隧道工程總施工方案-資料下載頁

　　

【正文】 變位測定每520m水平收斂3對測點12次/每天1次/每2天1次/每周拱頂下沉量測定每520m3點12次/每天1次/每2天1次/每周B地表下沉測定每5m洞口段35m1次/每天1次/每2天 拱頂下沉量測示意圖 地表沉降量測區間圖 地表沉降量測測點布置圖五、量測數據分析和信息反饋將量測數據進行處理和分析，繪制時間位移曲線。一般情況會出現如下兩種時間──。 t t μ(min) 位 移 μ(min) 位 移 (a)正常曲線 (b)反常曲線 時間—位移特征曲線(a）圖表示絕對位移值逐漸減小，支護結構趨于穩定，可施作模筑砼襯砌。(b）圖表示位移變化異常，反彎點噴錨支護出現嚴重變形，這時應及時通知施工管理人員，該段支護須采取加強措施，確保隧道不坍方；嚴重時施工人員須迅速撤離施工現場，保證施工人員安全。第五節 不良地質地段施工方法一、超前地質預報隧道施工中的地質預報方法，主要是根據地表和已開挖的隧道地段的地質調查和各種探測方法取得的資料，以及地質推斷法預測開挖工作面前方一定長度范圍內(一般每次預測長度為10~20m)圍巖的工程地質和水文地質條件。㈠ 地質預報內容超前地質預報內容如下：隧道穿越不穩定巖層較大斷層預測；出現巖溶地段預測；出現涌水地段預測；軟巖出現內鼓、片劈掉塊地段預測；巖體突然開裂或原裂隙逐漸增寬等危害性預測；位移變形加快影響圍巖穩定預測；可能出現塌方、滑動影響預測；淺埋段下沉裂縫對隧道穩定預測；地質條件變化對施工影響程度預測；㈡ 超前地質探測和預測方法 根據開挖工作面前推法預測；用相似比擬法對隧道涌水預測；根據超前炮眼鉆孔對涌水量預測；開挖工作面淺孔鉆探預測；必需時采用聲波探測進行地質預報。㈢ 在接近設計提供不良地質地段時，加強地質預報。采用開挖工作面進行淺孔鉆探(每工作面兩個鉆孔)，用于探明前方地質，發現地下水較大時，則進一步鉆孔放水，防止涌水發生。斷層破碎帶及溶洞地段采用鉆進式注漿錨桿超前預支護、鋼架、噴錨網防護，縮短循環進尺，盡量采用人工開挖或機械開挖，減少對圍巖的擾動，及時支護，做到隨挖隨護。并進行隧道開挖面地質素描圖和隧道地質展示圖記錄。㈣ 施工中充分利用超前預報作用。根據施工中記錄的地質素描圖和地質展示圖組織施工，及時調整支護參數。工作面上采用兩個鉆探孔輔助地質預報。鉆探孔長度一般為20m。采用淺孔鉆探方法，主要是在鉆進過程中，從鉆進的時間、速度、壓力、沖洗液的顏色、成分以及卡鉆、跳鉆等和巖性、構造性質及地下水等情況掌握地質條件。例如，在遇到斷層泥時，鉆進時間短、鉆進速度快，鉆孔沖洗液渾濁、呈白色；遇卡鉆時，說明巖體破碎；遇跳鉆時，則可能有空洞或溶洞等等。淺孔鉆探時，采用安裝在鉆孔臺車上的鉆進測速裝置，記錄鉆進一定深度所需要的時間，得出鉆進時間隨深度的變化曲線。根據鉆進時間變化曲線，可推斷預測斷層在鉆進中的位置和寬度。綜合開挖工作面上不同位置鉆孔的鉆進時間變化曲線，便可大致確定斷層的規模和產狀。㈤　圍巖坍方前兆預測圍巖的變形破壞、失穩坍方，是從量變到質變的過程，在量變的過程中，必然會在圍巖的工程地質和水文地質特征及巖石力學上反應出一些征兆。