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高压富水深埋充填型岩溶隧道施工工法

新建渝怀铁路圆梁山隧道,全长11070m,穿越毛坝向斜和桐麻岭背斜。其中毛坝向斜段长2200m,为高水位富水岩溶发育地段,施工时先后遇到三处大型深埋充填性溶洞,溶洞埋深500m以上,位于深部滞流带,规模为3070m,水压力4.5Mpa,涌水量一般情况下1.2×104m3/d,充填淤泥质粘土、粉细砂、块石等,由于高水压岩溶水的作用,曾发生过大规模爆喷,给工程施工带来很大危害,为国内外罕见,具挑战性的技术难题,因而必须进行特殊设计、施工和管理。在工程建设中,建设、设计、施工三方组成了科研攻关组,引入了动态设计的管理模式,积级探索特殊不良地质地区隧道施工的新方法,根据施工过程中反馈的信息,不断优化施工方案,采用物探、钻探、洞探、地质素描等各种手段为一体的超前地质预测预报技术;开挖施工中根据不同的地质情况,必要时采用超前预注浆技术、超前支护技术作为开挖施工的辅助措施;为保证隧道结构的运营安全,根据各段结构承受的不同荷载,设计上采用了多种抗水压衬砌的特殊断面形式,经过不断优化形成了特殊衬砌结构的施工方法,进而形成了在高水位富水深埋岩溶隧道中从地质预报、软弱围岩加固、开挖支护到二次衬砌施工的成套施工方法,成功的突破了毛坝向斜高压富水深埋充填性溶洞地段,使隧道顺利建成,其科研成果已通过河南省科学技术厅鉴定,并在此基础上总结形成工法。此工法已被评为国家级工法。

 

工法特点1、针对岩溶发育的无规律性,在高压、富水、深埋充填型岩溶隧道工程中采用了集物探、超前钻孔、洞探、地质素描等手段的综合地质预测预报技术,并将其作业隧道开挖掘进的首道作业工序。2、开挖施工按照边探边挖的方法进行,接近溶洞边界时,根据地质情况采用不同的开挖方法,溶洞核心段采用改进的CRD工法加快了溶洞段的施工速度,保证了施工安全。3、合理选择注浆材料,采用粗细搭配,先粗后细的注浆方法,对设计隧道开挖轮廓线一定范围的溶洞充填物实施以挤密加固、充填堵水为目的的超前预注浆,达到了稳定开挖掌子面和将水封堵于设计开挖轮廓线以外的目的。4、施工期间设泄水洞庭湖泄水降压,二次衬砌施工完毕及时封闭泄水洞,降低了溶洞的处理难度,有效地改善了深埋充填型溶洞段隧道施工的作业环境,加快了施工进度。5、采用超前预注浆+长、短管棚+初期支护+抗高水压型钢钢筋混凝土二次衬砌所组成的联合超强支护体系与工程结构,确保了安全,解决了高压、富水技术难题。

 

工法适用范围:适用于高水压(水压14.5Mpa)富水(涌水量1.2×104m3/d以上)岩溶隧道及地下工程(铁路、公路、市政、水工、电力等各种地下工程)施工。

 

工艺原理:以超前地质预测预报为基础理论,对施工组织进行动态管理,施工期间泄水降压,以超前预注浆、长短管棚支护为开挖掘进的辅助措施,施做抗水压衬砌后,封闭临时泄水洞完成整个溶洞段施工。

 

关键技术:1、集物探、钻孔、洞探、地质素描等手段为一体,对获得的地质信息进行综合分析的综合地质预报技术。2、在高水压富水充填粉细砂溶洞中实施帷幕注浆堵水技术。3、高压富水充填型溶洞开挖施工支护技术。4、抗水压型钢衬砌施工技术。

 

工法编号:YJGF24-2004


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