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1、大连地铁一期工程204标段溶洞处理专项施工方案中铁九局集团大连地铁一期工程第204标段项目经理部2010年5月10日目录一工程概况1二溶洞地段地铁施工的注意事项3三地铁地质预报监测3四基本对策及处理方案54.1基本对策54.2处理方案54.3根据溶洞所处位置不同具体措施如下：5五安全、质量保证措施135.1安全保证措施135.2质量保证措施135.2资源配备14第六章 应急预案146.1安全抢险领导组织机构156.2突发事件抢险救援职责。15一工程概况大连市地铁一期工程南关岭镇站-南关岭站区间的隧道工程，起讫里程为：DK39+493.801DK40+951.924，区间全长1458.813米，
2、其中204标段主要施工任务为DK40+093.801-DK40+951.024，全长857.223米；区间正线施工中，超前支护小导管外径42.3mm，小导管注浆为1:1水泥水玻璃浆，初期支护，锚杆长3000mm倾角为10度，锚杆采用42，系统锚杆加挂钢筋网喷射砼支护，周圈挂钢筋网6150mm*150mm，喷射C25混凝土厚度30cm。大连地区石灰岩层分布有较多的溶洞，溶洞距离地面较浅，一般距离地面20m以内，针对溶洞不同的地地质和水文地质情况，采用不同的措施进行处理。二溶洞地段地铁施工的注意事项1. 当施工达到溶洞边缘，各工序应紧密衔接，支护和衬砌赶前。同时利用探孔或物探作超前预报，设法探明溶
3、洞的形状、范围、大小、填充物及地下水等情况，据以制定施工处理方案及安全措施。2. 施工中注意检查溶洞顶部，及时处理危石，当溶洞较大且顶部破碎时候，应先喷射混凝土加固，再在靠近溶洞顶部附近打入锚杆，并应设置施工防护栏或钢筋防护网。3. 在溶蚀地段的爆破作业应尽量做到多打眼、打浅眼，并控制爆破药量减少对围岩的扰动。防止在一次爆破后溶洞内的填充物突然大量涌入地铁区间，或溶洞水突然袭击区间，造成严重损失。4. 在溶洞充填体中掘进，如充填物松软，可用超前支护施工。如填充物为极松散的砾石、块石堆积或流塑状粘土及砂粘土等可于开挖前采用地表注浆，洞内注浆或地表和区间溶洞洞内注浆相结合加固。如遇颗粒细、含水量大
4、的流塑状土壤，可采用劈裂注浆技术，注入水泥砂浆或水泥水玻璃双液浆进行加固。5. 溶洞未作出处理方案前，不要将弃碴随意倾填与溶洞中。因弃碴覆盖了溶洞，不但不能了解其真实情况，反而会造成更多困难。三地铁地质预报监测地铁隧道开挖面地质素描：地质预报人员对隧道开挖面的地质状况作如实的调查和编录，采集必要的数据，具体包括：开挖面地层、岩性、节理发育程度、受构造影响程度、围岩稳定状态等进行编录。大连地铁204标段采用TSP203超前地质预报系统TSP203超前地质预报系统利用地震波反射原理，方便快速地预报开挖面前方100200m范围内的岩溶、断层破碎带、软弱地层等不良地质情况。工作方法：TSP203地质超
5、前地质预报系统测线布置在开挖面附近的边墙上，它由两个接收器和24个炮孔组成。两个接收孔对称分布在两边墙，接收器孔与第一个炮孔间距1520m，孔深2.0m，孔径4245mm，孔口距隧道底约1.0m，与炮孔等高。当用环氧树脂固定接收器套管时，为了使孔内的水能够流出，接收器孔向上倾斜510；当用水泥砂浆固定接收器套管时，为了利于水泥浆的凝固，接收器孔向下倾斜510。24个炮孔等间距分布在边墙两侧，炮孔间距1.5m，深1.52.0m，孔径3538mm，炮孔向下倾斜1520，根据围岩软硬和完整破碎程度以及距接收器位置的远近，每个炮孔装药2050g，炸药最好为高爆速炸药，雷管采用零延期电雷管。当正式爆破采