因此，根據這些征兆來預測圍巖的穩定性，進行地質預報，從而保證施工的安全，防止隧道坍方。圍巖的變形破壞、失穩坍方，有以下一些征兆：遇特殊和不良地質條件，如斷層及其破碎帶、溶洞、涌水、松散地層等穩定性差的圍巖；水文地質條件的變化，如干燥的圍巖突然出水、地下水突然增多、涌水量增大、水質由清變濁(地下水將斷層泥帶走)等都是即將發生坍方的前兆；開挖面上有不穩定塊體出露處，往往是局部圍巖坍方的部位；拱部不斷掉下小石塊，甚至較大的石塊相繼掉落，預示著圍巖即將發生坍方；巖石裂縫旁出現巖粉或洞內無故發現有巖粉飛揚時，可能即將發生坍方；圍巖發生裂縫，并逐步擴大，很可能要發生坍方；支護受力(敲擊發聲清脆有力，拱架接頭擠偏或壓劈等)變形甚至發出聲響時，說明圍巖壓力增大，有坍塌的可能；噴射砼出現大量的明顯裂紋，亦說明圍巖壓力增大，有可能出現失穩坍方；圍巖或隧道支護，，并繼續增大時，說明圍巖仍在發生變形，處于不穩定的狀態。在軟弱圍巖采用臺階施工時，開挖馬口過程中不斷掉下小石塊，拱部初期支護開裂，預示將發生塌方。㈥ 加強施工監控量測，及時反饋信息指導施工。㈦ 從技術管理上配備專職地質工程師進行地質預報、分析，及時提出預報資料，做好施工應急預案，保證施工安全、順利進行。㈧ 加強施工組織管理，嚴格施工工序，并組織好物資供應工作。現場地質狀況調查超前探測預報方案的研究地質資料的研究采取相應措施保證開挖安全采取相應措施預防坍方資料整理與經驗積累地質雷達聲波探測根據開挖及支護情況發現坍方征兆根據比擬法預測前方地質超前鉆孔探明涌水根據開挖面前推法預測 超前地質預報探測施工程序圖二、松散地層地段施工松散地層的特點是穩定性差，結構松散，若有地下水時施工中極易發生坍塌。在這類地層施工時，首先對圍巖進行超前預加固，施工采用手段：先固后挖，密閉支撐，邊挖邊封閉的辦法。支護方式主要有超前管棚注雙液漿加固巖體，鋼架支撐，超前錨桿，懸吊式超前錨桿和鋼架支撐超前錨桿等。詳見超前錨桿、懸吊式超前錨桿施工示意圖（）和格柵支撐超前錨桿施工示意圖（）。 懸吊式超前錨桿布置圖 格柵拱超前錨桿或小導管布置示意圖三、斷層破碎帶施工㈠ 斷層對隧道施工的影響斷層的斷裂面處，有較大的剪應力和殘余應力，斷層帶的巖體破碎，一般有碎石、角礫及斷層泥糜棱巖等，巖體強度低、圍巖壓力大。斷層對隧道施工的影響程度主要決定于斷裂破碎帶的寬度及破碎帶膠結情況：隧道通過斷層帶，極易發生坍塌和涌水，直接影響隧道的穩定，施工時應加強支護，縮短各工序間的距離，盡快襯砌；斷層帶中，由于充填物處于壓縮狀態，開挖后潛在應力釋放，發生較大膨脹壓力使隧道變形；斷層面傾向隧道，且傾角大于10176。者，對隧道產生偏壓，當隧道軸線與斷裂線平行或交角甚小，則側壓力更大；在軟、硬不同巖層中，斷裂面的柔性巖石，往往形成不透水層，而在脆性巖的破碎角礫帶，極易儲存大量地下水，開挖時常常發生承壓、涌水，危害較大。㈡ 施工方法按設計要求采用鉆進式注漿錨桿、管棚及小導管注漿、超前支護固結止水，超短臺階法施工。上部弧形導坑預留核心土法開挖，及時施作噴錨網、鋼架初期支護；邊墻開挖及初期支護按兩臺階施工。左右作業面錯開3~4m，及時施作砼仰拱閉合成環整體受力。