方案隧道工程涌水处理专项方案（中铁）

建筑资料下裁就崔级龙网XX涌水分析案编制：复核：审核：二O—二年十一月九日 建筑资料下载就在筑龙网XX斜坡道工程涌水段处理方案一、工程概况1・XX斜坡道工程总长为2916.172m,其中正常段2128.882m（净断面为24.98m2,掘进断面分无支护、锚杆支护、锚喷及混凝土支护三种方式，掘进断面分别为26.56ni2、26・56ni2、31.07m2）o嗣内最大坡度为15%,为反坡施工。2.xx斜坡道工程掌子面施工至（K1+562处）处，埋深在300m左右，2012年11月下午拱顶及仰拱有多处股状裂隙水涌出，涌水量约20m3/ho考虑到酮内今后的施工及运营安全，经建设单位、监理单位及施工单位现场踏勘原有施工方案及工法无法适应该地层段施工条件，决定对丽内涌水进行处理、调整方案以适应施工。二、涌水分析据现场观察，在打拱顶炮眼孔，有几个孔打入l-2ni左右时有黑泥流出，右上拱顶处一个孔，打完2m深时有水喷出，射水长度30ni,落水高度5.5m,清水无浑浊，为压力水，同吋在左侧仰拱及中部有几处涌水口。由于木工程缺乏地质详勘资料目前只能根据该隧道的岩溶地下水系统特征，涌水点附近的裂隙、岩溶发育情况的调查，以及涌水点水量的变化、淤泥特征分析，虽然该处隧道埋深较深，但在山体形成过程中山体岩体间形成多条支流，使原山体水平发育的薄状岩层出现斜向裂隙，水压增大切断了支流的末梢系统，由于压力较大破坏防水系统流入隧道。结合周边其他丽内的涌水情况，为防止在继续掘进的过程中出现更大量的涌水，为避免材料设备的浪费，本次方案编制考虑xx斜坡道工程全长范围。三、处理方案根据以上分析，为提高防水效果，有效地加快工程进度，提出了注浆止水的处理方案。结合本涌水区段水文地质分析，决定采取“以注浆封堵裂隙为主，排堵结合”的原则进行处理。具体措施如下：处理流程：①钻注浆孔②周壁注浆加固③注浆效果检查④增设排水设施（电缆、变压器、水泵、水管、水箱）⑤分级排水1•钻注浆孔-初堵 1.1周壁注浆堵水 隧道拱部及仰拱进行周壁注浆，封堵与隧道接触处溶蚀裂隙及溶蚀管道。1.1.1注浆管釆用7611U11热轧无缝钢管，壁厚3mm,管壁钻孔，单根注浆管长度L=5m,纵环向间距1.2m*1.2m。1.1.2注浆用浆液采用水泥〜水玻璃浆液，水泥浆以普通425#硅酸盐水泥制成。水灰比为1：0.6〜1:1。水玻璃的浓度为35Be（玻美度），模数为2.4。水泥与水玻璃的配合比（体积比）1：0.5〜1:1。1.1.3单孔注浆的扩散设计半径0.6m,注浆加固范围为隧道开挖轮廓线外5m,注浆孔沿隧道周边布置，共布置24个注浆孔。1.1.4注浆压力根据本区段岩层裂隙发育程度、涌水压力、浆液材料的粘度和凝胶时间等因素，注浆压力控制在0.5〜1.0Mpao1.1.5注浆效果的检查注浆完毕后应根据有关规范要求钻孔检查注浆效果。1・2注浆效果检查在该涌水段拱顶每5米施作一个检测孔，孔深为15米，钻孔成熟后通过压水试验进行检查注浆效果是否达到预期0标。2.超前灌浆根据现有掌子面地质情况及考虑到继续掘进有可能岀现更大量的涌水，为了达到止水目的需采用超前灌浆。在嗣内上部沿隧嗣起拱线以上轮廓线布置两排， 排间距为0.5mo外环孔紧贴开挖边线，布置7个孔，孔距为1.3m；内环布置7个孔，与外环梅花形布置，孔距为1.Im,内环注浆孔向外倾斜，与洞壁夹角为3°,孔深为30m,外环交角为6°,孔深为25叫。灌浆顺序为先外环后内环，环间钻孔分两序进行。1.1钻孔前准备首先对现掌子面及径向灌浆部位进行喷锚封闭，喷锚厚度掌子面应不小于lOcmo1.2钻孔、钻孔冲洗2.2.1钻孔说明（1）使用的钻孔冲洗和压水试验设备，水泵的工作压力按要求选定，并保证在所有压力下都有足够的供水量，保证压力稳定、岀水均匀、工作可靠。