突水突泥演示.ppt

突水突泥演示突水突泥演示一、工程地质 1.突水突泥形成条件 地下水的力学作用有静水压作用和劲水压作用，这两种作用都能使岩体发生水力劈裂，使裂隙连锁增加，张开度增大，从而增加渗透力，使局部隔水屏障作用被突破，地下水位高出，从而形成突水突泥 2.突水突泥地质特点 由于隧道通过的地质地段条件复杂，揭露的水文地质单元，水源补给量充足，所以有以下两个特点： （1）突水量大，压力大 （2）突水突泥过程中，由于夹带着大量的泥沙，随着隧道的开挖，使地下水排泄有了新通道，破坏了原有的补径，加速了径流循环，同时加速了地下水对岩体的改造作用 二、施工难点、要点1、溶洞处理方案难 由于对溶洞的揭示需要一个很长过程，因此，溶洞处理的方案一是难制定，二是难实施2、交通运输难 交通运输的困难，不但加大了材料成本，使工程成本增加，而且工程材料经常难以为继，施工生产无法持续正常而且仅施工便道的维修和养护就要很大的人力和财力工程成本还会不断发生物贸公司克服重重困难，组织物资供应，保证施工生产。

3、突水突泥排险难 对于返坡隧道，涌水无法自动流出，只能靠机械排水  当地连续降雨，事故发生地段地表雨水与地下岩腔及断层水系相通，并存有大容量承压水体，地质构造复杂在设计和施工过程中，虽然也做了多方面的地质勘测工作，但由于认知水平的局限，工作措施不到位，未能发现不明承压水体;加之对岩层变化及实测出主要发育岩溶裂隙水超压先兆分析判断不够，未能采取有效措施因此，当隧道岩体揭露后，造成岩溶水压的承载失衡，导致突水突泥重大事故的发生 突水突泥难点所引起的事故 4、注浆难点 （1）、浆液容易随流水大量流失，不知浆液流向何处，注浆孔依然喷水，注浆效果甚微针对这一问题，通过组织群众性的QC技术攻关活动，经过数十次的反复试验，调整，总结，最终确定了沙浆充填方案即先将溶腔隧道断面内的出水孔全部封闭，将动水变为静水，抑制了水泥浆液的流失　 （2）、如何准确确定双液浆的凝结时间问题凝结时间过长，浆液来不及凝结就会被水流冲走。

凝结时间过短，又会造成因凝结过快而造成注浆管堵塞针对这一问题，他们通过对注浆顺序和凝结时间的不断实践、数据收集，反复比选，找出了准确浆液凝结时间　　（3）、针对富水溶腔一次注浆成功率较低的问题，采取了前进式注浆、后退式注浆、分段式注浆等多种注浆方法三、确定施工顺序：• “先地下，后地上”•“先土建后设备安装”•“先主体结构后围护”•“先结构后装饰”• 合理安排土建施工与设备安装的施工顺序 四、施工阶段划分1、施工准备阶段（1）、针对本工程的施工特点，结合我公司的实力，我们已选定施工过类似工程，施工经验丰富、组织能力强的项目部进场施工，目前已做好新的准备，一旦中标，立即进场施工2）、施工队伍进场后，充分检查“三通一平”工作，搭设好各种临时设施，在施工沿线架设好施工用电线路3）、施工所需的机械及各种仪器设备在正式使用前进行校验和试用，以便工程中标后能及时进场4）、做好施工所需原材料的采购进场和测试工作，所有进场材料先送样品，经监理工程师确认后方可进场5）、编写详细的实施性方案，组织技术管理人员及各工种负责人熟悉施工图纸，做好技术交底工作，明确施工目标，及时进行施工平面范围内的测量放样工作，并将测量成果送至监理工程师代表复测核实。

