隧道管棚施工处理方案

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隧道管棚施工处理方案 本文简介：福建省莆田至永定（闽粤界）高速公路永春至永定泉州段Ax合同段隧道管棚个别孔顶管未达设计处理方案编制：复核：中交第三公路局有限公司莆永高速公路Ax合同段项目经理部二○一一年九月管棚施工情况白山同隧道右洞出口管棚于2011年9月23日开始施工，出口处围岩属Ⅴ级，其组成岩土体为残积砂质粘性土层。岩土体软弱

隧道管棚施工处理方案 本文内容：

福建省莆田至永定（闽粤界）高速公路

永春至永定泉州段Ax合同段

隧道

管棚个别孔顶管未达设计处理方案

编制：

复核：

中交第三公路局有限公司莆永高速公路Ax合同段项目经理部

二○一一年九月

管棚施工情况

白山同隧道右洞出口管棚于2011年9月23日开始施工，出口处围岩属Ⅴ级，其组成岩土体为残积砂质粘性土层。岩土体软弱，浸水易风化，工程性质及稳定性差，并且该处地势较缓，汇水面积大，在钻孔过程中地下水呈股状渗出,对管棚施工产生极大影响，施工过程中存在个别塌孔现象，在钻进过程中孔内排屑十分困难，排出多为泥团或者泥浆，装管过程也会出现钢管前端泥浆堵塞，致使钢管安装长度无法达到设计要求。

对该问题的处理方案

根据现场施工及地质情况，为保证施工质量安全，特提出处理方案，当暗挖进洞到实际长管棚施工长度后，从该处后退5米重新施工套拱导向墙，然后施工管棚到原设计位置，与上次管棚搭接长度不小于5m。

1．导向墙施工

1、导向墙设计：导向墙采用C25砼，导向墙内设3榀I18工字钢架，各榀钢架间焊接环向间距为1m的φ25连接钢筋，钢架各单元由钢板+螺栓连接。因需要洞内施工管棚的仅为拱顶个别孔，在施工导向墙时可只在上台阶处的开挖轮廓线外施工，不必施工下台阶墙身及套拱基础。（导向墙工字钢正面布置图见附图1，导向钢管安装示意图见附图2）。

附图1导向墙工字钢正面布置图（单位cm）

附图2导向钢管安装示意图（单位cm）

2、导向钢管的安设：导向钢管环向间距40cm,径向施工误差不大于20cm，相邻钢管之间环向误差不大于10cm。

3、导向墙采用C25钢筋砼浇筑，模板装好后，浇筑C25砼。浇筑时左右两边应对称浇筑（背模边浇注砼边架设），并及时振捣，以保证砼的密实性。浇筑完毕应对及时、定期养生。

2.钻孔及清孔

（1）钻孔采用管棚钻机进行，钻机平台的高度根据钻机的可调控范围以及钻孔顺序进行确定，由于钻机钻孔顺序按高孔位向低孔位进行，平台位置相应自上而下进行逐步降低，以满足钻孔需要。

（2）工艺要求

1）钻机就位时用经纬仪、挂线、钻杆导向相结合的方法，反复调整，确保钻机钻杆轴线和导向轴线相吻合。

2）需要搭设钻机平台时，应满足承受机具、材料、人员荷载要求，连接牢固、稳定，防止施钻时产生不均匀的下沉、摆动、位移等影响钻孔的质量。

3）钻孔时经常测量孔的斜度，发现误差超限应及时纠正，至终孔仍然超限者应封孔，原位重钻。

4）在钻孔时，若出现卡钻、塌孔时应注浆后再钻。钻孔时，应认真填好钻孔记录，除记录钻孔深度、方向角外，还应根据钻孔出屑或取芯情况记录不同孔时的围岩情况，达到超前探测围岩的目的。孔钻完之后应进行清孔。

3.管棚的加工及安装

1）成孔后要立即清孔并下管，以免因坍孔造成孔内堵塞而无法顺利安装。下管时需搭设脚手架平台，以人工推拉顶进为主，必要时辅以挖机推顶。

2）管棚分钢管及钢花管，施工时先打设钢花管并注水泥浆液，然后打钢管，以便检查钢花管的注浆质量。

3）长管棚（钢管、钢花管）为直径为108mm、壁厚为6mm的无缝钢管。管棚管壁上钻孔，并呈梅花形布置其纵向、横向间距为20cm，尾部为不钻孔的止浆段450cm。单孔为钢花管，双孔采用钢管，其环向间距为40mm，倾角（外插角）为1°～3°。钢管及钢花管在同一截面的接头数不得超过管数的50%。

4）管棚在安装前应对钻头或高压风对钻孔进行扫孔、清孔，清除孔内浮渣，确保孔径（孔径不得小于127cm）、孔深符合要求、防止堵孔。该管棚可采用顶进安装，顶进钢管采用3m和6m两种长度规格，管棚钢管、钢花管节与节之间通过丝扣接头连接，丝扣长15cm。为使钢管接头错开，编号为奇数的有孔钢花管的第一节管采用3m钢管，编号为偶数的无孔钢花管的第一节钢管采用6m钢管，以后每节钢管采用6m长钢管。

5）为保证管棚的整体性，要求和上次管棚搭接不小于5m。

4.注浆

（1）管棚安装完成后进行注浆，注浆液采用纯水泥（添加水泥重量5%的水玻璃）浆液；注浆参数：水泥与水玻璃体积比为1:0.5；水泥浆水灰比为1:1；水玻璃浓度为35波美度；水玻璃模数为2.4；注浆压力初压0．5~1.0MPa、终压

