隧道施工技术总结

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1、19省道富阳上官至常绿段二级公路改建工程（石 板 岭 隧 道）技术总结中铁一局三公司富阳项目部石板岭隧道施工总结一、工程概况石板岭隧道全长1540米，是富阳第一长隧，为19省道改建工程的控制工程。隧道共有II类围岩173.5米，III类围岩152米，IV类围岩1194，明洞20.5米。隧道进出口分别位于半径为600m、700m曲线上，中间为直线，整个隧道设计为1.8%上坡。本工程属于山岭重丘地貌，隧道最大埋深300米，岩石属安山岩，隧道共穿过三条断层，其中最大的F4断裂带，围岩破碎，裂隙发育，隧道开挖后，出现大量涌水，日出涌水量超过每日3000m3，施工难度较大。二、隧道控制测量隧道控制测量分

2、洞外控测和洞内控测两部分。（一）洞外平面控制测量石板岭隧道洞外控测是建立在开工前设计院移交的全线几个控制的点基础上，因地形限制，山区竹林茂盛，交通不便，进、出口位置均未布置控制点，设计移交的进、出口控制点联测非常困难。项目部进场后，立即组织技术人员，实际勘察地形，布设联测导线点。因受地形限制，导线只能延山谷走势，从进口翻越石板岭至隧道出口，水准路线基本延山路越岭至出口。导线测量采用技术标准：公路勘测规范JTJ061-99测量仪器选用：全站仪为尼康-DTM532型，配备两套对点器、反射棱镜、三台对讲机。仪器标称精度：测角2秒，测距（2mm+2ppmd）。水准测量采用两台DZS31型水准仪、两把5

3、米铝合金塔尺。石板岭隧道导线控制测量采用I级导线的精度施测，水平角采用方向观测法观测四个测回；导线边长测量采用对向观测二测回，并量取气象元素对边长进行气象改正。水准测量采用两台仪器不同人进行往返观测，进行测段校合。经联测，设计移交的进口段控制点GPS-13、GPS-14与出口段控制点GPS-12、GPS-11满足I级导线精度要求，但进出口水准点实测高程与设计高程相差132mm，精度不符合规范要求。项目部立即将联测果上报监理、设计院、业主，最后确定以进出口实测高差为准，对进出口高程控制点进行调整。复测工作的完成确保了隧道工程顺利开工提供了条件。但采用以上的常规导线测量，隧道进、出口洞口投点均无法

4、未列入导线联测网内，精度较低，且进洞定向基线距离均不足120米，隧道进出口的控制点GPS-12又有明显损坏痕迹。为确保石板岭隧道按规范要求精度贯通，必须在进、出口洞外重新合理布设控制网。随着工程的进展，山坡路基范围内的竹林逐渐砍掉，通视条件改善，因此具备在洞口对面山坡布设控制点的条件，从而使进洞定向基线长度大于150米。2004年6月1日项目部又组织在隧道进出口对加密控制点进行重新布设加密，控制点加密采用GPS静态定位技术。1、GPS控制点选点要求：a、GPS点位处无大面积的反射面（如水面）。b、点位处便于安置仪器及操作，被测卫星的地平高度角应大于15。c、点位均远离大功率无线电发射源，避开高

5、压电线塔、杆。e、各GPS点至少应有一个相邻点与之通视，以利于其它测量方法的联测和拓展。f、GPS一级点的埋设采用现场浇筑，埋设深度及规格符合规范要求。2、作业依据：全球定位系统城市测量技术规程CJJ73-973、作业仪器: 美国天宝4600 LS GPS接收机 6台4、GPS平面控制网施测：利用原GPS点GPS11、GPS12、GPS13，作为GPS控制网起算数据，对起算点进行了检测，同时对加密点GPS-A、GPS-B、GPS-C进行测量。GPS一级网施测采用美国天宝4600 LS GPS接收机，以静态模式作业，各项观测条件及机内设置要求如下：a、卫星高度角15 b、有效观测卫星数4 c、平

6、均重复设站率1.6d、观测时间长度30分钟 e、数据采样间隔1060秒 f、接收机高度在作业开始、结束时各量测一次，其差值不大于3mm时，最终结果取其平均值。5、内业计算：GPS一级点平差计算采用随机软件严密平差。平差前GPS 网中环线闭合差满足规范要求；平差后点位中误差最大为0.78 cm（GPS-A） ，边长相对中误差最大1/24958（GPS12D5），满足规范要求。6、成果校核：采用全站仪对进出口的GPS平面控制网进行检校，精度满足规范要求。石板岭隧道平面控制网示意图（二）洞内控制测量洞内导线是从洞口投点向洞内引伸测量，进、出口进洞均位于曲线段，导线最大边长150米，直线段导线边长可达

