a.0.1 施工方案報審表
工程專案名稱：新建蘭渝鐵路施工合同段：lys-7標段編號：
注：本表一式4份，承包單位2份, 監理單位1份。
新建蘭渝鐵路工程
(dk0+000～dk12+691.8)
桃樹坪隧道進口
旋噴樁三管法施工方案
編制複核
審批中鐵二十一局集團****蘭渝鐵路工程專案經理部
二0一0年六月二十日
一、隧道加固工程概況
桃樹坪隧道位於蘭州火車站出站端，隧道起始里程為dk3+435～dk6+655，全長3220公尺，設計為雙線軌道，穿行於黃河高階地下部，地形上隧道進口低，洞身出口高，地形起伏大，隧道最小埋深12公尺，地表上溝谷下切相對較深，除進口及溝谷地段地質分布有圓礫土外，其餘地段大都覆蓋黃土，山上植被稀疏，隧道進口段dk3+435～dk3+873。出口段dk5+509～dk6+655位於r=4500的曲線上，其餘段落均位於直線上。隧道進口位於蘭州市郊區，出口位於方家泉村，交通條件便利。
本次旋噴樁加固區域主要在拱頂上方及左右，加固的目的是固結上方及左右岩土，保證隧道正常掘進時，上方凝固體穩固。
（一）工程概況及水文地質概況
（1）砂質黃土：主要分布於隧道進口，洞身上部沿埋溝內及高速公路路堤，土黃色，厚度2～24公尺不等，土質不均，含礫，稍溼，以密為主，ⅱ級普通土。
（2）砂質黃土：主要分布於山嶺上部，黃色，深度15～50公尺。分布較均，稍溼，較密，ⅱ級硬普通土。
（3）砂質黃土：主要分布在山坡上部，淺黃色，深度10～50公尺。土質較均，稍溼，較密，ⅲ級硬土。
（4）砂質黃土：主要分布於山坡上部，深黃色，厚度15～80公尺。土質較均，稍溼，中密～密實，ⅲ級硬土。
（5）砂質黃土：呈透鏡體狀分布於下部圓礫土中，淺黃色，厚度0～5公尺，稍溼，中密～密實硬土。
（6）細圓礫土：分布於高階地，厚度0.5～5公尺不等，青灰色，顆粒成分主要以砂岩、石英岩為主，渾圓狀，粒徑：
大於40公釐約佔10%，40～20公釐約佔20%，20～2公釐的約佔50%，其餘為砂質土填充，潮濕，飽和、密實，區域性有膠結，ⅳ及軟石。
（7）粗圓礫土：分布於洞身及出口風積砂質黃土底部，厚度0.4～40公尺不等，青灰色，顆粒成分主要以砂岩、石英岩為主，渾圓狀，粒徑：
大於60公釐約佔15%，60～40公釐約佔30%，40～20公釐的約佔30%，其餘為細圓礫及雜砂土填充，潮濕，飽和、密實，區域性有鈣質膠結，ⅳ級軟石。
（8）卵石土：分布於進口端，厚度0.5～4.