2.0MPa，

注浆顺序原则上由低孔位向高孔位进行。

（2）由于管棚间距较小，为避免注浆时发生串孔造成相邻钢花管孔堵塞，原则上成一孔就注浆，同时可以让浆液在松散的岩层中进行扩散填充，将破碎的岩层固结，有利于相邻孔在钻孔时减少掉块，避免发生卡钻或掉钻、掉钎现象，有利于加快施工进度。

（3）工艺要求

1）注浆前应采用喷射混凝土

、喷射混凝土加注浆或其它的方式对开挖工作面进行封闭，形成止浆墙，防止浆液回流影响注浆效果。

2）注浆时先注单号孔（钢花管），待单号孔注浆完成后再钻双号孔并安设钢管，以检查钢花管的注浆质量。

3）注浆的顺序原则上由底向高依次进行，有水时从无水孔向有水孔进行，一般采用逐孔注浆。

4）注浆压力根据岩层性质、地下水情况和注浆材料的不同而定，一般情况下注浆终压取0.5～2.0Mpa。

5）注浆方式：在管棚口直接注浆，注浆管深入管棚0.2～0.5m。

6）注浆时，应对注浆管进行编号（注浆编号应和埋设导向管的编号一致），每个注浆孔的注浆量、注浆时间、注浆压力作出记录，以保证注浆质量，注浆记录包括：注浆孔号、注浆机型号、注浆日期、注浆起止时间、压力、水泥品种和标号、浆液容重和注浆量。

7）灌浆的质量直接影响管棚的支护刚度，因此必须设法保证、检验灌浆的饱满、密实。以单孔设计注浆量和注浆压力作为注浆结束标准，其中应以单孔注浆量控制为主，注浆压力控制为辅；注浆时要注意对地表以及四周进行观察，如压力一直不上升，应采取间隙注浆方法，以控制注浆范围。注浆结束的条件如下：

a单孔结束条件，注浆压力达到设计终压2.0MPa，浆液注入量已达到计算值的80%以上。注浆在达到结束的条件后，应利用止浆阀或木塞将注浆孔口堵塞，以保持孔内压力，直至浆液完全凝固。

b全段结束条件，所有注浆孔均符合单孔结束条件，无漏泥情况。

c注浆完毕用铁锤敲击钢管，如响声清脆，则说明浆液未填充满钢管，需采取补注或重注；如响声低哑，则说明浆液已填充满钢管，如未达到要求，应进行补孔注浆。

篇2：成渝客专隧道超前地质预报方案

成渝客专隧道超前地质预报方案 本文关键词：超前，隧道，地质，预报，方案

成渝客专隧道超前地质预报方案 本文简介：第一章、编制依据1、《铁路隧道施工地质超前预报技术指南》2、《铁路隧道施工技术规范》3、《岩土工程勘察规范》（BG5002—2001）；4、《铁路工程地质勘察规范》（TB10012-2007）J124-20075、《工程岩体试验方法标准》（GB/T50266）；6、《中国地震动参数区划图》（GB18

成渝客专隧道超前地质预报方案 本文内容：

第一章、编制依据

1、《铁路隧道施工地质超前预报技术指南》

2、《铁路隧道施工技术规范》

3、《岩土工程勘察规范》（BG5002—2001）；

4、《铁路工程地质勘察规范》（TB10012-2007）

J124-2007

5、《工程岩体试验方法标准》（GB/T50266）；

6、《中国地震动参数区划图》（GB

18306—2001）；

7、《铁路隧道设计规范》（JB10003—2005）；

8、《铁路工程抗震设计规范》（GB50111-2006）

9、《关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知》（铁建设【2010】120号）；

10、隧道设计文件的有关要求；

11、成渝客运专线CYSG-3标《实施性施工组织设计》。

第二章、工程概况

本标段隧道共6座，按线路里程顺序依次为新糖坊隧道、梨儿园隧道、坛蹬岩隧道、龙神坳隧道、四方碑隧道、郭家寺隧道。隧道设计为单洞双线隧道，隧道总长度为4293m。

隧道名称

起始里程

围岩等级

合计

Ⅲ

Ⅳ

Ⅴ

明洞Ⅴ

新糖坊隧道

DK132+955-DK133+533

0

0

558

20

578

梨儿园隧道

DK133+647-DK135+248

0

940

636

25

1601

坛蹬岩隧道

DK135+993-DK136+215

0

0

195

27

222

龙神坳隧道

DK138+605-DK139+276

0

0

610

61

671

四方碑隧道

DK140+584-DK141+320

0

147

510

79

736

郭家寺隧道

DK160+525-DK161+010

0

0

431

54

485

隧道基本概况表

第三章、各隧道工程地质概况

1、

郭家寺隧道（485m）：

丘陵地貌，自然横坡一般15°～25°，地面高程326～400m，相对高差约74m，隧道最大埋深44m。地表覆盖层主要为坡残积粉质黏土，层厚0～2m；隧道地层为J2S泥岩夹砂岩，属软岩；产状近水平，节理裂隙发育，全风化带（W4）厚2～6m，强风化带（W3）厚2～23m。地下水主要为基岩裂隙水，富水性季节变化大，水质类型属HCO3--Ca2+型；据区域资料，在环境作用类别为化学侵蚀环境、氯盐环境时，具硫酸盐侵蚀性。洞口主要不良地质问题为泥岩风化剥落、砂岩危岩落石，施工中，进出口边仰坡应及时防护，并清除坡面危石；洞身拱部易产生掉块、坍塌等，开挖过程中应加强支护，衬砌紧跟，加强排水，防止坍塌。下伏基岩为泥岩，泥质胶结，中厚层状，质软，具遇水软化崩解、失水收缩开裂等特性。川中丘陵区天然气蕴藏量大，在构造、裂隙较发育地段，天然气可能沿地层裂隙泄出地表。