7、到200米。导线点布设尽量做到延中线位置布设。因而测距精度对贯通横向误差影响较小，主要是提高洞内导线测角精度。洞内导线测量要受到各种因素的影响，主要有：隧道工序之间连续，为了不影响正常的施工，只有在钻眼期间进行导线测量；隧道通风一般采用压入式通风，除接近掌子面空气条件较好，洞身部分的通视条件有时非常差，给控制测量带来很多不便。洞内导线测量水平角采用两个测回，导线边长测量采用对向观测一个测回。因本隧道单口掘进不足1000米，洞内布设单导线，无闭合条件，因而采用二组独立观测，相互校核，测量过程严格执行双检制。（三）贯通精度分析2005年4月16日石板岭隧道正式贯通，横向贯通误差6mm，纵向误差16

8、mm，高程误差38mm。根据贯通测量结果分析，石板隧道平面控制测量精度完成满足要求。高程误差偏大，分析原因主要是无高精度设计高程控制点，进出口水准控制点高差达32.6m，洞外水准联测时采用常规水准测量，后视一直远大于前视，造成高差累积。通过石板岭隧道的控制测量，为日后我们进行长大隧道洞内、洞外控制测量积累了经验。三、光面爆破施工技术石板岭隧道暗洞部分采用新奥法施工，开挖采用光面爆破技术。光面爆破是通过正确选择爆破参数和合理的布孔，利用毫秒雷管的微差作用使后序炮眼的起爆具有良好的临空面。同时毫秒雷管的微差爆破同时使起爆的药量得以减少和控制，间隔起爆的外轰波得以叠加抵消，从而减少了对围岩的扰动。爆

9、破后，要求壁面平整规则，消除了应力集中，达到充分利用了围岩的自承能力，同时良好的光爆效果，使得超欠挖得以控制。（一）石板岭隧道爆破施工1、施工方法：采用人工风钻打眼，人工装药，非电毫秒雷管引爆。2、机具设备：风钻选用常规YT-28型手持风钻，22的钻杆，38mm钻头，成孔直径为40mm；3、火工品：采用2#岩石乳化炸药，规格为32mm200mm。因地方火工品供应问题，无小药卷炸药用于周边眼，使用同一规格炸药。起爆材料采用120段的非电毫秒雷管；周边眼采用间隔装药，导爆索传爆。使用火雷管作为整个网络的起爆体。 4、炮眼深度的确定：石板岭隧道的设计开挖断面为76m2，实际开挖断面76m2。岩性为微

10、风化安山玢岩，整体性好，干抗压强度一般达到120140Mpa，设计为IV类围岩。经过多次爆破试验，确定合理炮眼深度为3.54.0米，有效循环进尺3.33.5米，炮眼利用率平均达到90%以上。5、掏槽眼的确定：为了保证良好的掏槽的效果及兼顾隧道弃渣作为路基填料利用要求较小的块度。通过对直眼掏槽和斜眼掏槽进行比选，最后确定为复合式掏槽眼。即在原斜眼掏槽形式的基础，在中间增加一排空眼，适增加掏槽眼的数量，和用药量，大大减小了核心部分的石渣块度。6、光爆参数确定：a、周边眼间距（E）直接决定开挖轮廊面平整度的主要因素，一般情况下E=（10-15）d，根据石板岭隧道地质情况，围岩较硬，周边眼间距采用45

11、cm60cm；对于节理发育地段，间距适当减小。b、周边眼抵抗线（W）：即光爆层厚度，是周边眼距辅助周边眼的间距，一般为W=（13-22）d，选取6580cm。c、周边眼密集系数K：K=E/W确定在0.70.9之间。d、线装药密度（q）：根据围岩硬度确定在0.250.35之间。e、周边眼间隔装药：因受杭州地区火工品供应条件限制，无小直径药卷用于周边眼。所以必须采用导爆索间隔串联炸药卷，非电毫秒雷管并联，火雷管引爆。炮眼孔用炮泥堵塞，堵塞长度不小于50cm。f、辅助眼的布置：辅助周边眼是根据周边眼的光爆层厚度W与周边眼平行布置的，其它辅助眼是在辅助周边眼与扩槽眼之间均匀布置。眼间距E一般为7010

