1、通天河隧道右線掌子面( YK783+010 )出水 處理施工方案 一、工程簡介 通天河隧道位于青海省玉樹州結古鎮前進村三組村東南方向約 500m 處，為分離式隧道，左線 K781+940-K783+500 ，長 1560m ， 設計縱坡 2%-0.45% ；右線 YK781+940-YK783+500 ，長 1560m ； 設計縱坡 2%-0.45% 。 洞身圍巖巖性為第四系全新統殘坡積粉質黏土；第四系全新統坡 積層破碎石；進出口段坡積層下部分布第四系上更新統沖洪層粉質黏 土、粉砂、圓礫、卵石、漂石；下伏中生界上三疊統柯南群淺變質碎 屑巖，巖性為片巖。 根據隧址區的地層巖性、地下水水動力特征，

2、地下水的賦存條件 將地下水分為兩種類型： 第四紀松散巖空隙水和淺變質巖裂隙水。 第 四紀松散巖空隙水分布于坡體及溝谷，賦存于碎石土、粉質黏土中， 與地下水聯系密切， 補給源為大氣降水及地下水側向滲補。 淺變質巖 裂隙水主要賦存于中生界三疊系上統之柯南群變質巖風化帶的裂隙 中，受控于風化層厚度變化，透水性及富水性較好。補給源為大氣降 水，受季節影響，水量變化大。 二、施工情況 2012年7月25日，開挖至 YK783+000 里程時，掌子面左側邊墻高 約1.5m位置處出現股狀水，呈噴涌狀，出水量約為 75m3/h，且掌子 面左側(尤其在滲水處)巖層走向為水平方向，節理發育，并含有閃 亮反光的煤矸

3、石。掌子面右側巖層走向與水平面呈 60夾角，不同于 左側，與之前無較大的變化。 2012年7月26日，開挖至 YK783+002 里程時，掌子面新增 3股出 水， 分別位于掌子面左側拱腰、左側仰拱頂 3米、1.5米、2米處。水質清， 呈噴涌狀，出水量約為75m3/h。掌子面巖層走向與水平面呈60 夾角, 掌子面圍巖完整、自穩性較好，無軟弱夾層。 2012 年7月29日，通天河隧道右線開挖至 YK783+010 里程時，掌 子面揭露圍巖為中薄層片巖，巖體較破碎破碎，節理裂隙發育，在 掌子面左側布設了 4個50探孔，長度為5m，鉆孔至1.5m2m時，4 個孔均先后有股狀水流出，且噴至3m遠，水量約

4、150m3/h。當天，參 建各方討論了通天河隧道右線掌子面( YK783+010 )出水情況處理 初步方案。 2012年8月6日，參建各方討論了通天河隧道右線 YK783+010 YK783+045 段注漿堵水施工方案。 2012 年 8 月 12 日， 我部根據“通天河隧道右線掌子面 (YK783+010 )出水情況處理初步方案討論會會議紀要”要求與“共玉 隧道咨詢組2012第 B13 號文件”精神完成了通天河隧道右線掌子面 (YK783+010 ) 5個超前探孔，探孔深度均為 35m，結合鉆孔記錄 分析，探孔出水存在連通現象，總出水量為 340m3/h,實測水壓為 0.49Mpa ，前方圍

5、巖較破碎，裂隙發育，存在軟弱夾層。 2012 年8月13日至2012年8月20日期間，我部按照 2012年8月6 日參建各方討論的通天河隧道右線 YK783+010YK783+045段注漿 堵水施工方案要求。對現行掌子面進行了止水處理。 三、施工方案 1 、編制原則 ( 1 )重視生態環境，在施工期間及竣工通車后保證不發生水土 流失，不破壞三江源核心保護區植被與水系。 保證現有隧道排水管能 夠滿足要求，避免往前開挖后，出水量大于排水管最大排水量，保證 隧道使用功能。 ( 2)治水原則：結合高原高寒地區隧道病害特征，隧道出水“以 堵為主、限量排放”的處治原則，采取切實可靠的設計、施工措施。 注漿

