1、隧道岩溶专项施工方案设计新建太原至焦作铁路TJZQ-10标珏山隧道岩溶注浆专项施工方案 编制： 复核： 审核： 中铁十一局集团太焦铁路TJZQ-10标项目经理部二一七年三月珏山隧道岩溶注浆专项施工方案一、编制依据、范围及原则1.1编制依据1、国家相关法律、法规和铁道部相关规章制度，国家、铁道部颁发的现行规范、规程、验标等各项技术标准和有关的法律、法规。2、高速铁路隧道工程施工质量验收标准（TB 10753-2010）；3、高速铁路隧道施工技术规程（Q/CR9604-2015）；4、铁路工程设计防火规范（TB10063-2007 J774-2008）；5、铁路隧道工程施工安全技术规程（TB 10
2、304-2009）；6、大西铁路客专公司工程建设项目隧道施工管理办法（修订）大西铁工管201644号7、大西铁路客专公司工程建设项目隧道注浆管理办法8、新建太焦高铁山西段站前工程TJZQ-10标段实施性施工组织设计9、珏山隧道施工组织设计10、关于开展在建铁路隧道、路基基底岩溶探测工作的通知（工管质安电2013198 号）11、施工前期踏勘、调查、采集和咨询所获取的资料。12、我单位拥有的科技工法成果和现有的企业管理水平，劳力、设备技术能力，以及在同类铁路施工中所积累的丰富的施工经验。1.2编制范围 适用于太焦铁路TJZQ-10标段珏山隧道起讫里程为DK302+700DK316+121，隧道长
3、度13421m，岩溶注浆段落。1.3编制原则1）严格遵守部颁规范、规程和规则等技术标准的原则铁道部颁发的现行各项施工技术规范、规程，技术方案编制中将严格遵守这些行业标准并将其贯穿于整个实施性施工组织设计当中。 2）全面响应投标文件和设计图纸要求的原则在充分领会投标文件要求和设计意图的前提下，结合现场调查情况及我单位的实际施工能力和水平，力求工期、质量、安全和技术方案等各方面能充分满足投标文件和设计图纸要求，并相应制定出完善的保证体系和保证措施，确保各项目标的实现。3）确保工程质量和施工安全的原则以项目质量目标为标准，制定创优规划，严格执行现行铁路质量标准，制定科学合理的施工方案，采用先进的施工
4、工艺和施工方法。确保工程质量必须符合国家和铁道部有关标准、规范及设计文件要求，检验批、分项、分部工程施工质量检验合格率必须达到100%，单位工程一次验收合格率必须达到100%，实体工程质量零缺陷，实车最高检测速度达到设计速度的110%，开通速度达到设计速度。施工中以质量安全为核心，全力打造精品工程、安全工程，坚持“百年大计，安全第一，质量为本”的方针，杜绝较大及以上施工安全事故；杜绝较大及以上火灾爆炸事故；杜绝因建设引起的较大及以上铁路交通事故；遏制一般生产安全事故；遏制因建设引起的一般铁路交通安全事故。4）坚持文明施工，注重环保和水土保持的原则精心组织、严格管理、文明施工，在方案的编制上力争
5、把施工对周围环境的影响降低到最低限度，并制定出详细的文明施工和环保措施，严格执行“三同时”：同时设计、同时施工、同时投入使用，把环境保护与水土保持工作与工程安全、质量和进度放在同等位置管理。5）力求施工方案的适用性、先进性相结合的原则结合本管段工程特点，搞好劳力、材料、机械的合理配置，推广“四新”技术，采用成熟可靠、先进的施工方法和施工工艺，力求施工方案的适用性、先进性相结合，做到施工方案科学适用、技术先进，确保实现设计意图。6）施工过程标准化原则本项目实施过程中将严格落实“六位一体”和坚持“高标准、讲科学、不懈怠”管理要求，以施工质量安全为核心，依据项目管理理论和系统工程理论，按照先进性、系
