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1、莞惠GZH-7标暗挖隧道拱顶砂层段施工技术方案1、编制说明及依据1.1、编制说明为保证暗挖隧道GDK44+207GDK44+577GDZK44+223GDZK44+577区间通过砂层地段时施工的安全,编制本专项施工方案,指导现场施工。1.2、编制依据1)铁路混凝土工程施工质量验收标准(TB10424-2010)2)高速铁路隧道工程施工质量验收标准(TB10753-2010)3)地下防水工程施工质量验收规范(GB50208-2002)4)地下工程防水技术规范(GB50108-2008)5)锚杆喷射混凝土支护技术规范(GB50086-2001)6)高速铁路工程测量规范(TB10601-2009)7
2、)DK38+952DK44+577矿山法区间隧道主体结构图(莞惠施SD-07-14)8)关于印发珠三角城际铁路隧道帷幕注浆及建筑物加固注浆施工管理办法的通知(珠三角城际工【2012】16号文);9)铁路隧道工程施工安全技术规程(TB10304-2009)10)铁路工程基本作业施工安全技术规程(TBIO301-2009)11)铁路隧道监控量测技术规程(TB10121-2007)12)高速铁路隧道工程施工技术指南铁建设【2010】241号2、工程概况2.1、 周边环境本标段穿越砂层段主要为GDK44+207GDK44+577GDZK44+223-GDZK44+577里程段,本地段暗挖区间沿常平大道
3、地下穿越,线路两侧建筑物密集,多为26层居民房和商业用房,隧道穿越范围内地下管线密集,种类繁多,主要有电缆、通讯线缆、给排水水管、煤气管等,埋深不等。2.2、工程地质拟建暗挖区间范围内上覆第四系全新统人工堆积层(Q/)、第四系全新统冲积层(Qj)、第四系残积层(QK),下伏基岩为:(Pzl)混合片麻岩,根据地层的时代、成因及岩性特征等,现将各地层由上至下分述如下:2.1.1、 第四系全新统人工堆积层(Q1)根据组成成分,本段人工填土层主要分为I素填土、2杂填土2个亚层。I素填土:褐灰色,褐黄色,稍湿,松散稍密,主要由黏性土、碎石等组成,层厚0.57.Om,呈层状分布于地表人工活动频繁处,各钻孔
4、均02杂填土:灰褐色,松散,成份以黏性土为主,含有舲、砖块等建筑垃圾,层厚0.56.0m,层底高程0.682L08m。2.1.2、 第四系全新统冲积层(Q)按照颗粒级配或塑性指数可分为粉质黏土、I粉质黏土、2淤泥质粉质黏土、3粉砂、4细砂、5中砂、6粗砂、7砾砂,8细圆砾土等9个亚层。粉质黏土:褐黄色,褐红色,硬塑,土质较均匀,黏性一般,含砂粒,层厚Lo9.3m,层顶高程-10.717.42m,层底高程TL713.65m。I粉质黏土:灰白色,褐黄色,软塑,主要由粉、黏粘组成,粘性差、含多量粉细砂粒,层厚0.913.0m,层顶高程-9.3618.09m,层底高程-12.1613.89mo2淤泥质
5、粉质黏土:深灰色,流塑,味臭,土质不均,含有机质,局部含较多砂粒,层厚0.510.8电,层顶高程-6.832L08m,层底高程-11.28-19.28mo3粉砂:褐黄、灰白色,稍密,主要成份为石英,含较多黏粒,层厚1.0-9.8m,层顶高程-7.868.11m,层底高程-10.25.91m。4细砂:褐黄、灰白色,稍密,主要成份为石英,含较多黏粒,层厚LOIL9m,层顶高程-5.22422m,层底高程-ILol2.42m。5中砂:灰黄色,中密,主要以石英砂为主,级配一般,含少量黏粒,层厚L298%层顶高程TL28ILo7m,层底高程-12.799.37m。6粗砂:黄褐色,中密,主要成份为石英,含
6、黏粒,砂质均匀,级配差,分选性较好,层厚0.611.9m,层顶高程TL71.65m,层底高程-15.32-0.65mo7砾砂:暗黄色,中密,主要成份为石英,级配差,分选性一般,含少量黏粒,层厚0.782m,层顶高程-1099-5.07m,层底高程T9.厚-6.3mo8细圆砾土:褐黄、灰白色,中密,次圆状,圆砾直径约为2-8三,含较多黏粒,层厚0.73.6m,层顶高程-12.16-7.2m,层底高程-14.28-8.45mo2.1.3、 残积层(Qel)I粉质黏土:以褐黄色、褐红色为主,局部夹灰白色,硬塑,层厚0.719.7m,层顶高程-142822.74%层底高程-19.2917.74m。2.
