隧道突水突泥专项施工方案Word文档格式.docx
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ZK5+750～ZK5+775
25
Ⅴ
隧道穿越三叠系下统嘉陵江组第4段（T1j4）地层，为盐溶角砾岩夹中厚层白云质灰岩、角砾状灰岩,岩溶强发育，围岩呈碎裂结构、土夹石状结构，易垮塌，地下水以股状涌出,施工中易发生突水、突泥。
白云质灰岩、角砾状灰岩Rc=19.4Mpa，完整性系数Kv=0.59，K1=0.3，K2=0.2，K3=0，[BQ]=246。
该段可能存在石膏层，应加强防腐。
2
ZK5+775～ZK5+878
103
Ⅳ
隧道穿越三叠系下统嘉陵江组第4段（T1j4）地层，为中~厚层白云质、灰岩，岩溶角砾岩，灰岩、白云质灰岩属较坚硬岩，围岩以中厚层结构为主。
地下水主要以股状涌出，施工中可能会发生突水突泥。
白云岩、灰岩Rc=32.18Mpa，完整性系数Kv=0.65，K1=0.2，K2=0.1，K3=0，[BQ]=299.
3
ZK5+878～ZK5+937
59
隧道穿越三叠系下统嘉陵江组第4段（T1j4）地层，为盐溶角砾岩,岩溶强发育，围岩呈碎裂结构、土夹石状结构，易垮塌，地下水以股状涌出,施工中易发生突水、突泥。
应加强施工中的地质超前预报。
云质灰岩、角砾状灰岩Rc=19.4Mpa，完整性系数Kv=0.59，K1=0.3，K2=0.2，K3=0，[BQ]=246。
4
ZK5+937～ZK5+980
43
隧道穿越三叠系下统嘉陵江组第4段（T1j4）地层，为中~厚层白云质、灰岩，灰岩、白云质灰岩属较坚硬岩，围岩以中厚层结构为主。
5
ZK5+980～ZK6+037
57
隧道穿越三叠系下统嘉陵江组第3段（T1j3）地层，为中~厚层灰岩、白云质灰岩，属较坚硬岩，围岩以中厚层结构为主。
本段位于背斜核部，岩溶发育，地下水主要以股状涌出，施工中可能顺节理裂隙发生突水突泥。
灰岩RC=31.88Mpa，完整性系数Kv=0.62，K1=0.2，K2=0.2，
K3=0，[BQ]=301。
6
ZK6+037～ZK6+117.5
80.5
本段位于背斜核部，岩层平缓，岩溶发育，地下水主要以股状涌出，施工中可能顺节理裂隙发生突水突泥。
灰岩RC=31.88Mpa，完整性系数Kv=0.62，K1=0.2，K2=0.4，K3=0，[BQ]=263。
表2隧道右洞突水突泥段落统计表
右洞
K5+743～K5+767
24
K5+767～K5+878
111
K5+878～K5+938
60
K5+938～K5+988
50
K5+988～K6+043
55
灰岩RC=31.88Mpa，完整性系数Kv=0.62，K1=0.2，K2=0.2，K3=0，[BQ]=301。
K6+043～K6+120
77
2.2地形地貌
缙云山隧道呈近东西向横穿缙云山南段。
缙云山为北碚东向条形山，山体狭长。
工程布设段宽约2.9Km。
侵蚀构造低山呈单面山及列峰脊状低山形态，分布于山体两侧，东翼岭脊地势较低，最高点标高654.50m，西翼岭脊地势较高，最高点标高676.20m。
溶蚀岩溶地形主要为岩溶槽谷地形，在隧址区地貌上形成了南、北两个相对完整的岩溶槽谷。
南北槽谷总长约6Km，北槽谷地形分布高程在480～558m，槽谷宽350～460m。