6、统性、统一性、文化性的要求，以机械化、工厂化、专业化、信息化等现代化手段为支撑，强推“架子队”管理模式；以管理制度标准化、人员配置标准化为基础，强化现场管理标准化和过程控制标准化，全面实现建设管理标准化的目标。二、工程概况2.1线路概况1）本隧道位于晋城市泽州县，进口里程为DK302+700,出口里程为：DK316+121，全长13421m。珏山隧道线平面位置见下图所示。2.2主要技术标准本标段为新建太原至焦作铁路山西段正线，线路的主要技术标准如下：铁路等级：高速铁路；正线数目：双线；设计行车速度：250km/h；线间距：4.6m；最大坡度： 一般20，困难30；最小曲线半径： 一般3500m
7、，困难3000m；牵引种类：电力；列车类型：动车组；到发线有效长度：650m；列车运行控制方式：自动控制；调度指挥方式：综合调度集中。2.3主要工程内容和数量2.3.1主要工程内容本隧道位于晋城市泽州县，进口里程为DK302+700,出口里程为：DK316+121，全长13421m。其中级围岩共1586m，占隧道总长的11.82%；级围岩3230m，占隧道总长24.06%；围岩共4688m，占隧道总长34.92%；级围岩3917m，占隧道总长29.18%。隧道进口DK303+923.01802段位于直线段上； DK302+923.01802DK305+628.44600段位于r=5000m左偏
8、曲线上。DK305+628.44600DK315+417.01558段位于直线上。DK315+417.01558隧道出口段位于r=4500m左偏曲线上.隧道进口DK308+000段位于17的下坡； DK308+000DK315+200段位于9.5的下坡。DK315+200隧道出口段位于6的下坡。辅助坑道共设置3座斜井，其中珏山隧道1#斜井长976m，采用双车道无轨运输。珏山隧道2#斜井长1001m，采用双车道无轨运输。珏山隧道3#斜井长963m，采用双车道无轨运输。斜井与隧道平面示意图如下。 2.3.2主要工程数量 本隧道分工区主要工程数量工程名称斜井长度m正洞长度m开挖m混凝土m喷射砼m钢筋
9、t钢支撑t珏山进口1760232890.23051614.06712374.9501051.0511110.274珏山1#斜井9763470435301.00083408.54812454.5051177.045551.185珏山2#斜井10012910380744.98078505.43919468.0201617.8881816.606珏山3#斜井9633110406233.97083909.78919548.2861732.6001816.606珏山出口2042278434.10062566.63717029.9682084.7971567.1762.4 征地拆迁情况（1）珏山隧道出口:
10、中国铁塔公司移动和联通通信基站（2座）待拆除。2.5 主要工程特点2.5.1 外部环境特点（1）施工协调难度大珏山隧道位于山西泽州猕猴省级自然保护区内。同时，按照功能区调整报告的要求，隧道弃砟必须运输至保护区以外，施工协调难度大。运输道路途经军事管理区，施工协调难度大。（2）大临设施布设困难珏山隧道施工便道主要走行于山区，需要新修的进场便道较长，地形复杂，修建难度大，供电供水通信困难。 （3） 环水保要求高线路穿越或经过多处自然保护区和环境敏感点，环境保护、水土保持要求较高。要严格控制弃碴场、临时工程、隧道等工程施工，减小对环境的影响。2.5.2工程内部特点（1）珏山隧道属于全线重点工程，隧道