（2）施工过程中准备足够的流量计、压力表、压力软管、供水管及阀门等备品。（3）钻孔的孔位、深度、孔径、钻孔顺序和孔斜等严格按监理部批准的方案执行。（4）在钻孔过程中，采取措施控制孔斜，使其符合规范规定。（5）钻孔结束，经监理工程师检查验收合格后，进行下一步操作。1.2.2钻孔（1）超前预注浆孔按设计孔位开孔，偏差不小于10cm,因故变更孔位应征得监理工程师同意，并记录实际孔位。（2）用型钢搭设钻机安装平台，并将钻机按设计孔斜固定平稳牢固；所有灌浆孔均镶铸孔口管，其规格为®108mm普通钢管，长度为3.0m。管壁进行钻孔,孔口端焊接法兰盘，用于安装孔口封闭器，防止突发性涌水。孔口管釆用直径130伽超大钻头钻孔深3.0m,插放入孔口管，采用缠麻和药卷锚固剂固定，不大于0.5MPa低压注浆加固。（3）第一个钻孔目的为探明前方出水量，以及根据进尺快慢初步判断岩石的完整性及风化程度，因此采取分段钻进的方法；由于钻杆长度为1.5叫因此，每钻进4.5m记录一次单孔岀水量以及进尺速度。施钻按灌浆程序，分序分段进行。分段原则为8.0川或出水量大于30L/min时, 停止钻进，进行灌浆处理。（4）所有钻孔钻进时均在孔口安装4寸高压阀门，防止钻进中出现涌水时失控。（5）钻机安装时即仔细检查其牢固性及钻孔倾角，符合设计要求后方可开钻。施工中一旦发现钻孔偏斜超过规定吋，及吋纠偏；纠偏无效吋，按监理工程师的指示报废原孔后，重新钻孔。2.2.3检查孔的钻孔所有灌浆孔按规范耍求灌浆结束后，根据灌浆数据、各孔出水量及钻孔进尺快慢情况综合分析后，由监理工程师决定是否打检查孔。检查孔的布置由监理工程师确定后按规范要求实施。2.2.4钻孔冲洗（1）在灌浆前，对所有灌浆孔段进行裂隙冲洗和简易压水试验。（2）裂隙冲洗1）灌浆孔均进行冲洗。冲洗采用灌浆压力的80%,压力超过0.5MP&时，采用0.5MPa。2）裂隙冲洗应冲至回水澄清后10分钟结束，且总的时间要求，单孔不少于30min,孔内残存的沉积物厚度不得超过20cm。3）当邻近有止在灌浆的孔或临近灌浆孔结束不足24h时，不得进行裂隙冲洗。4）注浆孔段裂隙冲洗后，该孔应立即连续进行注浆作业，因故屮断时间间隔超过24h吋，在注浆前重新进行裂隙冲洗。3.注浆设计参数注浆用浆液采用水泥〜水玻璃浆液，水泥浆以普通425#硅酸盐水泥制成。水灰比为1：0.6〜1:1。水玻璃的浓度为35Be（玻美度），模数为2.4。水泥与水玻璃的配合比（体积比）1：0.5〜1:1,浆液单孔有效扩散半径为2.0m,注浆压力根据本区段岩层裂隙发育程度、涌水压力、浆液材料的粘度和凝胶吋间等因素，注浆压力控制在0.5-2.0Mpao 机械设备一览表序号设备名称型号数量(台)施工人员1地质钻机XY-21122注浆机S-40013化学灌浆机L-51214.注浆量计算导管注浆单管浆液扩散半径一般为0.5m〜1.0m。实际施工中因钻孔偏差或钻眼内的地质原因，注浆液窜浆或跑浆经常出现,每个注浆管内的注浆量很不均匀,因此理论单眼注浆量尚不能作为单孔注浆的一个控制指标,应以整排导管的理论推算总量作为控制指标。故按整排导管上下各0.5m〜1.0m范围的岩土体内均已注浆填充考虑，用下列公式估算注浆总量。Q总=(nX0/360)X[(R+t)2-(R-t)2]XnXL,式中：Q总——注浆总量,m3；e——拱部导管布设范围相对于圆心的角度；R——导管位置相对于圆心的半径；t浆液扩散半径,0.5m〜lm；L——导管有效长度,H——岩体孔隙率,%；II类3%〜5%,III类硬岩3%〜5%、软岩2%〜3%,IV类硬岩2%〜3%,软岩1%〜2%。按此理可推算同一断面上单排或多排导管的注浆总量。5.