【正文】 大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文 2 狀泥巖夾泥灰?guī)r，底部的黃綠色水云母粘土巖與下伏地層分界，整合接觸，厚 17m，屬Ⅳ級軟石。本區(qū)氣候溫和，具有春雨、夏旱、秋綿、冬干的特點，多年平 均氣溫 ℃，最高溫度 ℃，最低氣溫 ℃。主要發(fā)育毛壩向斜、桐麻嶺背斜及伴生斷裂、向斜區(qū)內(nèi)發(fā)育較多橫張斷裂。地貌形態(tài)明顯受構(gòu)造和巖性控制，具帶狀展布特征，以褶皺構(gòu)造為骨架，形成北北東向山脈和縱向河谷相間。多年平均降水量 ，且分布不均勻，主要集中在 8 四個月，占年降雨量的 %，各月降雨量、氣候的垂直分帶較明顯，隨海拔高度的增加年平均氣溫降低、雨量增加。該段在走向上分布不穩(wěn)定，在向斜東翼杉木坳至茨竹壩變薄至尖滅。巖性由上至下分別為：灰、黃色中厚層狀灰?guī)r，黃綠、紫紅色泥巖，底部為厚 灰白色厚層狀細粒石英巖狀砂巖。 ④高臺組（∈ 2g）：零星出露于背斜軸部，本區(qū)內(nèi)未見底，巖性為灰色中厚層狀白云巖，屬 V 級次堅石。該段正常涌水量 55000m3/d，最大涌水量 83000m3/d，特大暴雨之后，可達 20xx00m3/d。 淺部（ 75m 以上）巖溶發(fā)育以溶蝕裂隙及蜂竄狀溶孔為主。 DK360+675～ 362+530 地段屬桐麻嶺背斜核部東部及東翼寒武系高臺組（∈ 2g）、平井組（∈ 2p）、耿家店組（∈ 3g）、毛田組（∈ 3m）及下奧陶（ O1n+f+h）以白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r為主地層 的地段，其預(yù)測正常涌水量為 12100m3/d，最大涌水量為 18200m3/d。 日本青函隧道全長 ，海底段長 ，埋深最淺處距海底 100m（此處海水深 140m），共有 10多條大斷層和 1000 多條小斷層，大斷層的影響大，近斷層處的破碎帶海水易灌入，施工過程中曾遇到四次大的突水、涌泥。地下水大量流失，造成隧道底部鄱漿冒泥，拱墻滲漏水，地表出現(xiàn)多處陷坑，給隧道周圍 環(huán)境帶來了不利影響，為此 1990 年鐵道部專門組織成立了“大瑤山隧道治水技術(shù)攻關(guān)組”，采取了地表注漿加固等技術(shù)措施進行處理，雖然取得了一定效果，但仍未達到根治地下水的目的，為些， 20xx 年又利用出口及滑石排斜井打排水平洞放水，取得了較好的效果，但由于種種原因，排水平洞未達到F9斷層，因此洞內(nèi)涌水、涌砂影響行車問題能否徹底解決還有待于進一步研究與觀察。注漿經(jīng)過二百年的發(fā)展，由開始的單液注漿發(fā)展到多液注入；漿材由粘土類發(fā)展到高效無毒易注的化學(xué)類漿；設(shè)備由單一的注漿設(shè)備發(fā)展到勘測、制漿、灌注、記錄、檢查分析配套專用設(shè)備。 注漿方式 注漿方式包括預(yù)注漿和后注漿兩種。 后 注 漿 方案三 ① 一般富水地段； ② 巖體完整，探水孔流水量 2m3/h≤Q＜ 10m3/h，開挖后大面積淌水。 [4][15][16][18] 漿液擴散半徑 根據(jù)堵水要求和注漿加固后的抗水壓要求，結(jié)合圓梁山隧道工程地質(zhì)及水文地質(zhì)特點，注漿材料選擇采用普通水泥 水玻璃雙液漿、普通水泥單液漿、和 TGRM 單液漿三種注漿材料。在注漿工程施工中，除第一循環(huán)止?jié){巖墻采用模筑砼施工外，其它循環(huán)段止?jié){巖墻主要由噴射砼層（或模筑砼層） +上一注漿循環(huán)余留止?jié){墻共同組成。 LD )~(? 式中： D —— 止?jié){墻厚度（ m）； L —— 注漿段長度（ m）。在該注漿設(shè)計中，針對鉆孔 注漿盲區(qū)，應(yīng)在長管注漿完成后，應(yīng)每開挖 2m，采取超前小導(dǎo)管進行補充注漿，以提高注漿施工質(zhì)量，確保開挖施工安全。根據(jù)圍巖狀況，當(dāng)圍巖條件較好時，可不安設(shè)注漿小導(dǎo)管，直接采用 TSS 止?jié){系統(tǒng)進行注漿施工；當(dāng)圍巖條件較差時，應(yīng)進行注漿小導(dǎo)管的安設(shè)，利用注漿小導(dǎo)管進行注漿施工，加固圍巖，以達到抗水壓要求。