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1、石郞山隧道断层破碎带专项施工方案石郞山隧道断层破碎带专项施工方案一、编制依据及编制原则一、编制依据及编制原则1.11.1 编制依据编制依据1。1。1 合同文件、隧道施工图设计。1。1。2公路隧道设计规范（JTG D70-2004）、公路勘测规范(JTJ061-99）、公路隧道施工技术规范(JTJ042-94)、锚杆喷射砼支护技术规范（GB500862001）、公路工程质量检验评定标准（JTJ071-98）、水泥混凝土路面施工及规范（GBJ97-87)、建筑装饰装修工程质量验收规范（GB50210-2001）、地下工程防水技术规范（GB20108-2001）、公路工程施工安全技术规范(JTJ07
2、6-95）。1.1.3 国家、浙江省相关法律与规定。1。1。4 我单位目前的劳动力、施工机械设备能力、技术管理和现场地质实际调查。1。1.5 我单位历年类似工程施工经验、技术积累及设备。1 1。2 2 编制原则编制原则1.2。1 严格遵守合同文件规定的施工工期,积极稳妥、合理安排施工，在工期安排上尽可能提前完成。1.2.2 在坚持实事求是的基础上，力求“技术先进、科学合理、经济适用。在确保工程质量标准的前提下，积极采用新技术、新工艺、新机具、新材料、新测试方法。1。2。3 分清分项工程主次，合理安排施工工序，采用流水作业施工，使各工序紧密衔接,保证隧道开挖、支护、二次衬砌及附属工程分步分期完成
3、。1.2.4 重视各项准备工作,特别重视施工的外部条件，使施工计划建立在可行的基础上.1.2.5 重视各项准备工作，特别重视施工的外部条件，使施工计划建立在可行的基础上。1。2。6 贯彻多层次技术结构和技术政策,在施工中层层把关，确保工程一次成优。1。2.7 尽量利用原有的设施，减少各种临时工程量;尽量利用当地的现有资源，合理进行场地规划，节约施工用地，不占或少占农田；保护环境,防止污染和施工事故，做到文明施工。-1-1 13 3 编制范围编制范围莼湖镇对外快速通道工程第一合同段所有隧道浅埋段、断层破碎带及围岩破碎带.二、工程概况二、工程概况石郞山隧道为左右分离式隧道，左线 3270m,右线
4、3250m。隧道区地貌上为低山丘陵地区，植被发育，多为树木或低矮灌木，一般覆盖层较薄,下伏基岩为玻屑凝灰岩，出洞口强风化玻屑凝灰岩裸露。隧址主要发育 F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8 共 8 条断层。详见隧道断层情况统计表。断层编号F1产状断走倾倾层向向角性质27518582宽度(m)位置断层特征约80约 ZK4+077附近约30约 ZK4+191附近约30约 YK1+555附近约15约 YK2+309附近约30约 YK4+573附近约2。ZK4+387 附0近F22229250F330F4F5F612060压扭性4031050压扭性7033362压扭性21212245里程位置
5、ZK4+077，据物探资料显示,低电阻率，通过隧道轴线,与隧道轴线相交 157,对施工有直接影响，经钻探验证,该处岩体以破碎块为主.里程位置 ZK4+191，据物探资料显示，低电阻率，通过隧道轴线，与隧道轴线相交90，对施工有直接影响。岩石挤压成碎裂状，局部为靡岩化及断层泥,节理裂隙发育，岩石破碎，本断裂通过隧道轴线，与隧道轴线相交成 54，对施工有直接影响。岩石挤压成碎块状，本断层通过通过隧道轴线，与隧道轴线相交 92，对施工有直接影响。经地面工程地质调绘，岩体为构造角砾岩，见有断层泥，另据物探资料显示,低电阻率,通过隧道轴线,与隧道轴线相交 135，对施工有直接影响.里程位置 ZK4+38