6、施工技術先進、注漿方案可行、方法穩妥可靠、高效、安全、不 留后患。 （3）堅持實事求是的原則， 求真務實， 正確選擇注漿施工方案， 合理安排施工順序，加快施工速度，做好人力、物力的綜合平衡，均 衡生產。 （4）以確保施工安全、質量、工期、環境保護和投資為目標。 （ 5）重視隧道的工程地質、 水文地質調查及超前地質預報工作， 建立以地質工作為先導、以量測為依據的信息化防排水施工管理體 系。 （6）嚴格執行設計文件、技術規范和標準的要求。 2、編制依據 （ 1）共和至玉樹（結古）公路兩階段施工圖設計 。 （2）踏勘工地，從現場調查、采集、咨詢所獲取的資料。 （3）我單位施工能力和類似工程的施工經驗

7、。 （4）現場踏勘調查所獲得的工程地質、水文地質、當地資源及 施工環境等調查資料。 （5）我集團公司所擁有的技術裝備力量、機械設備狀況、管理 水平、工法及科技成果和多年積累的工程施工經驗。 3、實施方案 開挖前采用探孔注漿與周邊注漿并利用周邊注漿孔安裝長管棚 和開挖支護后徑向補充注漿方案。針對目前 5 個探孔出水與鉆孔情 況，總體思路是鉆孔、注漿、檢查相結合，即通過鉆孔檢測前方水文 情況，同時通過鉆孔進行堵水注漿。 注漿孔采取全孔一次性注漿方式進行， 注漿順序為先探孔注漿后 周邊孔注漿，注漿采用普通水泥 -水玻璃雙液漿，注漿采取定壓注漿， 注漿壓力為：靜水壓力+（24）MPa。 掌子面前方進行

8、注漿堵水的同時，為避免后方初期支護造成水 流、漿液反竄，對后方初期支護背后巖體進行加固注漿。 隧道開挖支護后、二次襯砌施工前 ,若出水量不滿足隧道容許排 水量要求 ,對開挖后的富水段進行徑向注漿。 3.1 注漿堵水設計 3.1.1 C30混凝土止漿墻 (1) 止漿墻設計 根據煤礦部與鐵路工程圓梁山隧道、象山隧道帷幕注漿施工經 驗，結合本隧道水壓、 注漿壓力，隧道開挖斷面與周邊水系情況， 止 漿墻厚度定為2m，混凝土強度為C30泵送混凝土， 斷面為： 距離掌 子面1m (YK783+009+010 )為開挖輪廓線，距離掌子面 2m (YK783+009+008 )為初支輪廓線，基礎深度至仰拱填充

9、底面。 (2) 止漿墻錨固 為有效錨固止漿墻，在止漿墻施做段YK783+009.5、 YK783+008.5、里程部位沿開挖輪廓線(包括底板)徑向施作 2排J 25中空注漿錨桿，排間距100cm ,環向間距30cm ,單根長350cm , 伸入止混凝土漿墻100cm ;掌子面開挖輪廓線內100cm范圍之外部 位施作徑向衛25中空注漿錨桿，環、縱間距 40cm，梅花型布置，單 根長350cm (尾部焊接 50cm 25鋼筋成直角彎鉤)，插入墻體 150cm。中空注漿錨桿均注水泥水玻璃雙液漿， 水灰比W: C=0.8:1 , 水玻璃濃度35Be :水泥漿、水玻璃體積比 C:S=1:1，注漿壓力為

10、0.5Mpa1.0 Mpa，見圖1 (止漿墻施工圖)。 (3) 止漿墻施工 、北=空快擺省* I3C it.航相辭燼 外罵氏Ei|. 曲再龍幫1511 鄴沖冬竝樂常肝 陽管柚廂 屁 彷屮蹙iU在YK783+008里程部位支立模板，模板采用5cm厚松木板，工 16工字鋼作為模板骨架，工字鋼焊接在初期支護鋼支撐上，地錨與 斜撐加固模板，在關模之前將掌子面現有探孔用同材質、 同型號的鋼 管引出模板之外約50cm作為注漿孔口；混凝土一次性灌注，振搗入 模，2#拌和站供應C30混凝土，混凝土運輸車運輸混凝土，泵送入 模。 （4）止漿墻關水試驗 止漿墻達到強度后，進行關水試驗，對止漿墻漏水的地方采用小 導