7、1.4、 震旦系混合片麻岩(P21)主要为黄褐色、浅黄色、灰白色、青灰色,变晶结构,片麻状构造,主要矿物成分为石英、长石、云母,按风化程度可分为I全风化混合片麻岩、2强风化混合片麻岩、3弱风化混合片麻岩3个亚层,分述如下:I全风化混合片麻岩:以褐黄色为主,原岩结构基本破坏,岩芯呈土柱状,遇水易崩解,层厚0336.0m,层顶高程-19.2917.9%层顶深度0.0-24.5mo2强风化混合片麻岩:褐黄色,青灰色,原岩结构部分破坏,岩芯呈碎块状,局部呈短柱状,层厚0315.1m,层顶高程-32.178.74m,层顶深度10.0-45.Omo3弱风化混合片麻岩:青灰色,粒状结构,片麻状构造,风化裂隙
8、较发育,岩芯较破碎,多呈块状、短柱状,少量长柱状,岩质坚硬,敲击声脆,揭露层厚0.740.7m,层顶高程-39.727.48m,层顶埋深13.0-46.5m。2.3、水文地质2.3.1、地表水本隧道在里程DK42+310-DK42+540穿越寒溪河,地表水主要为寒溪河水,河水位潮汐现象显著,强降雨及汛期时水位涨落较大。2.3.2,地下水场地内水文地质条件受当地气候、地形地貌、岩性、地质构造、地表水系及人类活动等因素的影响,根据地下水埋藏条件可划分为孔隙水、基岩裂隙水。1)孔隙水主要赋存于人工堆积层、第四系全新统冲积层、残积层及全风化混合片麻岩中,主要受大气降水及寒溪河侧向补给,随季节变化较大;
9、2)基岩裂隙水主要赋存于强风化、弱风化混合片麻岩节理、裂隙中。主要补给来源为地表水的渗入补给Q设计勘测期间地下水位埋深为0.06.2m,水位高程为-0.312089io稳定水位埋深随着季节、气候等影响而变化,每年二月起随降雨量的增加,水位开始逐渐上升,到六月至九月处于高水位(丰水期),九月以后随着降雨量的减少,水位缓慢下降,到十二月至次年二月处于低水位期(枯水期),据相关资料地下水水位变幅052.0m0其补给方式主要由大气降水补给,排泄以大气蒸发为主。2.3.3、地下水的腐蚀性设计经钻孔取水样试验及寒溪河水样试验,依据混凝土结构耐久性设计规范(GB/T50476-2008)判定:地下水无化学腐
10、蚀性。3、总体施工安排3.1、 施工工期1)隧道穿越砂层施工工期安排本段由架子队三队承担施工,由DK44050竖井往大里程方向完成砂层段施工,每天平均计划施工0.5米,计划施工工期:开挖支护:2012.10.12013.11.4,二衬施工:2012.12.202013.12.23,内部附属结构:2013.12.242014.1.22o3.2、 施工组织机构及施工任务划分3.2.1、 施工组织机构由经理部及下设的架子队对暗挖隧道区间进行施工组织及管理。详见图3-1施工组织机构图。图3-1施工组织机构图3.2.2、 施工任务划分中铁三局集团有限公司莞惠城际GZH-7标项目经理部全面负责本隧道工程,
11、全权负责资源调配、生产指挥和控制内外协调等工作,确保本隧道安全、优质、高效、按期完成。采用经理部一一架子队两级管理模式,经理部设经理、常务副经理、总工程师组成领导层,下设工程技术部、安全质量环保部、机械物资部、财务部、中心试验室、综合办公室等职能部门。3.3、 管理及施工作业人员配置计划1.1 .1、管理人员配置架子队以队长、副队长、技术主管为领导层,下设技术员、材料员、试验员、安全员、质检员及领工员。3.3 2、施工协作队伍配置计划具体的施工队伍配置计划见下表3-1、表3-2。表3-1开挖支护班人员配置表(每个作业面)施工班组人员数量工作内容钻孔班15人负责开挖面钻爆破孔、打设锚杆及超前小导