6、集数据时，洞内一切施工必须停止，以确保采集到的数据准确。为使接收器能与周围岩体很好地耦合以保证采集信号的质量，采集信号前至少12h时应将一个保护接收器的接收器套管插入孔内，并用含两种特殊成分的不收缩水泥砂浆使其与周围岩体很好地粘结在一起。每个爆破孔装药量10-40g，根据围岩软硬和完整破碎程度以及距接收器位置的远近而不同。若地震情况特别复杂，有时需要在隧洞另一边墙上也布置一个接收器和24个爆破孔，通过左右边墙所测资料的对比分析，得出较为准确的判断结果。四基本对策及处理方案4.1基本对策4.1.1 洞穴型、管道型岩溶：回填处理。4.1.2 充填型岩溶：注浆夹固+大管棚进行处理。4.1.3 过水型
7、岩溶：原则上引排维持既有通道方案处治不得随意对岩溶管道进行堵塞，以免形成水害。4.1.4 大型干溶洞：托梁+板跨方案、型钢混凝土+板跨方案、钢管群桩方案、桩基+承台方案，路基填筑方案、梁跨方案。4.1.5 对岩溶水处理：注浆堵水方案、泄水洞方案，堆积体加固堵水方案、绕避方案。4.1.6 对填充物进行土工试验，分析其物理力学特性检测容重、含水量、孔隙率等，为注浆参数计算提供依据。4.1.7 对每种处理方案，都要进行仔细的计算，施工前在地铁区间溶洞处进行溶洞注浆及钻孔试验，取得经验数据，完善施工方案指导施工。4.1.8遇到大溶洞时，必须请监理工程师和设计单位核查，明确处理方案。并报监理批准后实施。
8、4.2处理方案大连地区溶洞都较发育，工程地质条件十分复杂，变化万千，在地铁施工中一定要摸清情况，并根据实际情况采取不同的处理方案，且所采取的处理方案要及时与设计单位沟通，并取得设计单位的认可。各类溶洞的一些施工处理方法，以及在岩溶地区施工桩基础时应遵循的一些基本原则。4.2.1针对复杂的岩溶，加强超前预测预报，锁定风险源，是规避风险的基础。应采用摇杆判译、地质测绘、水文调查，以及物探钻探、测井等多种技术手段，准确判定充填型溶岩，分布的规模、填充物的类型，地下水情况等。同时必须加强掌子面超强地质预测预报。4.2.2 加强注浆材料选择，机械配套、工艺控制，参数选取，以及注浆效果的检查评定，以确保注
9、浆质量。4.2.3 保证3m以下完整岩柱厚度是确保安全的一项重要措施。保证3m完整岩柱厚度是岩溶突水的临界距离。4.2.4涌水量和水压力是导致突水突泥的两个重要因素，因此必须建立“降雨量-涌水量-水压力”水文观测及分析模型。4.2.5 强化安全管理，加强安全监控测量。4.2.6若岩溶存在高压水，可采取冻结法等措施进行处理。4.3根据溶洞所处位置不同具体措施如下：4.3.1针对隧道开挖面（拱腰以上、底板以下）的溶洞发育深度小于2.0m的地段，及在边墙发育出的溶洞，原则上采用回填方式处理。1）溶洞在拱腰以上发育：采用泵送C10砼回填，未避免回填砼对二次衬砌局部产生过大压力，根据溶洞大小，要求在其四
