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1、永睦隧道涌水突泥专项施工方案永睦隧道涌水突泥专项施工方案1编制说明1.1编制依据为保证隧道工程施工安全，切实履行企业安全生产的责任主体，贯彻落实“安全第一、预防为主”的安全生产方针。针对永睦隧道可能存在突泥涌水的特点，为避免施工风险，预防隧道施工中突泥涌水事故发生，保证隧道施工安全和工程质量与进度，特制定本方案。2工程概况2.1工程简介永睦隧道位于贵州安顺市关岭县花江镇永睦村东约200米处，设计为上左线分离式双洞隧道，右线进、出口里程桩号为K16+628K18+255，长1627米，单向坡，纵坡为2.83%;左线进、出口里程桩号为K16+629K18+260,长1631米，单向坡，纵坡为2.8
2、3%。两轴线相距约23米。隧道洞身按新奥法设计，采用复合式衬砌，初期支护以喷C20混凝土、锚杆、钢筋网为主要支护手段，并辅以型钢拱或钢筋格栅为初期支护的加强措施，二次衬砌采用C30钢筋混凝土结构。洞口段设置加强段衬砌，为复合式衬砌，初期支护采用型钢拱加强，辅以超前大管棚预支护。、V类围岩段采用超前小导管预支护，洞口加强段及W、V类围岩段均设置钢筋混凝土仰拱。3施工万案3.1总体原则在施工时，在“以堵为主，限量排放”的总体指导原则下，做到“五先五后”，分别为：先分类，后治理；先探测，后封堵；先引排，后注浆；先加固，后减（止）水；先试验，后施工。为防止突泥涌水对人员及设备造成危害，隧道施工时，通过
3、综合超前地质预报手段探明掌子面前方地质条件，以便采取有效的施工措施，避免施工突发灾害的发生。遇溶隙、裂隙水可以以堵为主；遇到暗河或管道流，必须以疏、排为主。根据永睦隧道设计图中显示，隧址区地下水的形成、分布受地形地貌、岩性、构造、植被、降水量等多种因素控制和影响。特别是在构造、断层作用下，断层碎裂带、岩性接触带、节理密集带等，为地下水贮存和运移创造了良好的地质条件。隧道施工至节理密集带及岩体破碎带地段时，突然涌水的可能性较大。3.2隧道涌水处理原则1、地下水发育，施工时可能产生突泥涌水等危及施工安全的岩溶、破碎带发育地段，采取以堵为主，限量排放，防突防涌的治理原则，通过注浆堵水加固围岩，防止突
4、泥突水，确保施工安全。施工中揭示的岩溶管道水、暗河时，在不影响地表环境的前提下，采取疏导引排水为主治水原则。2、对隧道开挖导致地下水流失，有可能引起地表环境变化并影响到居民生产生活用水的段落，采取以堵为主的防水措施。3、积极发挥超前地质预报作用施工时加强超前地质预报，把超前地质预报纳入施工工序管理，建立完善的超前地质预报系统，采用先进可靠的预报方法（TSP203地震波法、红外线探水仪、水平声波反射法、地质雷达和超前钻孔等），采取长短结合、相互验证的综合预报手段，根据预报成果采取相应的处理措施，制订施工方案。3.3工艺流程超前地质预报一一超前支护一一短开挖一一强支护一一仰拱砼一一拱墙二衬3.4施
5、工方法隧道洞口成立超前地质预测预报和围岩监控量测小组，由组长陈波负责，专门负责该项工作。每个开挖工班必须配一名领工员跟班。随时掌握掌子面地质情况，并指导督促措施、技术标准、技术交底的落实，确保按操作规程标准化作业。施工到设计突泥涌水段前，开挖班打炮眼时，必须用风钻打一长炮眼，长度比一般炮眼长3米，目的用于探测前方是否有涌水流出。若无涌水流出，则按正常施工方法进行。若探明前方有突泥涌水，则对掌子面进行帷幕注浆。帷幕注浆结束后，进行弱爆破短开挖，开挖一榀钢架距离及时立钢架锚喷支护。开挖支护够12延米后，及时施作仰拱砼。开挖支护够24延米后，仰拱砼施作12延米后，及时施作拱墙二衬。按此方法反复循环施