南槽谷地形分布高程在511～575m，槽谷宽50～530m，槽谷形态，宽度不一、多宽平、延伸远、落水洞较发育，并有溶蚀槽丘，槽洼等岩溶地貌形态。
岩溶槽谷段为干谷，而两侧山体横向冲沟发育，冲沟发育密度约0.5～1.0条/Km，且常年有水。
隧道穿过地带相对高差达319m，隧道最大埋深约276m。
进洞口位于一斜坡中下部，斜坡坡向约85°
，地形坡角约5-15°
，局部形成基岩陡坎。
左线出洞口位于一冲沟右岸斜坡中下部，冲沟走向约242°
，斜坡坡向345～356°
，坡角22～33°
右线出洞口位于一冲沟中下部，冲沟走向约241°
，斜坡坡向213～282°
，坡角22～31°
2.3水文地质条件
隧址区大型地表水体主要为分布东侧的梁滩河、西侧的璧南河及测区周边的水库。
东侧的常年性河流为梁滩河，由南向北发育，为嘉陵江的一级支流。
梁滩河发育于沙坪坝区白市驿一带的缙云山东麓和中梁山西坡，由南向北流经西永镇、陈家桥镇，最后于北碚汇入嘉陵江。
梁滩河全长80.24km，流域面积380km2，河口高程约242.78m。
璧南河发育于西侧璧山县境内河边镇一带的缙云山西麓和云雾山东麓，由北向南流经璧山县城、狮子镇、广普镇，最后于江津区油溪镇汇入长江，该河为长江的一级支流。
璧南河在调查区附近延伸32.87Km，流域面积750Km2。
隧址区地下水类型为松散岩类孔隙水、基岩（红层）裂隙水、碎屑岩孔隙裂隙层间承压水、碳酸盐岩岩溶水，其中以碎屑岩孔隙裂隙层间承压水和碳酸盐岩岩溶水为主。
缙云山隧道穿越岩溶发育段时，地下水丰富，可能出现突水突泥事故，危及施工安全。
2.4气候情况
隧址区属亚热带温暖湿润区，气温高、湿度大、雨量充沛。
廊道区多年平均气温17.8℃，七月最高，一月最低，极端最高气温41.1℃，极端最低气温-3.3℃。
年平均降水量1000～1200mm，最大日降雨量为255.7mm，降雨集中在5～9月，占全年降水量的65%以上。
相对温度多年平均值为81%。
据气象资料，公路廊道区冬季有雾、霜，一般雾日为18～31天，霜日5～7天，主要出现在1～2月份。
2.5工程地质
缙云山隧道横穿温塘峡背斜，该背斜走向北15°
东，北段为并报华夏构造系，南至江津长江南岸的油溪镇，长48Km，褶曲宽3.00～6.00Km，为典型的线形褶曲。
轴部地层为三叠系下统嘉陵江组（T1j）和三叠系中统雷口坡组（T2l）的可溶性碳酸盐岩类，两翼岩层由老至新依次出露三叠系上统须家河组（T3xj）和侏罗系下统的珍珠冲组（J1z）、中－下统自流井组（J1－2z）、中统新田沟组（J2x）和沙溪庙组（J2s）的泥岩夹砂岩、页岩等。
隧址一带温塘峡背斜岩层产状较陡，西翼岩层走向北10～20°
东，倾北西，倾角42～50°
；
东翼岩层产状走向北10～20°
东，倾南东，倾角50～62°
。
三、施工计划
3.1施工进度计划
根据施工各因素考虑，缙云山隧道分别由九永一分部和二分部同时由进口和出口端施工掘进。
缙云山隧道进口端施工工期安排23个月，计699天，2016年2月3日进场开始、施工准备，2017年9月30日完工。
3.2设备计划
为满足缙云山隧道顺利施工，材料设备计划准备如表3所示：
表3进口端主要机械设备配置表
设备名称
机械型号
功率
单位
凿岩台车
自制
-
台
凿岩机
YT-28
2.4m3/h
12
潜孔钻机
乌卡斯30
Φ100mm
风镐
G-10A
10
空压机