12、管钢架班16人负责挂设钢筋网片及安装钢架注浆班10人负责帷幕注浆、小导管注浆及初支背后回填注浆喷混班10人负责初期支护、临时支护及掌子面封闭喷射混凝土表3-2衬砌班人员配置表(每个作业面)施工班组人员数量工作内容钢筋班12人负责衬砌钢筋安装模板班6人负责台车就位,封堵头模板混凝土班10人负责衬砌混凝土浇筑3.4、机械设备使用计划机械设备根据隧道施工情况及施工进度合理配置,具体机械配置计划见表3-3o表3-3机械配置表(每个作业面)机械种类机械数量他用范闱风钻10杷灯炮眼、打设锚杆及超前小导管在斐机2台用于断面泳浆加固小按机1台找港.配合装载机奘港奘裁机1台奘港、移动台架运输车2辆运港衬砌台车1
13、台浇筑衬砌3.5、材料使用计划1)材料供应管理机构成立以常务副项目经理为组长,机械物资部部长为副组长的材料供应管理小组,负责材料供应的管理与协调工作。2)主要材料供应方案(1)甲供材料供应甲供的材料钢材、水泥、防水板等主要材料由招标人供应,经理部统一采购,架子队负责材料进场送验及接收后的运输和保管。(2)其它材料采购甲控材料及地材由经理部统一招标采购。架子队负责提报计划,并实施现场量控、质控。二、三项材料由架子队自行采购。为保证将合格的材料用于工程,所有用于工程的材料均经监理工程师检验合格后才能进入工地使用,主要材料由监理工程师检验合格,报发包人批准后方可使用。严格遵守业主制定的物资设备管理办
14、法及有关的各种规定及办法。(3)确保工程材料质量措施原材料进场保证“三证”齐全,包括产品合格证、抽样检验合格证和供应商资格合格证书Q严格执行材料进场检验制度。对于易损材料,运输和搬运时采取防护措施,防止变形和破损。原材料进场后按指定地点整齐码放,并挂标牌标识,标明型号、进场日期、检验日期、经手人等,实现原材料质量的可追溯。原材料进场后由专人保管,对水泥、钢材、防水材料等材料加盖或在室内保管。在运输、搬运过程损坏或贮存时间过长、贮存方式不当引起的质量下降的原材料,不使用在永久工程结构中,并及时清理分类堆放并标识清楚。(4)材料供应的保证措施加强组织领导,成立以经理部主要领导为首的物资应急领导组。
15、施工前充分、认真调查和评估市场及分供方的生产供应能力,加强与已签合同以外厂家、经销商的联系,以备急需。加强信息收集,建立信息库,及时分析、预测市场动态和走势,为提前采取措施提供参考。4、施工方案隧道过砂层段洞内主要采用超前预注浆注浆加固,开挖方法采用CD法开挖;地面建筑物保护采用预注浆和跟踪注浆措施;注浆浆液均采用水玻璃+水泥双液浆。注浆效果不好时拟采用THE-II型固砂剂替代双液浆。4.1、洞内措施4. 拱顶砂层段隧道采用Vl级围岩复合式衬砌断面结构,CD工法开挖,开挖前采用加深炮孔及地质素面超前地质预报方法,洞内采用超前预注浆。5. 1.h超前预注浆目的及段落划分当隧道开挖至需要注浆的地段
16、时,为保障隧道安全开挖,我项目部组织专业的注浆队伍进行注浆,钻孔布设注浆管每循环时间为1224小时,注浆量、注浆每循环时间根据实际注浆效果和实际的岩层地质确定。1)注浆目的根据区间隧道穿越砂层地段时采用半断面或全断面超前帷幕注浆加固;隧道内注浆是为了提前固结隧道周边软弱围岩和封堵水路,防止由于围岩失稳、地表水流失等原因造成坍塌、管涌、建筑物沉降超限、变形过大等事故发生,提高暗挖隧道施工的安全性。2)注浆段落划分隧道砂层里程段统计见表4T所示。表4-1注浆里程段统计表隧道下穿项目里程段长度隧道施工工艺DK44+050-DK44+577砂层带GDK44+207-GDK44+375168m采用半断面
17、注浆加固,CD工法开挖GDZK44+223GDZK44+386163mGDK44+375-GDK44+577202m采用全断面注浆加固,CD工法开挖。GDZK44+386GDZK44+577190m4.1.2、超前预注浆施工1)基本原理隧道断面帷幕注浆加固就是沿开挖轮廓线由工作面向开挖方向呈辐射状布孔注浆,浆液渗透扩散到破碎带的孔隙中,与周围破碎岩块固结成具有一定强度的结石体,在隧道周边及开挖面形成一个堵水帷幕(加固区),切断地下水流通路,并和周围的土体或岩体固结成一体,从而达到固结和止水,保持围岩稳定、增强施工安全的目的。2)注浆工艺试验在正式注浆之前,选取标段内一代表性的预设计注浆区间进行