12、0cm。炮眼密集系数K=0.60.8之间。g、起爆顺序：光面爆破时，从掏槽眼开始，顺次从隧道断面中心向外起爆，最后起爆周边眼。根据炮眼布置，每次爆破从掏心眼到周边眼采用不少于7个段位的非电毫秒雷管引爆，相临段位起爆时间相差2毫秒。 7、试爆及参数调整由于光面爆破对孔位和装药量的要求相当严格，所以石板岭隧道在光面爆破前，组织相关技术人员进行爆破成缝试验，从而确定周边眼的装药量、装药结构、堵塞长度和炮眼的间距；根据开挖断面的面积、岩石强度、掘进深度、炮眼深度、炸药品种等因素计算断面炮眼数量；在整个光面爆破的施工过程中，组织相关人员对围岩类别及光爆破效果进行现场监控，总结每次爆破效果，测量炮孔残留率

13、、围岩破坏程度及轮廓修正、优化，从而调整孔位、孔距、孔深以及用药量。由于周边眼的孔位以及钻杆的位置直接影响到隧道的纵坡及开挖的超欠挖的大小，同时对隧道光爆效果起决定作用。所以对周边眼的孔位、孔距、孔深都要有相当严格的控制。针对光爆参数控制，实行施工技术人员跟班制，切实掌握围岩性质，保证光爆质量。石板岭隧道在对光爆参数调整按以下原则进行：出现两孔间岩面外凸，残留炮眼完整率较好，装药部位无明显凹凸，由于周边孔检举过大或最小抵抗线过小引起的，应减小周边空间距；出现两孔间岩面内凹，残留炮眼完整率较好，装药部位无明显凹凸，由于周边孔检举过大小或最小抵抗线过大引起的，应增大周边空间距；出现两孔间岩面外凸，

14、残留炮眼完整率较差，装药部位有明显凹凸，由于装药量过大引起的，应减小装药量；坚硬较完整的围岩，周边孔间距可适当放大、减少最小抵抗线；软弱较破碎的围岩，周边孔间距可适当减小、加大最小抵抗线、减少钻孔深度。 8、提高工人操作水平在所有光爆参数确定后，影响光爆效果的主要因素就是人的因素：a、施工人员尤其是风钻工的操作水平和质量意识直接影响炮孔的质量，对光面爆破质量影响最大。b、风钻工尤其是进行周边孔施工的风钻工不宜经常更换，否则光面爆破质量极易出现波动；c、由于隧道的纵坡是由周边孔的钻杆角度确定的，所以对风钻工的技术水平有较高的要求。d、要采取一定的经济措施来调动工人的积极性，自觉的按测量孔位打眼，

15、并在施工中不断提高操作水平。（二）经济指标石板岭隧道IV类围岩全断面每爆破循环平均钻眼 139个，实际开挖断面 76 m2，单位面积钻孔1.78个/m2，平均每循环炸药消耗量为240kg，单位体积炸药消耗量0.95kg/m3，单位体积非电毫秒雷管消耗量0.6发/m3。实际每循环平均进尺3.3米，平均炮利用率在90%以上，爆破后周边轮廓平整，岩石完整稳固，基本无浮石。拱部超欠挖基本控制在5cm以内，两茬炮眼衔接的台阶控制在15cm，残眼率达到85%以上。爆破的石碴块度合适，基本装碴和路基料的要求。（附图1）通过石板岭隧道光面爆破开挖的良好控制，使得超欠挖得以控制，降低了喷射砼回弹量、二衬砼的回填

16、量，并提高防水卷材施工质量，对工程质量和成本控制起到了关键的作用。同时在交通局、质检站多次检查中得到较好的评价，提高了企业影响力。四、浅埋富水地段隧道施工（一）地质情况 石板岭隧道出口施工图设计进洞里程为K12+193，洞口处有近100米的深挖路堑，挖方达到9万方。因出口无弃渣场地，同时为了早进洞施工，通过多次与业主、设计联系沟通，最后决定在K14+253处提前60米进洞施工，II类围岩由38米变更为98米。进洞位置隧道顶至地面覆土层高度12m，隧道穿过全风化安山岩层和强风化安山岩层，地表为人工造田而回填的素土，有种植物。地下水为基岩裂隙水，水量较大，围岩稳定性差。（二）进洞施工方案选定按照原

