径向和帷幕注浆技术在老东山隧道富水段的运用.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流径向和帷幕注浆技术在老东山隧道富水段的运用.精品文档.径向和帷幕注浆与抗水压衬砌综合技术在老东山隧道跨越地表水库段施工中的运用内容提要 老东山隧道洞身穿越一大型水库,为确保隧道施工安全,减少对地表环境的影响,以“以堵为主、限量排放”为基本原则,采用径向和帷幕注浆与抗水压衬砌施工技术进行综合治理。本文通过介绍该综合整治技术,为今后同类工程的施工提供了可借鉴的经验。关 键 词 双线大跨隧道 径向和帷幕注浆 富水 施工Application of Radial and Curtain Grouting and Anti-Water pressure
2、 Lining Construction Technologyin tunneling through the Section of Surface Reservoirin Construction of the Old Dongshan TunnelAbstract The Old Dongshan Tunnel traverses through a large reservoir, in order to ensure the safety of tunnel construction and reduce the environmental impact on the surface,
3、 take “stop up primarily, limit the quantity of emissions” as the basic principle, use the radial and curtain grouting and anti-water pressure Lining construction technology to make a comprehensive management. This paper, introduced the comprehensive improvement technology, has provided the experien
4、ce for the construction of similar projects in the future ,it may use for reference.Key words Large-span Two-lane tunnel; Radial and Curtain grouting;Water-rich;Construction1 工程概况老东山隧道为单洞双线隧道,全长7578m,进口里程为DK947+555、出口里程为DK955+133。设计采用复合式衬砌,最大开挖断面为15361257cm。隧道最大埋深370m;隧道上覆第四系全新统坡洪积、坡残积粉质黏土,下伏泥岩夹砂岩、泥
5、灰岩。洞身发育有老东山断层(F4)、官村至白云寺断层(F2)、哨村断层(F1)和蒙七铺向斜,其中哨村断层(F1)地表破碎带宽5080m,以断层角砾为主;设计隧道内最大涌水量为2.49*104 m3/d。隧道洞顶上方DK948+630+720处分布一座容量为78万方的东湾坝水库,水库与隧道的平面关系为线路前进方向隧道顶部,埋深约100米(具体平面位置见图1)。水库前方100米DK948+810处为老东山断层。隧道洞身穿越紫红色砂岩、泥岩等岩层,节理裂隙发育,岩体完整性差,地质情况极其复杂。为满足工期要求,设计在进口端增设一座斜井,新增斜井全长615m,与正洞相交于DK948+750,该斜井承担施
6、工范围为DK948+750DK950+704段,该段主要地层为泥岩夹砂岩、泥灰岩,发育构造主要为老东山断层。图1 老东山隧道顶部东湾坝水库平面布置图2 隧道施工后地表环境状况老东山隧道进口新增斜井于2008年9月15日完成挑顶进入正洞施工,向进、出口双向施工,采用的施工方法为三台阶七步开挖法。2008年12月16日,隧道大里程端施工掌子面为DK948+822。已开挖范围内揭示地层岩性为为紫红色夹灰绿色泥岩、砂岩,中厚层状,泥质、细粒结构、泥钙质胶结,与设计基本相符。节理较发育,岩体呈块状结构,岩体破碎,泥岩具擦痕迹象,为老东山断层影响带,水量丰富,地下水沿结构面涌出,往小里程端未见有渗水,往大
7、里程端洞内局部渗水一直严重,12月1日隧道洞内涌水量为4738m3/d,2008年12月16日升至5200m3/d,洞内涌水量呈逐渐加大之势。具体见下图。2008年12月1日12月8日期间,水库水位以每天5cm的速度下降,从12月8日开始水库水位以每天10-12cm的速度下降,水位下降呈现加剧之势。同时发现周边村庄先后有20口井水位有不同程度的下降,3口井水位下降超过1米,2口井水位下降超过2米,另外3口井已经干枯。水库观察记录数据如下表:地表水与地下水水联系情况:洞内每天涌水量为5200m3;地表水库约10060m2,每水位下降天1012cm,水量流失量约为1000m3,其余4000m3水量