DK160+525～DK160+550边仰坡滑塌、危石落石。

DK160+550～DK160+980洞身泥岩质软；岩层倾角较缓，节理发育；川中丘陵区天然气蕴藏量大，在构造、裂隙较发育地段，天然气可能沿裂隙泄出地面。

DK160+890～DK160+945段隧道洞身分布危岩落石。

2、

四方碑隧道（736m）：

隧区属丘陵地貌。地表上覆坡残积粉质黏土；下伏基岩为侏罗系中统沙溪庙组泥岩夹砂岩，单斜构造。地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s。地下水为HCO3

--Ca2+型水，地下水对混凝土结构具硫酸盐侵蚀，环境作用等级为H1。不良地质为泥岩风化剥落、危岩落石。洞身泥岩质软，岩层近于水平，节理发育。隧道进、出口岩层风化带厚度较大；隧道进口段存在危石落石。川中丘陵区天然气蕴藏量大，在构造、裂隙较发育地段，天然气可能沿地层裂隙泄出地表，具有不可预见和无规律性（不确定性）特点，隧道开挖应加强通风与监测工作。下伏基岩为泥岩夹砂岩，泥岩，泥质结构，中厚层状，质软，具遇水软化崩解、失水收缩开裂等特性，为膨胀岩。岩层近于水平，节理发育。

DK140+585～DK140+605边仰坡滑塌、危石落石。

DK140+605～DK141+260段，地表上覆坡残积粉质黏土；下伏基岩为泥质砂岩夹泥岩。

DK140+260～DK141+310段，土层和岩层风化带较厚。

3、龙神坳隧道（671m）：

测区属丘陵地貌。地表上覆坡残积粉质黏土；下伏基岩为侏罗系中统沙溪庙组泥岩夹砂岩。测区属单斜构造。地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s。隧洞最大埋深小于40米，测区地表水主要为沟水和坡面暂时性流水，地下水主要为基岩裂隙水，基岩中泥岩裂隙水含量甚微，砂岩中相对较大，呈点滴状产出，流量受季节影响明显，雨季水量较大，旱季相对较小，测区地下水为HCO3

--Ca2+型水，地下水对混凝土结构无侵蚀性。测区不良地质为泥岩风化剥落、危岩落石。洞身泥岩质软，岩层近于水平，节理发育，下伏基岩为泥岩，泥质胶结，中厚层状，质软，具遇水软化崩解、失水收缩开裂等特性。川中丘陵区天然气蕴藏量大，在构造、裂隙较发育地段，天然气可能沿地层裂隙泄出地表。开挖过程中，拱部易产生掉块、坍塌等。隧道进、出口岩层风化带厚度较大；隧道进出口段，存在危石落石。

DK138+620～DK138+640地形陡缓相间，岩层产状近水平，节理发育。

DK138+640～DK139+250段，下伏基岩为泥岩，泥质胶结，中厚层状，质软，具遇水软化崩解、失水收缩开裂等特性。川中丘陵区天然气蕴藏量大，在构造、裂隙较发育地段，天然气可能沿地层裂隙泄出地表。

DK139+250～DK139+270段，地形陡缓相间，岩层产状近水平，节理发育。

4、坛蹬岩隧道（222m）：

隧区属丘陵地貌，地形较陡，进、出口为一岩质陡崖，地面高程305～398m。最大埋深不超过50米，隧道表层为坡残积层粉质黏土和崩坡积层块碎石土覆盖；下伏侏罗系中统沙溪庙组泥岩夹砂岩,属软岩。测区地下水以基岩裂隙水为主，受季节控制明显，其水质类型为HCO3--Ca2+

，在环境作用类别为化学侵蚀环境氯盐环境时，环境等级为H1。隧道主要不良地质问题为：泥岩风化剥落、砂岩危岩落石、出口崩塌岩堆。

DK135+933～DK136+010段，上覆中厚层状砂岩、下部位泥岩，洞顶仰坡存在危岩落石及岩堆。

DK136+010～DK136+050段，穿越地层岩性为泥岩夹砂岩、洞身浅埋。

DK136+050～DK136+165段，穿越地层岩性为泥岩夹砂岩、隧区位于川中丘陵区天然气蕴藏区。

DK136+165～DK136+205段，穿越地层岩性为泥岩夹砂岩、洞身浅埋，偏压。

DK136+205～DK136+214段，上覆中厚层状砂岩、下部位泥岩，洞顶仰坡存在危岩落石及岩堆，偏压。

5、梨儿园隧道（1601m）：

测区属丘陵地貌，地形坡度一般15-25°，进、出口为一岩质陡坎，地面高程325～405m。隧道浅埋，表层为坡残积层粉质黏土和崩坡积层块碎石土覆盖；下伏侏罗系中统沙溪庙组泥岩夹砂岩,属软岩。测区地下水以基岩裂隙水为主，受季节影响明显，其水质类型为HCO[3](-)Ca(2+)

，在环境作用类别为化学侵蚀环境氯盐环境时，环境等级为H1。洞口主要不良地质问题为：进口地形偏压、泥岩风化剥落、砂岩危岩落石。地震动峰值加速度为0.2g。地表出露覆盖层主要第四系全新统坡洪积（Q[4](dl+pl)）软土（软粉质黏土），松软土（软塑状粉质黏土），坡残积（Q[4](dl+el)）粉质黏土，坡崩积层（Q[4](dl+col)）碎石土；下伏基岩为侏罗系中统沙溪庙组（J[2]s）泥岩夹砂岩。DK133+644～DK133+648、DK134+434～DK134+440、DK134+465～DK134+475、DK135+194～DK135+214里程处存在危岩落石。