18、现场注浆试验。现场注浆试验至少选取三个注浆孔,当易造成塌孔时,选用前进式分段注浆,否则采用后退式注浆,对浆液的配合比、注浆压力、注浆量等进行工艺性试验,选取合理的注浆参数进行注浆量的控制。注浆试验同时对水玻璃+水泥浆液及THE-11型固化剂进行试验,选定注浆效果较好的一种作为注浆材料。最终的注浆参数及配比根据现场注浆效果进行调整。3)注浆施工半断面注浆:拱部180范围内除区间原设计的超前小导管外,增设超前钢花管注浆加固,环向间距0.66mm,纵向间距4.Om,外插角为110。采用外径42mm壁厚3.25mm、长6.Om钢花管。施工中利用钢花管向地层注浆,注浆浆液采用水灰比1:1的水泥浆,浆液压
19、力为0.30.5MPa0注浆加固范围为隧道开挖掌子面上半断面范围,注浆沿隧道掘进方向均为Iom一循环段。一个注浆段完成后留Inl不开挖作为下一循环的止浆岩盘。每循环超前预注浆共设置20个注浆孔,第一环ClT#C-9#孔深约Ilm,第二环C2-l#C2-7#孔深约Ilm,第三环C3T#C3-3#孔深约IInb第四环C4-1#孔深约Hmo(半断面注浆加固图见图4-1)全断面注浆:注浆范围为隧道开挖轮廓线外4%注浆沿隧道掘进方向17m一循环段,一个注浆段完成后留3m不开挖作为下一循环的止浆岩盘。注浆孔布置由工作面向开挖方向呈辐射状,钻孔均匀布置成圆形圈,保证注浆充分,不留死角,浆液扩散半径L5m,开
20、孔直径110mm,每循环超前注浆共设置IOl个注浆孔、注浆材料采用水泥-水玻璃双液浆,注浆压力根据水文地质及工程地质条件确定,其设计终压值一般较注浆处静水压力大0.51.5MPa;当静水压力较大时,取静水压力的23倍初步确定。现场实施过程中根据各段埋深、地质情况及注浆止水效果进行调整Q(全断面注浆加固图见图4-2)3000(图4-1半断面注浆加固图Dl-I*IGBMSaaa三JOoO(UH)配核艮全百政用图4-2全断面注浆加固图4.1.3、注浆施工工艺超前预注浆施工工艺流程图4.1.4、布孔和钻孔先在掌子面用红油漆按设计标定孔位,再移动钻机,将钻头对准孔位,并按该孔偏角调整钻机角度后固定,开孔
21、时做到轻加压,速度慢、给水要多的操作要点。钻进过程中若单孔出水量小于30Lmin,可继续钻进,若单孔出水量大于30Lmin,立即停钻进行注浆.4.1.5.安管及充水试验1)安装孔口管:先用MK-5钻机钻引导孔,孔深3,安,再将直径108mm管插人,外露200-30Omm,管壁与孔口处用麻丝填塞,再向孔内注双液浆固结,孔口管起着导向作用,钻孔安装时要控制好外插角,要求安装牢固,固结密实,不漏浆,不窜浆.对无水地段采用干硬性早强砂浆堵塞定位,涌水地段孔口管的埋设采用增强型防水剂和水泥配制的固管混合料来定位固管,埋设时将固管增强型防水剂与水泥按比例掺合拌搅均匀,装人数个塑料袋,将装有拌合料的塑料袋塞
22、入出水孔内,再将孔口管前端用入孔口能拖出的堵塞物堵住,顶入孔内,将孔内混合料塑料袋挤破,固管混合物遇水成浆,窜入管与孔壁之间,瞬间凝固将孔口管固定.孔口管在压力水中固位一定时间后即可钻孔或注浆。1.1.1. 2)充水试验:安装注浆管、注浆泵就位,先做充水试验。连接注浆管路,用注浆泵先压水检查管路是否漏水,设备状态是否正常,再做压水试验,以冲洗岩石裂隙,扩大浆液通路,增加浆液充塞的密实性,核实岩石的渗透性。1.1.2. 1.6、浆液制备根据选定的参数配制浆液,将预先准备好的水泥、水玻璃、水按比例进行搅拌,一直至符合要求。浆液配好后,需用Imm筛过滤一遍。搅拌方式可采用机械或人工拌制。4.1.7.