8、为断层破碎带裂隙水。 3 原因分析当时正值枯水季节,水库水位下降与雨水补给不足有一定的关系;隧道进入正洞开挖后,往小里程端开挖掌子面地下水水量较小,岩性为粉砂质泥岩夹砂岩,该段施工至水库下后停止了掌子面的掘进。说明在水库下往小里程段隧道开挖未影响到水库地表水流失,隧道岩性起到一定的隔水作用。往大里程端开挖洞内局部渗水一直严重,至2008年12月12日施工至DK948+815,掌子面岩体破碎严重,地下水沿裂隙呈水帘状涌出。据掌子面布置了两个近40m探水孔,地下水呈股状涌出水,流量Q右=40L/s、Q左=30L/s。推测该水主要来自老东山构造带水。同时据水库水位监测,水位下降较快。据地表调绘,该段
9、地层产状变化较大,据水库边量测岩层产状N70E/41SE,视倾角25,岩层倾向大里程开挖段。根据岩层产状推断,隧道涌水段与地表水库沿岩层层面连通,推断水库水沿层间裂隙向洞内涌出,推测隧道DK948+875+966段开挖对水库影响最大。水库水来源于山间裂隙渗水,裂隙渗水分布范围广,隧道开挖也导致了局部裂隙渗水中断,减少了水库的水源补给。水库观察记录数据如下表;综合分析后认为;斜井进入正洞后往大里程开挖,由于进入了老东山断层构造带及影响带,导致构造带水大量涌出;同时水库水及山间渗水沿层间裂隙涌入洞内,从而导致了水库地表水的流失,影响了当地的生态环境。4 综合整治措施4.1施工方案选定由于老东山隧道
10、洞顶地表水库水量的明显损失,已造成水库周边三个自然村的302家住户共1236人生活用水困难,以及1423亩农田无法正常灌溉;同时,洞内受涌水的影响,施工步伐缓慢、安全风险巨大。如果继续施工,则可能会引起顶部地表水及东湾坝水库存水流失,最终造成水资源匮乏,环境破坏严重;隧道施工的安全性也无法保证。为此,洞内必须采取有效措施对涌水进行封堵,堵住地下水的出水口。根据实际施工揭示的围岩地质状况,为确保施工安全,减少对地表环境的影响,确定了以“以堵为主、限量排放”为基本原则,通过对DK948+730DK948+980段150m范围内采取径向和帷幕注浆堵水与抗水压衬砌结合的综合整治方案达到以下三个目的,第
11、一是要降低围岩的渗透性,提高其抗渗能力,减少地下水的渗流量;其次是疏导(局部为堵水)水流,改善工程施工、运营条件;第三是改善隧道围岩的力学性能,提高其整体性;4.2径向注浆技术 通过对隧道该段全断面径向注浆,形成5m厚注浆加固圈,减少地层透水系数,提高围岩自稳时间和强度,达到堵水和加固的目的;4.2.1设计参数 注浆段落为DK948+750DK949+810段全断面5径向注浆,段长60.0m,注浆范围为全断面开挖轮廓线外5m。径向注浆孔按照梅花形布置,每一环设38个孔,环向、纵向间距均为120cm。注浆材料采用水泥浆,富水地段、注浆困难地段采用水泥水玻璃双液浆。水泥采用425普通硅酸盐水泥,水
12、灰比为0.8:11:1,注浆压力为0.81.5MP,双液浆配合比根据现场试验确定。4.2.2注浆施工、钻孔在注浆地段用油漆准确标注注浆孔的位置。根据标注的注浆位置,按照垂直初期支护表面方向施作注浆孔,注浆的间距、深度等必须符合设计要求。径向注浆孔深为5m,采用75mm钢花管作为孔口管,管长1m,注浆孔布设见图2。、注浆试验注浆前,首先进行注浆试验,掌握浆液填充率、注浆量、浆液配合比、凝结时间、浆液扩散半径、注浆终压等参数,以现场动态调整相关注浆参数,保证注浆质量,从而达到注浆的目的与注浆效果,如果注浆参数和设计参数有较大差别,及时通知相关单位进行现场确认,以调整相应参数。、钻孔注浆设备检查,在
13、进行注浆的地段的风水管路上安装闸阀,为钻孔设备提供动力。钻孔采用TY-28风动凿岩机、注浆设备采用KBY-150型注浆设备。检查注浆设备的状况,是否正常运行。并检查其管路是否畅通、机械、电力线路是否安全、各种润滑油、机油是否满足运行要求。吸浆管路和高压管路是否安全等检查项目。并利用清水进行试机。、注浆材料准备根据注浆段落的长度和钻孔情况,每次注浆前,应在施工现场准备不少于5t的水泥和至少两桶的水玻璃。、注浆孔检查根据注浆设计要求注浆孔径60mm,实际钻孔不得小于设计值。孔口位置与设计位置偏差为5cm。孔底位置偏差15cm。、注浆实施注浆材料采用普通水泥单液浆,浆液配比为W:C0.8:11:1;
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- 关 键 词:
- 径向 帷幕 技术 东山 隧道 富水段 运用
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