11、全长13421m，最大埋深270.5m。围岩性质主要为：黄土、泥岩、灰岩、砂岩。隧道洞身先后经过 10 条断层。不良地质现象主要有塌方、突水突泥、冻害、地表水土流失、大变形。（2）隧道下穿村庄附近，下穿晋新高速公里，晋张线等有可能引起地基沉降。 （3）珏山出口存在土石分界，有可能引起洞身偏压可能性。 （4）由于岩层裂隙发育，断层储存在富水的可能性。 （5）2号、3号斜井、正洞出口、洞口地形陡峭，存在落石现象。2.6 自然特征2.6.1 地形地貌隧道区位于晋城市泽州县金村镇，地貌形态总体属于中山区。进口地面高程718.34m，出口高程557.61m。中间地段主要以中山为主，地形切割较浅，其中沟谷
12、发育，海拔在511.93850之间，最高点位于金村镇东峡村北岭，海拔850m，最低点位于大箕镇东坡沟处，海拔511.93m，相对高差338.07m。沿线地表多覆盖黄土，局部基岩裸露，地表植被不太发育。2.6.2 工程地质A、地层岩性隧道区范围内主要分布地层为细角砾土、新黄土、老黄土、泥岩、砂岩、石灰岩、泥灰岩、角砾状泥灰岩、角砾状石灰岩、白云岩。B、地质构造本区位于晋豫两省相邻地区，以晋东南山字形构造为主，山字形构前弧西翼西起曲沃、绛县一带，东翼出省界至辉县、汲县一带，脊柱南起泽州周村，北至泌水沛庄出区界至安泽、长子一线，弧顶在河南济源和泌阳之间，东西长约220km，南北宽约100km，本区位
13、于山字型构造的中、北部。隧道洞身先后经过10条断层。2.6.3 水文地质A、地表水测区内河流不发育，冲沟水流主要受季节性控制，丰水期冲沟内可见水流。B、地下水本区地下水主要基岩裂隙水和岩溶水，赋存于裂隙、溶洞、溶隙中，局部水量较丰富，主要分布于古岩溶发育段落，向斜区域，地下水主要接受大气降水补给，地下水水位、水量随季节性变化明显。雨季水量较大，旱季水量相对较小。C、隧道涌水量预测珏山隧道正洞涌水量预测正常涌水量Qcp=32335.96m3/d，最大涌水量Qmax=95045.98m3/d，预测涌水量结果如下表所示：珏山隧道正洞预测涌水量分段表起讫里程长度（m）段落正常涌水量Qs（m3/d）段落
14、最大涌水量Q0（m3/d）DK302+700DK303+6609604791408DK303+660DK306+200254017205057DK306+200DK307+400120011833478DK307+400DK309+100170016744921 DK309+100DK310+800170018405407DK310+800DK312+700190020476018DK312+700DK315+6002900961828272DK315+600DK316+1215217542218合 计辅助坑道预测涌水量结果表辅助坑道名称长度（m）隧道正常涌水量（m3/d）隧道最大涌水量（m3
15、/d）1#斜井97699029092#斜井1001161947603#斜井96611243305合 计29433643109742.6.4 气象特征本标段气候属于暖温带半湿润大陆性季风气候，四季分明，昼夜温差大，冬季寒冷干燥，夏季炎热多雨，降水量多集中在七、八月份，季风气候明显，按对铁路工程影响的气候分区焦作晋城为温暖地区，高平晋中为寒冷地区。2.6.5 土壤最大冻结深度本标段土壤最大冻结深度0.37m。2.6.6 地震动参数根据GB183062015中国地震动参数区划图以及太原至焦作客运专线地震安评报告，结合实地调查情况，地震参数里程划分如下：DK302+647.55DK327+199.91