17、设计为进洞采用一次打入38米长管棚，并注浆加固，完成超前支护，初期支护采用14#工字钢拱架间距75cm，环向设3.5米药卷锚杆，纵向间距同钢架间距75cm。 当进洞位置调整后，98.5米II类围岩如全部采用管棚支护，必须进行多循环搭接施工，中间设扩大洞室。施工速度较慢，施工难度大，且管棚投标报价单价不高，增加扩大洞室变更较困难。因而项目部立即提出，调整设计方案，将原38米长管棚改为25米，开挖至21米时（保证搭接4米），开始采用长4.5米，42小导管超前注浆加固，环向间距30cm，14#工字钢拱架间距50cm支护，同时将药卷锚杆调整为中空注浆锚杆，纵向间距随之调整为50cm。经过多次与设计、监

18、理、业主联系沟通，终于得以变更。此项变更有非常重要的意义：1、加快了隧道出口的施工进度，降低了施工难度。2、超前小导管和中空锚杆为新增项目，从而可以重新报价，经济效益良好。3、大大增加了钢拱架和中空锚杆这两项单价均较高项目的工程量。4、小导管超前注浆加固效果较管棚好，施工质量易控制，超挖较小。5、因取消了管棚工程量，工程总价增加不多，业主较容易接受变更。（三）超前小导管施工技术 石板岭隧道出口II类围岩采用超前支护由108管棚改为42小导管超前注浆加固施工。1、小导管的工艺参数确定：a、材料：导管选用直径42mm的热轧钢管。注浆采用早强纯水泥浆。b、长度：正常情况选定为4.5米，搭接1.5米。

19、即每循环有效支护3米。遇到围岩破碎时，经与监理工程师沟通后可以减小导管长度至34米，加强支护刚度。c、环向间距和外插角：环向间距的确定主要考虑注浆加固扩散半径和加固强度，通过试验确定为30cm，外插角选定为25度。d、加固范围：拱项范围130度，每循环共48根。e、注浆参数：水泥浆水灰比选定原则上要求稠度能够保证注浆的工艺要求，同时还要确保有足够的强度。因而水灰比定为W/C=0.65，水泥选用32.5R早强型，并加入一定的早强减少剂。注浆压力确定为0.51.0Mpa。2、小导管施工注事项：a、导管应在开挖轮廓线上按设计位置及角度打入，孔位误差不得大于5cm，角度误差不大于2度。c、根据导管布置

20、草图对导管进行编号，施工时逐根逐孔检查，做好记录，当发生串浆时，应立即将串浆孔堵塞，轮到该管注浆时，再拨下堵塞物，用铁丝或细钢筋将管内杂物清除并用高压风或水冲洗，然且再注浆。d、当注浆压力突然升高，则可能发生堵塞，应立即停机检查。当堵管时，要敲打或滚动以疏通注浆管，无法疏通采取补管处理。e、注浆效果检查可以钻孔检查，未达到要求的，应补管、注浆。开挖时要随时观察注浆效果，如固结效果不明显，应停工处理，并找出原因，在下次施工中加以注意。f、加强注浆施工的安全管理工作。注浆前应严格检查机具、管路及接头处的牢固程度，工作人员应佩戴防护面罩等劳保用品，防止爆管伤人。（四）塌方地段的处理2004年7月21

21、日石板岭隧道开挖支护至K14+201，掌子面围岩发生变化，松散破碎，在地下水的作用下，已无法自稳，从拱部左上方陆续坍落下来。虽使用喷射砼对掌子面进行了封闭，但因围岩严重泥化，至7月22日下午，坍塌范围已通至地表，洞顶上方有5m直径范围下沉了3m多。塌方体已稳定。（附图2） 塌方段稳定后，通过对现场进行详细的勘察，以安全、经济为原则，确定了塌方段的施工方案。决定采用暗洞通过，主要采用小导管注浆加固塌体，加强初期支护强度，尽快通过塌方段。1、具体处理方案如下： （1）、坍塌处原地面加固 征用隧道上方坍塌处农田地，立即搭建防雨棚，并在周围挖好排水沟，防止雨水流入坍方土体内。待二衬施工完成后，将塌陷处

