时间28天抗压强度（MPA）0.6:1402351.30.5:13346520.4:1300253.5注浆范围：为隧道开挖轮廓线外8m和5m。4.2、注浆压力选择注浆压力是注浆的主要参数，对浆液的扩散、裂隙填充、注浆效果的好坏，起着决定性的作用，因此必须有足够的压力克服静水压力和地层阻力将浆液压入岩层中，以达到帷幕体加固圈的厚度，但也要避免压力过大，浆液渗透远，浪费材料和时间。浆液压力与围岩的裂隙发育程度、涌水压力、浆液材料及凝胶时间有关。借鉴以往资料，经比较，注浆压力采用，式中P为注浆终压，P0为涌水压力（MPa）。4.3