6、新糖坊隧道（578m）：

DK132+954～DK132+964段，上覆盖中厚层状砂岩、下部为泥岩，洞顶仰坡存在危岩落石及岩堆。

DK132+964～DK132+984段，穿越岩性为泥岩夹砂岩，洞身浅埋。

DK132+984～DK133+498段，穿越岩性为泥岩夹砂岩，洞身浅埋，隧区位于川中丘陵区天然气蕴藏区。

DK133+498～DK133+528段，穿越岩性为泥岩夹砂岩、泥质砂岩、泥岩夹砂页岩及灰岩，洞身浅埋。

DK133+498～DK133+528段，上覆盖中厚层状砂岩、下部为泥岩，洞顶仰坡存在危岩落石及岩堆。

第四章、主要不良地质及特殊岩土

1、不良地质

⑴、

危岩落石及岩堆

隧道进出口仰坡存在危岩落石及岩堆。泥岩风化剥落、砂岩危岩落石，施工中，进出口边仰坡应及时防护，并清除坡面危石。

⑵、浅埋、偏压

隧道均为浅埋，地层岩性泥岩夹砂岩，洞口附近崩坡积层块碎石土覆盖，洞门位置岩堆分布，存在偏压现象。

2、

特殊岩土

我部6座隧道洞身均穿过膨胀性岩土地层，基岩为泥岩夹砂岩，泥岩，泥质结构，中厚层状，质软，具遇水软化崩解、失水收缩开裂等特性，施工过程应加强预测预报，防止变形、塌方事故。

3、天然气蕴藏区

隧区位于川中丘陵区天然气蕴藏区。川中丘陵区天然气蕴藏量大，在构造、裂隙较发育地段，天然气可能沿地层裂隙泄出地表，具有不可预见和无规律性（不确定性）特点。隧道施工过程应加强监测。

第五章、实施超前地质预报的目的

1、进一步查明前期没有探明的、隐伏的重大地质问题，进而指导隧道施工顺利进行，减少隧道施工的盲目性；

2、降低隧道施工地质灾害发生的机率，保证隧道施工安全；

3、为隧道动态设计和信息化施工提供基础资料，使隧道设计施工更科学、安全和快捷；

4、为编制竣工文件提供地质资料、为隧道长期安全运营提供基础资料。

第六章、超前地质预报方案

1、地面调查：对隧道范围内地形、地貌、地层岩性进行进一步的全面核查。

2、地质编录：对隧道全段，进行地质编录。

3、TSP超前探测：断层发育地段、节理密集带、不整合接触带以及岩性接触带处进行重点探测。

4、红外线探测仪超前探测：采用红外线探测仪超前探测，对断层破碎带、节理密集带及岩性界面处进行重点探测地下水发育情况，宏观地掌握掌子面前方短距离的富水情况。

5、地质分析：对全隧道进行地质编录，记录现场揭露的地质信息，并综合上述各种探测方法获得的地质信息，通过综合分析，预测预报前方工程地质及水文地质条件。

第七章、超前地质预报工艺方法、操作要点

1、地面调查

⑴、调查目的及调查范围

核对勘测资料，掌握隧道所在地区的地层岩性、地质构造、不良地质及水文地质情况，为隧道内地质预报提供方向性的依据。

根据勘察单位提供的隧道工程地质图，调查范围主要为隧道中线两侧各1～2.5km的（陆地部分）范围。

⑵、调查内容

①、地层岩性

主要调查地层的地质时代、岩层厚度、层间结合程度、岩层产状、岩性、岩石硬度、风化程度等。

②、地质构造

主要调查断层、破碎带及节理裂隙特征。断层的产状、性质、破碎带宽度、破碎带的成分、破碎带的含水情况以及与隧道的关系。节理裂隙的组数、产状、间距、充填物质、延伸长度、张开度及节理面的起伏情况，节理裂隙的组合状况。

③、不良地质

主要调查隧址断层的性质、规模、以及对隧道的影响。

④、地下水的特征

调查隧道范围内的泉水、井水、水塘、水库、沟水、河水及其水量、水文、水质的变化等。

2、地质编录

⑴、编录内容

核对包括地层岩性、断层构造等在内的主要地质界线在隧道洞身的实际位置；进一步确定各断层带以及主、次断层（包括影响带）的位置、产状，断层带的物质组成、宽度、富水程度及工程性质。

对洞壁岩体主要结构面（断层、层理及节理、裂隙等）进行定性及定量统计量测，查明主要结构面的产状、性质、延伸长度、张开宽度、粗糙程度、蚀变情况、密度、地下水及充填情况等，并分析优势结构面对围岩稳定性的影响。

对塌方地段，应记录塌方的部位、方式与规模及其随时间的变化特征，并分析产生塌方的地质原因。

对岩体受构造影响程度、节理发育程度、岩体完整程度、富水程度及围岩稳定状态等进行详细编录，据此对围岩级别及其他地质参数进行修正，并提出有针对性的支护、衬砌或超前加固措施意见。

对重点地段，如断层、节理密集带、岩性接触带、地下水富集带、掌子面地质情况与原设计地质条件出入较大等重点地段，除地质编录外，还要进行必要的地质调绘和测试。

对地下水发育地段，应描述地下水的分布、出露形态、水量、水压、水温、颜色及泥砂含量，以及地下水活动对围岩稳定性的影响；对涌水量较大的地段，必要时进行长期观测；并取样分析，判定地下水对结构材料的腐蚀性。