11、管進行注漿處理，同時由于水壓上漲會使已經開挖支護的地段水壓 加大，同時將止漿墻后方48m實施徑向注漿，注漿里程為 YK783+008 YK782+960。 3.1.2超前探孔施工 鉆孔順序為先下后上（1#、5#、2#、4#、3#）,開孔位布置如圖 2示，終孔為開挖輪廓線外3米。 圖2前探孔開孔布置圖 （1） 鉆機就位后， 先用150鉆頭施鉆2.0m后進行孔口管安裝, 孔口管孔口段（離法蘭盤約 80cm120cm處）纏棉紗或麻絲圭寸孔， 人工就位，用挖機頂進直徑 150mm，長度2.0m的孔口管。 （2） 孔口管周邊布設四根錨桿與外露孔口管焊接牢固；錨桿采 用22螺紋鋼制作，尾部加工成“L”型，

12、長2.5m，錨桿與孔口管焊接 前必須先將焊接接觸面清理干凈，焊接接觸面不得有銹蝕、油漬、水 漬、碴子等，焊接牢靠、穩定，焊縫飽滿。 （3） 然后注雙液漿封堵（注漿壓力控制在 0.8I.OMPa ）填充 剩余管段與孔口管與孔壁之間的縫隙。 （4） 球狀高壓閘閥安裝，閘閥耐壓不得小于40Kg/cm 2,配齊墊 圈及螺栓，螺栓應擰牢固。 （5） 更換90鉆頭，開啟閘閥繼續鉆孔，鉆孔深度為 35m，過 程中技術人員詳細記錄進鉆情況（鉆桿速度及鉆桿跳動現象），地層 巖性（巖石顏色與沖洗液顏色、風化程度、巖石硬度）、各種不同地 質情況（水量、水壓及水質、軟弱面寬度及成分，破碎巖體的破碎程 度及寬度）及對應

13、深度等。 3.1.3超前探孔注漿 （1） 注漿工藝 探孔注漿采取全孔一次性注漿工藝。 采用90鉆頭鉆至35m （部分孔深37m）深孔后，關閉閘閥， 連接注漿管路。 進行管路閉水試驗，開啟注漿機，驗證管路達到設計注漿壓力 是否漏水，管路連接是否牢固。 注漿準備到位，按照設計要求拌制漿液，注漿材料、設備、電 力供應可靠，確保注漿不間斷。 注漿過程中有技術人員全過程旁站，詳細填寫注漿記錄。 達到注漿結束標準后停止注漿。 （2） 注漿參數 表1 注漿參數表 序號 參數名稱 參數值 1 注漿加固范圍 開挖輪廓線外 4m 裂隙 2 縱向加固段長 35m 3 開挖長度 30m 4 注漿速度 10 300L/

14、mi n 5 注漿終壓 靜水壓+24MPa 6 注漿孔數量 5 個 (3)注漿材料及配比參數 注漿漿液為普通水泥水玻璃雙液漿 ，注漿材料為：普通 PO.42.5水泥，水玻璃為35Be。水泥漿液水灰比為0.6 : 11： 1 , 普通水泥水玻璃雙液漿，體積比為 0.8 : 11: 1。 (4)注漿結束標準 注漿結束標準為“雙控”即注漿量與注漿壓力，注漿量按照公式 Q=Vn加1+ B)進行計算為930.5 m3,V為注漿加固體積(m3),注漿加 固體積按照全斷面4m加固圈、縱向35 m計算得出V =10338.5 m 3; n為地層空隙率(裂隙度)，取8% ；a為地層空隙或裂隙填充率，取 90%