施工过程控制注意事项5.1注浆前应对开挖面层及附近5m范圉内的坑道喷射厚度为5cm〜10cm的喷射咼或模筑栓封闭作为止浆层。待止浆层有一定强度时方可注浆，防止浆液从各岩面裂隙中反渗。5.2安装注浆管时，应在注浆管与孔口岩面相交处用胶泥(水玻璃与水泥)和麻丝缠绕，使之与钻孔孔壁充分挤压塞紧，实现注浆管的止浆和固定。胶泥未凝I古I到一定强度不得注浆。 5.3浆液应先经过过滤防止杂物进入注浆泵或进入导管。5.4注浆时应先注无渗水孔，后注有渗水孔。5.5严格控制注浆压力，以防压裂开挖面。注浆机压力应与规定压力配套，不宜升压过快。注浆压力达到规定时应予以稳压一定时间，以利浆液进一步渗缝。 5.6一个导管注浆时,相邻导管应打开止回阀让原来管内贮存的裂缝水从相邻的导管流出，当和邻的导管内流出浓浆时停止注浆，关闭相邻管的止回阀,再待达到控制压力时关闭该管的止回阀。然后在相邻管接上注浆软管，打开止回阀进行衬压注浆,待达到控制压力时停止压浆，关闭该止回阀。5.7配制的浆液应在规定的吋间内用完。5.8注浆时应严格记录注浆机吸管头容器原有浆液体积，中间加入的浆液体积最终剩余浆液体积，认真记录、计算总体注浆量。施工过程中应特别注意施工人员安全，应配备足够的救生设施，以防突泥突水等突发事故再次发生。6.增设排水系统由于嗣内掘进为反坡掘进且最大坡度为15%,坡度较大。目前掌子面与酮口高差在60m左右，要想一次性向外排水十分困难。所以在隧嗣原有排水系统基础上,增加引排设施，采取在线路右侧设集水箱，建立多级固定排水泵站，铺设排水管路将嗣内涌水通过接力排出嗣外。在掌子面放置两台移动抽水泵，右侧增加水箱，斜坡道部分每200-300米布置一处水箱，平巷部分每400-500米布置一处水箱，然后采用水泵接力分级排水，最后排岀嗣外。6.1抽水机配置按最大涌水量考虑排水能力，选用大扬程抽水机，设备分阶段投入。选用250WQ180-50-45型污水泵,流量400m3/h,扬程30m,功率45Kw。掌子面处活动泵站选用WQL-60-7.5型潜水泵,排水能力为100m3/h,数量根据掌子面的水量配备，施工中不少于3台。工作水泵按使用1台、备用1台、检修1台配备。5.2泵站级数的确定采用如下公式计算：泵站级数：m二(LXZ)/(hXr)L-反坡抽水长度，L=1649.807m；Z-隧道排水坡度，K1+1061.707〜K2+2711.514段平均坡度Z=10.3%；h-水泵扬程，h=60m r-压力折减系数，取0.5。呼5.6,在施工中设6级泵站。6.3抽水机数量抽水机数量：n=V/（vX24Xa）V-洞内涌水量,取V=3840m3/d；（参考目前四川九一五最大涌水量80m3/h的基础上翻倍）v-抽水机排水量，v二180m3/ha-流量折减系数，取a=0.85n=1.05,取每级泵站需设2台抽水机6.4水仓容量水仓容量：泵站水仓容量按5min最人涌水量考虑。38404-244-60X5=13m3设计水箱尺寸4mX2.2mX1.5m,容量13.2m305.5排水管路布置现场水箱Z间布置两排排水管，其屮一排作为预防突发大型涌水等特殊情况吋备用。其他临吋泵站排水管路根据实际情况选用。以上计算均为反坡排水段计算数据，平巷段排水（K0+000-K1+061.707段）中间需增加一处水箱及泵站，泵站型号选择大流量低扬程具体型号根据现场实际情况确定。5.6由于需在嗣内增设水泵等设施，FI前嗣内线路只是照明线路，不能满足嗣内抽水用电需求。需在嗣内垂新铺设电缆，通过我部计算要达到全酮铺设口满足施工需要需铺设120铜芯电缆。