（6）、做好职工上岗前各种质量、安全、文明施工意识的教育工作，保证工程开工的顺利进行7）、办理好施工许可证，做好监理交底、质监交底工作2、主体施工阶段 根据本工程的施工图纸及工程特性和工期要求，为了保证本工程在计划工期内保质保量完成，经过仔细分析讨论，我们拟定总体安排先埋设排水管道和箱涵的一部分，然后进行填筑路基为此我们拟安排三支队伍进场施工，即管道队伍、道路队伍、箱涵队伍3、竣工验收阶段 根据工程情况，本公司组织内部初验收，对未达标的分部分项工程进行整改，整理各项安全，质量资料，为工程竣工做足充分的准备（1）、施工平台： 在DK125+150处已采用砂袋堆码成墙，对掌子面松软体起到反压作用，同时将该段做为钢架替换和管棚施工的操作平台2）、拱部径向注浆加固： 对DK125+150~DK125+163段上台阶初支拱部加固采用φ42mm注浆小导管，长度3.5m，纵环向间距1m×1m，梅花型布置注浆材料：水泥浆液注浆参数如下：1）水灰比1：1（重量比），2）注浆压力：0.5~1.0Mpa3）、超前注浆小管棚a、根据超前水平钻孔结果分析，目前掌子面顶部塌腔已被地表塌陷的土体充填，受地表承压水的浸泡 ，掌子面前方12-15米范围内仍储有较丰富的可流动泥沙量，随着掌子面向前推进，对隧道施工有较大安全威胁，故首先采用大角度Φ89超前管棚对掌子面前方可流动泥砂和塌陷体进行注浆固结。

随后采用108cm大管棚穿过涌水突泥段b、在从掌子面往小里程后退5m（考虑塌腔存在反向坍塌的可能），即 DK125+158处沿拱顶120°范围内环向打设Φ89钢花管，仰角30°，环向间距40cm，管棚长度35m，按入岩5m控制，同时予以注浆，注浆参数为水灰比1：1的水泥浆；注浆压力：0.5~2.0MPa注浆结束后采用M7.5水泥砂浆充填钢管，增强钢管刚度c、上台阶原初支替换：纵向每50cm一个循环进尺，初支采用人工配合风镐凿除4）、重新支护：a、逐榀拆除已侵限钢架和初期支护，其支护参数为：20b工字钢拱架支撑，纵向间距50cm，钢架每个节点处打设两根Φ42mm锁脚锚管，每根长度4m，钢架之间采用φ22纵向拉杆焊接在一起，拉杆环向间距1m，挂双层φ8钢筋网、网格间距20×20cm，喷射C25混凝土厚度27cmb、径向锚杆采用φ22组合中空注浆锚杆，长度3.5米，纵环向间距0.5×1mc、为克服围岩承载力不足问题，初支钢架脚部采用扩大拱脚基础处理，保证拱脚处外层拱架混凝土不少于50cm厚，以增强地基承载力（5）、临时仰拱支护 考虑到拱部变形后围岩应力重新分布，为确保换拱后管棚施工期间安全，特在DK125+150~DK125+163段上导加设临时仰拱支护，其支护参数为：I18工字钢拱架支撑，纵向间距50cm，钢架之间采用φ22纵向连接筋焊接，环向间距1m，挂单层φ8钢筋网、网格间距20×20cm，喷射C25混凝土厚度25cm。

根据隧道实际情况，在施工过程中应注意：1、临时仰拱采用人工风镐配合开挖，在拱部钢架替换完成后及时施作，每循环按一榀进尺控制2、临时仰拱钢架底部须落到实处，对松散基地必须进行人工夯实或采用混凝土块垫实3、临时仰拱钢架与上导钢架拱脚连接采用焊接形式，焊缝要求需满焊，严禁漏焊和假焊，焊缝厚度不得小于10mm/4、DK125+150~DK125+163段二次衬砌厚度增加至60cm，衬砌钢筋调整为Φ25钢筋混凝土，强度等级为C40五、施工方法1、预注浆参数 每循环注浆长度30m，单孔有效扩散半径2.0m，终孔间距3.0m；注浆范围为隧道开挖轮廓线外9m注浆终压为4.0MPa1）注浆材料 水泥：P.O.32.5R普通硅酸盐水泥；水玻璃：模数2.1～2.8，浓度25～35Be’；TGRM特种灌浆材料；超细水泥2）浆液配比 固结孔口管和封孔注浆时选用普通水泥—水玻璃双液浆； 溶腔填充物为泥石混合物或裂隙、空洞时选用普通水泥浆液； 溶腔填充物为淤泥或泥水混合物时选用超细水泥浆液或TGRM特种化学灌浆材料。

