宝成线K395+880～K401+872危岩体综合整治工程杨家湾隧道正洞及平导岩溶、突泥、涌水专项施工方案编制：审核：批准：中铁隧道集团有限公司宝成线K400综合整治工程1标项目经理部中铁十二局集团有限公司宝成线K400综合整治工程2标项目经理部二〇一二年十二月十五日目录1.工程概况 (1)1.1隧道概况 (1)1.2地质情况 (1)1.3水文地质条件 (3)2.编制依据 (3)3.技术方案 (3)3.1总体施工顺序 (3)3.2超前地质预报 (5)3.3注浆方案选择 (5)3.4超前帷幕注浆方案 (6)3.4.1 注浆参数 (6)3.4.1.1 注浆压力的确定 (6)3.4.1.2 浆液扩散半径 (6)3.4.1.3 注浆加固范围及注浆孔布置 (6)3.4.1.4 注浆孔布置 (7)3.4.1.5 注浆速度 (7)3.4.1.6 隧道超前预注浆参数 (7)3.4.2 注浆材料 (7)3.4.2.1 注浆材料选择 (7)3.4.2.2 特种浆材使用原则 (9)3.4.3 钻孔注浆顺序 (10)3.4.4 注浆结束标准 (10)3.4.4.1 单孔结束标准 (10)3.4.4.2 全段结束标准 (10)3.4.5 注浆施工工艺流程 (11)3.4.6 注浆效果检查及评定 (12)3.4.6.1 分析法 (12)3.4.6.2 检查孔法 (12)3.4.7异常情况的施工处理 (12)3.5超前局部注浆方案 (13)3.5.1 注浆参数 (14)3.5.2 注浆材料 (14)3.5.3 钻孔注浆顺序 (15)3.5.4 注浆结束标准 (15)3.5.5 注浆工艺 (15)3.5.6 注浆效果检查及评定 (16)3.6补注浆和开挖后径向注浆 (16)3.6.1 补注浆 (16)3.6.2 径向注浆 (16)3.7超前注浆后的开挖方案 (18)3.7.1 总体施工方案 (18)3.7.2 超前支护 (18)3.7.3 隧道开挖 (19)3.7.4 钻爆设计 (20)3.7.5 洞身支护 (21)3.7.5.1 喷射砼 (21)3.7.5.2 砂浆锚杆 (22)3.7.5.3 中空注浆锚杆 (23)3.7.5.4 锁脚锚杆 (23)3.7.5.5 钢筋网铺设 (23)3.7.5.6 拱架施工 (24)3.8隧道施工中岩溶的防治及处理措施 (25)3.8.1岩溶分类 (25)3.8.2 岩溶水的处理 (26)3.8.3 溶洞处理 (29)3.8.3.1 溶洞的分布形态 (29)3.8.3.2 施工方法 (30)3.8.4 施工工艺 (38)3.9释能降压法治理高压富水充填溶腔技术 (38)3.9.1 “释能降压法”概念、内容、施工方针及施作步骤 (39)3.9.2四个施工步骤的各阶段施工内容 (40)3.9.3结构治理办法 (41)3.10隐伏岩溶处理 (43)3.10.1工作内容及原则 (43)3.10.2主要技术要求 (44)3.10.3钻探 (45)3.10.4勘察成果整理与分析 (46)3.11地下水环境保护 (46)3.12综合评价 (46)4.隧道突泥、涌水事故应急和响应预案 (46)4.1总则 (46)4.2岩溶隧道安全施工措施及注意事项 (47)4.3岩溶隧道安全逃生 (48)4.4突泥涌水应急小组组织机构及职责 (50)4.5突泥涌水应急抢险物资、设备 (51)4.6预防措施 (52)4.7应急处理措施 (53)4.8成立事故调查处理小组： (53)5.