6、工，直至渡过突泥涌水段。4、涌突水实时监测洞内涌突水实时监测（1）正洞、平导与横洞各涌突水点（掌子面炮眼涌突水）的实时监测。监测内容包括：各涌水点的水温、水量、水压、水质（有无侵蚀性，是否还有有害气体）与同位素化学，各涌突水点位置、地层岩性、裂隙与岩溶发育特征等。正洞与平导洞身涌突水的动态监测。包括：涌突水点地质档案、涌突水点空间分布、单点涌突水量及其动态、涌突水机制、涌突水的化学与同位素动态特征等。正洞与平导洞内气温与湿度的实时监测。洞外实时监测岩溶水地表排泄点监测包括：天窗、泉点和暗河的水量及动态、水化学与同位素化学变化特征等。地表河流监测包括：隧道通过地带上下河水流量及动态、水化学与同位
7、素化学变化特征等。拟选3-5个控制断面，要求每5-10天监测一次。大气降水与气温监测：隧道所处地段设35个监测控制点，要求每天监测。5、涌突水、突泥作业流程涌突水、突泥作业流程见图5.1o已有勘测资料初选判断设计中地质情况是否与实际相符合水压较高，可能发生大规模（高压）涌突水近距离超前预测预报,确认是否可能幵挖轮丿郭线外3-5m范围超前预注浆判定是否达否判定围岩开挖到注浆效果卜后是否能自稳是开挖幵挖后判定是否达到注浆效果.是I初期支护初期支护修正施工方案岩体完整，可保证开挖后自稳。水压较低，不会发生大规模（高压）涌突水突泥。开挖初期支护大面积淌水，且流量大于控制排水量局部出水，且流量大于控制排
8、水量局部出水，且流量小于控制排水量全面径向注浆判定是否达补毎市注浆效果局部注浆远距离超前预测预报二次衬砌背后防排水系统施作二次衬砌图5.1涌突水、突泥作业流程图6、涌突水、突泥探测施工时加强超前地质预报，把超前地质预报纳入施工工序管理，建立完善的超前地质预报系统，采用先进可靠的预报方法（TSP203地震波法、红外线探水仪、水平声波反射法、地质雷达和超前钻孔等），采取长短结合、相互验证的综合预报手段，根据预报成果采取相应的处理措施，制订施工方案。（1）TSP203全程施作TSP203软弱、破碎低层或岩溶发育区，每次预报距离采用120m,搭接20m岩层较好的硬质岩每次预报距离采用150m,搭接20
9、m（2）超前地质水平钻在可能发生涌水段落采用超前地质水平钻施作3个探孔，钻孔直径采用76,活动断裂带超前探测长度80100m搭接长度不小于10m其余地段超前探测长度不小于30m,搭接长度不小于5m=根据超前地质水平钻情况，若揭示出地下水，在拱顶施作3个108泄水孔，提前将水引排出来。若通过超前钻孔还不能进行释能降压，采用设置迂回导坑引排水，确保掌子面的正常施工。（3）加深炮孔在每个掌子面采用风钻在拱顶、拱腰两侧、中部处施作加深炮孔，炮孔深度为57米，根据钻孔的速度和出水情况，判定前方围岩情况。（4）掌子面素描在开挖过程中，对每个掌子面进行地质素描，根据掌子面围岩的节理、产状、出水点位置和围岩走
10、向，判定前方围岩情况。综合对比分析各种超前地质预报的结果，以确定前方隧道是否存在涌水突泥的段落并制定相应的施工预案。（5）施工措施隧道在可能发生突水突泥地段施工时，应根据综合超前地质预报及现场实际情况判识前方围岩软塑状断层破碎带及溶洞的分布范围、类型情况（大小、有无水、溶洞是否发育中、以及充填物大小）、岩层稳定程度和地下水情况（有无长期补给来源、雨季水量有无增减），并采取相应的施工措施。7、突泥治理方案岩溶洞穴有填充物，其一般下沉量大、强度低、稳定性差，大多由泥砂及其混合物组成。当隧道必须穿越时，隧道基底可采取换填、注浆加固、钢管桩、旋喷桩等方法来处理。对于充填淤泥的溶洞：在隧道施工中，采取综
11、合超前地质超前预报判明前方存在充填淤泥质溶洞时，应停止施工。然后采用超前预注浆加固淤泥质地层，并采取超前大管棚支护，台阶法开挖。开挖后及时进行径向补充注浆，及时施作加强型二次衬砌结构。对于充填粉质粘性土型的：在隧道施工中，采取综合超前地质超前预报表明前方存在充填粉质粘土层时，鉴于粉质粘性土层有一定的自稳能力，对于拱部及边墙的溶洞可采用超前小导管支护，必要时在隧道拱部设大管棚超前支护，分部开挖，钢架支撑的处治方案，开挖后及时进行径向加固注浆。基底的溶洞可采取钢管群桩或高压旋喷桩进行加固处治。加固后及时施作二次衬砌结构，根据水压力测试结果确定是否采取抗水压二次衬砌结构形式。当溶洞较大较深，填充物较