⑵、围岩稳定性评价和预报

根据地质编录得到地层岩性、地质构造、不良地质、水文地质特征等，判定围岩完整性和围岩分级，结合勘察和地质调查取得的地质资料预测隧道前方地质情况。

⑶、资料提交

每循环开挖后对拱顶、掌子面和左右边墙进行地质编录，必要时进行数码摄像。编录的原始记录、图、表当天整理（绘制）。施工一定距离后，作出分段（60m/张）完善的地质展示图和总结。

⑷、工作量：

各隧道掌子面地质素描及地质展示图预计工作量一览表

隧道名称

地质素描及地质展示图预计工作量

郭家寺隧道

全隧施做

四方碑隧道

龙神坳隧道

坛蹬岩隧道

梨儿园隧道

新糖坊隧道

⑸、使用的仪器

主要是地质罗盘和数码相机以及计算机。

3、采用物探方法的施工超前地质预报

⑴、TSP203超前地质预报

TSP203每次可探测100～350m，为提高预报准确度和精度，采取重叠式预报，每开挖100m～150m预报一次，重叠部分(不小于20m)对比分析，每次探测结果与开挖揭示情况对比分析。

①、预报原理

TSP203超前地质预报系统是利用地震波在不均匀地质体中产生的反射波特性来预报隧道掘进面前方及周围临近区域地质状况的，TSP方法属于多波多分量高分辨率地震反射法。地震波在设计的震源点（通常在隧道的左或右边墙，大约24个炮点）用小量炸药激发产生，当地震波遇到岩石波阻抗差异界面（如断层、破碎带和岩性变化等)时，一部分地震信号反射回来，一部分信号透射进入前方介质。反射的地震信号将被高灵敏度的地震检波器接收，数据通过TSPwin软件处理，就可以了解隧道工作面前方不良地质体的性质（软弱带、破碎带、断层、含水等）和位置及规模。

②、设备

采用TSP203plus超前地质预报系统。

a、记录单元：12道，24位A/D转换，采样间隔62.5μs和125μs，最大记录长度为1808.5ms，动态范围120dB。

b、接收器（检波器）：三分量加速度地震检波器，灵敏度为1000mV/g±5%，频率范围为0.5～5000Hz，共振频率9000Hz，横向灵敏度＞1%，操作温度0℃～65℃。

c、TSPwin软件：数据采集和处理集于一体。

d、测线布置:

(a)．接收器孔

位置：在隧道边墙（面对掌子面），距离掌子面大约50m。

数量：2个，隧道左、右边墙各一个。

直径：φ43-45mm/孔深2m。

布置：沿轴径向，用环氧树脂固结，向上倾斜10°左右。

高度：离地面1m。

(b)．炮孔:

位置：在隧道的右边墙。第一个炮孔离接收器16m，其余炮孔间距为1.5m。

数量：24个直径：38mm/孔深1.5m。

布置：沿轴径向，向下倾斜10-20°（激发时水封填炮孔）。高度：离地面约1m。

③、数据采集与分析

TSP203+超前地质预报系统分为洞内数据采集和室内分析处理两大部分:

a、洞内数据采集洞内数据采集主要由接收器、数据记录设备以及起爆设备三部分组成。

洞内数据采集包括打接收器孔、爆破孔、埋置接收器管、连接接收信号仪器、放炮接收信号等过程。

◆钻接收器孔。

◆钻爆破孔。

◆埋置接收器管：将环氧树脂放入接收器孔中，

然后将接收器管旋转插入孔内，15分钟后环氧树脂、接收器管与周围岩体就能很好地粘结在一起。

◆装药：每爆破孔装药量大约75g（岩石2#乳化炸药），根据围岩软硬完整破碎程度与距接收器位置的远近而不同。

◆联线：将设备各组件及爆破导火线联接好；

◆放炮、接收信号。

◆拆线、清理设备。

b、室内计算机分析处理

采集的TSP数据，通过TSPwin软件进行处理。TSPwin软件处理流程包括11个主要步骤，即：数据设置→带通滤波→初至拾取→拾取处理→炮能量均衡→Q估计→反射波提取→P-S波分离→速度分析→深度偏移→提取反射层。通过速度分析，可以将反射信号的传播时间转换为距离（深度），可以用与隧道轴的交角及隧道工作面的距离来确定反射层所对应的地质界面的空间位置，并根据反射波的组合特征及其动力学特征解释地质体质。

通过TSPwin软件处理，可以获得P波、SH波、SV波的时间剖面、深度偏移剖面、提取的反射层、岩石物理力学参数、各反射层能量大小等成果，以及反射层在探测范围内的2D或3D空间分布3）、提交资料室内分析处理一般在24小时内完成并可提交正式成果报告，报告一般包括如下内容：

(a)工作概况

(b)探测的方法、设备及原理

(c)测线布置

(d)对测试结果的初步分析

(e)结论TSP报告中应附的成果图表：

◆现场数据记录表

◆

岩石参数曲线图（横坐标为里程）

◆

二维结果图（横坐标为里程）

◆岩石参数表

⑵、预计预报范围

预计采用TSP预报的具体里程见表6-1，具体思路以设计图中标明的以及实际开挖发现的而设计图中没有提及的不良地质地段和不良地质体进行连续重叠式预报，重叠长度不小于20米。

