通天河隧道右线掌子面（YK783+010）出水处理施工方案一、工程简介通天河隧道位于青海省玉树州结古镇前进村三组村东南方向约500m处，为分离式隧道，左线K781+940-K783+500，长1560m，设计纵坡2%-0.45%；右线YK781+940-YK783+500，长1560m；设计纵坡2%-0.45%。

洞身围岩岩性为第四系全新统残坡积粉质黏土；第四系全新统坡积层破碎石；进出口段坡积层下部分布第四系上更新统冲洪层粉质黏土、粉砂、圆砾、卵石、漂石；下伏中生界上三叠统柯南群浅变质碎屑岩，岩性为片岩。

根据隧址区的地层岩性、地下水水动力特征，地下水的赋存条件将地下水分为两种类型：第四纪松散岩空隙水和浅变质岩裂隙水。

第四纪松散岩空隙水分布于坡体及沟谷，赋存于碎石土、粉质黏土中，与地下水联系密切，补给源为大气降水及地下水侧向渗补。

浅变质岩裂隙水主要赋存于中生界三叠系上统之柯南群变质岩风化带的裂隙中，受控于风化层厚度变化，透水性及富水性较好。

补给源为大气降水，受季节影响，水量变化大。

二、施工情况2012年7月25日，开挖至YK783+000里程时，掌子面左侧边墙高约1.5m位置处出现股状水，呈喷涌状，出水量约为75m3/h，且掌子面左侧（尤其在渗水处）岩层走向为水平方向，节理发育，并含有闪亮反光的煤矸石。

掌子面右侧岩层走向与水平面呈60°夹角，不同于左侧，与之前无较大的变化。

2012年7月26日，开挖至YK783+002里程时，掌子面新增3股出水，分别位于掌子面左侧拱腰、左侧仰拱顶3米、1.5米、2米处。

水质清，呈喷涌状，出水量约为75m3/h。

掌子面岩层走向与水平面呈60°夹角，掌子面围岩完整、自稳性较好，无软弱夹层。

2012年7月29日，通天河隧道右线开挖至YK783+010里程时，掌子面揭露围岩为中薄层片岩，岩体较破碎～破碎，节理裂隙发育，在掌子面左侧布设了4个φ50探孔，长度为5m，钻孔至1.5m～2m时，4个孔均先后有股状水流出，且喷至3m远，水量约150m3/h。

当天，参建各方讨论了通天河隧道右线掌子面（YK783+010）出水情况处理初步方案。

2012年8月6日，参建各方讨论了通天河隧道右线YK783+010～YK783+045段注浆堵水施工方案。

2012年8月12日，我部根据“通天河隧道右线掌子面（YK783+010）出水情况处理初步方案讨论会会议纪要”要求与“共玉隧道咨询组[2012]第B13号文件”精神完成了通天河隧道右线掌子面（YK783+010）5个超前探孔，探孔深度均为35m，结合钻孔记录分析，探孔出水存在连通现象，总出水量为340m3/h,实测水压为0.49Mpa，前方围岩较破碎，裂隙发育，存在软弱夹层。

2012年8月13日至2012年8月20日期间，我部按照2012年8月6日参建各方讨论的通天河隧道右线YK783+010～YK783+045段注浆堵水施工方案要求。