15、為漿液損失率，取25%。 注漿壓力達到設計注漿終壓時立即停止該孔注漿。 3.1.4周邊管棚鉆孔施工與注漿 (1) 管棚導向管在施工止漿墻過程中預埋，導向管布置環向間距 為40cm，共37根(如圖3),孔口用工16工字鋼環向固定,導向管 采用直徑127mm ,壁厚4mm鋼管加工，長220cm ,尾部帶法蘭盤。 (2) 球狀高壓閘閥安裝，閘閥耐壓不得小于40Kg/cm 2,配齊墊 圈及螺栓，螺栓應擰牢固。 (3) 鉆機就位后，先用 110mm鉆頭鉆進37m后退出鉆桿， 鉆孔過程中技術人員詳細記錄進鉆情況，地層巖性、各種不同地質、 水文情況及對應深度等。 (4) 注漿工藝 管棚孔采用間隔注漿、單孔一

16、次性注漿工藝。 退出鉆桿后，關閉閘閥，連接注漿管路。 進行管路閉水試驗，開啟注漿機，驗證管路達到設計注漿壓力 是否漏水，管路連接是否牢固。 注漿準備到位，按照設計要求拌制漿液，注漿材料、設備、電 力供應可靠，確保注漿不間斷 注漿過程中有技術人員全過程旁站，詳細填寫注漿記錄。 達到注漿結束標準后停止注漿。 (2) 注漿參數 表2 注漿參數表 序號 參數名稱 參數值 1 注漿加固范圍 開挖輪廓線外 4m 裂隙 2 縱向加固段長 35m 3 注漿速度 10 300L/mi n 5 注漿終壓 靜水壓+24MPa 6 注漿孔數量 37 個 (3)注漿材料及配比參數 注漿漿液為普通水泥水玻璃雙液漿 ，注漿

17、材料為：普通 PO.42.5水泥，水玻璃為35Be。水泥漿液水灰比為0.6 : 11: 1 , 普通水泥水玻璃雙液漿，體積比為 0.8 : 11: 1。 (4) 注漿結束標準 注漿壓力達到設計注漿終壓時立即停止該孔注漿。 (5) 管棚安裝及注漿 單根管棚長37m，采用外徑108mm，壁厚6mm無縫鋼管加 工，管節長為300cm、600cm兩種，除孔口 450cm外剩余管段加工 成鋼花管，益漿孔徑為15mm， 間隔30cm梅花型布置， 管棚采用絲 扣連接， 絲扣長15cm，外徑114mm，壁厚6mm套絲鋼管連接，為 了使鋼管接頭錯開，編號為奇數孔位第一節管長為 3m,編號為偶數 孔位第一節管長為

18、6m,以后每節均為6m。 管棚下孔前對注漿孔進行掃孔。 注漿材料及配比參數 注漿漿液為普通水泥水玻璃雙液漿 ，注漿材料為：普通 PO.42.5水泥，水玻璃為35Be水泥漿液水灰比為0.6 : 11: 1 , 普通水泥水玻璃雙液漿，體積比為 1:1。 注漿壓力達到0.5Mpa時立即停止該管棚注漿。 3.1.5徑向補充注漿 (1) 注漿小導管 徑向注漿小導管采用42mm , S=3.5mm熱扎無縫鋼管加工， 管長5m， 前端加工封閉成錐型， 從管前端在管壁每隔30mm梅花型 布置46mm溢漿孔。小導管加工示意圖如圖 4所示。 管箍 .300 , 46溢漿孔 r 2陽一 :J: 圖4徑向注漿小導管加

19、工示意圖 (2) 鉆孔施工 徑向注漿采用風鉆鉆孔，垂直于開挖輪廓線環向布設 42注漿 孔。注漿鉆孔呈梅花型布置，布孔環向間距為 1.5m，縱向間距為 1.5m，拱墻部位在原初期支護上施工，但隧底徑向鉆孔施工若在仰 拱底部施做，后續在施工中央排水管時將會導致注漿加固圈的擾動破 壞，為了施工安全與注漿堵水效果，將隧底擴挖加深，進行網噴封閉 (C25噴射混凝土 20cm、鋪設6.5雙層鋼筋網片)，在中央排水溝 底部網噴封閉面上實施徑向注漿，之后在中央排水管管座兩側回填初期支護般賺 圖3管棚開孔布置圖 C15片石混凝土、安裝中央排水管、施做仰拱初期支護。布孔注漿見 圖5徑向注漿布孔注漿示意圖 （3）小