浆液名称 原材料 浆液配比 普通水泥单液浆 32.5R普通硅酸盐水泥 水灰比 W:C=0.6～0.8:1 超细水泥单液浆 20μm超细水泥 水灰比 W:C=0.6～0.8:1 普通水泥-水玻璃双液浆 32.5R普通硅酸盐水泥35Be′以上水玻璃水灰比 W:C=0.6～0.8:1水玻璃浓度25～35Be′水泥浆、水玻璃体积比C:S=1:1～0.5（3）注浆管 孔口管：直径127mm，壁厚4.5mm；孔口管长3m4）注浆设备见机械表2、、全断面预注浆孔位布置全断面预注浆孔位布置（1）全断面预注浆孔坐标系 注：钻孔深度 水平角X轴——面向掌子面，右为正（通过圆心）；Y轴——为隧道竖轴线，上为正；Z轴——为隧道中轴线，面向掌子面，前进方向为正；仰角为正，俯角为负；水平角顺时针方向为正，逆时针为负（2）全断面预注浆孔位布置 见“深孔超前全封闭预注浆布孔示意图”深孔超前全封闭预注浆布孔示意图 3、钻孔注浆工艺流程（1）钻孔注浆工艺流程见下图钻孔注浆工艺流程图钻孔注浆工艺流程图 （2）钻孔 ①、止浆墙采用C25钢筋砼，止浆墙内预埋帷幕注浆孔口管。

②、调整钻杆的仰角和水平角，移动钻机，将钻头对准孔口管方向； ③、将棱镜放在钻杆的尾端，用全站仪检查钻杆的姿态，并进行调整 ④、采取分段前进式注浆，钻一段注一段的方式，直至设计孔深 ⑤、采取后退式注浆，则钻孔一次到位，将止浆塞插入孔中，注完一段再后退，直至钻孔注浆完成 ⑥、钻孔按先外圈，后内圈，先下部后上部的顺序进行外圈孔，可先钻底层孔，之后钻上层孔，内圈钻孔与外圈孔一样先下后上后序孔可检查前序孔的注浆效果逐步加密注浆一方面可根据钻孔的情况，调整注浆参数；另一方面如果钻孔情况证明注浆效果已达到设计要求，即可进行下一圈孔的钻进，减少钻孔的工作量，加快施工进度 （3）注浆 注浆的原则是：先填充注浆、后高压劈裂注浆、再渗透注浆 正式注浆前，先进行注浆试验，以掌握浆液填充率、注浆量、浆液配比、浆液凝结时间、浆液的扩散半径、注浆终压等参数，为后续注浆提供科学依据，确保注浆质量 ①①、分段前进式注浆 分段前进式注浆工艺是针对岩层破碎成孔困难，涌水量很大等特殊地质条件下的一种可行性较高的注浆技术，遇水即注浆，再扫孔，再注浆，直至设计孔深。

②②、浆液配制 a、单液水泥浆 先在搅拌机内放入定量清水进行搅拌，然后放入水泥，连续搅拌3分钟即可 b、双液浆 水泥浆的配制同上，水玻璃浆的配制方法是先在搅拌桶内放入浓水玻璃，然后再加入清水，加水的同时不断的搅拌在配制过程中采用玻美剂测试水玻璃的浓度，直至 达到设计要求的浓度为止两种浆液通过注浆机在混合器处混合后进入地层水泥—水玻璃双液浆中水泥浆越浓，水泥浆与水玻璃浆的比值越大，则凝胶时间越短，一般在几秒到数分钟；若要缩短或增长凝胶时间，可加入速凝剂或缓凝剂，可调范围十几秒至几十分钟 c、TGRM特种灌浆材料 先在机内放入定量清水进行搅拌，然后放入定量的TGRM特种灌浆材料，搅拌时间不少于3min，要求制浆机的搅拌速度在120~360 r/min之间 水灰比要严格控制在0.38~0.42之间 d、制浆注意事项 为保证浆液质量，配料时制浆材料必须计量准确，水泥、缓凝剂、速凝剂等固体材料采用重量称量法，水、水玻璃采用体积称量法，其中水、水泥、水玻璃称量误差不应大于5%，外加剂称量误差不应大于1%。

