方斗山隧道F4断层施工方案

石忠高速公路B12合同段方斗山隧道F4断层施工方案中国铁路工程总公司石忠路B12合同段项目经理部2006年4月１目录一、工程概况..........................................................................................３二、总体施工方案..................................................................................４1、施工原则.......................................................................................４2、施工方案.......................................................................................５三、注浆施工方案..................................................................................５四、注浆方法、工艺、材料及设备......................................................９1、止水（浆）岩盘或止浆墙厚度的确定......................................９2、注浆方式和分段长度的确定......................................................９3、注浆参数...................................................................................１０4、注浆工艺...................................................................................１１5、注浆材料确定................................................错误!未定义书签。6、机械设备选型..........................................................................１２五、钻孔注浆施工工艺及技术措施..................................................１３1、施工准备...................................................................................１３2、超前地质探孔..........................................................................１３3、注浆孔施工..............................................................................１３4、注浆施工...................................................................................１６5、注浆顺序...................................................................................２０6、注浆效果检查..........................................................................２０7、补孔注浆...................................................................................２０六、洞身开挖及初期支护施工..........................................................２０２1、CD法开挖..................................................................................２１2、微台阶法开挖..........................................................................２１七、施工组织......................................................................................２５1、组织机构设置及其职责..........................................................２５2、施工人员组织..........................................................................３０3、机械设备组织..........................................................................３０4、材料组织...................................................................................３１5、施工进度安排..........................................................................３２八、施工注意事项及安全质量保证措施..........................................３２1、施工注意事项..........................................................................３２2、安全保证措施..........................................................................３３3、质量保证措施..........................................................................３４３石忠高速公路方斗山隧道通过F4断层破碎带，通过对设计资料的分析，断层破碎带地下水异常丰富，安全、快速通过此断层，治水、止水是关键。因此，制定科学、严密、有效的施工方案，并严格按照方案执行，对确保施工安全，加快施工进度，保证工期履约具有重要意义。初步施工方案如下：一、工程概况石忠高速公路方斗山隧道左线长2797m，右线全长2795m，。左线ZK58+428～+528和右线K58+448～+548里程段为F4断层破碎带，左、右线各长100m。断层破碎带水文地质及工程地质情况为：1、岩性主要为页岩、泥质灰岩及灰岩；岩层倾角22～79°，局部倒转，低次序褶曲发育。2、受F4断层影响严重；岩体破碎～较破碎，呈破碎状松散结构，层间结合力差，围岩自稳性差，易坍塌。3、地下水丰富；出水形式为淋水、涌水，设计出水量大于50000m3/d。F4断层破碎带设计情况为：1、开挖断面：开挖断面面积106.6m2。2、初期支护：初期支护采用：φ22组合式锚杆，＠80×80cm,L=3.5m;I16工字钢拱架＠80cm；φ6.5钢筋网＠15×15cm；C20喷射混凝土22cm；φ42超前小导管，纵环间距0.4×2.4m，L=5.0m。3、结构防排水：EVA复合防排水板，C25抗腐蚀钢筋混凝土二次衬砌厚50cm，仰拱厚50cm。４4、断层带衬砌断面见图1-1《断层破碎带隧道衬砌断面图》。图1-1断层破碎带隧道衬砌断面图二、总体施工方案1、施工原则1.1、坚持先探测后施工的原则洞身通过断层破碎带时，易发生突水、突泥及存在高承压水，存在较大的安全质量隐患。为安全通过断层破碎带，施工中坚持以“探注结合，先探后注，以物探为主，边勘探边处理”的原则认真的进行超前预测、预报工作；在距设计断层带30米时采用TSP探测，根据TSP探测结果在距断层带6米时进行超前钻孔超前探测,掌握前方水文地质情况,确定超前预注浆堵水方案。５1.2、坚持“短进尺、弱爆破、紧封闭、强支护、勤量测”的施工原则由于断层破碎带岩体破碎，呈破碎状松散结构，层间结合力差，围岩自稳性差，易坍塌。施工时必须短进尺、弱爆破，以减少对围岩的扰动，通过加强支护手段，确保安全与质量，施工过程中加强量测，通过变形量测，指导施工。2、施工方案2.1、注浆方案选择根据超前地质预报和设计要求，注浆方案可采用局部注浆、全断面周边注浆、全断面帷幕注浆三种注浆方式进行施工。注浆方案的采用原则是，在断层影响带采用全断面周边注浆，过断层带时采用全断面帷幕注浆。结合TSP超前地质预报和超前地质钻孔探测资料在通过灰岩地段、断面内局部突水时采用局部注浆。2.2、隧道开挖支护方案在完成一循环的超前预注浆后，进行洞身开挖及初期支护施工。根据围岩情况，主要采用CD和微台阶法进行施工，初期支护紧跟掌子面施作。对围岩破碎且出水量大的不良地质段，为保证施工安全而采用CD法开挖。对围岩整体性相对较好，出水量较小段采用微台阶法开，上台阶预留核心土，上半断面初期支护完成后再开挖核心土和下台阶。三、注浆施工方案全断面帷幕预注浆堵水，注浆范围为隧道开挖线以外6m，注浆段长度为30m，分三环施工，第一环12m，第二环20m，第三环30m，全断面钻６孔114个。具体方案见图3-1《F4断层全断面帏幕注浆纵断面图》、3-2《F4断层全断面帷幕注浆开孔布置图》。全断面周边预注浆堵水，注浆范围为隧道开挖线以外6m，注浆段长度为30m，分三环施工，第一环12m，第二环20m，第三环30m，全断面钻孔94个。具体方案见图2-3《F4断层全断面周边注浆纵断面图》、3-4《F4断层全断面周边注浆开孔布置图》。局部断面预注浆堵水，注浆范围为隧道局部开挖线以外6m，注浆段长度为30m，分三环施工，第一环12m，第二环20m，第三环30m，共计钻孔34个。具体方案见图3-5《F4断层局部注浆纵断面图》、3-6《F4断层局部注浆开孔布置图》。图3-1F4断层全断面帷幕注浆纵断面图７图3-2F4断层全断面帏幕注浆开孔布置图图3-3F4断层全断面周边注浆纵断面图８图3-4F4断层全断面周边注浆开孔布置图图3-5F4断层局部注浆纵断面图９图3-6F4断层局部注浆开孔布置图四、注浆方法、工艺、材料及设备1、止水（浆）岩盘或止浆墙厚度的确定为防止未注浆段地下水涌向工作面及下段注浆时跑浆，根据设计每注浆段采用带有Φ6.5钢筋网的20cm厚C20喷射混凝土封闭掌子面；一个注浆段完成后留6～10m不开挖作为下一注浆段的止浆岩盘。如果施工中地下水压力增大超过设计值或水量过大，将网喷止浆墙改为混凝土止浆墙，用C25混凝土浇注制作,止水（浆）墙厚度3～6m，将掌子面封闭。2、注浆方式和分段长度的确定（1）注浆方式：为使浆液在岩层裂隙中均匀扩散，保证注浆质量，提高注浆堵水率，宜采用分段前进式的注浆方式。（2）分段长度：分段注浆的分段长度根据岩层裂隙发育程度、涌水量大小而定。在施工时，分段长度的选择见表4-1《注浆分段长度参考表》：１０表4-1注浆分段长度参考表围岩情况钻孔涌水量（m3/h）注浆段长度（m）断层破碎带＞103～5其它段5～105～8因此全断面帷幕注浆和全断面周边注浆采用前进式分段注浆方式，即先用钻机开深2.5～3.0m，直径Φ130mm孔，安设、固结孔口管，然后在孔口管