岩溶隧道施工工艺工法.docVIP

PAGE PAGE 15 岩溶隧道施工工艺工法 1 前 言 1.1工艺工法概况 岩溶隧道施工过程中，突水、突泥频繁，常诱发工程灾害和人员伤亡，施工风险极高。传统高压富水岩溶处治工法，坚持“以堵为主，限量排放，排堵结合，因地制宜，综合治理”的原则，采取帷幕注浆配套超前管棚方案穿越高压富水岩溶段。 但帷幕注浆配套超前管棚方案处理高压富水溶腔，处治历时长，成本高、难度大。在溶腔处理过程中，常常发生突水涌泥等重、特大人身伤亡事故；帷幕注浆成孔难，可注性差，注浆范围控制难、注浆达到预期效果非常难，从而导致帷幕注浆方案失败，在开挖过程中再次引发工程灾害。 2005年1月，中铁一局以“云雾山岩溶隧道”为依托，针对高压富水岩溶隧道施工难题进行了技术攻关，按“以排为主，排堵结合，因地制宜，综合治理”的原则，创出了“岩溶特征分析、临近界面锁定、相邻洞室分隔、洞外排水规划、专项精确爆破、预警预报监控、配套措施实施”等内容的释能降压工法。2008年12月，该工法运用在高压富水岩溶隧道施工中取得了成功，后在铁路岩溶隧道施工中被推广应用。 1.2工艺原理 采用工程地质法和物探法预测预报出岩溶的存在范围，使用超前深孔钻探法探测验证物探法的预报结果；发现并逐步逼近溶腔，临近溶腔界面后，根据超前深孔探测的结果加密超前钻孔，辅以短距离的超前炮孔，精确探测到溶洞的边界和范围，判明水质及充填介质等参数；在溶腔处设置水文观测站，运用地表自动与互联网相链接的降雨量观测站，观测分析溶腔涌水量、水压与地表降雨量的关系，采用示踪剂分析溶腔与地表或地下暗河的连通性，评估确定溶腔内岩溶水的静储量小于100000m3，恒定补给量小于500m3/h。然后将悬于洞顶上方，或隐伏于隧道周边或隧底的具有高位能、高动能的岩溶水或充填物，实施精确的爆破设计将溶腔爆破揭示，主动将岩溶水或充填物释放，使其通过事先规划好的导流渠进行疏导，辅以消能、减速、沉淀措施，达到消能减压环保目的后排放入天然河道。然后在视频监控、声光报警和应急逃生系统的保护下，对释放水和充填介质后的溶腔空腔进行处理，从而安全的穿越溶腔。必要时，设置永久泄水洞与主溶腔 2 工艺工法特点 2.1 遵循“以排为主、排堵结合、因地制宜、综合治理”的施工原则，规划洞内外排水路线，通过精准、安全、有效的爆破方式，安全有序的释放溶洞内水和介质，主动消减溶腔内泥水等充填介质的高压力和高水头，避免了在被动施工时腔体内介质瞬间暴发诱发的工程灾害和人身伤亡事故，降低了施工风险，施工安全可靠。 2.2将超前预测预报切实纳入工序管理，采用远程视频监控系统对施工全过程实施监控，运用声光报警、应急逃生系统及时报警和应急逃生，使施工处于受控状态。 2.3采用释能降压工法,具有显著的经济效益和社会效益。通过安全有效的爆破揭示，主动释放消减溶腔内充填物的能量，将溶腔处理问题变暗为明，相对于传统工法而言，成本较低，周期短，安全可靠，环保节能，可操作性强，易于推广。 3 适用范围 适用于铁路、公路、水工等深埋隧道,静储量小于100000m3，恒定补给量小于500m3/h 4 主要引用标准 4.1《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204)、《铁路隧道工程施工质量验收标准》(TB10417)、《铁路隧道施工规范》(TB10204)、《新建铁路铁路工程测量规范》(TB 10101)、《铁路隧道超前地质预报技术指南》(铁建设[2008]105号)、《铁路隧道风险评估与管理暂行规定》(铁建设[2007]200号)、《铁路隧道工程施工安全技术规程》(TB10304)、《铁路工程水文地质勘察规程》(TB10049)。 4.2设计图纸、合同文件。 5 施工方法 按照不同的地质分级，先采取物探和钻探相结合的手段查找溶腔；在短距离探测手段的保护下向溶腔逼近；预留足够安全厚度的保护岩盘，探清溶腔充填介质锁定溶腔边界，判明溶腔的连通性；然后进行安全评估，进行精准爆破设计辅以必要的安全措施打开溶腔，最后处治溶腔穿越溶腔段。 6 工艺流程及操作要点 6.1 工艺流程 规划洞内外排水路线 规划洞内外排水路线 查找溶腔 TSP203 超前深孔钻探 逼近溶腔 （预留安全岩盘） 5m炮孔浅孔钻探 地质雷达 锁定溶腔边界 加密超前钻孔 5m炮孔浅孔钻探 判明水质、水压 与地表及地下暗河的连通性 水文 观测 示踪试验 安全及环境评估 建立水文 观测站 建立降雨量观测站 打开溶腔 洞室分隔 建洞外 排水渠 精准爆破设计 视频监控系统设置 洞外警戒系统设置 安全评估 置换清淤 台阶法开挖 回填护拱 基底处理 永久性泄水洞 导排 施做抗水压二次衬砌 结构长期监测 水文观测站设置 工程地质法 处治溶腔 图1 高压富水岩溶隧道释能降压施工工艺流程图 6.2施工要点 6.2 根据岩溶隧道地质