施工计划 (53)5.1施工进度计划 (53)5.1.1 超前预注浆施工进度计划 (53)5.1.2 超前预注浆后开挖施工进度计划 (54)5.2材料计划 (54)5.3机械设备计划 (54)5.4劳动力计划 (55)6.安全、质量、职业健康、环保技术措施 (56)6.1安全生产保证措施 (56)6.2关键技术及质量保证措施 (57)6.3特殊情况应急措施 (59)6.4职业健康环保措施 (60)7.施工节能减排措施 (60)7.1节能减排施工原则 (60)7.2管理体系 (60)7.3管理内容 (60)7.4节材与材料 (61)7.4.1结构材料 (61)7.4.2周转材料 (61)7.5节水与水资源 (61)7.5.1提高用水效率 (61)7.5.2非传统水源利用 (62)7.5.3 用水安全 (62)7.6节能与能源利用 (62)7.6.1 节能措施 (62)7.6.2 机械设备与机具 (62)8.环保保证措施 (63)附图一 (64)附图二 (65)附图三 (66)附图四 (67)附图五 (68)附图六 (69)附图七 (70)杨家湾隧道正洞及平导岩溶、突泥、涌水专项施工方案1.工程概况1.1 隧道概况杨家湾隧道进口位于四川省广元市剑阁县上寺乡猫儿村境内，出口位于广元市青川县竹园镇东曹村境内,进口里程DK396+553，出口里程DK400+718，中心里程DK398+635.5，隧道全长4165m，坡度采用人字坡，隧道进口位于曲线上，出口位于直线上。
左线线路左侧30m处设置长3285m的平导，进口平导起点里程PDK396+545, 全长1320m，出口平导终点里程PDK400+729，全长1965m。
平导设7个横通道与隧道相连，平导横通道中线与正洞线路前进方向平面夹角为40°，净空尺寸5.0m×6.0m，采用无轨单车道运输。
进口端平导终点与出口端平导起点之间采用泄水洞连接贯通。
泄水洞全长899m，尺寸3.5×4.75m，泄水洞坡度与正洞坡度一致，两端与平导坑底高程顺接，确保水流畅通。
本方案主要涉及杨家湾隧道正洞、平导及泄水洞穿过可溶岩与非可溶岩接触带时、穿过可溶性岩与非可溶性岩互层时以及穿过断层破碎带时可能发生岩溶、突泥、涌水等地质灾害段的专项施工方案。
1.2 地质情况隧道洞身段为中低山岩溶发育区，隧址范围内为中低山河谷深切地貌，大部分基岩裸露，地层清晰。
地形具有明显的新构造运动特征，地层上升速度超过下切及旁蚀速度，且上升过程中有过相对的停断或滞缓期，在坡地上部显示阶梯状地形特征，具有“多层地形”特征，隧道经过区域山势陡峻。
隧道区址范围内地表溶蚀形态以垂直向发育溶沟、溶槽、石芽为主，多充填黏土，管段内隧道穿过DK396+805～DK396+835段杨家湾逆断层（F1）时由于岩体破碎，施工中极易发生突泥涌水现象；DK397+176～DK397+394段为灰色～深灰色中厚层～厚层状含燧石结核及燧石条带状灰岩为主、该地层岩溶中等～强烈发育；DK397+625～DK397+735段可能遇到溶隙、溶腔、溶洞，及发生突水、突泥现象；DK399+120～DK399+520、DK399+970～DK400+300段（对应平导里程PDK399+120～PDK399+520、PDK399+970～PDK400+300段）隧道通过灰岩、泥质灰岩可溶岩（P1m+q）与铝质粘土页岩夹铝土矿非可溶岩接触带，极易发生涌水、突泥，此段洞身穿越铝质粘土页岩夹铝土矿有膨胀性。
DK397+300～DK400+205洞身段处于季节交替带中，隧道通过该段时遇溶隙、溶腔等可能性较大，雨季易发生集中涌水，根据设计资料，杨家湾隧道开挖时遇堵水体及承压水可能性不大。