23、 注浆1)注浆方式选择当注浆钻孔易造成塌孔时,采用前进式分段注浆,否则可用后退式进行预注浆。2)注浆过程控制注浆前先检查注浆管,确认畅通后再接入注浆系统。注浆系统与注浆阀连接好后,开阀门,启动注浆泵,按照注浆浆液先稀后稠、注浆量先大后小的程序注浆。3)注浆量控制注浆采用循环注浆方式,对每一循环注浆孔根据注浆时间先后顺序分为两序孔或以上。一序孔为先注浆孔(即开挖轮廓线外侧注浆加固孔),二序孔为后注浆孔(即掌子面注浆孔),两序孔按跳孔的方式进行划分,注浆顺序同样按跳孔的方式进行。一序孔原则上按定量定压相结合原则,二序孔按定压原则进行钻孔注浆施工。4)现场注浆施工控制施工时应严格按设计原则进行注浆量
24、控制,当现场出现漏浆较严重时,应及时调整注浆孔顺序;出现个别注浆孔长时间注浆压力不上升时,应通过调整注浆材料和浆液配比参数,以及通过反复注浆措施,达到可控域注浆,并满足加固圈厚度要求。(1)注浆顺序:先注外圈孔,后注内圈孔,先注无水孔,后注有水孔,从开挖轮廓外侧顺序向内进行,如遇窜浆或跑浆,则可间隔一孔或数孔灌注,注浆结束后,应维持孔内压力一段时间,直至浆液完全凝固。(2)注浆材料选择调整顺序:注浆材料由细颗粒浆材调整到粗颗粒浆材。(3)复注浆措施:当注浆压力长时间不上升时,应停止注浆,待8h后对该孔继续注浆或在该注浆孔旁进行补孔注浆。5)注浆注意事项(1)注浆浆液应按先稀后稠、稀浆与浓浆交替
25、、压力与注入浆量相结合的方式进行注浆,注浆压力从低到高逐步增压.(2)每环注浆先注奇数编号的注浆孔,再注偶数编号的注浆孔,并以偶数编号的注浆孔作为检查孔。待本环所有注浆孔注完后,根据压浆孔的出水量确定局部是否需要补设注浆孔。(3)注浆结束标准是孔口压力达到设计终压并维持IOnlin以上,且单位进浆量很少。(4)注浆流量不变,若压力长时间不上升,浆液应调整浓度;流量急剧减少,压力上升很快,浆液应调稀一级Q(5)注浆过程中,不得随便调整油泵压力,严防压力过高引起工作面开裂。(6)注浆结束时,应及时清洗泵、浆液混合器和管路,以保证注浆设备完好,管路畅通。4.1.8. 注浆结束标准单孔注浆压力逐渐升高
26、至设计终压并继续注浆IOmin以上,且注浆量不小于设计注浆量的80%,进浆速度为初始进浆速度的1/4,检查孔涌水量小于0.2Lmin,可结束本孔注浆;全段注浆孔均符合单孔注浆条件,注浆后隧道预测涌水量小于In?/(d.m),可结束本段注浆。4.1.9. 注浆效果检查评定方法及要求一个注浆段的注浆孔全部完成后,在分析资料的基础上再注浆薄弱环节采用钻孔取芯法队注浆效果进行检查,取芯检查浆液扩散、固结情况、取芯率,并进行(抽)压水试验。但检查孔的吸水量大于LoL/(minm)时,必须进行补充注浆。注浆钻孔及检查孔应封填密实。4.1.10. VI级围岩复合式衬砌断面结构隧道在穿越砂层带的围岩为Vl级围
27、岩,施工采用CD工法开挖,施工中严格遵循“管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、早支护、快封闭、勤量测、速反馈”的原则进行施工。Vl级围岩复合式衬砌断面结构形式见表4-2o表4-2VI级围岩复合式衬砌断面结构项目位置尺寸间距备注注浆小导管超前支护拱部180度范围内导管长度3.Om0.33XL0(环X纵)喷射混凝土拱墙300mm厚仰拱30Omm厚钢筋网全换巾8钢筋网格间距150X150mm锚杆边墙长度3.5m0.81.0(环X纵)型钢钢架全环120型钢钢架间距0.5m二次衬砌拱墙厚度500mm钢筋间距150mm仰拱厚度550mm钢筋间距150mm4.1.11.4.1.12. 1.lhCD工法开挖CD法
28、开挖不意图见图4-3、4-4o图1-3CD法分部施工示意WO-2看.m三lKW藁EJSITWzwgnlnWf2wm隧道穿越拱顶砂层段CD法施工控制要点:(1)为了确保隧道开挖在断裂带施工安全,上导坑、部的开挖循环进尺控制为1根钢架间距,下部、部的开挖可依据地质情况适当加大。(2)严格按照设计中的开挖布局进行施工,在滞后于部5-7n后,开挖部并预留核心土;在滞后于部8-1Om后,开挖部并预留核心土;在滞后于部5-7In后,开挖部并预留核心土。(3)中隔壁混凝土的拆除中隔壁混凝土的拆除时间应考虑其对后续工序的影响,通过围岩监控量测进行确定。当围岩变形达到设计允许的范围之内,并在严格考证拆除的安全性