对现行掌子面进行了止水处理。

三、施工方案1、编制原则（1）重视生态环境，在施工期间及竣工通车后保证不发生水土流失，不破坏三江源核心保护区植被与水系。

保证现有隧道排水管能够满足要求，避免往前开挖后，出水量大于排水管最大排水量，保证隧道使用功能。

（2）治水原则：结合高原高寒地区隧道病害特征，隧道出水“以堵为主、限量排放”的处治原则，采取切实可靠的设计、施工措施。

注浆施工技术先进、注浆方案可行、方法稳妥可靠、高效、安全、不留后患。

（3）坚持实事求是的原则，求真务实，正确选择注浆施工方案，合理安排施工顺序，加快施工速度，做好人力、物力的综合平衡，均衡生产。

（4）以确保施工安全、质量、工期、环境保护和投资为目标。

（5）重视隧道的工程地质、水文地质调查及超前地质预报工作，建立以地质工作为先导、以量测为依据的信息化防排水施工管理体系。

（6）严格执行设计文件、技术规范和标准的要求。

2、编制依据（1）《共和至玉树（结古）公路两阶段施工图设计》。

（2）踏勘工地，从现场调查、采集、咨询所获取的资料。

（3）我单位施工能力和类似工程的施工经验。

（4）现场踏勘调查所获得的工程地质、水文地质、当地资源及施工环境等调查资料。

（5）我集团公司所拥有的技术装备力量、机械设备状况、管理水平、工法及科技成果和多年积累的工程施工经验。

3、实施方案开挖前采用探孔注浆与周边注浆并利用周边注浆孔安装长管棚和开挖支护后径向补充注浆方案。

针对目前5个探孔出水与钻孔情况，总体思路是钻孔、注浆、检查相结合，即通过钻孔检测前方水文情况，同时通过钻孔进行堵水注浆。

注浆孔采取全孔一次性注浆方式进行，注浆顺序为先探孔注浆后周边孔注浆，注浆采用普通水泥-水玻璃双液浆，注浆采取定压注浆，注浆压力为:静水压力+(2～4)MPa。

掌子面前方进行注浆堵水的同时，为避免后方初期支护造成水流、浆液反窜，对后方初期支护背后岩体进行加固注浆。

隧道开挖支护后、二次衬砌施工前,若出水量不满足隧道容许排水量要求,对开挖后的富水段进行径向注浆。

3.1注浆堵水设计3.1.1 C30混凝土止浆墙（1）止浆墙设计根据煤矿部与铁路工程圆梁山隧道、象山隧道帷幕注浆施工经验，结合本隧道水压、注浆压力,隧道开挖断面与周边水系情况，止浆墙厚度定为2m，混凝土强度为C30泵送混凝土，断面为：距离掌子面1m（YK783+009～+010）为开挖轮廓线，距离掌子面2m （YK783+009～+008）为初支轮廓线，基础深度至仰拱填充底面。

（2）止浆墙锚固为有效锚固止浆墙，在止浆墙施做段YK783+009.5、YK783+008.5、里程部位沿开挖轮廓线（包括底板）径向施作2排φ25中空注浆锚杆，排间距100cm，环向间距30cm，单根长350cm，伸入止混凝土浆墙100cm；掌子面开挖轮廓线内100cm范围之外部位施作径向φ25中空注浆锚杆，环、纵间距40cm，梅花型布置，单根长350cm（尾部焊接50cmφ25钢筋成直角弯钩），插入墙体150cm。

中空注浆锚杆均注水泥水玻璃双液浆，水灰比W：C=0.8:1，水玻璃浓度35Be’,水泥浆、水玻璃体积比C:S=1:1，注浆压力为0.5Mpa～1.0 Mpa，见图1（止浆墙施工图）。

（3）止浆墙施工在YK783+008里程部位支立模板，模板采用5cm厚松木板，工16工字钢作为模板骨架，工字钢焊接在初期支护钢支撑上，地锚与斜撑加固模板，在关模之前将掌子面现有探孔用同材质、同型号的钢管引出模板之外约50cm作为注浆孔口；混凝土一次性灌注，振捣入模，2#拌和站供应C30混凝土，混凝土运输车运输混凝土，泵送入模。

（4）止浆墙关水试验止浆墙达到强度后，进行关水试验，对止浆墙漏水的地方采用小导管进行注浆处理，同时由于水压上涨会使已经开挖支护的地段水压加大，同时将止浆墙后方48m实施径向注浆，注浆里程为YK783+008～YK782+960。

3.1.2 超前探孔施工钻孔顺序为先下后上（1#、5#、2#、4#、3#），开孔位布置如图2示，终孔为开挖轮廓线外3米。

图2 前探孔开孔布置图（1）钻机就位后，先用φ150钻头施钻2.0m后进行孔口管安装，孔口管孔口段（离法兰盘约80cm～120cm处）缠棉纱或麻丝封孔，人工就位，用挖机顶进直径φ150mm，长度2.0m的孔口管。

（2）孔口管周边布设四根锚杆与外露孔口管焊接牢固；锚杆采用φ22螺纹钢制作，尾部加工成“L”型，长2.5m，锚杆与孔口管焊接前必须先将焊接接触面清理干净，焊接接触面不得有锈蚀、油渍、水渍、碴子等，焊接牢靠、稳定，焊缝饱满。