各隧道TSP预报的预计地段一览表

隧道名称

里

程

地

质

情

况

数量（次）

郭家寺隧道

依据设计和洞内地质情况变化确定

四方碑隧道

龙神坳隧道

坛蹬岩隧道

梨儿园隧道

DK134+060～DK134+250

下伏侏罗系中统沙溪庙组泥岩夹砂岩，强、弱风化分带界线，隧洞埋深极浅，季节性降雨时有突、涌水及塌方可能。

DK134+820～DK134+950

新糖坊隧道

⑵、红外线探水

①、基本原理

在隧道中，围岩每时每刻都在向外部发射红外波段的电磁波，并形成红外辐射场，场有密度、能量、方向等信息，岩层在向外部发射红外辐射的同时，必然会把它内部的地质信息传递出来。干燥无水的地层和含水地层发射强度不同的红外辐射，红外线探水仪通过接收岩体的红外辐射强度，根据围岩红外辐射场强的变化值来确定掌子面前方或洞壁四周是否有隐伏的含水体。

②、现场数据采集

a、在施工隧道的隧顶和两侧边墙的中部各布置一条测线，5m点距，发现异常后加密测点，并初步分析异常的可能原因，如因喷浆、照明灯等干扰影响应与删除，并重测。

b、在掌子面上均匀布置9个测点，发现异常后加密测点，并初步分析异常的可能原因，如因喷浆、放炮、照明灯等干扰影响应予删除，并重测。

c、每次探测应对岩体裂隙发育情况和隧道壁渗水情况进行详细记录。

③、资料整理

探测完成后应提供红外探测预报报告，内容包括：工作概况、地质解译结果、掌子面探测数据图、左右边墙及拱顶等测线的探测曲线图等。

④、红外线探水的探测范围

红外探测每循环可探测30m，为提高预报准确度和精度，采取重叠式预报，两次探测应重复5m。

⑤、预计工作量

各隧道红外探测预计地段一览表

隧道名称

里

程

地

质

情

况

数量（次）

郭家寺隧道

依据设计图和洞内地质情况变化确定

四方碑隧道

DK141+040～DK141+160

强、弱风化分带界线，隧洞埋深极浅，季节性降水时有涌水、塌方可能。

龙神坳隧道

坛蹬岩隧道

梨儿园隧道

DK134+060～DK134+250

下伏侏罗系中统沙溪庙组泥岩夹砂岩，强、弱风化分带界线，隧洞埋深极浅，季节性降雨时有突、涌水及塌方可能。

DK134+820～DK134+950

新糖坊隧道

⑥、使用的仪器

使用的仪器为煤炭科学研究院唐山分院生产的HY-303红外线探测仪。

4、按设计图预计的工作量

新建铁路成都至重庆线CYSG-3标六座隧道工程施工超前地质预报实施方案按设计图预计的工作量见下表。

施工超前地质预报预计工作量

预报项目

隧道名称

总长度（m）

次

数

备

注

地质编录

郭家寺隧道（470m）

4254

六座隧道承担施工的全部开挖长度

四方碑隧道(736m)

龙神坳隧道(650m)

坛蹬岩隧道(221m)

梨儿园隧道(1603m)

新糖坊隧道(574m)

TSP探测

梨儿园隧道(1603)

依据设计图和洞内情况变化确定

120米/次，

搭接20m。

新糖坊隧道(574m)

红外探测

梨儿园隧道(1603)

探测长度30米，搭接5m。

新糖坊隧道(574m)

四方碑隧道(736m)

第八章、组织机构及人力、设备资源

根据超前地质预报实施方案，成立超前预报组织机构，配备专业预报人员和预报仪器设备，预报仪器设备的性能、精度及效率应能满足预报和工期的要求。

1、组织机构

成立以施工超前地质预报项目负责人为责任人的超前地质预报工作机构，该组织机构在项目部的直接领导下，切实抓好施工超前地质预报工作。

地质组

红外线探水

施工超前地质预报项目部

物探组

T

S

P

超前探测

地质编录

地面调查

超前地质预报工作组织机构图

2、主要人员：

项目负责人：黄应强

地质工程师

技术负责人：刘海龙

地质助理工程师

3、主要设备

投入的主要仪器设备及型号一览表

序号

仪器设备及型号

数量

产地

1

TSP203+超前地质预报仪

1台

瑞士

2

红外探水仪

HY-303

1台

唐山

3

数码照相机Canon

2部

中日合资

5

计算机

联想

2台

北京

6

打印机

Canon

1台

中日合资

7

汽车

1台

国产

8

地质罗盘

2部

哈尔滨

第九章、超前地质预报的质量、安全、进度保证措施

1、超前地质预报的质量保证措施

在贯彻质量管理体系的基础上，按照超前地质预报实施性施工组织所制定的各项技术指标的要求，严格技术交底，做到目的明确、清晰地开展预报工作，进行预报工作，使预报质量得到有效的控制，从而切实保证预报的精度和质量。各种方法的质量保证措施如下：

⑴、地质素描在每炮后应及时进行，对掌子面、边墙、拱顶及底板围岩的工程地质及水文地质特征进行详细描述，描述要真实贴切，并辅以适当的图形、图片。在开挖够60m后，及时对素描资料进行汇总，并形成展示图。

⑵、TSP超前探测前应对炮孔及接收器孔进行测量，其参数应严格满足设计要求；接收器套管安装要耦合完好，尤其是前端口；检测噪音在低于-78dB时方可接收数据，接收时要保持检测噪音时最安静的状态，接收到的信号要求初值明显；曲线隧道预报的终点不能偏离隧道中线30m。