10、周施作约1.2m的间距锚杆，锚杆深入围岩不小于1.0m。同时，遇到溶洞处及前后5m内隧道增加格栅钢架，间距0.5m/榀。2）溶洞在边墙处发育：采用M7.5号浆砌片石回填，厚度不小于1.5m。该处喷射砼和钢筋网初期支护可取消。同时，遇到溶洞处及前后5m内隧道增加格栅钢架，间距0.5m/榀。3）溶洞在基础及路面以下发育：采用M7.5号浆砌片石回填，如有充填物必须挖除。同时，遇到溶洞处及前后5m内隧道增加格栅钢架，间距0.5m/榀。4.3.2针对基础及路面以下大型溶洞，采用跨越处理方案。1）溶洞在某一方向宽度较窄：采用钢筋砼梁跨越，梁高0.51m。施工时注意预埋110HDPE透水管。2）溶洞发育相对
11、较宽：采用设扩大基础或桩基，并设钢筋砼梁跨域。施工时注意预埋110HDPE透水管。4.3.3针对溶洞高度大于隧道高度时，隧道纵向穿过的情况。1）当溶洞为细长状时，对于拱部以上溶洞采用喷混凝土+钢格栅支护，采用浆砌片石回填护拱后，施作二次结构，护拱高度1.01.5米；下部对洞碴回填夯实后依次采用干砌片石、浆砌片石、混凝土回填后施作二次衬砌结构。施工时注意预埋孔径110HDP透水管。2）溶洞的宽度和高度均远大于隧道断面时，若溶洞内无填充物可采用桩板结构通过，若溶洞内有填充物时，先水平施作1085m超前大管棚贯穿溶洞，环向间距300mm；拱部采用小导管加固、环向间距300mm，自管棚间施作，仰角15
12、30；仰拱和边墙采用注浆锚管加固；撑子面采用全断面帷幕超前注浆堵水。然后依次施作初期支护，二次衬砌。4.3.4针对拱腰以上开挖外溶洞深度大于2.0m，溶洞宽度小于隧道开挖面的处理方案。1）溶洞内无填充物（或可清除）：采用泵送C25混凝土浇注，最薄厚度不小于500mm，要求两侧嵌入岩石内不小于500mm，并施作1.2m间距的锚杆，锚杆深入围岩不小于1.5m。以上施作完后再施作原结构的喷射混凝土和钢筋初期支护等。施工时注意预埋孔径110HDP透水管。2）溶洞内有填充物：先水平施作423.5m超前小导管，间距300mm。开挖采用预裂爆破，施作格栅，间距500mm，注意钢架基脚处适当扩挖，保证基础锁脚
13、锚杆，辅钢筋网，施作二次衬砌。施工时注意预埋110HPE透水管。4.3.5岩溶水的处理1）泄水洞对岩溶水的处理原则是以排为主，截、堵、排、防相结合的综合处理措施。为防止岩溶水突然袭击，施工中要采用超前钻孔探测，预备足够的抽水设备。当隧道岩溶水较大时，泄水洞是达到排除岩溶水，降低地下水位，保持隧道干燥的有效手段，泄水洞应位于地下水来向的一侧。若岩溶涌水量大，给隧道施工造成了很大困难。因此在线路左侧设一泄水洞，泄水洞与隧道之间溶洞段采用75号浆砌片石回填，并及时加固上部，按间距1m加设22砂浆锚杆，挂8钢筋网喷射混凝土，喷层厚度为12cm。若工期限制，在泄水洞未施工完成前，为保证隧道正常施工，采用临时排水措施，于两侧边墙处设钢支架，钢支架上用150mm钢管过水，并对部分地段衬砌进行深孔注浆，设锚杆、钢轨以加强衬砌。通过处理，隧道便能顺利通过该段溶洞。2）涵洞排水若隧道横穿一溶洞，溶洞左右两侧高差约在5m左右，岩溶水线路一侧流向线路另一侧，在另一侧溶洞尽头有垂直流下的水流流入溶缝，水流量较小。为保证岩溶水畅通，在隧道底部设1-1.0m钢筋混凝土圆涵，涵洞出入口周边至隧道边墙外缘用100号浆砌片石回填密实。处理后，隧道内应该较为干燥。 五安全、质量保证措施5.1安全保证措施1)对所有施工人员开展安全思想教育，树立“安全第一，预防为主”的思想。建立健全安全施工制度、