 严格按顺序加料，有外加剂的浆液中，外加剂未完全溶解，不得加入水泥，搅拌时不得将绳头、纸片等杂物带入搅拌机内，搅拌后的浆液必须经筛网过滤后方可进入注浆机搅拌时间不得少于3min，以免浆液搅拌不匀掺有速凝剂的水泥浆必须在30分钟内用完 TGRM特种浆液，制浆量应保证注浆机能连续作业，进入贮浆桶内的浆液要适当搅拌，浆液在贮浆桶内的存留时间不应大于10min ③③、注浆采取措施和方法 a、对于围岩较好，涌水压力较小的注浆孔，可采用止浆塞放入孔中直接进行注浆孔深大于8m的钻孔，注双液浆时应考虑分段注入对于岩层较差成孔困难或水压力较大的注浆孔，可将注浆芯管焊在法兰盘上，再安装在孔口管法兰盘上，进行注浆 b、由于岩石破碎或因涌水量过大，不能一次成孔时，设置孔口管并采用分段前进式注浆，在该注浆段完成注浆后，扫孔钻进至下一段，然后注浆如此往复，直到设计深度 c、注浆压力的控制 开泵前旋转压力调节旋钮将油压调在要求的表刻度上，随注浆阻力的增大，泵压随之升高，当达到调定值时，自动停机 对于不能预先设定压力值的注浆，在压力达到预定值时，要打开泄浆阀减压。

d、注浆泵流量的控制 注浆泵流量大小通过调整注浆机的运行速度来控制 e、凝胶时间的控制 通过变换水泥浆和水玻璃的浓度以及水泥浆与水玻璃的比例，均可以调整双液浆的凝胶时间，为保证胶凝时间的准确，每变换一次浓度或配比时，需要取样实配，并测定其凝胶时间；同时在泄浆口接混合后测定实注双液浆的凝胶时间，避免异常情况发生 f、注浆方法： 单孔开孔后应先注单液水泥浆，注浆时存在以下情况： 如果注浆开始后，注浆压力上升很快，达到3MPa以上时，其原因可能是岩体裂隙较小，进浆较慢，可改用进浆量小的注浆泵，连续注单液水泥浆直至封孔 如果注浆过程中，注浆压力较低，进浆量很大，且长时间压力不上升时，则先注水泥单液浆6～8小时，间歇注浆，然后间歇注水泥－水玻璃双液浆，直至注浆压力上升至4MPa以上即封孔，但停注时间不能超过浆液凝胶时间；或者注单液浆时在浆液里掺入一定量的速凝剂（按配合比：浆液凝胶时间在30分钟以上），直至压力升高至4MPa以上即封孔 七、突水突泥质量管理控制措施 1、各铁路局和建设单位、施工单位、监理单位以及质量安全监督部门要加大隧道施工安全整治工作力度，加强现场施工安全管理，集中解决施工安全保证体系和规章制度不健全，责任不落实、安全措施不到位、安全培训走过场、违章作业严重等问题，特别要加大隐患排查治理力度。