16、 地震动峰值加速度为0.05g（VI度）2.6.7 不良地质（1）滑坡滑坡多发育在沟谷两侧斜坡上，可形成滑坡群、大型滑坡、小型滑坡、滑塌、溜塌等。线路通过应根据不同的滑坡规模选择合理的措施，对于滑坡群、大型滑坡必须避让，对于小型滑坡、滑塌、溜塌优先避让，其次考虑工程治理措施。（2）崩塌落石沿线山区出露有泥岩、砂岩、石灰岩、页岩等地层，受构造运动的影响，节理裂隙发育，岩体完整性差，加之差异风化，临空面易发生崩塌落石。（3）岩溶隧道区遇洞率为50%，线溶率1.6512.85%，属于岩溶中东发育区。河谷侧壁稳定分布岩溶发育带。随着地壳抬升，河流下切沟谷在侧壁分布向岩体侵蚀迹象，经调查该岩溶位置大部分
17、位于奥陶系中统下马家沟组（O2X）底部角砾状灰岩薄层状泥灰岩。该隧道岩溶界面高程约为560m，影响幅度20m，影响范围高程为580m540m，范围内岩溶发育，分部里程DK313+342DK316+080。2.7 交通运输情况沿线交通以公路为主，主要运输道路有：二广高速、晋新高速、国道G207、晋张线及部分乡村道路。三、施工准备本标段所处地区岩溶发育。珏山隧道施工在部分岩溶地段。设计岩溶段加固采用钻孔注浆地基加固方法。在地质加固处理前，岩溶地基处理按“先探后灌，探灌结合”的原则进行，钻孔应统一编号，利用30%注浆孔作为补充勘探孔进一步查清岩溶发育情况，勘探孔宜均匀布置，具体布置按设计图进行，勘探
18、孔底遇有溶洞时应钻入洞底不小于2米，补充勘探结果报设计单位，以便进一步明确岩溶地基处理措施。在未确定岩溶地基处理措施前不得进行岩溶注浆施工。施工前应做好相应的准备工作。1、组建注浆施工班组，明确人员分工及职责；2、组织机械设备人员进场，并进行设备及水电的安装调试；3、对全体施工人员进行技术质量安全环保交底及培训，明确施工工艺质量标准，落实进度计划计保证质量安全措施；4、组织原材料分批进场数量，以满足正常施工进度为准，材料检验单，出厂证明应齐全完备；其中土源是在当地采选的表层腐殖土，用工程车运至施工现场；5、试验室对进场材料进行取样检验。四、拟投入的人员及机械设备每个岩溶灌浆工点拟投入人员表序号
19、工种人数备注1现场管理12技术负责13班组长14钻机工25浆液配制搅拌工46司泵27电工18普工69记录员1 总计 19每个岩溶灌浆工点拟投入机械设备表序号设备名称型号单位数量备注1钻机无锡30型 台 22拌浆机SM-200 台 23搅拌式贮存桶SS-400 只 44液压注浆泵SYB50/50 台 35流量压力自动记录仪SPQ-850 台 4总计 15五、施工工艺及方法5.1注浆工艺岩溶注浆施工主要工艺流程见“岩溶注浆施工工序流程图”。5.2工艺要点及技术措施 施工准备施工场地预先平整，并沿钻孔位置开挖沟槽和集水坑。在每次注浆施工前，对钻机、注浆泵、拌浆机等机械进行检查、调试、维修，使其保持良
20、好的状态。 定孔位根据设计要求由测量班准确放出注浆孔位置：布控按设计采用正方形布置，以左中线上的桩位控制点，向两侧延伸，最外侧要加固设计要求边界。 钻机与注浆设备就位注浆孔位标定后，移动钻机至钻孔位置。钻机就位后，用倾斜尺、水平尺等工具调整钻机角度，使得钻机呈水平，安装牢固，定位稳妥。 钻进将钻杆对准所标孔位，开孔直径110mm（开孔直径不能小于设计要求）。开孔时要轻加压、慢速、大水量，防止将孔开斜。注浆孔应统一编号，注明施工次序，跳钻施工，首先在两侧外缘进行注浆，再在中部进行，中间孔一方面作为两侧孔注浆效果的检查孔，又作为下一道工序的注浆孔，在两侧进行注浆时，也必须采用间隔注浆法，以提间注浆