（3）然后注双液浆封堵（注浆压力控制在0.8～1.0MPa）填充剩余管段与孔口管与孔壁之间的缝隙。

（4）球状高压闸阀安装，闸阀耐压不得小于40Kg/cm2，配齐垫圈及螺栓，螺栓应拧牢固。

（5）更换φ90钻头，开启闸阀继续钻孔，钻孔深度为35m，过程中技术人员详细记录进钻情况（钻杆速度及钻杆跳动现象），地层岩性（岩石颜色与冲洗液颜色、风化程度、岩石硬度）、各种不同地质情况（水量、水压及水质、软弱面宽度及成分，破碎岩体的破碎程度及宽度）及对应深度等。

3.1.3 超前探孔注浆（1）注浆工艺探孔注浆采取全孔一次性注浆工艺。

①采用φ90钻头钻至35m（部分孔深37m）深孔后，关闭闸阀，连接注浆管路。

②进行管路闭水试验，开启注浆机，验证管路达到设计注浆压力是否漏水，管路连接是否牢固。

③注浆准备到位，按照设计要求拌制浆液，注浆材料、设备、电力供应可靠，确保注浆不间断。

④注浆过程中有技术人员全过程旁站，详细填写注浆记录。

⑤达到注浆结束标准后停止注浆。

（2）注浆参数（3）注浆材料及配比参数注浆浆液为普通水泥～水玻璃双液浆，注浆材料为：普通PO.42.5水泥，水玻璃为35Be’。

水泥浆液水灰比为0.6：1～1：1，普通水泥～水玻璃双液浆，体积比为0.8：1～1：1。

（4）注浆结束标准注浆结束标准为“双控”，即注浆量与注浆压力，注浆量按照公式Q=Vnα(1+β) 进行计算为930.5 m3,V为注浆加固体积（m3），注浆加固体积按照全断面4m加固圈、纵向35 m计算得出V =10338.5 m3；n为地层空隙率（裂隙度），取8%；α为地层空隙或裂隙填充率，取90%；β为浆液损失率,取25%。

注浆压力达到设计注浆终压时立即停止该孔注浆。

3.1.4 周边管棚钻孔施工与注浆（1）管棚导向管在施工止浆墙过程中预埋,导向管布置环向间距为40cm，共37根（如图3），孔口用工16工字钢环向固定,导向管采用直径127mm，壁厚4mm钢管加工，长220cm，尾部带法兰盘。

（2）球状高压闸阀安装，闸阀耐压不得小于40Kg/cm2，配齐垫圈及螺栓，螺栓应拧牢固。

（3）钻机就位后，先用φ110mm钻头钻进37m后退出钻杆，钻孔过程中技术人员详细记录进钻情况，地层岩性、各种不同地质、水文情况及对应深度等。

（4）注浆工艺管棚孔采用间隔注浆、单孔一次性注浆工艺。

①退出钻杆后，关闭闸阀，连接注浆管路。

②进行管路闭水试验，开启注浆机，验证管路达到设计注浆压力是否漏水，管路连接是否牢固。

③注浆准备到位，按照设计要求拌制浆液，注浆材料、设备、电力供应可靠，确保注浆不间断。

④注浆过程中有技术人员全过程旁站，详细填写注浆记录。

⑤达到注浆结束标准后停止注浆。

（2）注浆参数（3）注浆材料及配比参数注浆浆液为普通水泥～水玻璃双液浆，注浆材料为：普通PO.42.5水泥，水玻璃为35Be’。

水泥浆液水灰比为0.6：1～1：1，普通水泥～水玻璃双液浆，体积比为0.8：1～1：1。

（4）注浆结束标准注浆压力达到设计注浆终压时立即停止该孔注浆。

（5）管棚安装及注浆①单根管棚长37m，采用外径108mm，壁厚6mm无缝钢管加工，管节长为300cm、600cm两种，除孔口450cm外剩余管段加工成钢花管，益浆孔径为15mm，间隔30cm梅花型布置，管棚采用丝扣连接，丝扣长15cm，外径114mm，壁厚6mm套丝钢管连接，为了使钢管接头错开，编号为奇数孔位第一节管长为3m, 编号为偶数孔位第一节管长为6m,以后每节均为6m。