对查出的安全隐患必须立即组织整改，有效防范、遏制施工安全事故的发生各级安全监管部门要加强对铁路施工安全的属地监管，会同铁路、建设等主管部门，加强对铁路施工安全的监督检查，尤其是复杂地质条件地区的铁路隧道施工现场的安全检查，严格执法，促进各方严格落实铁路施工建设安全生产主体责任，切实做好安全生产工作 2、各建设单位要立即开展隧道施工专项安全大检查重点是对岩溶、反坡施工、有水隧道施工安全情况进行全面、细致、深入地检查，及时发现和解决问题特别是针对高风险隧道的多断面掘进作业，必须在保证排水畅通的前提下，方可向易发突水突泥风险的方向掘进，确保施工安全否则，应立即停工整改 3、各设计单位要对隧道工程，特别是岩溶隧道工程高风险地段设计，应提出明确具体的设计要求，加强对施工安全的技术指导要对岩溶隧道进行一次设计复查，补充完善和落实安全措施对地质复杂隧道要加强现场技术交底、指导和配合工作，及时处理各类变更设计，加强技术服务各参建单位在设计、施工中，必须严格执行《铁路隧道设计规范》、《铁路隧道施工规范》、《铁路隧道工程施工质量验收标准》和《铁路隧道施工安全技术规程》等规范、规程，严格作业程序，严格安全管理，落实安全措施，并配齐监测设备，指定专人负责检测。

 4、各施工单位要强化隧道现场组织管理，提高标准化作业水平要科学合理编制施工组织和技术方案，制定并落实安全保证措施要合理配置资源，保证设备配套、人员配齐，强化监测监控和巡查工作施工单位隧道施工作业人员必须经过岗前培训，特种作业人员必须持证上岗 5、各参建单位要加强隧道超前地质预报、判释工作对复杂地质隧道施工，要把超前地质预测预报作为必施工序纳入到作业循环当中，并贯穿整个施工过程要根据不同类型的地质问题和施工地质分级，选择不同方法和手段，严格按照规范要求，开展超前地质预报，做到有疑必探、有水（泥）必治、强化探测、先探后掘尤其是岩溶隧道，要引进专业队伍，提高探测和预报水平要加强对岩溶隧道监测，发现重大事故隐患和地质异常情况，必须认真分析，科学判断，及时采取有效的工程安全技术防范措施 6、各施工单位要加强隧道围岩量测和综合分析，坚持把围岩量测纳入工序管理，通过量测及对围岩变形段和变型速率的量测，分析其变形趋势，为调整支护参数提供充分依据，确保初期支护方案的安全可靠 7、加强隧道施工应急管理工作对隧道施工可能发生的突水突泥、坍塌和有害气体窒息等事故，要有针对性地制定应急救援预案，配备必要的逃生和自救设施及装备。

反坡、有水隧道要有充足的防排水设备和有效的安全保障措施要加强应急救援培训和演练，提高作业人员的避险、逃灾和自救互救能力要建立健全隧道监测、预警和指挥系统，提高应对事故灾难的能力八、突水突泥安全施工设计1、在施工过程中，严格按照“探明一米，掘进一米，不探不掘”的施工总原则开挖时，按照“管超前、严注浆、短进尺、早封密、勤量测”的原测施工2、建立健全安全管理体系，加强施工人员培训和施工安全管理 (1) 每月定期组织操作人员进行安全培训学习；与当地公安机关联系进行爆破员和安全员培训学习 (2) 班前进行安全讲话；每月由项目部主要领导牵头组织相关部门对全线进行一次安全检查；并召开生产计划会，同时布置落实安全保证措施；加强过程控制，项目部多现场施工进行检查3、在施工过程中，值班领导、安全员、技术员和工班长全程跟踪检查，发生问题及时解决4、加强交接班登记制度和进出洞等级制度，加强规范化管理5、建立安全质量长效机制，每月制定时间项目部对进出口仰拱跟进距离进行考核6、根据每循环做系统锚杆时施钻情况进行判断，对开挖轮廓线以外围岩的判断，如有钻进速度较快或有水，将系统锚杆改为系统锚管进行注浆加固，或局部留作排水孔，同时将锚管长度调整4.5米。

7、掌子面有水出漏成股状、有承压现象或掌子面围岩出现1/3断面为全风化且有水时，必须停止掌子面施工并对掌子面进行封闭施做地质钻，探明前方围岩情况以便做出正确的施工方案及支护参数的调整8、由于出口是返坡排水，要加强抽水设备的配备，根据前期发生涌水时的最大涌水量的2倍进行配备抽水设备9、在施工过程中，严格按照规范要求，在施工现场配好救生管和救生圈等救生设备感感谢谢观观看看Thank you!。