加強圍巖監控量測，及時反饋信息指導施工，科學調整支護參數，合理確定二次砼襯砌時間。精心施作復合防水板；采用全斷面液壓鋼模襯砌臺車、泵送砼灌注砼襯砌，裝設鋼模擋頭板，安設橡膠止水帶。㈢ 施工注意事項各施工工序之間距離盡量縮短，并盡快使襯砌全斷面閉合，以減少巖層的暴露松動和地壓增大。開挖有水流出時，鑿眼安置套管集中引排，使其不漫流。開挖面向隧道前進方向鉆鑿不少于2個超前鉆孔，以探明前方地質。下臺階分部開挖時，先在拱腳增打2～3排鎖腳錨桿。如遇兩側軟硬不同時，應用偏槽法開挖，按先軟后硬順序進行。四、淺埋強風化地段施工隧道處于淺埋地段，經常伴有偏壓。洞口施工一般采用10～20米長管棚，其余采用超前小導管。㈠ 超前長管棚長管棚采用Φ1086熱扎無縫鋼管，管節長3m、6m，注漿采用水泥—水玻璃漿液。管距環向間距50cm，鋼管軸線與襯砌外緣線夾角1176。施工程序見超前長管棚施工程序框圖（）。施工方法長管棚施工工作面鉆孔采用兩臺XY28300D電動鉆機，注漿采用BW250/50型注漿泵。施工要點施工時運用測斜儀量測鋼管鉆進的偏斜度，保證鉆孔方向準確。為使鋼管接頭錯開，編號為奇數的第一節鋼管采用3m長鋼管，編號為偶數的第一節鋼管采用6m長鋼管，以后每節均采用6m長鋼管，避免鋼管接頭在同一斷面。注漿壓力達到設計終壓并繼續注漿10min以上方可結束注漿。㈡ 超前小導管 水泥漿液注漿工藝流程圖攪拌機水泥漿池注漿泵水泥水高壓閥孔口閥止漿塞注漿管注漿孔≥ 15cmφ42無縫鋼管鋼花管示意圖超前小導管采用φ42熱軋無縫鋼管，長4m。注漿花管的外露端支撐于開挖面后方的格柵鋼架上，與格柵鋼架共同組成預支護體系。采用1：1水泥漿液注漿。鉆機退回原位套管內注水清洗 分節裝入鋼花管接長鉆桿及套管一節鉆孔結束繼續鉆進開挖周邊放樣布孔套拱施工管棚鉆機就位安裝內鉆桿及套管取出鉆桿取出套管頂驅雙作用沖擊回轉下一根管棚鉆進雙液注漿隧道開挖鉆至設計長度鉆進結束達到注漿壓力 超前長管棚施工程序框圖㈢ 水平旋噴預支護施工沿開挖線外緣鉆設水平旋噴孔，旋噴樁直徑為60cm，每孔深13m，每孔向隧道半徑方向傾斜6176。，以便旋噴孔搭接，并留出鉆機的活動空間。拱部各孔用加有速凝劑的水泥漿液旋噴，以加快固結。，以保護工作面，減少漏漿。拱部各孔旋噴完畢，旋噴機退至后部進行邊墻外側傾斜旋噴，鉆機一次定位，邊墻采用水泥單漿液，旋噴樁可以根據實際的量測結果決定取舍。待鉆機退出后即進行拱部開挖，開挖完畢后即架立兩榀鋼拱架，按設計厚度噴射混凝土，并與旋噴拱連成一體。邊墻傾斜旋噴完畢后，鉆孔移至前方拱部旋噴后，即可進行下部斷面開挖。每推進1m，隨即接長邊墻鋼拱架，并進行底部封閉，噴射混凝土緊跟，待噴射混凝土封閉環完成后，即可自下而上灌注二次襯砌。五、瓦斯地段施工㈠ 煤層探測及煤與瓦斯突出預測煤層探測及煤與瓦斯突出的研究表明，煤層畸變、分岔、煤厚突變處是最易發生突出現象的部位，而施工中若誤揭煤層則會誘發災難性事故。因此，了解煤層的賦存形態，通過標志層判定煤層就尤為重要。在開挖工作面距預測煤層位置10m以外，于上部導坑打3孔超前鉆孔，詳細記錄巖芯，尋找標志層，確定煤層編號，及記錄煤層空間位置及煤層厚度。