29、之后,方可拆除。同时要注意后续作业的及时跟进。如围岩稳定条件满足设计要求,临时支撑可在仰拱混凝土浇筑前一次性拆除,一次拆除长度依据仰拱浇筑长度确定,但每次拆除长度不超过IOmo中隔壁混凝土拆除时,要防止对初期支护系统形成大的振动和扰动。可采用风镐由上至下逐根拆除钢支撑之间的喷射混凝土,以及临时支护与初期支护连接部位附着在钢架上的喷射混凝土,临时钢构件采用气焊烧断。(4)核心土挖除核心土是控制掌子面施工稳定的有效措施。施工时,根据地质情况,遇到软弱土层时候,用挖机挖除,当遇到较硬的岩石时候,采用松动爆破方法。核心土顶面应修理整平,以便机械设备的行走。同时应严格控制台阶长度,使之不大于隧道的最大开
30、挖宽度。4.L12、超前地质预报隧道开挖前采用超前地质预报,对隧道开挖的掌子面前方的工程地质和水文地质条件进行调查,来指导后续隧道开挖的方法。1)超前地质勘察目的(1)进一步查清隧道开挖工作面前方的工程地质与水文地质条件,指导工程施工的顺利进行;(2)降低地质灾害发生的几率和危害程度,规避施工风险,确保施工安全;(3)为优化工程设计提供地质依据;(4)为编制竣工文件提供地质资料。2)本隧道超前地质预报方法根据莞惠线整体超前地质预报方案本标段超前地质预报采用地质素描法和超前地质钻探法(1)地质素描方法地质素描法是将隧道掌子面及周边开挖揭示的地层岩性、地质构造(岩层、结构面、断层等)、地下水出露点
31、位置及出水状态、出水量等情况进行描述并绘制成图表,运用地质分析法、作图法等定性分析、推测掌子面前方地质情况及可能存在的风险。地质素描可以用铅笔或钢笔进行绘制,在不熟练的情况下用铅笔进行绘制。(2)地质素描的主要内容如下:地层岩性:地层时代、岩性、层间结合程度、风化程度等;节理:节理的组数、产状、间距、延伸长度、性质、充填物等的描述,通过绘制结构面平剖面分布图、节理玫瑰花图推断出节理面与断层、褶皱的关系;断层:断层带的位置、物质组成、产状、延伸方向、宽度、导水性、破碎程度的描述。水文地质:包括地下水的分布、出露形态(分为渗水、滴水、滴水成线、股水、涌水、暗河等)及围言的透水性、水量、水压、水温、
32、颜色、泥砂含量测定,以及地下水活动对围岩稳定性的影响,水质分析,出水点和地层岩性、地质构造等的关系分析,必要时进行水文观测。地质素描随隧道开挖及时进行,对地层岩性变化点、构造发育部位等复杂、重点地段每开挖循环进行一次素描Q对洞身进行地质素描时,要求全隧辅以数码照相。(3)超前地质钻探法超前地质钻探是利用钻机在隧道开挖工作面进行钻探获取地质信息的一种超前地质预报方法。超前地质钻孔适用于各种地质条件下的隧道超前地质预报,在富水软弱砂层带、富水岩溶发育区、煤层瓦斯发育区、重大物探异常区等地质条件复杂地段必须采用0超前地质钻探技术要求如下:A、孔数:断层、节理密集带或其他破碎富水地层每循环钻13孔;B
33、、孔深:不同地段不同目的的钻孔采用不同的钻孔深度;也可根据钻孔情况可适时调整钻孔深度,以达到预报的目的;需连续钻探时,一般可钻3050m;前后二循环重叠58m。C、钻孔采用MGY-80和MGYTooA锚固钻机进行超前探孔、XY-2岩芯钻机取芯。该地段地质条件十分复杂。采用钻孔预测时采取以下方法:钻孔深度为3050m,根据不同地质情况进行具体确定。钻孔出水,安装压力表及水表,测定地下水的压力和流量。超前地质钻探要注意以下要求A、实施钻探人员应经技术培训和考核,经考核合格后方可上岗。B、钻孔前地质技术人员应进行技术交底、质量交底。C、超前钻探过程中应在现场做好钻探记录,包括钻孔位置、开孔时间、终孔