5公尺不等，青灰色，顆粒成分主要以砂岩、石英岩為主，渾圓狀，粒徑：大於200公釐約佔5%，200～60公釐約佔55%，中細圓礫及雜砂土填充，潮濕，密實，ⅳ及軟石。
（9）砂岩：淺紅色為主，礦物成份以石英、長石等為主，砂礫結構，層狀構造，泥質膠結，成岩作用差，ⅳ級軟石，δ0=400kpa。區域性夾有泥岩。
（二）水文地質特徵
隧道通過地區屬黃土渠，郊區，地表覆蓋有厚度較大的砂質黃土，下伏為厚約12公尺第四系的粗、細圓礫土及第三系的砂岩。地下水的形成受地形地貌、岩性、構造、氣溫等多種因素的控制影響，區域內地下水可分為第四系孔隙潛水和基岩裂隙水，第四系孔隙潛水屬季節性或間歇性的暫時性水，分布於第四系地層的空隙中，與大氣降水關係密切，區內降雨少，多集中在7、8、9三個月，分布及不均勻，造成了大氣降水補給地下水過程的間歇性，其相對於雨期較為滯後，淺層地下水主要沿基岩垂向裂隙滲入補給深層基岩裂隙水或沿基岩面道，如此淺層地下水在其介質中的賦存時間相應較短，不會形成穩定的地下潛水含水體，故為季節性或間歇性的暫時性潛水，季節性潛水受大氣降水的直接補給，在補給過程中，由於地面坡度大，降雨量小且大氣降水多以畫流形式沿在南順斜坡匯聚於沖溝內形成地表徑流，地面砂質黃土層阻礙地下水的補給，一般含水量較小，隧道洞身部分基岩裂隙水受補給源限制，其富水性差。隧道出口右側沖溝內有水出露，流量小於1 m3／d。
隧道洞身通過地段地下水豐富。
（三）地質構造
工程通過區域就在的構建而言，位於祁連褶皺系的連中間隆起帶之東南端，屬於多旋迴構造運動表現明顯的地區，前震旦紀、阿森特～加里東旋迴的構造運動表現甚為劇烈，史前震旦紀、震旦紀及前寒武紀地層褶皺成山，奠定了本區構造輪廓，褶皺緊密等特點。工程範圍內地質構造不發育。
（四）現場情況
2023年4月22日17:30分桃樹坪隧道進口dk3+512.8掌子面發生塌方，導致洞頂原地面出現大面積下沉，下沉範圍寬度28m，縱向長度25m，洞頂地表沉降最大6m，一般深度４～5ｍ，右側縫寬0.
1～0.8ｍ，縫深0.2～1.
5ｍ。塌方時，掌子面施工里程為dk3+512.8, 仰拱施工里程為dk3+500，二襯施工里程為dk3+500。
洞內可看到施作的超前小導管已破壞，dk3+500～＋512段的初期支護徹底被毀； dk3+500處二襯完好；
（五）處理方案
對dk3+495-dk3+560段地表施做高壓旋噴樁，施工範圍為隧道中心線左右各15m，旋噴樁直徑為80cm，間距70cm*70cm,梅花形布置，旋噴樁壓力為20～30mpa;根據地形條件，成孔深度為20～42公尺，斜坡地段分級設定旋噴平台，確保旋噴樁有效咬合；旋噴注漿範圍為開挖輪廓線以下1公尺，輪廓線以上8公尺；隧道邊牆外兩排樁旋噴至基底；
二、 設計技術要求
工程地質資料中應包括水文地質資料。
本工程地質情況較為複雜，孔深較深，高噴灌漿的有效直徑或噴射範圍、不同地層的提公升速度，以及漿液材料的配合比，宜通過單孔高噴灌漿試驗取得。
由於高噴灌漿噴射流的能量很大，當它連續和集中的作用在土體上，應壓力和沖蝕等多種因素在很小的區域內產生效應，對從粒徑很小的細粒到含有顆粒直徑較大的卵石、碎石土，均有巨大的衝擊和攪動作用，使注入的漿液與土攪混拌和凝固成新的凝結體。高噴灌漿適應性廣泛，對於各類土都有良好的處理效果。根據有關實驗和工程模擬，本項工程宜採用三管法高噴灌漿以加固隧道左右和上部土體，保證隧道正常掘進。
樁徑設計為φ800mm，樁排間距φ700mm，樁位呈梅花樁布置，試驗後，也可適當調整加大樁排距。
三、 施工總體布置
1、現場施工道路布置
2、施工用電：施工用電每套採用 170kw 供給。