22、用地表土回填，恢复原有农田。 （2）、加固核心土 核心土对加强掌子面稳定性有关键的作用。对坍塌松散土体首先使用喷射砼封闭，厚10cm，其作用除加固松散土体表面外，还可以防止高压注浆外流，保证注浆加固效果。然后使用9米长导管（带梅花孔的无缝钢管）一次打入松散围岩中，间距1.2米，注浆加固核心土。（3）、小导管超前支护 对于通过松散土体段小导管采用长3m，直径42mm的小导管，以30度仰角间隔打入，注浆加固土体。小导管环向距0.2米，加固范围130度，每进尺1.0m施工一个循环。（4）、注浆 注浆采用纯水泥浆水灰比W/C=0.65，使用注浆泵对核心土部分进行注浆加固，拱部通过超前小导管高压注浆，使

23、浆液扩散到松散塌体，从而形成固结拱圈，改善围岩结构，充分发挥围岩的自稳能力。（5）、开挖支护钢拱架、系统锚杆按原设计，间距不变，14#钢拱架每榀50cm，采用中空注浆锚杆，长3.5m，纵横间距为0.5*1.0米。增加喷射砼厚度至50cm。开挖时，对上断面分上下台阶两部分施工。上下台阶保持35米距离，先施工拱部，待支护完成后再进行下台阶施工。严格控制开挖进尺，每次掘进0.5米。开挖过程中应采用人工风镐开挖，挖机配合出渣，尽量减少对前方核心土和周边围岩的扰动，开挖后立即用喷射混凝土封闭，安装锚杆，挂网喷射砼，钢架及时支护。待支护完成后方可继续开挖，核心土可根据开挖掘进情况逐渐挖除。（6）、安全保证

24、措施a、派专人负责施工时的安全监控工作，密切观察掌子面的变形情况，若发现核心土表面喷砼大量开裂变形，应及时安排人员撤离现场。b、应加强地表及洞内的防排水工作。喷砼时预留好排水孔，防止裂隙水承压，隧道内采用集水坑形式向外抽水。c、加设量测点，增加量测频率，根据量测信息及时研究对策。同时作好地面下沉测量。发现变形速率过大，应立即停止开挖。d、控制开挖掘进速度，及时对已支护好的地方安排仰拱、二衬施工，尽快形成封闭结构。通过这此塌方的处理，我们积累了在松散地层中隧道施工的经验，更重的是总结经验教训，如何在浅埋破碎带地质条件隧道施工时预防塌方，提高隧道施工水平。五、地质涌水段隧道施工（一）、工程概况石板

25、岭隧道全长1540米，是19省道富阳上官至常绿段改建工程的重点控制性工程。隧道出口端进洞地质条件较差，2004年10月7日开挖至K14+030时沿构造面产生密集线状水流，如倾盆暴雨。当施工至K13+990，围岩发生了明显变化，裂隙发育，围岩呈镶嵌碎裂状结构。围岩主要由弱风化安山玢岩组成，有少量石英填充物，局部有泥化夹层，具有较严重的透水性，地下水主要类型为裂隙水，兼有多层承压水。涌水压力多在0.1 MPa左右，裂隙出口处水流起初呈射水状。根据水文地质资料和现场地质勘察，此段属F4断裂带范围，岩体挤压破碎，断层破碎带内构造复杂，节理发育，岩石裂隙水丰富，地表水与地下水连通性好，地貌为低谷带，汇水

26、面积大，地下水位较高。隧洞开挖后，造成阻水构造被揭穿，因而沿构造面产生暴雨般密集线状水流和高压股水涌出，涌水量较大，洞内涌水量平均约3500m3/d。因隧道出口为1.8%的下坡洞施工，洞内积水无法自流排出，全部要依靠水泵抽出洞外。（二）、涌水处理意见杭州市交通局及业主、设计院等对石板岭隧道出口地质涌水调查后，提出几点意见。要求在2005年初雨季来临之前尽快开挖通过F4断层涌水带，待隧道贯通后再对涌水带进行堵水处理。目前国内隧道设计施工针对隧道涌水问题的处理思路一般是以排为主，防、排、止结合。但因石板岭隧道涌水造成出口洞顶地表上一水池很快干涸，地表径流也逐渐消失，附近居民用水困难。因而交通局业主