注漿段長度 30m，注漿施工采用水囊式止?jié){塞進行后退式分段山東科技 大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文 19 注漿，若地層圍巖較差，出現(xiàn)返漿現(xiàn)象嚴重時，可采用袖閥管后退式分段注漿工藝進行注漿施工。 正洞超前預(yù)注漿（ B =8m） 注漿孔布設(shè)參數(shù)表 表 7 注漿 孔號 開孔坐標 終孔坐標 偏角 （度） 立角 （度） 孔深 （ m） X0(cm) Y0(cm) X(cm) Y(cm) 1 0 0 0 2 4 3 650 4 5 13 6 320 4 7 0 0 15 0 山東科技 大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文 22 8 4 9 8 10 11 270 670 13 12 1290 13 0 0 1336 0 14 1290 15 270 670 13 16 17 8 18 4 19 0 0 15 0 20 320 4 21 13 22 23 650 24 4 25 0 0 0 26 970 27 28 204 29 890 30 341 0 0 0 31 300 12 32 600 33 34 985 35 0 0 0 36 985 37 38 600 39 300 12 40 341 0 0 0 41 890 42 204 43 44 970 45 0 0 818 0 46 7 47 160 48 229 49 182 山東科技 大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文 23 50 194 640 510 6 51 355 737 4 52 0 0 818 0 53 355 737 4 54 194 640 510 6 55 182 56 229 57 160 58 7 59 0 0 0 5 60 101 61 85 62 63 64 0 0 600 0 65 66 67 85 68 101 69 0 0 0 1 70 0 0 0 0 0 0 71 72 （ 3）徑向注漿（ B =5m） 正洞徑向注漿是在正洞開挖完成后，沿開挖輪廓線徑向環(huán)向布設(shè)φ 90 注漿鉆孔。 山東科技 大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文 24 ①正洞 ②正洞加固范圍①② 注漿孔橫斷面布設(shè)圖 注漿孔縱剖面布設(shè)圖 圖 7 正洞徑向注漿（ B =5m）注漿設(shè)計圖 下導(dǎo)坑 注漿設(shè)計 為保證圓梁山隧道的開挖施工進度，確保工期的順利完成，在該工程施工中采取了下導(dǎo)坑超前開挖方案，然后進行正洞大斷面的擴挖施工。 XY內(nèi)軌頂面YX12123413141611109 158 76 5 注漿孔橫斷面布設(shè)圖 注漿孔終孔交圈圖 注漿孔縱剖面布設(shè)圖 山東科技 大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文 27 圖 9 下導(dǎo)坑超前預(yù)注漿（ B =3m）注漿設(shè)計圖 下導(dǎo)坑超前預(yù)注漿（ B =3m）采用 MKD5S 鉆機成孔，開孔直徑φ 130mm，開孔深度 2m，開孔完成后安設(shè)φ 108mm 孔口管，之后，采用φ 90mm 鉆頭進行鉆孔，若地層破碎，可采取前進式分段注漿工藝進行注漿施工，否則，可采取后退式分段注漿工藝進行注漿施工。2239。101039。181839。32139。1239。 