6、7 附近，经地面工程地质调绘，岩体为霏细岩，另据物探资料显示,低电阻率，通过隧道轴线，与隧道轴线相交 104，对施工有直接影响。里程位置 ZK4+467 附近，经地面工程地质调绘,岩体为构造角砾岩另据物探资料显示，低电阻率，通过隧道轴线,与隧道轴线相交 114，对施工有直接影响。里程位置 ZK4+537 附近，经地面工程地质调绘，岩体为构造角砾岩另据物探资料显示，低电阻率，通过隧道轴线，与隧道轴线相交 118,对施工有直接影响。F722313370约3。ZK4+467 附0近F84631663约1。ZK4+537 附5近三、施工技术方案三、施工技术方案-2-3 3。1 1 总体施工方案总体施工
7、方案通过综合超前地质预报，切实掌握断层带的情况，包括破碎带的宽度、填充物、地下水以及隧道轴线与断层构造线方向的组合关系，施工前根据有关施工技术和机具设备条件,确定通过断层地段的施工方法。当断层带内充填软塑状的断层泥或特别松散的颗粒时，则采用CRD法、CD 法或三台阶临时仰拱法施工。断层地段出现大量涌水时，则采取排堵结合的治理措施；通过断层地段的各施工工序之间的距离尽量缩短，尽快地使断层地段全断面衬砌封闭，以减少岩层暴露、松动和地压增大。采用爆破掘进通过断层时，严格掌握炮眼数量、深度和装药量，尽量减小爆破对围岩的震动；采用上下导坑掘进施工时，其下导坑不宜超前过多，掘进后随即将下导坑予以临时衬砌。
8、断层地带的支护应宁强勿弱，并应经常检查加固，实行衬砌紧跟开挖面完成，衬砌断面尽早封闭。3 3。2 2 施工工艺流程及施工方法施工工艺流程及施工方法3 3。2.12.1 施工工艺流程施工工艺流程施工工艺流程详见图 1施工工艺流程图。3 3。2.22.2 施工工艺施工工艺3 3。2.2.12.2.1 地质预报地质预报对于构造复杂的大规模断层，以地面探测和少量的地质钻孔为主，推断地下一定深度的地质条件与隧道施工实际遇到的地质条件之间的差异.而隧道施工对地质体的变化又非常敏感，特别是对于大断面开挖，更要求准确预报施工前方的工程地质和水文地质条件.因此，必须把地质超前预报作为一个工序纳入生-3-施工设计
9、图施工准备、方案、配备劳力、机械、材料地址超前预报辅助施工排水确定施工方法、开挖断面形式、支护形式注浆超前支护开挖支护修正NO检查Yes边、仰拱二衬铺底图图 1 1施工工艺流程图施工工艺流程图-4-（1）前期准备：收集和熟悉与工程有关的地质资料，研究隧道施工所涉及的主要地质问题，制定超前预报方案。预报方法：采用超前平导方案，以平导与正洞地质、水文观测素描和平导与正洞地质类比为主，辅以地震波、声波、钻速测试,岩石微观研究，钻孔探水研究等，互相补充验证。预报的重点内容：预报开挖面前方的地质情况、围岩级别、断层、软弱破碎带在前方暴露的位置和对施工的影响、地下水的活动情况.预报方式：根据勘测设计成果和
10、施工阶段的观测结果，进行综合分析处理，分阶段作出预报.预报效果检查:开挖至预报位置时，应对实际情况进行素描，和预报地质资料进行对比,以此来评价预报的准确性，积累经验，并为以后的预报提供参考。3 3。2.22.2。2 2 超前支护超前支护断层施工超前支护多采用两种方法：洞身超前管棚支护、超前小导管注浆加强支护。(1)洞身超前管棚施工钻孔采用 GLP-150 型电动地质钻机。施工时钢管沿隧道周边以 5外插角钻入围岩，施钻时安设导向架或在型钢钢架腹板开孔以穿管棚。运用测斜仪进行钻孔偏斜度测量，严格控制管棚打设方向。隧道周边布孔环向间距 40cm,钻孔从两侧拱脚对称地向拱顶钻孔顶管，使下部注浆体有力地