4L-22/7
132kW
挖掘机
小松PC-120
114kW
7
装载机
夏工XG951
155kW
8
侧卸装载机
ZL50C
154kW
9
混凝土喷射机
PZ-5
11kW
注浆泵
UBH
4kW
11
轴流风机
BD-6-NO16
1000m3/h
衬砌台车
ZZ-90
12m
13
钢筋切断机
6-40mm
5.5kW
14
交流电焊机
JW-50
3.5kW
15
工字钢冷弯机
WGJ-250
11.5kW
16
混凝土输送泵
三一泵
60m3/h
17
混凝土搅拌站
JS600
18
砼搅拌运输车
JC-6
6m3
19
自卸汽车
东风
20t
辆
20
变压器
（800+500+315）KⅤA
21
污水泵
50YW24-20-4（4KW）
22
泵吸式甲烷检测仪
GT-903-CH4
3.3材料计划
缙云山隧道地理位置优越，周边多家商混站成熟，除初喷砼外混凝土均采用商品混凝土。
进口建设一个60型的初喷站，供应喷射混凝土。
钢材于钢筋集中加工厂加工，再运至洞口存放区。
3.4劳动力配置
劳动力配置计划见表5：
表5劳动力配置表
工种
数量（人）
爆破工
风枪手
32
喷锚工
钢筋工
电焊工
砼工
模板工
修理工
电工
其它工种
各种台车司机
装载机司机
挖掘机司机
各种汽车司机
空压机司机
拌合机司机
砼输送泵司机
配料机司机
测量人员
试验员
安全员
23
质检人员
瓦斯监测人员
管理人员
合计
176
注：
隧道特殊地段开挖面到二衬之间施工的总人数不能超过29人。
四、施工工艺技术
4.1总体原则
坚持“早预报、先治水、强支护、快封闭，早衬砌”的施工原则组织施工。
施工前严格执行超前地质预报工作，通过超前地质预报资料进行分析，确定岩溶或断层破碎带延伸、规模、方向与类型。
对可能存在突泥涌水地段采取全断面超前预注浆结合局部注浆方法，经注浆止水效果达到要求后，方可组织开挖施工。
注浆结束后，进行注浆效果检查。
当地层含水量不大时，浆液填充率须达到70%以上，地层含水丰富时，浆液填充率须达到80%以上。
按总注浆孔的5～10%设置检查孔，检查孔的布设应在均布的原则下，结合注浆资料的分析做重点检查。
检查孔应无涌泥、涌砂，不塌孔，渗水量应小于0.2L/min·
m。
不取芯钻孔时，应记录钻进速度、钻进压力、排渣成份等，进行认真分析。
注浆效果达到要求后，方可组织开挖施工。
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。
4.2工艺流程
超前地质预报→超前支护（含注浆）→短开挖→强支护→仰拱砼→拱墙二衬。
4.3突水的监测、警报与工程措施
4.3.1突水的主要地质类型
突水是隧道施工中紧次于塌方的最常见的地质灾害之一。
特别是在我国降雨量较大地区施工隧道更为常见。
造成突水最为常见的不良地质是断面（断面裂隙水）、大型暗河（岩溶水）以及煤系采空和矿山积水等。
缙云山隧道容易形成突水主要不良地质是断层（断层裂隙水）、溶洞和煤系采空等。
隧道突水的可能性大。
（1）断面突水
断层突水是常见突水类型，但多数规模较小（多为大、中、小股涌水级，少数达到小型突水级）。
造成断层突水的主要地质条件有：
①断层上盘为脆性、厚度很大、裂隙发育的含水透水岩层，下盘为塑性、裂隙很不发育的隔水岩层；
②断层破碎带在地表与处于低洼地貌的地表水体沟通，或在地下与暗河、大型溶洞沟通。