12、多时，可采用梁、拱跨越。但梁端或拱座应置于稳固可靠的基岩上，必要时用圬工加固。当遇到一时难以处理全填充型溶洞时，可采用迂回导坑绕过溶洞区，继续进行隧道施工,再行处理溶洞。8、涌水治理方案隧道在施工时，应根据超前地质预报及现场实际，探明前方围岩软塑状断层破碎带及溶洞的分布范围、类型情况（涌水大小、溶洞是否发育中）、岩层稳定程度和地下水情况（有无长期补给来源、雨季水量有无增减），并采取相应的施工措施。（1）当涌水量不大，涌水类型为基岩裂隙水时，在长段落范围内进行注浆是不经济的，也会对隧道的建设工期产生严重影响。因此，在这种条件下按照“适量排放”的原则，做好隧道施工排水和运营排水。（2）当涌水量较大
13、、涌水集中在一定的范围内，严重影响隧道掘进进度时，采用超前注浆和帷幕注浆技术、径向注浆的方式进行堵水，来加快隧道施工进度。（3）施工中出现大集中涌水时，采取局部注浆的方式进行封堵，对剩余的小股涌水进行集中引排。同时加大施工中抽水泵站抽水能力的配备和储备，按设计中预测的最大涌水量配备各级泵站。为了防止突然涌水，发生涌水风险事件，在施工中严格控制台阶长度，并随时进行补注浆，保证隧道施工安全。（4）当有暗河和大量涌水时，宜排不宜堵。在查明水源流向及其与隧道位置的关系后，采取暗管、涵洞、小桥等设施以渲泄水流，最后利用隧道内排水系统将水排出洞外。（5）局部注浆技术措施如岩层的溶隙、软弱夹层的局部有股状涌
14、水现象，出水比较清澈，受大气降雨影响不大，其处理方法有直接封堵法和间接封堵法。直接封堵法：对于涌水压力PW0.5MPa的股状出水点，如来水方向可以确定，可采用直接封堵法进行处理。沿着出水部位和出水方向直接钻孔，孔间距应控制在0.51.0m，钻孔深度应为开挖轮廓线外（0.51.0）D，如孔内的出水部位距离孔口较远，可安设和钻孔长度一样的注浆花管；如孔内的出水部位距离孔口较近，可安设2.0m左右的孔口管，每根注浆管前端应开花孔，保证水从管中排出。管口均应安装球阀，管外壁和孔壁之间的空隙用锚固剂填充，注浆管安设完毕后，应进行挂网，网格外侧应用20的钢筋将注浆管焊成整体，然后喷混凝土20cm作为止浆墙
15、。注浆材料应选用普通水泥浆、TGRM浆，如局部出现漏浆可采用水泥水玻璃浆液进行封堵。注浆前应作压水试验，以确定注浆压力，注浆压力应大于2倍3倍涌水压力。由于注浆压力较高，注浆管和注浆泵之间应采用丝扣连接。注浆泵应选用中、低压力的注浆泵(压力大于2.0MPS)。注浆顺序应从上到下，当发生未注浆的管子串浆时，应及时关闭球阀，直到将最后一根流水的注浆管堵住为止。间接封堵法：对于涌水压力0.5MPaPc1.0MPa的股状出水点，或来水方向不能明确判断的出水部位，可采用间接封堵法进行处理。在围岩表面距离出水部位0.51.0m处，向出水方向钻斜孔，孔间距控制在0.51.0m，钻孔深度与直接注浆法类似，大部分孔应穿过出水岩层，将水引出。其注浆材料、注浆工艺、注浆结束标准和间接注浆法类似。该方法的特点是，钻孔受水的影响较小，且钻孔容易探到出水部位，同时对围岩加固效果好。注浆机械应选用中等压力的注浆泵，其泵压应大于5.0MP&注浆的顺序为：先堵出水最小的孔，再依次封堵出水较大的孔，如哪根管子串浆，可将孔口阀门暂时关闭，待其他孔注浆完成后，再打开串浆管的阀门，如流水或流浆，应继续进行注浆。当涌水压力大于1.0MPa时，且出水点和与该出水点连通的管道距离孔口较远(一般情况下应3.0m),可选用高压泵(压力10.0MPa