隧道里程DK398+836～DK399+021位于为明显低阻异常带，该处岩溶强烈发育，为溶蚀破碎带。
本隧道的不良地质有: 岩溶、采空区、岩堆、煤和有害气体及水害；特殊岩土主要有膨胀土和膨胀岩。
杨家湾隧道岩溶、突泥、涌水风险等级及地质划分见表1-2-1。
表1-2-1 杨家湾隧道岩溶、突泥、涌水风险等级及地质划分表隧道围岩级别情况见表1-2-2《杨家湾隧道围岩级别情况》。
表1-2-2 杨家湾隧道围岩级别情况1.3 水文地质条件隧址区属长江流域嘉陵江水系清江河，地下水主要为碳酸盐岩溶水。
地表水系不发育，河水水位随季节变化较大。
按以往邻近工程经验取水试验分析，河水水质对混凝土无侵蚀性。
隧址区地下水在化学侵蚀类型为硫酸盐侵蚀及酸性侵蚀环境时，侏罗系下统白田坝组地层地下水环境作用等级为H1，二叠系上统龙潭组地层地下水环境作用等级为H2，其他地层地下水不具备侵蚀性。
预测最大涌水量为254900m3/d。
2.编制依据(1)杨家湾隧道施工图纸、设计文件、资料等；(2)国家、铁道部和地方政府（省、直辖市）的有关法律、法规、条例、规定；(3)国家和铁道部现行设计规范、铁路相关验收标准、施工规范；(4)超前地质预报结果；(5)工地现场踏勘获得的资料。
3.技术方案3.1 总体施工顺序杨家湾隧道采取“以排为主，限量排放，综合治理”的原则，正洞及平导全隧采用超前地质预测、预报技术。
正洞及平导经过断层破碎带、可溶岩地段时，施工中应以超前地质预测预报为基础，探明不良地质体的分布位置、规模、充填情况及岩溶水的发育情况，对岩体赋水、地表水与地下水连通性、岩体完整性及施工安全、环境保护多因素进行评价，分析其对隧道的危害性，另外可以由平导开挖揭示围岩情况及岩层走向对正洞开挖安全性进行指导。
施工中根据超前地质预报信息及开挖揭示情况，当施工中可能产生突水、突泥危及施工安全时，实施以注浆堵水，加固围岩，确保施工安全为目的的超前帷幕注浆或局部注浆，由现场四方确定注浆段落和注浆方式。
根据物探、钻探等综合手段判明前方地质情况后，按照如下程序进行注浆、开挖施工。
具体程序见图3-1-1《岩溶、突泥、涌水地质不良体的判识程序及注浆流程图》。
针对杨家湾隧道突泥涌水段不可预测的特点，预测突泥涌水段的施工流程十分必要，具体流程见下图3-1-2《预测突泥突水段的施工流程》。
图3-1-2 预测突泥涌水段的施工流程3.2 超前地质预报超前地质预报可有效探测隧道前方地质情况，施工时将超前地质预报纳入隧道施工正式工序管理，正确指导现场施工，必须在检测报告提交确定施工方案后方可进行隧道开挖。
掌子面未经超前地质预报检测，不得进入下一阶段开挖施工。
根据不同的地质复杂程度分级,针对不同的地质问题,选择不同的物探方法和手段开展超前地质预报，采用多种方法的组合探测有利于互相印证，提高对掌子面前方地质情况的认识水平。
根据铁路隧道的开挖方式、工期要求和各物探方法的优缺点，本线采用的物探方法以地震反射波法（TSP）为主（100～120m长距离预报），地质雷达法、红外探测法（20～30m短距离预报）为辅，隧道正洞、辅助坑道均需里程连续开展超前地质预报工作。
同时，采取30米超前水平钻孔、掌子面炮眼加深、径向隐伏岩溶探孔等方式探测隧道掌子面前方及周边地质情况。
实施方案详见《杨家湾隧道进口正洞及平导超前地质预报实施方案》。
3.3 注浆方案选择隧道采取“以排为主，综合治理”的原则，当施工中可能产生突水、突泥危及施工安全时，实施以注浆堵水、加固围岩、确保施工安全为目的的超前帷幕或局部注浆预设计。