大独山隧道突水突泥专项施工方案1 编制依据（1）《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB10424-2010；（2）《铁路混凝土工程施工技术指南》铁建设【2010】241号；（3）《高速铁路隧道工程施工技术指南》铁建设【2010】241号；（4）《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》TB10753-2010；（5）《大独山隧道设计图第二册共四册》；（6）《大独山隧道设计图第三册共四册》；（7）《时速350公里双线隧道辅助施工措施及施工方法》；2编制范围根据设计图纸：大独山隧道预测隧道正常涌水量为91200m3/d，最大涌水量为177000m3/d。

其中D1K855+300～D1K858+918段内的断层带内，岩芯破碎，且地表岩溶形态和地下岩溶管道发育，有发生岩溶涌水突泥的危险。

在D1K856+650～D1K856+700段内可能揭示张家寨暗河，该暗河雨季流量约为1.5m3/s，隧道涌水量将会成倍、甚至十倍的增加。

根据断层分析有可能出现突水、突泥的段落：D1K854+510～+610、D1K855+200～+320、D1K855+580～+680、D1K856+110～+160、D1K856+615～D1K857+075、D1K857+225～+325、D1K857+645～+860、D1K858+020～+160、D1K859+300～+450、D1K859+800～+950、D1K862+375～+475段穿越破碎带、断层、岩溶接触带及地表村庄等，施工过程中极易发生突水、突泥现象且可能造成地表失水。

根据现场施工揭示或超前地质预报结果：有发生突水、突泥可能的变更地段。

3工程概况3.1 设计概况大独山隧道位于关岭～普安区间，起讫里程为D1K852+772～D1K864+654，全长11882m。

全隧共设置2座横洞1座贯通平导，均采用无轨单车道。

在D1K856+500线路左侧设置长约1043m的一号横洞，在D1K861+500线路左侧设置长约1361m的二号横洞，贯通平导长11829m，起讫里程为PD1K852+768～PD1K864+597，平行设置于线路前进方向右侧，与左线线路中线的距离为35m。

4施工组织方案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→短开挖→强支护→仰拱砼→拱墙二衬。

4.3 突泥涌水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20m。

（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Φ89，活动断裂带超前探测长度80～100m,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。

（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5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。

4.4 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。

4.4.1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注浆，及时施作二次衬砌结构。

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。

4.4.2.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、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，具体排水系统布设方案等。

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。

①直接封堵法：对于涌水压力P≤0.5MPa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0.5～1.0m，钻孔深度应为开挖轮廓线外(0.5～1.0)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φ20的钢筋将注浆管焊成整体，然后喷混凝土20cm作为止浆墙。

注浆材料应选用普通水泥浆，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2.0MPa）。

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。

②间接封堵法：对于涌水压力0.5MPa＜P≤1.0MPa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0.5～1.0m处，向出水方向钻斜孔，孔间距控制在0.5～1.0m，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5.0MPa。

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），利用水压或气囊式止浆塞深入孔内进行注浆。

但注浆过程中一定应加强对围岩和支护结构变形的监测，防止局部突然破坏，影响施工安全。

上述情况也可采用以下2种方法进行处理：第一种方法是采用C20混凝土将出水部位及附近的隧道空间完全填充，进行超前注浆处理；第二种方法是预留排水管，待抗水压衬砌完成后进行处理。

后一种处理方法带有相当大的风险，一旦封堵后，水压过高，可能导致二次衬砌破坏。

(6)当隧道已发生涌水时，立即启动应急预案，组织电工和抽水工24小时不间断抽水，防止浸泡发生其他事故，同时安排挖掘机挖集水井并安排装载机配合运送抽水泵及排水管，增大隧道排水系统排水能力。

4.4.3.施工段落设计措施突水、突泥的段落：D1K854+510～D1K854+610段采用Ⅴ级抗水压0.5Mpa复合式衬砌，台阶法临时仰拱，拱部设置Φ76×6mm的中管棚，每环50根，每根长度为8.0m，纵向每6m一环，全环Ⅰ20b型钢拱架，间距0.6m。

根据超前预报实施超前周边注浆。

D1K855+200～D1K855+320段采用Ⅴ级抗水压1.0Mpa复合式衬砌，台阶法临时仰拱，拱部设置Φ76×6mm的中管棚，每环50根，根据超前预报实施超前周边注浆。