27、强调此段针对涌水的处理方案应该以“堵水为主，排水为辅”，增加堵水施工项目，防止水资源的流失。（三）、涌水段反坡隧道施工要保证隧道的正常施工，必须有足够的抽水能力，将洞内涌水不间断的抽到洞外，而且随着进洞距离的增加，抽水设备随之增加。1、集水坑的设置：当开挖至K14+030处，掌子面出现股水涌出，此处围岩为弱风化安山岩，耐水性较好，但节理张开，涌水为岩石裂隙水。开始水压较高，喷射而出，后压力逐渐变小，3个小时后掌子面水位上升1.2米高，开挖作业被迫停止。立即在掌子面位置，安装一台7.5KW大功率抽水泵，降低水位恢复生产。待水面下降后，在掌子面旁边爆破开挖一直径4米，深3米的降水坑，将水汇集中坑内

28、，通过大功率水泵集中向洞外排水。随着开挖继续向前，又出现大面积的淋水（如暴雨一般），至K13+890附近出现一条横向断层，出水量相当大，日涌水量接近2000m3，掌子面再度受涌水浸泡。现有抽水能力不足，经过现场调查分析，决定设二级降水坑，增加抽水泵。现场布置为：第一级集水坑设在K14+030处，安装一台7.5KW离心泵向洞外抽水，第二级集水坑设在K14+900处，设一台7.5KW和一台5.5KW离心泵向洞外抽水。同时配备三台3KW潜水泵将掌子面积水和局部积水抽至两个集水坑。2、开挖方案的调整：因隧道地质资料不详细，在出现近100米涌水地段后，通过对围岩状况的观察，考虑到前方涌水会减小，为减小反

29、坡抽水的工作量，同时考虑到从出口出渣相当困难，经过各方面比选决定由全断面开挖改为上断面开挖，并在K13+890K13+850段设置反坡（由下坡改为上坡），以实现快速贯通，从而彻底解决反坡抽水的问题。3、涌水隧道施工中应注意事项：a、采用超前钻孔，探明前方的涌水情况，释放水压。防止突然高压涌水造成人员伤害和机具的损坏。b、保证足够的抽水能力，防止水倒流汇集在掌子面，使开挖钻孔、装药无法进行。派专人看守水泵或采用自动水位控制器，防止离心水泵进水管漏气，影响抽水。c、使用防水炸药和雷管。当水压较大时，炮眼堵孔困难，可使用锚固剂堵塞炮眼。d、加强隧道底板的开挖效果，防止地面坑洼不平而积水，给出渣运输带

30、来困难。f、及时进行初期支护施工，防止围岩遇水风化。同时在水量较大处紧贴岩面加设环向肓沟管，再挂网喷射砼，将水集中排至拱脚处。g、加强用电安全。因洞内积水较多，用电设备易发生漏电可能。必须经常检查漏电保护器工作是否正常，以保证用电安全。h、备用一台250KW柴油发电机，确保停电时洞内抽水设备的正常工作。（四）、堵水施工方案隧道堵水施工一般采用堵水处理和开挖支护相结合，在开挖前超前注浆止水，形成超前止水帷幕，堵水效果较好。但本工程根据交通局对石板岭隧道的处理意见，决定在开挖支护完成以后，再对涌水较大段单独做堵水处理以利于降低工程价造。1、注浆材料选择隧道堵水注浆材料选择从以下几方面考虑：(1)满

31、足工艺的要求。浆液的初始黏度要低，流动性好，可注性强，能渗到细小的岩石裂隙内。(2)材料来源丰富，价格便宜，降低工程造价。(3)无毒无异味，不污染环境，防止对地下水源的污染。对人体无害，并且运输、存储、使用较安全，属非易燃易爆品。经过综合比选，水泥水玻璃双液浆（CS双液浆）具有价格便宜，胶凝时间易控制、黏度、结石率均满足工艺要求，且对自然环境无污染等优点，因此本工程注浆材料选用水泥水玻璃双液浆。水泥水玻璃双液浆配比及参数选定：水玻璃是氧化钠（Na2O）与无水氧化硅(SiO2)以各种比例结合的化学物质，其分子式为Na2OnSiO2。模数M（氧化硅分子数与氧化钠分子数之比）是描述水玻璃性能的一个重

32、要参数，模数小时，二氧化硅含量低，凝结时间长，结石体强度低；模数大时，二氧化硅含量高，凝结时间短，结石体强度高。本工程使用的水玻璃模数不小于2.5；水玻璃的浓度选用35波美度，现场通过加水调整出厂浓度。水玻璃的特性之一就是能显著加快水泥的凝胶时间。凝胶时间随水玻璃的浓度、水泥浆的浓度（水灰比）、水玻璃与水泥浆的体积比等因素的变化而变化。水玻璃浓度减小，凝胶时间缩短，（即水玻璃越稀反应速度越快）并呈线性关系。而水灰比W减小，水泥与水玻璃之间的反应越快，凝胶时间越短（即水泥浆越浓反应越快）。各种因素的影响如图所示： 根据围岩情况选择裂隙堵水工艺参数，水泥选用“上峰”PO32.5袋装水泥，水灰比0.