34、时间、孔深、钻机压力、钻进速度随钻孔深度变化情况、冲洗液颜色和流量变化、涌砂、空洞、振动、卡钻位置、突进里程、冲击器声音的变化等。D、超前钻探过程中应及时鉴定岩芯,判定岩石名称,对于断层要拍摄照片,并选择代表性岩样整理保存,施工前要通知监理进行旁站。E、由于本段砂层地段位于富水地段,在进行超前钻探时必须采取防突措施,测钻孔内水压时,需安装空口管,接上高压球阀、连接件和压力表,压力表读数稳定一段时间后即可测得水压QF、应加强钻进设备的维修和保养,使钻机处于良好状态,强化协调和管理。各方应积极配合,减少和缩段钻孔时间。4.2、 洞外施工方案4.2.1、 地表建筑物加固注浆1)注浆目的隧道在开挖过程
35、中,由于围岩可能受到扰动、破坏、失稳变形以及地下水流失,从而导致地面变形(地面开裂、地面沉降和沉陷槽),使建、构筑物受到影响,甚至破坏,影响使用的安全性。2)注浆施工工艺本标段建筑物注浆加固采取以下的注浆方式:(1)对于隧道下穿及平面关系与隧道临近的建筑物,根据结构类型、基础类型、用途及地质情况等因素综合考虑风险较大建筑物采取临迁措施。(2)主动注浆加固,对于需要进行主动注浆加固建筑物,在隧道开挖至距离建筑物至少1倍隧道埋深之前,需在建筑物轮廓外布置两排斜向袖阀管对建筑物进行预注浆加固。(3)跟踪注浆加固,对于需进行跟踪注浆加固的建筑物,在施工期间根据监控量测分析结果,当建筑物变形达到警戒值(
36、控制值80%)时应立即停止隧道开挖及时对建筑物基础进行单排袖阀管跟踪注浆。(4)在此段施工时,采用控制爆破,爆破垂直振动速度允许值为LO1.5cms,减少开挖距离,尽早封闭成环;(5)在此段施工时,加强对地表沉降、建筑物沉降及隧道洞内的监控量测。3)注浆孔布设及注浆相关参数(1)注浆孔布置:注浆孔沿建筑物外轮廓均匀布置,与基础边的距离根据建筑物基础深度确定,同排注浆孔间距LOm,尽量打设斜孔到房屋投影下方,尽量减小无法加固区域。对于预注注浆加固,两排注浆孔之间采用梅花型布置。钻孔布置可根据现场实际情况适当调整钻孔位置及间距。整个注浆结束后采取水泥砂浆对钻孔孔进行封堵处理;(2)注浆深度范围:注
37、浆加固深度范围为地面至建筑物基础底以下2.0m;(3)浆液扩散半径:R=0.8m;(4)注浆材料:主动注浆加固及跟踪注浆加固均采用42.5级普通硅酸盐水泥浆液,浆液浓度应根据地层情况调整,初拟为水泥浆水灰比0.75:1-1:1;(5)注浆压力:注浆压力根据水文地质及工程地质条件确定,设计终压值一般按0.50.8MPa控制,分3次注浆,每次持续1020min;注浆施工过程中需对地表及建筑物抬升情况进行监测,及时调整注浆压力,防止注浆压力过大对建筑物造成损害;(6)注浆方式:采用袖阀管分段注浆;(7)注浆顺序:预注浆,按跳孔间隔注浆方式进行,并宜采用先外围后内部的注浆施工方法,当地下水流速较大时,
38、应从高水头的一端开始注浆;跟踪注浆,在跟踪注浆范围内按“自然沉降最大处开始,至较小处结束;沉降量大的地方多注浆,沉降量少的地方少注浆;多次反复进行,控制流量、压力和抬升速度;采用多台设备对称施工”的原则进行。(8)注浆结束标准:a注浆压力逐步升高,当到达设计终压并继续注浆30分钟以上。b有一定注入量,与设计注入量大致接近,注浆结束时的进浆量,一般都在30Lmin下。c袖阀管注浆后及时进行清洗,以便随时进行跟踪补偿注浆。整个注浆循环完成后,将现场余泥清理出场地,切除高出地面袖阀管,并用水泥砂浆封堵,抹平,封堵深度不小于2.5米。4.3、监控量测方案4.3.1.监测的目的在施工中,地表为车流量较大
39、的道路、居民房屋等,要及时进行隧道及地面建构筑监控量测,准确及时的监控量测对地面建(构)筑物的保护及隧道的施工安全有着重要的作用。将量测结果及时处理分析,并反馈到设计施工中,对地面沉降情况进行统计分析,预测暗挖隧道可能出现的沉降值,以制定最优的暗挖施工方案,从而使隧道的沉降及地表面建(构)筑物的沉降控制在允许的范围之内,保证隧道及周边建(构)筑物的安全。4.3.2.监测设计原则1)监测方案根据本工程的特点制定,且符合施工组织的总体计划安排;2)监测方案能够达到施工监测的目的;3)采用先进的仪器、设备和监测技术;4)各监测部位能相互校验,以利数值计算、故障分析和状态研究;5)满足监测性能和精度前