1②①③YX 注漿孔橫斷面布設(shè)圖 300 注漿孔縱剖面布設(shè)圖 圖 11 下導(dǎo)坑徑向注漿（ B =8m）注漿設(shè)計圖 下導(dǎo)坑徑向注漿（ B =5m） 注漿孔布設(shè)參數(shù)表 表 11 注漿 孔號 開孔坐標 終孔坐標 偏角 （度） 立角 （度） 孔深 （ m） X0(cm) Y0(cm) X(cm) Y(cm) 1 0 480 1739 2 山東科技 大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文 31 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 1＇ 2＇ 3＇ 4＇ 5＇ 6＇ 7＇ 8＇ 9＇ 10＇ 11＇ 12＇ 13＇ 14＇ 15＇ 16＇ 17＇ 18＇ 19＇ 注漿設(shè) 計 隧道出口段 DK358+900～ DK362+530 穿越桐麻嶺背斜段，注漿堵水主要解決溶洞涌水和裂隙出水兩種出水情況。 針對第二種情況即在開挖過程中遇到的巖溶管道涌泥涌水，一般在出水口附近鉆2～ 4 個分流孔以減少流量和水壓，當(dāng)涌水量及壓力較大時，應(yīng)視具體情況再增設(shè) l～ 2個分流孔，分流孔在一定深度內(nèi) (3～ l0m)與溶洞或溶隙交匯。而當(dāng)掌子面前方?jīng)]有含水構(gòu)造時，由掌子面到其后一定距離內(nèi)所測的紅外輻射場場值均為正常場值，為一常數(shù)，其數(shù)據(jù)曲線表現(xiàn)為一近似直線。 TSP202 超前地質(zhì)預(yù)報 具有以下特點： （ 1） 適用范圍 廣。 （ 4）提交資料及時。 （ 2） PDK354+099～ +155 段有多條明顯的較為雜亂的反射信號，巖體完整性差，節(jié)理裂隙發(fā)育，富含地下水。 探1 探3探2 探4探4探1 探3探2 橫斷面布設(shè)圖 縱剖面布設(shè)圖 圖 16 平導(dǎo)超前探水孔設(shè)計圖 平導(dǎo)超前探水孔布設(shè)參數(shù)表 表 12 序號 編號 開孔坐標 (mm) 終孔坐標 (mm) 角度 (度 ) 鉆孔深度 (m) X0 Y0 X Y 偏角 立角 1 探 1 124 214 2 探 2 247 0 342 0 0 3 探 3 247 0 342 0 0 4 探 4 124 214 現(xiàn)場應(yīng)用實例 （ 1）探孔前掌子面狀況 20xx131，在 PDK354+～ + 段施作超前地質(zhì)探孔前，掌子面拱頂偏左側(cè)有一豎向張裂隙，裂隙自拱部開始向下延伸 30～ 50cm長，寬度 2～ 4cm，斷裂處流水量為 10m3/h，掌子面其余部位均表現(xiàn)為無水，巖性為灰?guī)r。鉆進過程表明巖體結(jié)構(gòu)較完整，堅硬。根據(jù)地層巖性判斷，該套地層可能處于吳家坪組地層向長興組地層過渡的地段。 TSP 超前 地質(zhì)預(yù)報 ○能有效地反映大型斷層構(gòu)造。 ○費用低。 [19][20][21][22] 受原材料的影響， 可能在施工中普通水泥 水玻璃雙液漿的性能會發(fā)生微小的變化，對于施工應(yīng)用而言，需要進行現(xiàn)場中間試驗，測試注漿材料的凝膠時間，從而根據(jù)機械配制狀況、工人的熟練程度、工藝的要求進行現(xiàn)場注漿材料配比的選擇。 O :1 1: 30 286 200 ″ P O :1 1: 30 286 200 ″ P O :1 1: 30 286 200 ″ P O :1 1: 30 286 200 ″ P O :1 1: 30 286 200 ″ P O 1:1 1: 30 286 200 45 ″ P O 1:1 1: 30 2 500 150 60 ″ P O :1 1: 30 500 150 45 ″ P O 1:1 1: 30 500 150 ″ P O :1 1: 30 500 150 ″ P O 1:1 1: 30 500 150 ″ P O :1 1: 35 500 150 ″ P （ 1）原材料 水泥： P 根據(jù)以上比較，利用其優(yōu)缺點，其三種預(yù)測預(yù)報手段可根據(jù)工程需要選擇采用。 ○占用開挖時間少，基本不影響施工。 超前預(yù)測預(yù)報手段比較表 表 13 預(yù)測手段 優(yōu)點 缺點 山東科技 大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文 39 紅外線