11、支托其上部的钻进和顶管,同时采用“前进式注浆加固围岩和钻孔顶管,尽量使围岩的承托力加大,以减小钻头的下挠。-5-管棚制作管棚超前预支护采用外径89mm、壁厚 6mm 的热轧无缝钢管及钢花管,每节钢管两端均预加工成外丝扣，同一断面内接头数量不超过总钢管数的 50.钢管前端呈尖锥状,尾部焊接10 加劲箍,管壁四周钻孔径 1016mm 的压浆孔，呈梅花形布置,尾部留不钻孔的止浆段150cm。图中编号为单号者采用钢花管，双号者采用钢管，施工时先打设钢花管并注浆，然后打设钢管，以便检查钢花管的注浆质量。管棚两环之间搭接长度不小于 3m。注浆注浆采用立式灰浆搅拌机和注浆泵（YZB-150/10 型全液压注
12、浆泵)，浆液采用水泥浆液，注浆参数:水泥浆液水灰比为 1:1（重量比）;注浆压力：0.52。0MPa.单根钢花管的注浆量按 Q=R2L估算，式中 R 为浆液扩散半径，取 R=0.6L0；L0 为注浆钢花管的间距；L为钢花管长;为围岩孔隙率，断层破碎带一般取值 5。注浆前进行现场注浆试验，根据实际情况调整注浆参数,取得管棚注浆施工经验。注浆结束后用 M5 水泥砂浆充填钢管，以增强管棚强度。施工工艺流程见图 2超前长管棚施工工艺流程图。超前长管棚布置见图 3超前长管棚布置示意图。地质调查浆液选择图图 2 2 超前长管棚施工工艺流程图超前长管棚施工工艺流程图配比试验现场试验效果检查制定施工方案进入施
13、工施工准备喷混凝土封闭掌子面钻孔顶管接管安孔口止浆塞-6-注浆设计注浆参数设备准备管材加工材料准备机具准备图 3超前长管棚布置示意图-8-（2)超前小导管注浆加强支护采用风动凿岩机钻孔插管，注浆前对开挖面及 5。0m 范围内坑道喷射厚 510cm 砼封闭，采用注浆机注入水泥浆，由两侧对称向中间进行，自下而上逐孔注浆,出现窜浆或跑浆时，采用间隔注浆。布孔以紧靠开挖面的格栅钢架（钢架）为支点,形成管架支护环进行布孔.每个注浆眼间距为 0.4m,注浆管长 3.5m.钻孔按布置的注浆眼位置钻眼，钻孔采用48mm 的钻头,钻孔外插角应控制在 15左右。顶管小导管采用外径42mm 钢花管，管壁四周按15c
14、m 间距梅花形、钻设8mm 压浆孔，为防止漏浆，管尾端无孔部分长1m，管前端锻成铁尖，尾端焊上8mm 钢筋加劲箍,导管顶入长度不小于钢管长度的 90%.封堵导管打入后，用塑料泥(40Be水玻璃拌合 525水泥）封堵孔口导管与孔壁间隙。注浆水泥浆水灰比为 0。51.0 之间调节，液浆由稀到浓逐级变换，即先注稀浆，然后逐级变浓至 1。0 为止。注浆压力控制在1MPa 内,注浆达到设计注浆量和注浆压力时可结束注浆。注浆过程中随时观察注浆压力,分析注浆情况,防止堵塞、跑浆,做好注浆记录，以便分析注浆效果。注浆异常的处理发生串浆时，在有多台注浆机的条件下,同时注浆，当注浆机较少时将串浆孔及时堵塞,轮到该
15、管注浆时，再拔下堵塞物,用铁丝或细钢筋将管内杂物清除并用高压风或水冲洗，然后再注浆。水泥浆进浆量很大，压力长时间不升高，则调整浆液浓度及配合-9-比，缩短凝胶时间，进行小泵量低压力注浆或间歇式注浆，使浆液在裂隙中有相对停留时间，以便凝胶,但停留时间不能超过混合浆的凝胶时间。图图 4 4 超前小导管施工示意图超前小导管施工示意图地质调查浆液选择图图 5 5超前小导管施工工艺流程图超前小导管施工工艺流程图注浆设计配比试验超前小导管施工见图 4超前小导管施工示意图。施工工艺流程详见图 5超前小导管预注浆施工工艺流程图。效果检查3 3。2.2.32.2.3 洞身开挖洞身开挖制定施工方案进入施工断层开挖
16、方法一般采用采用现场试验注浆参数设备准备管材加工材料准备机具准备施工准备CRD、CD 法或三台阶临时仰拱法施喷混凝土封闭掌子面钻孔打小导管安孔口止浆塞工。(1)CRD 法施工CRD 法施工应坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则，坚持小炮开挖或人工开挖,严格控制装药量。每循环进尺控注浆站布置连接止浆管制在 1m 左右。工序变化处钢架（或临时钢架）应设置锁脚钢管以确保钢架基础稳定。施工过程中每次拆除单榀临时钢架的长度不能超过浆液配制注浆10m，以确保施工安全。开挖其开挖工序见图 6CRD 法开挖工序图。（2）CD 法施工CD 法施工坚持小炮开挖，严格控制装药量。每循环进尺控制在1m