21、效果，也不能全部钻完后再注，以免引起孔位窜浆，增加注浆难度和清孔工作量，沿线路方向每100米设一帷幕区域，先进行帷幕孔钻孔注浆，再进行帷幕内部钻孔注浆，为防止覆盖土层塌孔，土层范围内钻孔套管跟进，并固结在基岩上。加固深度不能小于设计深度，若施工过程中遇溶洞，应钻至溶洞底板下1.0m。钻进过程中注意观察地层变化，详细作好钻孔记录每个注浆孔垂直偏斜率、孔位偏差、钻孔倾角、钻孔深度、钻孔时间等）。注浆孔施工执行铁路工程地质钻探规程。 岩溶注浆施工工艺流程图 注浆施工A.试泵开泵前先将搅拌桶中加满清水，三通转芯阀调到回浆位置，待泵吸水正常时，将三通回浆口慢慢调小，泵压徐徐上升，当泵压达到预定注浆压力时
22、，持续二、三分钟不出故障，即可结束。B.安装注浆管和止浆塞钻孔完毕，进行清孔检查，在确认没有坍孔和探头石的情况下，方可下管。否则，必须用钻机进行扫孔。注浆套管外露的长度不小于0.3m，以便连接孔口阀门和管路，嵌入基岩大于0.5m，用M15水泥砂浆(或用水泥与水玻璃混合浆)固结,并将孔口套管四周捣实封闭,防止浆液从套管周围冒出,影响注浆效果。注浆管安放好后，在注浆管管口加上孔口盖，以防止杂物进入。C.压水试验用1.52倍于注浆终压对系统进行压水试验检查；检查管路系统能否耐压，有无漏水；检查管路连接是否正确；检查设备机况是否正常；使设备充分热身。试运转时压水压力由小逐渐增大到预定注浆压力，并持续1
23、5min。D.浆液配制进场注浆材料必须符合要求，注浆用水应是可饮用的河水、井水或其他清洁水，水泥采用普通硅酸岩水泥，水泥标号为PO42.5。水泥应保持新鲜，一般不应超过出厂日期三个月，受潮结块不得使用，水泥的各项指标由实验室现场抽样检验。施工中采用的水玻璃波美度为3843Be，模数2.43.0。a 纯水泥浆：水灰比0.8:11:1的纯水泥浆用于全填充岩溶及岩溶孔土层部分注浆。b 水泥砂浆：水：水泥：砂=（0.81.0）：1.0：1.0，用于无填充物的大溶洞。c水泥水玻璃浆：溶岩连续灌浆15t不见仍不见灌浆压力上升或吸浆量下降及地表冒浆等情况，采用提高浆液浓度或双液压浆措施。双液压浆时采用水泥浆
24、与水玻璃之体积比1：0.08实验人员负责现场监督浆液的拌合并进行抽样检测，以保证浆液的拌制质量。d注浆压力及顺序注浆压力一般基岩中为不小于0.10.3MPa，岩土界面附近逐步加大到0.30.5 MPa。注浆孔施工应自隧道两侧向线路中心的顺序进行，先两侧后中间，以保证注浆质量。注浆施工按照注浆技术规程(YBJ44-92)有关规定与设计要求进行。 结束注浆当注浆达到下列标准之一时，可结束该孔注浆：A.注浆孔口压力维持在0.2MPa左右或者逐渐上升到0.4MPa，吸浆量不大于40L/min，维持30min。B.冒浆点已出注浆范围外35m时。C.注浆钻孔基岩完整，或多次注浆，孔口压力超过1.5MPa。
25、D.单孔注浆量达到平均注浆量的1.52.0倍，且进浆量明显减少时。 提管、回填注浆完成后应立即拔管，若拔管不及时，浆液会把注浆管凝固住而造成拔管困难。拔出管后留下的孔洞，及时用水泥砂浆封孔。5.3注浆效果检查岩溶注浆完毕后，我们通过4种方式进行注浆效果的检查：压浆前后遵循铁路工程物理勘探规程(TB10013-2004)采用瞬态面波法进行探测。根据注浆前后瞬态面波VR特征的变化对比，确定注浆效果较好确实起到加固地基的效果。根据注浆前后钻孔试验的单位长度吸水量对比，检查注浆效果。在钻孔注浆后，单位长度吸水量小于注浆前吸水量4%左右。钻孔检查。检查孔数为注浆孔数量5%计，取芯后发现浆液充填密实。5.