⑶、红外探测前应对探测范围内的正常场强值进行测量，然后再布置测点。为保证探测质量，宜选在出完碴后测量放线时段进行探测。在探测时，应尽量避开一些高（低）能热源场（如照明灯、空压机、通风风管口等）。发现突变探测值时，应重复探测，此外还要在该探点外围再试探几个点，以确认正确性。需要加密的应加密，加密的探测值写在备注中。

⑷、在各项现场采集工作结束后，内业数据分析、处理以及报告编写应及时，成果报告应有编制、复审核。

⑸、成果报告及时提交给指挥部及施工单位，做到信息化施工。

⑹、把预报、检测结果与实际开挖情况进行比对，不断总结，调整各种参数、方案组合等，对预报做出修正，提高准确性。

2、超前地质预报的安全保证措施

认真贯彻执行党和国家的安全生产方针、政策，严格执行铁道部和交通部颁发有关施工规范和安全技术规则，对预报人员进行岗前安全教育培训，牢固树立“安全第一、预防为主”和“管生产必须管安全”的思想意识。建立健全安全保证体系，领导挂帅，全员参加，使安全工作制度化、经常化，并贯穿预报全过程。

3、超前地质预报的进度保证措施

⑴、为了保证超前地质预报工作的实效性，我们要达到所有通过物探手段进行的预报资料将在现场采集数据完毕后12小时内提供阶段成果报告，当采集的数据在进行室内处理时，发现重大异常，我们将及时的提供口头报告，以便现场及时采取应急措施。

⑵、所有通过物探手段进行预报的现场数据采集工作（打设接受器孔），都将在不影响施工的前提下，提前做好准备工作。

第十章、超前地质预报与隧道施工的衔接与配合

1、正常施工进度的衔接和配合

在正常施工进度的情况下，作到地质人员每一循环响炮后30分钟内到达掌子面，进行地质素描，通过物探手段进行预报的现场数据采集工作（需要施工单位配合的部分）将在预报里程到达前30m给施工单位下发技术交底，确保数据采集及时和不耽误施工单位的作业时间。

2、施工方案调整时的衔接和配合

当施工方案调整时，超前地质预报工作也将紧随新的施工方案调整，当好“先锋”。在必要时采取地质人员24小时洞内值班制度。确保施工安全。

第十一章、成果资料编制内容及要求

⑴、阶段成果资料

①、即时报告当地质工程师发现地质情况发生变化时，即刻以口头或书面的形式向工区和项目部报告，并积极参与不良地质地段工程措施的研究，并从地质角度提出意见。

②、日常报告当每次完成地质预报工作后，应在规定时间向工区和项目部提供相应资料。

⑵、竣工资料

在全部超前预报工作完成后三个月内编写《隧道施工超前地质预报总体报告》并提交给建设单位和施工单位。《隧道施工超前地质预报总体报告》包括以下内容。

①、

地质纵断面图

②、

地质展示图（1：200）；

③、

TSP203超前地质探测报告；

④、

红外线探水报告；

⑤、

利用其他手段进行超前探测的报告。

第十二章、超前地质预报工作制度

超前预报单位应根据超前地质预报实施方案，成立超前预报组织机构，配备专业预报人员和预报仪器设备，预报仪器设备的性能、精度及效率应能满足预报和工期的要求。

⑴、施工超前地质预报实施方案的审批；

施工超前地质预报实施方案可根据现场超前预报实际进行必要的调整和完善，调整后的实施方案应报请建设单位批准。

⑵、实施方案的技术交底

超前预报单位实施超前预报前（除地质编录等不需要施工单位配合的外），应编制技术交底，并提前24小时，报送监理与施工单位。

⑶、超前地质预报的作业

施工单位接到超前预报技术交底后，应根据交底要求，安排预报作业时间及作业工作面，监理单位应做好现场的协调及督促工作。

⑷、资料编制

①、超前预报成果资料编制，地质编录每20米报送一次，其它预报在现场预报工作完成后，24小时内将当次预报成果报送建设单位、施工主体单位、监理单位，为保证资料报送的及时性，有条件时可采用电子文档报送的形式。

②、超前预报单位应做好预报验证资料的收集、整理和归档工作，每月编写《隧道超前地质预报阶段性报告》并提交建设单位、施工主体单位、监理单位。

第十三章、地质预报成果的验证及技术总结要求

1、地质预报成果验证

每一阶段性地质预报工作结束后，必须认真编写《隧道超前地质预报阶段性报告》，在隧道掘进过程中，由地质工程师与之核对，以检验实际效果，用以指导下一阶段的实施。

2、地质预报技术总结要求

必须根据规范、规程等要求，在阶段性报告的基础上，对地质预报工作进行技术总结，以便指导下一阶段施工及以后的工程施工。

总结分为阶段性（《隧道超前地质预报阶段性报告》）和完工总结。

技术总结由地质预报项目负责人负责。

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篇3：隧道二次衬砌背后脱空处理方案

隧道二次衬砌背后脱空处理方案 本文关键词：脱空，衬砌，隧道，方案

隧道二次衬砌背后脱空处理方案 本文简介：中交三航局青荣城际铁路V标整改处理方案隧道二次衬砌背后脱空、不密实整改处理方案一、工程概述青荣城际铁路QRZH-V标段第二项目部北山隧道全长1880米，占线路长度的12.1%，目前隧道已进行了二次衬砌施工。在检查中发现部分隧道二次衬砌背后局部出现脱空、不密实现象，为了保证隧道二次衬砌质量符合验标规范