3、施工用水：水質良好，水源充足，施工期間布置施工用水主管道，根據施工需要，在主管路適當位置接出臨時分支管路備用。每套備配1m3蓄水箱。
4、制、供漿系統的布置：漿站的布置：製漿系統設在管線容許範圍的中間，緊靠水泥料棚，供高壓旋噴灌漿用。
製好的漿液送到慢速攪漿桶內，採用hb80/10灌漿幫浦或hbw150-b灌漿幫浦輸送至所需位置。製漿站建成綜合漿站，即儲料、製漿、配漿、灌漿一體化。製漿房上搭建簡易工棚，並在庫房底部用木板、油毛氈防潮，四周挖排水溝。
水泥分期進料，先期進場的先用。現場內設棄漿池，及時清出廢漿，灌漿管路皆用耐高壓鋼絲管，閥門一律使用半球形高壓耐磨閥門，壓力表安裝油盅，以隔開漿液。
四、施工方案
1、施工方法及控制要點
（1）、施工工藝：本次施工採用三管旋噴施工工藝，該工藝使用分別輸送水、氣、漿三介質的三重裝漿管，產生高壓水射流和外圍環繞的氣流同軸噴射沖切擠壓土體，然後灌注水泥漿液在切割範圍與粉細砂充分摻合。在高壓水射流的噴嘴周圍加上環狀的空氣射流，進行水、氣同軸噴射，這樣可以減少水射流與周圍介質的磨擦，避免水射流過早霧化，增強水射流的切割擠壓能力。
噴嘴邊旋轉噴射邊提公升，同時壓入的漿液充填空隙，在地基中形成強度較高的連續固結體，起到防滲加固的作用。
回漿施工工藝流程：
（2）、布孔及成孔：
本工程地層分布層次較多，底部亦有部分砂卵石分布。必須先鑽孔後下噴射管噴漿，成孔是關鍵、必須的工序。按照樁間距要求放樁，鑽孔前先找到孔位並進行校核，校核無誤後把鑽機移至鑽孔位置對準孔位，用水平尺掌握機身水平和立軸垂直，墊牢機架，鑽孔選用直徑為110mm岩芯鑽頭和金剛石鑽頭。
鑽孔的有效深度應超過設計牆低深度20 cm, 各孔編號設有標記，分兩序施工。鑽孔過程中必須控制好鑽孔垂直度，防止孔斜。必須專設膨脹土攪漿系統，為鑽孔服務，護壁的製漿材料，粘土、火鹼、膨脹土等應充分準備到位。
鑽進過程中，遇到異常情況，必須查明原因，及時採取措施處理，並詳細填寫記錄表。鑽孔結束後，由技術人員進行質量檢查，驗收合格後，方可移位進行下乙個孔的鑽進施工。
3、引數的確定：高壓噴射灌漿屬於隱蔽性工程，因此必須選擇合適的工藝引數，才能保證施工質量。按照設計要求和傳統做法，擬選定施工引數如下：
（2）下噴射管
將高噴台車移至孔口處，先進行地面水、氣試噴，以檢查高噴系統的工作是否正常，各項工藝引數是否符合設計要求。經檢查一切正常後方可下管，下管深度達到設計要求時，經現場技術人員認可後方可開噴施工。下管過程中若遇特殊情況，如孔內阻塞，塌孔等，應立即停止下管，將噴管提出地面，重新掃孔，處理完畢後再重新下管。
(3) 配製漿液
漿液採用普通矽酸鹽水泥拌製，嚴格按設計配合比配製漿液，製漿過程中應經常測量漿液密度，不符合設計要求的漿液不准使用。
（4）噴射提公升
噴射管下至設計深度後，送入符合設計要求的水、氣、漿。先進行靜噴，待注入漿液冒出孔口後，再按設計提公升速度，自下而上邊噴射邊提公升，直至設計的終噴高度停噴。
噴射結束後應及時將各管路沖洗乾淨，不得留有殘渣。
4、高噴灌漿過程中異常情況的處理措施
（1）流量不變而壓力突然下降時，應檢查各部位的洩露情況，必要時拔出注漿管，檢查密封效能。
（2）出現不冒漿或斷續冒漿時，若係土質鬆軟則視為正常現象；若係附近有空洞、通道，則應不提公升注漿管繼續注漿直至冒漿為止或拔出注漿管待漿液凝固後重新注漿。
（3）在大量冒漿壓力稍有下降時，可能系注漿管被擊穿或有孔洞，使噴射能力降低。此時拔出注漿管進行檢查。
（4）壓力徒增超過最高限值，流量為零，停機後壓力仍不變動時，則可能系噴嘴堵塞。應拔管疏通噴嘴。
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