（2）溶洞和暗河型突水
溶洞和暗河（岩溶水）突水主要在岩溶发育区。
溶洞、暗河赋存于石灰岩和白云岩等可溶性岩层，石灰岩、白云岩中的断层破碎带、较紧密背斜构造的核部和石灰岩、白云岩与泥岩、页岩、泥灰岩的接触面突水发生可能性大。
这种突水造成的危害很大，是重点防范对象。
4.3.2突水监测与警报
隧道突水的监测主要是查明地下水源体（溶洞、暗河和大型断层破碎带等）的位置和地下水的性质、判断突水的可能性并及早发出警报。
（1）查明地下水源体的位置
主要是通过对溶洞、暗河和断层破碎带的地表地质调查复查法、断层参数预测法和仪器探测法（如红外线探水）等。
（2）查明地下水源体的性质
主要是依据各种突水水源体赋存的地质条件来判断。
如溶洞、暗河赋存于石灰岩和白云岩等可溶性岩层中，断层水必须与断层共存；
溶洞暗河赋存的具体构造是：
石灰岩、白云岩中断层破碎带、较紧密背斜构造的核部和石灰岩、白云岩与泥岩、页岩、泥灰岩的接触面；
断层水则与断层破碎带是否与其他水体沟通，是否在断层上下盘形成含水层与隔水层的有利组合有关。
（3）发生突水的可能性的判断及警报
①临近源断层水体前兆临：
a、接近断层；
b、临近断层时，下盘泥岩、页岩等隔水岩层明显湿化、软化，或出现淋水现象；
c、其他水流痕迹的出现。
②临近大型溶洞水体前兆：
a、出现较多的铁锈染或夹泥的裂隙；
b、小溶洞出现的频率增加；
③临近暗河前兆：
a、出现大量的铁锈染裂隙或小溶洞；
b、大量出现的小溶含有河砂；
c、钻孔中的涌水量剧增，且夹有泥砂或小砾石。
④现场涌水量测量与预报：
炮眼水喷射距离预报法。
堵死掌子面其他炮眼，只留一个喷射距离最远的炮眼，量测水平喷射距离，可以用喷射距离概略预测通水级别：
喷射距离S＜5m时，相当涌水量小于100m3/h，为小型涌水级别，在探放水后，可放心掘进；
喷射S＝5～9m时，相当涌水量为100～1000m3/h，为中型突水级，在探放水后，可采取放小炮，试探着掘进；
喷射S＝9～12m时，相当涌水量为1000～10000m3/h，为较大型突水级，应停止施工，待查明情况后，再试探着掘进；
喷射S＞12m时，为大型突水级，应立刻停止施工，从速待查明情况后，尽快采取应急处理措施。
4.3.3防突水的主要工程措施
（1）隧道施工应结合设计地勘资料开展常规地质法进行超前地质预报，特别是加强水的预测、预报；
根据掌子面开挖揭示的地质情况及部分加深炮眼的探测情况对掌子面前方的地质、水文条件进行预测，如有异常，则应采取综合物探手段进行预测或打超前探孔进行验证，特别是据设计地勘可能存在溶洞、暗河以及大型断层带附近，要求隧道施工前采取打超前探孔进行探水。
要求采用TSP、红外线探水和地质雷达等综合物探法探测掌子面前方的地下赋水情况（水量、水压等），并用超前探孔辅以加深炮眼进行验证。
做好断层水和溶洞、暗河水的超前预报，正确对其进行定位、定性，加强临近前兆、涌水量监测和警报工作；
隧道开挖接近水源体时，施钻大孔径超前孔，探放地下水，切忌盲目放炮；
岩溶发育区的断层破碎带承压水以排为主、排堵结合，当涌水量减小后，以打深孔进行围帷幕注浆进行超前固结，来防止地下水；
岩溶发育区的暗河、大溶洞水，采取以排为主、排堵结合的方法防治突水，必要时开挖泄水洞；
岩溶突水地段，采取超前小导管预注浆超前支护，短台阶开挖、工字钢拱架加强支护方案通过。