隧道二次衬砌背后脱空处理方案 本文内容：

中交三航局青荣城际铁路V标整改处理方案

隧道二次衬砌背后脱空、不密实整改处理方案

一、工程概述

青荣城际铁路QRZH-V标段第二项目部北山隧道全长1880米，占线路长度的12.1%，目前隧道已进行了二次衬砌施工。在检查中发现部分隧道二次衬砌背后局部出现脱空、不密实现象，为了保证隧道二次衬砌质量符合验标规范要求，现对隧道二衬背后脱空现象进行分析处理。

二、二衬背后脱空原因分析

隧道二衬背后脱空主要集中在拱顶和侧壁拱腰等部位。从二衬背后脱空部位分析，总结得出大致有以下几个原因：

2.1、光面爆破效果不好，造成隧道开挖轮廓凹凸不平，有棱角；初期支护，喷射混凝土没有把凹凸面补平，平整度达不到规范要求；防水板安装未预留足够的松散系数；二衬混凝土被防水板挡住未与初期支护表面密贴，导致二衬背后出现脱空现象。

2.2、施工班组在施工过程中操作及检查不认真，导致注浆不满。混凝土在浇筑的过程中时间间隔过长，达不到连续性，加之工人责任心不强，手持振捣棒振捣混凝土不足，高频振捣器开启次数有限，造成局部位置混凝土初凝，后续混凝土无法正常填充形成脱空现象，在混凝土未初凝前急于拆管，造成未自稳的混凝土掉落下来形成漏斗，造成衬砌脱空。在拱顶混凝土施工出现堵管，现场人员在未仔细分析的情况下即认为已经泵满，停止混凝土泵送造成二衬厚度不足，出现脱空现象。

2.3、技术原因：砼施工配合比水灰比偏大、混合料坍落度大、砼振捣不密实，砼自重下沉；砼收缩徐变，造成留有空隙。用输送泵送砼时，拱顶面的砼在输送过程中把部分空气密闲在狭小的空间内无法排出，造成留有空隙；

三、二衬背后脱空处理措施

对拱顶部位二衬背后脱空采用拱顶预留注浆孔进行注浆回填；对拱腰及边墙处二衬背后脱空采用钻孔后注浆回填。

3.1二次衬砌后回填注浆

首先以雷达检测数据为依据，明确需注浆加固的范围和数量。

3.1.1施工工艺：

钻孔——埋管——制浆——注浆——检测——清理

3.1.2施工要点

（1）钻孔：根据雷达探测结果，找出空洞位置并进行标记，注浆孔利用原有衬砌施工的预留注浆孔，当预留注浆孔堵塞时，在空洞部位重新采用电钻打孔，孔径25mm，孔深确保进入空洞区域并不得超过结构厚度钻破防水板，并可以用灌浆来填塞修复。

（2）埋管：打孔完成之后埋设Φ32镀锌钢管，注浆钢管与孔洞周围缝隙用水泥砂浆等相应材料封堵，待封堵材料达到强度后注水泥浆。

（3）制浆：采用高强无收缩灌浆料，水泥采用42.5普通硅酸盐水泥，浆液水灰比1:1.2～1:1.5，用发电机带动高速制浆机，制好所需比例的浆液。

（4）注浆：注浆顺序由低处向上压，先试灌一定的清水到二衬上去，对机器和管道的密封进行检查，也对后期浆液在二衬背后流动起到润滑作用，在压浆的过程中，注浆压力控制在0.2MPa，待注浆结束后，应将注浆孔及检查孔进行封填密实。

（5）检测：用钻孔探测的办法检测灌浆效果，在灌浆完成之后，采用电锤钻孔探测灌浆效果，密实度和泌水率达到对隧道回填灌浆的要求。

（6）清理：检测空洞处理符合要求后，再打磨清理二衬表面的附着物，并进行清理清洗工作。

对于脱空高度小于10cm,一般采用Φ32mm压注纯水泥浆处理，水灰比为0.5:1。对于脱空高度大于10cm－15cm,一般采用Φ32mm压注水泥砂浆处理，水泥砂浆要具有良好的流动性。对于脱空高度大于15cm,一般采用Φ150mm钢管接混凝土输送泵直接泵送混凝土。混凝土要具有良好的合易性和流动性。塌落度控制在15cm-20cm，碎石最大粒径要小于1cm。

其次在施工中注意，钻孔预埋注浆管时，管口距围岩要预留5-10cm空隙，以便浆液能顺利流出；注浆管要用钢板和膨胀螺栓与既有衬砌固结，最后通过法兰盘连接注浆管或注浆泵进行注浆或泵送混凝土；注浆过程速度不能太快，当出现较大压力时可暂停10分钟左右，使浆液顺利扩散。注浆完成不要急于拆除法兰盘，待浆液有一定的自稳能力后再拆并及时封堵注浆口。

为确保注浆效果，在埋注浆管的同时还要预埋检测管，检测管顶端与围岩要有1-2cm的空隙。当检测管有浆液流出，应封闭检测管并保持缓慢注浆，当压力持续升高时停止注浆。

四、二衬背后脱空预防措施

4.1

加强光面爆破控制，提高围岩基面平整度。

4.2

严格施工过程控制，对初支平整度不满足要求的不予验收，直至补喷合格后才允许进入下一道工序的施工，确保初支基面平整。

4.3加强防水板铺设质量控制，特别是防水板固定后的松紧度控制，预防太紧防水板崩裂，太松形成褶皱导致空洞的出现。

4.4

加强二衬混凝土浇筑过程的振捣质量。

4.5

加强各工序作业人员的质量意识教育，掌握每一道工序的质量标准。

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