33、7:1，水泥浆与水玻璃采用体积比1：0.7，胶凝时间控制在3min。在施工过程中，当地质条件有变化时，应及时调整各项参数，以保证良好的止水效果。2、注浆孔的布置及注浆次序本工程注浆堵水有两种情况(1)、针对股水较大的涌水口采用局部梅花型布置（详见布置图1），注浆施工特点是“围、挤、压”，就是先对注浆区外围注浆，将出水区域围住，再在中间进行集中挤密注浆，逐渐加密，以确保注浆质量。(2)、对于淋水面积较大的涌水段采用整体洞身注浆堵水，注浆孔方格形布置。注浆施工次序交错进行，跳孔注浆。注浆孔深度确定：结合本工程特点，为保证堵水效果，深孔设为4.5m，浅孔深2.5m。3、施工程序 现场调查设计布孔方案

34、现场布孔、钻孔冲洗孔压水检查安装灌浆塞、灌浆管设备调试现场制浆灌浆封孔。4、施工方法和工艺要求(1)钻孔施工。钻孔采用T28型风动钻机钻孔，其孔径为50 mm(由于本工程岩石破碎，钻孔过程中应注意防止发生卡钻事故，造成钻杆拔出困难等)。本工程分为两种情况，一是集中涌水段采用分区、分批、逐步加密，多点密集布设孔。二是大面积淋水区段，采用全断面布孔。钻孔方向一般采用垂直于开挖面钻孔。但根据本段围岩裂隙走向，应采用斜穿孔。这样做可较远于漏水点，便于施工，也可延长渗径，分散涌水，释放水的压力，化难为易。施工中结合地质情况多穿越几个节理裂隙面，可以收到更好的效果。在出水的地方造孔，将大股渗水分散释放(即

35、在大股水中间造孔。注浆使其分散成若干小股水，以便于堵和排)降低压力；分散漏水，采用造孔将漏水集中引出，可在较低位置(边墙中下部)造孔以利排水；(2)冲洗孔和压水。冲洗孔：钻孔完毕，检查、记录孔深后进行冲洗，达到回水干净为准；压水检查：在堵水施工初期，试验段可以采用压水检查裂隙情况。在孔冲洗完毕后，采用高锰酸钾颜色水压水，以利于观察串通情况和漏水区域(用油漆作好标志)，记录压水时间，稳定压水压力和压入水量(压水压力一般为0.1 MPa左右)；当钻孔涌水较大时可以跳过此过程。(3)灌浆。注浆方式采用分段纯压式注浆，灌浆压力1.0 Mpa，对于深孔可将整个孔深分为多段（不小于2m），注浆由深至浅进行

36、，保证注浆液进入孔内后，都扩散到岩石的裂隙中去。施工前期，对大的漏水采用深孔灌浆；对散漏小水采用浅孔灌浆。施工后期，采用深浅孔结合、排灌结合的施工方法，深孔排水，浅孔灌浆。灌浆的凝结时间要根据注浆的扩散情况，通过试验进行调整。保证浆液既要有足够的时间扩散到设计半径，同时又要快速凝固起到堵水的作用。(4)封闭孔口。封孔是注浆施工中最后一道重要工序，封孔的好坏，直接影响到注浆施工质量。因此，在被注孔施工完毕后，应采用浓水泥浆或水泥砂浆进行回填封孔。（五）、加强涌水段隧道防排水措施为保证隧道建成以后运营期间二衬不出现渗漏现象，必须加强隧道的防水处理施工。因本段地下渗水丰富，环向排水管除适当加密外，还