根據“煤規”規定，超前鉆孔必須穿透煤層全厚并進入底板巖層（底板標志層），其終孔位置應控制在開挖輪廓外5m左右。為掌握煤層變化情況，隧道下部導坑也需打1～2孔超前鉆孔，與上部導坑之鉆孔相互印證。開挖面掘進至已定位煤層凈距為5m時，首次揭煤前作2個預測孔，對煤與瓦斯賦存條件、突出程度進行預測，以確定防突措施。通常首次預測確定煤層具有突出性后，該層煤即為突出煤層。由于煤與瓦斯突出的機理十分復雜，因此，在其它部位施工時，仍應進行檢驗性預測孔預測。對煤與瓦斯突出的預測方法多種多樣，而又各有局限性，除常用的鉆屑指標法外，還有“鉆孔瓦斯涌出初速度法”、“綜合指標R值法”以及近年發展的“聲發射預測”、“紅外測溫預測”、“氦、氬同位素預測”等等。施工中，經常采用多種預測方式，以期全面地、多角度地進行煤與瓦斯突出預測，提高預測準確率。但預測仍以常用的鉆屑指標法為主。鉆屑指標法臨界值 最大鉆屑量SK鉆屑解析指標突出危險性Kg/mL/m△hzk（Pa）Ck(Ml/g*min1/2)ff6200突出危險6200突出威脅此外，在鉆孔時利用所測瓦斯涌出初速度gh?k及利用每米鉆孔最大鉆屑量、最大瓦斯涌出初速度確定的R值，也可作為預測突出的指標。㈡ 防止煤與瓦斯突出的措施抽放與排放的選擇對于突出煤層，降低煤層瓦斯壓力是至關重要的措施。一般對于局部防突多采用抽放或排放。采用抽放時，由于負壓可使鉆孔數量大為減少，按技術要求抽放負壓應不小于13kpa，抽放率應達到25%才能有效地止住突出。然而，由于突出煤層多具有透氣性系數低，（達西），故抽放效果難以保證。另據美國洛杉機地鐵在粉細砂層內進行的抽、排放試驗資料，抽放與自然排放對相鄰監測井中的有害氣體濃度，由此而論，隧道抽放瓦斯效果還需設一套空氣注入系統方可快速有效，這顯然會增加工程投資。排放范圍為隧道開挖輪廓以外5m。排放步驟與隧道開挖步驟相適應，由距煤層凈距5m處掌子面施作排放鉆孔。實際上，考慮先揭煤之施工部分開挖面的排放鉆孔，則排放鉆孔可減少10%以上。排放至瓦斯壓力小于本礦區最小突出瓦斯壓力值后，即可揭煤。揭煤工程措施揭煤采用金屬骨架支護，震動放炮揭開石門，爭取一次揭開煤層。在煤與瓦斯突出事故中，揭開石門導致突出所占比例雖不高，但其強度卻很大，因此，首次揭煤應引起高度重視。而在煤層中掘進，煤與瓦斯的動力現象多為小型突出或壓出、傾出為主。由于掘進過程中破壞了原有應力場，二次應力的產生及集中作用，巖體受爆破影響后的弱化作用，都為煤層彈性儲能的釋放提供了條件，煤與瓦斯的突出多發生于開挖爆破后。因此，安全揭煤首先要對周邊煤體進行適當加固，限制開挖后應力場的變化范圍，結合防突采用的金屬骨架，采用不同外插角的自進式錨桿。其中，大外插角者，以超前加固巖（煤）體、封閉開挖范圍以外煤體裂隙，以縮小巖體松弛區，防止大變形的發生，減少瓦斯涌入坑道的數量。小外插角者，作為揭煤之金屬骨架防止煤與瓦斯的突出，同時也是作為保證施工安全的超前小管棚。防止煤與瓦斯突出的備用措施布設較密集的排放鉆孔本已起到了煤體的卸壓作用，若排放效果不理想時，還可利用這些排放孔進行水力沖孔，誘導煤層噴孔現