40、提下,适当提高监测频率,确保监测数据可靠性。4.3.3.测点布置原则1)观测点类型和数量的确定应结合本工程性质、地质条件、设计要求、施工特点等因素综合考虑,并能全面反映被监测对象的工作状态;2)测点的布置应在最不利位置和断面上或者是在相同情况下的最先施工部位,其目的是及时反馈信息,指导施工;3)表面变形测点的位置既要考虑反映监测对象的变形特征,又要便于应用仪器进行观察,还要有利于测点的保护;4)埋测点不能影响和妨碍结构的正常受力,不能削弱结构的刚度和强度;5)在实施多项内容测试时,各类测点的布置在时间和空间上应有机结合,力求使一监测部位能同时反映不同的物理变化量,找出内在的联系和变化规律;6)
41、根据监测方案,预先布置好各监测点,以便在监测工作开始时,监测元件进入稳定的工作状态;7)测点在施工过程中遭到破坏时,应尽快在原来位置或尽量靠近原来位置补设测点,以保证该测点观测数据的连续性。4.34、监控量测内容隧道监控量测的项目根据本工程特点、规模大小和设计要求综合选定。监测内容见表4-3。表4-3监测项目一览表类刈序号嘛!名称图例方法及工具断面更高量测频率测点教量监娜警值监测控制值A类量流1M及支护情况糠期莪赚掘球开处立制行17天71515众IM1N个月孙朋后2O*V精赫度仪瞥2030m-他百钏毋酌11自肱2次/大次天IM5天12次/月13月25mm30mm3麴下汽精赫准仪Vl裳用者的m一
42、储百Y兼用洛普Iom-Mii其余雕物而一M面转轴2个激2好天Is便/3天12次卜W月Mf8l80mmT64mmVffi48mm119132mmViaSIlOOfnrTTffl80mmfffB60mmMOmm4洞内收敛-4=1般计VI兼用者的m一储百YamiOm-Mri其余融物)11-MiSMli百2塌植2刈大W天便/3天12好月13协25mm30mm5底雌龙精赫椽的OrEiirn2u2好天吻为1次/3天12次/月13以月8mm10mm6懒懒做JfcN雌,精密水准仪樵姆。魅收2次/天火大1次/3天12次/月1M月B类i测1用岩找即就肋-压力会#50mMH2琳挣橄I破土匐触力洲力计50m-Mrii
43、钢艇度贽计值的60%钢施度设计蜘0%阿:当场下更科技蚌线2mmdB,三H,mmdH,加雄船.4.35、警戒值设置及超限预警措施1)警戒值的设置监测报警指标一般以总变化量、变化速率两个量控制,累计变化量的报警指标一般不宜超过设计限值,见表4-4。2)暗挖隧道报警值见表4-5。表4-4暗挖隧道报警值设定项目报警指标应对措施备注地表沉降监测累计25mm调整初期支护强度及刚度加强监测,综合评价施工措施拱顶沉累计25mm用锚具来稳定开挖工作面加强监测,降监测速率2mmd在围岩与支护结构之间注浆综合评价施工措施位移收累计25mm调整初期支护强度及刚度降,低爆破振动影响加强监测,敛监测速率2mmd调整开挖方
44、法,在围岩与支护结构之间注浆综合评价施工措施3)建筑物沉降报警值见表4-5。表4-5建筑物报警值设定变形特征地基土类别中、低压缩性土高压缩性土砌体承重结构基础的局部倾斜0.0020.003工业和民用建筑相邻柱基的沉降差框架结构砖石墙填充的边排柱当基础不均匀沉降时不产生附加应力的结构0.002L0.0007L0.005L0.003L0.OOlL0.005L单层排架(柱架6m)柱基沉降量(mm)中压缩性土12C200桥式吊车轨面的倾斜纵向横向0.0040.003多层和高层建筑基础的倾斜H2424H6060H100H21000.0040.0030.0020.0015高耸结构基础的倾斜H2020H5050H100100H150150H200200H2500.000.000.000.000.000.00865432高耸结构基础的沉降量(mm)H100100H200200H250200400300200注:(a)H为自室外地面起算的建筑高度(m);(b)局部