26、4注意事项施工前查明隧道附近的岩溶情况及成因（如岩溶类型，发展规律，有水情况，溶洞顶板厚度及岩石破碎程度等），以便采取有效措施。对隧道下危害性大的岩溶必须将处理经过、施工方法及发现问题采取的措施等，随时记入工程日志簿中，以备查考。隧道附近岩溶的处理，根据设计检算决定，严格按设计要求处理。当岩溶中遇有软弱填充物质时，视情况加以清除，同时将岩溶表层的风化破碎层凿除再砌筑片石或灌注混凝土。在有水岩溶的出入口，禁止弃碴堵塞。同时做好排水措施，准备好排水设备，以免造成质量事故。对有水岩溶采取疏导措施，不得任意堵塞其出口。 注浆管线固定，不宜过长，一般为3050m，以防压力损失。 注浆孔应跳孔施钻,不得全
27、部钻孔完成后再注浆,以免孔位串浆.注浆孔施工应自隧道中心的顺序进行，先两侧后中间，以保证注浆质量。 当出现串浆或地表返浆,采取间歇注浆方式,间隔时间30到60分钟。六、 注浆管理流程 根据大西铁路客专公司工程建设项目隧道注浆管理办法中规定，隧道工程注浆按照动态设计进行管理，采取“先批准、后实施，五方确认，第三方审价”的原则予以控制，根据地质勘察、超前地质预报和现场揭示的地质情况，及时调整注浆预设计。 对施工图明确规定的注浆段落，在隧道开挖接近注浆段落时，由施工单位填写变更建议书报公司指挥部，公司指挥部组织四方现场会商，设计单位进行地质核对，若核对结果与施工图地质不一致，差别较大时，应调整原预设
28、计处理方案，办理变更设计。对超前地质预报或开挖揭示出溶腔、隧底或周边探查出溶腔、采空区等后，施工单位填写变更建议书报公司指挥部，由公司指挥部组织召开四方会议形成会商记录，根据会商结果，由设计单位对隧道溶岩、断层破碎带、采空区（洞穴）等进行探查，探明并确定隧道岩溶、断层破碎带、采空区等的范围、深度、预计空间大小，根据探明的情况，编制专项注浆预设计处理方案，并经施工图审核单位审查同意后，方可实施。每个注浆连续段（含堵水、岩溶、断层破碎带、采矿区等）注浆处理结束后一周内，施工单位及时组织施工资料整理，编制注浆总结报告（文件），按附表7的格式报送监理、设计、施工图审核单位签认盖章后上报建设单位指挥部。
29、注浆施工前，由我单位负责在工艺试验前3日书面通知监理和设计单位，设计、监理单位参加注浆工艺试验。我部负责做好工艺试验记录。若需修订注浆施工参数时需及时通知设计、监理单位当日确认。注浆过程中，现场技术人员进行旁站，监督、检查、进行必要的影像资料记录，并按照注浆结束条件同监理一同确认注浆效果。 注浆结束后，我部按照设计要求的质量检验手段如采取物探、钻芯、注水试验等方法进行注浆效果的验证。并邀请监理单位见证、旁站，做好影像记录。 我部及时将岩溶区超前地质预报、周边及隧底探查资料报设计、监理单位。 注浆前开展工艺试验，制定施工方案报批并组织实施，按附表5格式每周五报公司指挥部。 对注浆所用的材料应单独
30、管理，并建立台账。注浆过程及时收集和整理注浆施工记录、注浆孔位竣工图、影像记录、检验记录等，做好过程原始记录等资料。编制注浆总结报告文件上报。 隧底为可溶岩的隧道及永久斜井均需进行隧底岩溶探查，相关要求及原则如下：1.隧底岩溶探查主要为地质雷达和地震映像两种方法，其中，级围岩采用两种方法相互印证探查，级围岩采用地震映像法探查。地质雷达应采用天线频率小于等于 100MHz 的仪器（同时保证探查深度的要求），地震映像地震点间距 2m。2.隧底岩溶探查于隧道仰拱或底板施工完成约 2km 后开始施做。3.每种方法各布置 3 条测线，其中，测线 1 位于距左侧排水沟边约 1m 处，测线 2 位于距右侧排水沟边约 1m 处，测线 3 位于距中心