引排水需增加主要设备及工程量一览表序号项目规格型号数量/工讎备注1污水泵250WQ180-60-4524台最终型号根据实际情况确定2污水泵WQL-60-7.53台最终型号根据实际情况确定3水管3000m4新凿水箱8m*3m*3m8处5水箱4m*2・2m*1.5m7个 6电缆120铜芯3000m6.7反坡排水施工措施及安全注意事项6.7.1为防止洞外高压停电影响洞内排水及其他施工作业，洞口配备200KVA发电机1台，与变电站构成两套完整的双回路供电电源，一路外供电，一路自发屯。6.7.2固定泵站设设专用配电箱，排水设备搭接电由专职电工负责，严格按照施工用电操作规程操作，其他部位施工用电不得接在抽排水专用配电柜或配电箱上。6.7.3每级泵站设两名专职抽水人员，负责该泵站的抽水工作。6.7.4泵站及配电洞室开挖后必须进行支护加固处理，确保洞室安全，采用喷射C20栓15cm厚支护，顶部局部地段加设砂浆锚杆支护。隧道施工完成后，泵站水仓在二次衬砌时用同级碗回填。6.7.5洞内水沟必须保证排水通畅，水仓及排水管道要定期进行清淤及清理，确保排水设备及管道运转正常。6.7.6加强抽水设备的维修保养，备用抽水机必须保养完好，在其他抽水设备出现故障时保证能及时投入使用。6.7.7加强富水段的超前地质预测预报和水量监测，严格按照设计要求做好富水段的注浆堵水施工，做到限量排放。6.7.8洞内排水必须经洞外污水处理池二级沉淀后达标排放。四.加强超前地质预报工作1.做好地质超前预报工作1.1超前地质水平钻在以上段落采用超前地质水平钻施作2个探孔，每次施作长度为30米，搭接长度5米，要求探孔能够探测到掌子面外侧1米。超前地质钻孔布置图钻孔编号长度仰角偏角1#孔35m5°302#孔35m5°30根据超前地质水平钻情况，若揭示出地下水，在拱顶施作34)108泄水孔，提 建筑资料下载就在筑龙网前将水引排出来。若通过超前钻孔还不能进行释能降压，采用注浆封堵施工，确保掌子面的正常施工。1.2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5〜10米，根据钻孔的速度和出水情况，判定前方围岩情况。2.掌子面素描在开挖过程中，对每个掌子面进行地质素描，根据掌子面圉岩的节理、产状、岀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，制定相应的施工预案。3.加强监控量测加强变形观测，包括周边收敛、拱顶下沉、掌子面位移。加密量测点布设及量测频率，5个测点2〜5m—个断面，量测频率为4小时/次，及时对量测数据进行分析并反馈现场指导施工，为调整支护参数提供依据。四.安全保证措施1.在施工过程屮，严格按照“步步探明，步步掘进，不探不掘”的施工总原则。开挖吋，按照“管超前、严注浆、短进尺、早封密、勤量测”的原测施工。2.建立健全安全管理体系，加强施工人员培训和施工安全管理。1.1每刀定期组织操作人员进行安全培训学习；项目部组织工区和各部门和关人员到相邻标段参观学习。2.2班前进行安全讲话；每月25口由项FI部主要领导牵头组织相关部门对全线进行一次安全检查；每月28日召开生产计划会，同I］寸布置落实安全保证措施;加强过程控制，项目部每天对现场施工进行检查。2.3在施工过程中，值班领导、安全员、技术员和工班长全程跟踪检查，发生问题及时解决。2.4加强交接班登记制度和进出洞登记制度，加强规范化管理。 2.5根据每循环施钻情况进行判断，对开挖轮廓线以外围岩的判断，如有钻进速度较快或有水，将系统锚杆改为系统锚管进行注浆加固，同时将锚管长度调整为4.5米。2.6掌子面有水岀漏成股状、有承压现象或掌子面围岩出现1/3断面为全风化且有水时，必须停止掌子面施工并对掌子面进行封闭施做地质钻，探明前方围岩情况以便做出正确的施工方案及支护参数的调整。2.7由于是返坡排水，要加强抽水设备的配备，根据前期发生涌水时的最大涌水量的2倍进行配备抽水设备。2.8在施工过程中，严格按照规范要求，在施工现场配好救生管和救生圈等救牛设备。