37、需设置双层。第一层在开挖后紧贴岩面设置，间距5米左右，并使用条形防水板将其包住，一起固定在岩面上，用喷射砼将其连同钢拱架、钢筋网一起封闭。第二层在二衬施工前按照防水板施工正常工艺施工。本段洞身和仰拱均应设置防水层，用防水板全包防水处理。（六）、其它施工措施1、在按照设计布孔图完成堵水施工结束后，要注意观察堵水效果。如果仍有较大的漏水现象时，应再布置一些钻孔进行压浆堵水。2、如果因集中涌水堵住后，水流扩散到其它地部位，应根据涌水情况，及时与业主联系，确定是否扩大堵水范围。3、做好劳动保护工作，根据作业种类及特点配备相应的劳保用品，如防水服装、安全带、安全帽、防护镜、口罩、手套等；4、注浆时应采取

38、注浆压力与注浆量双重控制。防止注浆延裂隙大量流失及串孔现象的发生。六、隧道石渣利用问题本标段路基工程挖方原设计为20万方，设计填方33万方，主要集中在进口段几个高填方区段，其中要求利用隧道出渣填筑路基约9万方。同时因石板岭隧道进口无专用弃渣场，出渣必须填至路基，因而使路基施工和隧道使紧密联系起来，相互影响，相制约，所以利用好隧道弃渣填筑路基对隧道和路基工程进度、成本、质量都有非常重要的意义。利用隧道弃渣填筑路基主要存在的问题：1、控制石渣粒径根据合同内容，石方填筑路基时要求使用破碎设备，以保证路基填筑层厚和填料粒径，填方路基采有的是宕渣填料的标准，即最大粒径不得于15cm，路面底面以下30cm

39、范围内粒径不得大于10cm，松铺一般为3040cm。后经于业主、监理协商，同意采用填石路基标准要求。经现场试验确定每层厚50cm，径粒控制在30cm以内，采用20t压路机振动压实6遍，保证压实。石渣粒径控制的源头是爆破参数的控制，起初隧道石渣有近一半粒径超过标准，且混合在一起，破碎挑拣困难。为了保证隧道开挖不但达到良好的光爆效果同时使爆出来的石渣块度满足路基填料标准。经过多次爆破试验，主要调整以下几个爆破参数：a、改变原斜眼掏槽形式，在中间增加一排空眼，适增加掏槽眼的数量，和用药量，大大减小了核心部分的石渣块度。b、适当加密辅助眼的间距和装药量。根据石板岭隧道围岩安山岩硬度大的特点，辅助眼确定

40、为8090cm，装药系数0.65。周边眼间距不变，采用间隔装药，导爆索联接。经加强爆破控制后，石渣的块度明显减小，提高了石渣的利用率。2、其它措施a、有选择的分类出渣，将粒径大的石块尽可能集中装运至挡墙施工场地，将粒径较细的运至路基上。b、采用大功率推土机进行摊铺，初平。大粒径的石块，要用人工进行摆放，大面朝下，重叠堆放。人工破碎个别有裂隙的大粒径石块。c、对孔隙较大的地方，用细料进行找平。或整个表面用细料铺洒平顺，以保证压路机的正常工作。3、超粒径石渣的处理及时开展挡墙施工，增加石块的利用，利用机械和人工进行将路基上的超粒径石块挑选出用于路基下挡墙施工。不但为路基解决超粒径问题，还为挡墙提供

41、了石料源，加快了挡墙施工，进而又促进了路基的施工。4、隧道施工与路基协调问题因隧道施工和路基施工分别两个作业队，隧道开挖施工为24小时作业，而路基施工存在间歇，压实、报验过程，又因路基作业较集中，经常无法及时为隧道出渣提供场地，造成弃渣因难，影响施工进度。有时又因隧道弃渣未能到指定位置，给路基施工带来影响。为此必须加强两个作业队的协调工作，提高认识，从思想上重视相互配合的重要性。施工中，各队派专人进联系，保证出渣时两队均有人指挥倒渣。加强与监理的沟通联系，简化报验程序，加快报验速度，及时提供弃渣场地。同时在路基上开避一处集中弃渣场地，以保证路基无法填筑时，隧道正常弃渣。解决好隧道弃渣利用问题，为隧道提供了弃渣场地，同时解决了路基填料不足的问题，是隧道快速掘进和路基正常施工的保证。当然如果有足够的弃渣场地，可根据隧道石质情况，可以考虑建立石子加工场，加工混凝土用的碎石、瓜子片以及路面材料，提高项目盈利水平。 9 / 10文档可自由编辑打印