17、 左右。工序变化处钢架（或临时钢架）应设置锁脚钢管以确保钢架基础稳定。施工过程中每次拆除单榀临时钢架的长度不能超过10m，以确保施工安全。开挖工序见图 7CD 法开挖工序图。（3）三台阶临时仰拱法施工-10-三台阶临时仰拱法施工坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则，每循环进尺控制在1m。其工序见图8三台阶临时仰拱法工序图。-11-图 6CRD 法开挖工序图。图 7CD 法开挖工序图。-12-3.2.2.43.2.2.4 钻爆作业钻爆作业 钻眼钻眼前,钻工要熟悉炮眼布置图，严格按钻爆设计实施。特别是周边眼和掏槽眼的位置、间距及数量，未经主管工程师同意不得随意改动.定人定位，周边眼
18、、掏槽眼由经验丰富的司钻工司钻.准确定位凿岩机钻杆，使钻孔位置误差不大于5cm，保持钻孔方向平行，严禁相互交错。周边眼钻孔外插角度控制在4以内。同类炮眼钻孔深度要达到钻爆设计要求,眼底保持在一个铅垂面上.装药起爆采用空气间隔装药方式，起爆顺序先中间，后外侧逐渐进行，炮孔堵塞长度不小于 0.2m,严禁反向装药，雷管以外不得装药卷.微震爆破CRD 法、CD 法、三台阶临时仰拱法开挖地段采用微震控制光面爆破。微震爆破作业段最大一段允许装药量：QmaxR3（VkpK）3a式中：Qmax最大一段爆破药量，kg；Vkp-安全速度，cm/s，取Vkp2cm/s;R-爆破安全距离，m；K地形、地质影响系数；a
19、衰减系数。K、a 值是针对隧道的具体情况，通过多次试爆基础上进行K、a 值回归分析后确定。根据爆破物距爆心的安全距离要求,并由此推出的每段的最大装药量。装药结构示意图见图9装药结构示意图3.33.3 隧道断层突水突泥施工隧道断层突水突泥施工3.3.13.3.1 施工程序施工程序综合超前地质预报体系图图 1010隧道断层突泥突水施工程序图隧道断层突泥突水施工程序图洞内观察与地质描述、地质雷达TSP-203 地震波探测仪HY-303型红外线探测仪探水3 3。3 3。2 2 超前小导管注浆固结止水超前小导管注浆固结止水超前水平钻探测突水量13测突水压力隧注水试验通过综合超前地质预报，确认隧道掌子面前
20、方为小量岩溶突泥突水地段时，即突水量小于 10m3/h 或个别探水孔出水量大于 2m3/h，则预留 58m 围岩段采用超前小导管注浆固结岩体以达到止水目的。隧道开挖掘进前，先喷砼将开挖面和坑道 5。0m 范围内的地段进行封闭，再沿坑道周边打入带孔的超前小导管,由两侧对称自下而上逐孔注入水泥水玻璃双液浆，浆液即由导管渗透到地层中，待浆液硬化后在隧道周围形成注浆帷幕以固结围岩止水.超前小导管采用42mm 的热轧无缝钢管制作，小导管钻孔直径较管径大 20mm；突水量较大时,其环向间距为 0。3m,纵向间距为 2m，外插角为 10，超前小导管长度为 3。54.0m；突水量较小时,其环向间距为 0。5m
21、，纵向间距为 2。5m，外插角为 10，超前小导管长度为 3。54.0m。3.33.3。3 3 环向止水注浆帷幕环向止水注浆帷幕围岩结构整体性较好且突水量较小地段，采取在隧道开挖轮廓线外设置环向止水注浆帷幕。即隧道开挖后,沿隧道开挖轮廓线设置间距为 60、长为 350cm 小导管径向全断面环形布设，采用纯水泥浆注浆,水压较大地段采用双液浆注浆固结围岩止水。四、围岩监控量测四、围岩监控量测4。1 监控量测项目及测点布置4。1.1 拱顶下沉量测测点焊接在钢架上,一个断面布置 3 个点（即拱顶和两拱腰)，断面间距一般为 20m，断层泥地段为 5m。4.1。2 净空收敛量测在拱脚及拱腰处增设两条收敛基