20、導管注漿 注漿工藝 徑向注漿采用全孔一次性注漿方式進行施工。 注漿參數 徑向注漿設計參數見表3。 表3徑向注漿參數表 序號 參數名稱 參數值 1 注漿加固范圍 YK782+960 YK783+008 與 YK783+010 YK783+040 段開挖支 護結束后超出隧道容許排水量的段落 環向4m 加固圈 2 布孔間距 環向 開孔間距 1.5m 縱向 開孔間距 1.5m 3 漿液擴散半徑 1.0m 4 注漿速度 10 50L/mi n 5 注漿終壓 1 2MPa 6 單孔注漿量 按 Q= nR2H n + B)進行計算確定。式 中：Q 注漿量(m3), R 擴散半徑 (m) , H 注漿段長(m

21、), n 地層裂 隙度或空隙率，a漿液填充率，B 漿液損失率。 注漿材料及配比參數 注漿漿液為普通水泥水玻璃雙液漿 ，注漿材料為：普通 PO.42.5水泥，水玻璃為35Be。水泥漿液水灰比為0.6 : 11： 1 , 普通水泥水玻璃雙液漿，體積比為 0.8 : 11: 1。 徑向注漿順序 按照先拱墻后仰拱，隔孔鉆孔注漿的方式進行。 注漿結束標準 徑向注漿結束標準為注漿壓力控制，注漿壓力達到 2 Mpa時停 止該孔注漿。 3.1.6總注漿量Q (m3) 總注漿量Q=Q1+ Q2+ Q3控制在1500m3以內，利用超前探孔 注漿量Q1，沿拱圈環向周邊注漿 Q2，徑向小導管注漿Q3。 3.1.7二次

22、襯砌施工前出水量控制標準 兩階段施工圖設計第四冊總說明明確全隧道涌水量為 479.7m 3/d，依據本隧道設計涌水量預測方法，預測通天河隧道進口 順坡排水容許涌水量為：479.7 032疋000=328.3 (m3/d)。 為滿足隧道排水要求，結合隧道容許排水量要求，可推測隧道 YK783+010YK783+500段每延米每天出水量控制標準為：328.3 - 930=0.35 (m3/m.d )。 四、機械設備配置 通天河隧道探孔注漿機械設備配套如表 4所示。 表4注漿機械設備配套表 序號 設備名稱 性能型號 單位 總計 1 鉆機平臺 自制 套 1 2 地質鉆機 鉆進能力大于 100m 臺 4

23、 3 注漿機 ZN8862-300/7 臺 2 4 攪拌機 2.5-22 型與 GZJB 型液 自制 臺 2 5 儲漿桶 自制 個 2 五、安全、質量、環保措施 1、安全保證措施 （1 ）建立建全各種崗位安全責任制，并設立專職安全員，嚴格 執行現場交接制度。 （2） 加強施工人員的安全意識，進行崗前安全培訓，進場人員 必須配備安全帽、防護鞋、防塵口罩等防護用品。 （3） 嚴格遵守鉆探注漿安全操作規程，杜絕野蠻施工； （4） 各連接部件必須采用符合要求的高壓配件，安裝高壓管路 和泵頭各部件時，各絲扣的連接必須牢固擰緊，注漿前必須對各連接 部位進行檢查，確保連接完好，防止高壓下脫開傷人。 （5） 注漿時，禁止現場人員在注漿孔附近停留，防止閥門破裂 傷人。 （6） 注漿開始時，先開進漿閥，再關閉泄漿閥；注漿結束時， 先打開泄漿閥，再關閉進漿閥。應避免兩個閥門同時關閉，防止因此 造成壓力突然升高產生危險，同樣，拆卸注漿管必須待降壓后才能進 行。 （7） 注漿時不