（2）设计是依据超前探孔（Φ75探孔）出水量确定注浆堵水方案，在施工中应根据掌子面前方地质信息进行综合分析，当超前孔单孔出水量大于3m3/h，则应采取超前局部注浆，超前探孔有2/3孔满孔且总出水量大于15m3/h，则应采取超前帷幕注浆。
（3）帷幕注浆
帷幕注浆主要用于大的断层透水带、岩溶地段等可能突水、突泥的地带。
①注浆设计参数：
a、注浆孔扩散半径：
2.0m；
b、注浆孔的布置：
超前帷幕注浆每一环为25m，留3～8m作为止浆岩盘，注浆孔孔底间距按2.5m控制，周边帷幕注浆设3环，正面封堵钻孔4环，c、注浆压力：
正常注浆压力为静水压力+0.5MPa，注浆终压力为2.5倍静水压力，在施工时应根据注浆试验进行调整；
d、注浆加固有效范围：
开挖轮廓线外5m；
e、注浆材料：
主要采用水泥浆，困难时辅以水泥、水玻璃双液浆，在溶洞区可采用先注纤维再注浆进行堵水。
水泥采用425普通硅酸盐水泥，水灰比0.8:
1～1:
1。
②注浆流程图
注浆流程图见图1：
图1注浆流程图
③注浆结束标准
单孔结束注浆：
a、注浆压力逐步升至设计终压，并继续注浆10min以上；
b、注浆结束时进浆量小于20L/min；
c、检查孔涌水量小于0.2L/min；
d、检查孔钻取岩芯，浆液充填饱满；
全段结束标准：
a、所有注浆孔均已符合单孔结束条件，无漏注现象；
b、注浆后洞壁稳定；
c、浆液注入有效范围大于设计值；
d、预测岩体经注浆后可保证开挖后洞壁稳定；
④注浆工艺及要求
a、注浆前，在类似地质条件下的岩层中进行注浆试验，初步掌握浆充填率、注浆量、浆液配合比、凝胶时间、浆液扩散半径、注浆终压等指标；
b、孔口位置应准确定位，与设计位置的允许偏差为+5cm，偏角应符合设计要求，每钻进一段，检查一段，及时纠偏，孔底位置偏差应小于30cm；
c、钻孔和注浆顺序应由外向内，同一圈孔间隔施工；
d、岩层破碎易造成坍塌时应采用前进式注浆，否则采用后退式注浆；
e、孔口设3m长的Φ89注浆管，埋设牢固，并有良好的止浆设施；
f、一个孔段的满意度浆应连续进行到结束，不宜中断，应尽量避免因机械、停电、停水、器材等问题造成的被迫中断。
对于因实施间歇注浆，制止串浆冒浆等等而有意中断，应先钻孔清理至原深度以后再行复注。
⑤注意事项
a、施工中应严格进行综合地质超前预报，并对地质资料仔细分析，加强突水、突泥现象征兆的监测。
建立完善的施工管理制度，加强现场安全巡视，如有异常应尽快采取措施，撤离人员及机械；
b、可溶岩地段每循环超前地质预报资料应向经理部报告，以更报设计及业主及时调整工程措施；
c、设计注浆数量、参数是根据地质资料、岩溶发育规律进行的预设计，注浆措施的实施应建立在充分的超前地质预报预测工作基础之上。
施工现场应根据实际探测的隧道岩溶、断层的地质、地下水情况，对注浆堵水段落、注浆方式、注浆孔的布置、注浆孔数量、长度、孔口管数、注浆数量、材料等进行优化调整，以确保施工安全；
d、钻进过程中遇涌水或岩层破碎造成卡钻，应立即停止钻进，进行注浆，扫孔后再行钻进；
e、注浆过程中，若水压力突然升高，应停止钻进，检查后，再行注浆；
f、注浆过程中，注意观察止浆盘的变形情况，准备好加固措施；
g、当预测掌子面有突水、突泥征兆时应时通知该工区各个施工班组、各个施工场所。
（4）超前
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