22、线，测点焊接在钢架上或埋设在围岩中,开挖下断面时增加收敛基线,断面间距一般为 3050m，断层含泥地段一般为 1020m。144.1.3 钢架反力量测利用 GSJ1 型矿压仪和 GH-50 型压力盒，量测仰拱的受力状态。4.1.4 临时仰拱受力状态量测在临时仰拱与钢架拱脚之间埋设 GH50 型压力盒,量测仰拱的受力状态。4.2 量测频率4.2。1 第 115 天，距开挖面 2 倍洞径以内，每天 12 次.4.2.2 第 1630 天，距开挖面 2.5 倍洞径，每两天 1 次.4.2.3 第 30 天以后，距开挖面 2.5 倍洞径以上,每星期 1 次.4。2。4 单变形速率答允于 5/d 时，每
23、天量测 3 次。五、质量保证体系五、质量保证体系以安质管理部门为龙头，成立质量管理领导小组.项目负责人任质量管理领导小组组长,班组成立 QC 小组，各施工队配备专职质检员，在各级组织、各个环节都有专人负责，对工程质量实施全面监控，从上到下形成质量控制网络。详见图 11质量管理组织机构框图和图 12质量保证体系框图。施工过程中加强过程监控，全面实施质量“三阶段”控制原理。施工前抓好施工技术准备关、工程材料质量检验关和施工过程关；施工中落实质检人员对每道工序操作标准、工艺流程及检测试验进行全过程监督跟踪，对执行情况做出详细记录,针对存在问题的及时整改，同时严格执行“自检、互检和交接检”三检制度和“
24、五不施工”交接工序质量控制制度；施工后对分项工程及时进行质量评定和质量偏差纠正工作，保证了工程质量始终处于受控状态。项目负责人：苗心厚图图 1111质量管理组织机构框图质量管理组织机构框图现场负责人：周德彬15技术负责人：唐双林工程技术室：乔红彦安质环保室：赵贡林六、安全保证体系六、安全保证体系思想保证图图 1212质量保证体系框图质量保证体系框图成立安全管理领导小组,项目负责人任安全管理领导小组组长，强化执行质量标准经济保证行政管理保证施工保证技术保证质量管理保证质量保证体系企业法人负责制施工队配备专职安全员，工班设专职安全员,使安全管理在该项目的各级组织、各个环节都有专人负责，对安全生产实
25、施全面监控，从上质量项目经理、总工责任制意识到下形成安全生产管理网络。详见图 13安全生产管理组织机构框执行制定培训调质彻安全保证体系框图织配图。保证体系详见图定14与持完善部颁。质质协质量规范技术证上管量量调力监技术管理岗改进政标施量图图 1313安全生产管理组织机构框图安全生产管理组织机构框图项目负责人：xx制度标准策准工控工作制贯组推广新技术与新工艺质量图图 1414安全保证体系框图安全保证体系框图行政与技术主管责任制技术负责人：xx思想保证工程质量终身负责制安全保证体系提高技术水平建立健全的质量管理实行安全生产体系与承包责任制制度组织保证项目经理部安全领导小组工签订程包保技责任术状部制
26、度保证经济保证经济责任制工程部长:xx提高全员各项安全安全意识精心组织,合理安排生产制度,突出重点,专业化施工安质部长:xx施工技术安全安各生安安质环保部规则教育完善制定优配套齐精干高标质工程队长工产队专职安全员全奖罚分明计量奖惩质全的机效的项准环程安总队质检工程师支付条令优械设备化目部和保安全结安安生办法价检作专业施和测试部全评作业班组长全全产工队伍仪生器查业比三三五第为必产制制工经济兑现不不经济兑现一了须作业队安检室制度专职安全文明施工员度三交完善施制定检查生安度查接创优工创优创优产全奖优罚劣作业工班制制制措施规划效果安全检查员提高经济效益质量评定实现安全总目标创优质工程反馈消灭重伤以上人身伤亡事故，消灭一切机械设备重大损失事故和交通运输重大事故，消灭火灾事故，创“安全生产、文明施工的标准化工地”。16